论文《资源枯竭矿井大巷煤柱回收探讨》-仁创编译转载

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　　摘要：阳泉市南煤集团南庄公司1952年建矿，现已资源枯竭。2018年公司与河南理工大学合作开展了八采区煤柱回收方案并通过了阳煤集团的评审。8836工作面西段2019年9月开始掘进，同年6月开始初采，10月底完成了回采，现对工作面回采过程中存在的问题和经验总结如下，以供借鉴参考。

　　关键词：煤柱回收;资源枯竭;煤炭;矿井;工作面

　　1工作面基本情况

　　1.8836回收煤柱工作面西段顺槽长297m，采长130m，运输巷在距原工作面停采线≥20m的间距沿煤层底板布置;回风巷利用原八采区回风巷，沿煤层顶板布置;辅助进风巷Ⅰ利用原八采区轨道巷，轨道巷六联通以西沿煤层顶板布置，以东沿煤层底板布置;辅助进风巷Ⅱ利用原八采区猴车巷，沿煤层顶板布置。

　　1.1巷道断面及支护情况

　　运输巷：断面为矩形，规格为4.6×2.9m，采用锚索、金属网联合支护。出煤系统巷断面支护形式与其相同。回风巷：原采区回风巷，断面为矩形，整扩巷后≥9m2，支护采用锚索、金属网联合支护。切眼：断面为矩形，规格为7.5×2.9m，支护采用锚索、金属网联合支护。

　　1.2通风抽采方式

　　通风方式为三进一回，即：一回是原采区回风巷作为工作面回风巷;三进是新掘的工作面运输巷、原采区轨道巷和猴车巷。利用原12#煤采区大巷作为高抽巷闭墙插管抽采15#煤邻近层和采空区瓦斯。

　　1.3采煤工艺及设备

　　采用长壁式综采放顶煤工艺，配套设备为ZF5400—17/30型综采低位放顶煤液压支架、MG300/700—QWD型采煤机、SGZ-764/630型刮板输送机，SZZ—764/200型刮板转载输送机，DSJ—100/100/2×160型胶带输送机。1.4空巷情况8836工作面西段共有空巷13条，其中：上部空巷9条，底部空巷4条。穿层空巷，斜巷、平行的。1.5开采情况8836工作面西段2019年6月初开始回采，可采长度297m，采长130m，地质储量约33.9万吨。同年10月底结束回采，采出煤量29万吨，回采率达85.5%。

　　2生产组织中存在的问题及解决措施

　　2.1掘进方面

　　存在的问题：(1)8836西段运输巷掘进，由于巷道紧邻采空区，煤体破碎严重，采空侧煤帮钻眼后塌孔严重，支护锚药穿不进、锚索预紧力达不到设计值等现象。(2)受采动影响割煤后最高冒顶至煤层顶板，原顺槽贯通段巷道沿煤层顶板布置，导致约200m巷道超高，最高处约5.5m，支护量大，维护困难。(3)巷道掘进过程中需要频繁的与原工作面进回风巷贯通，需拆处原巷道的闭墙、整巷和排瓦斯。采取的措施：(1)对煤体破碎严重段的巷道进行超前注浆，更换麻花钻杆等措施解决了塌孔穿锚药、冒顶后降顶困难等问题。(2)提前预报前方空巷情况，拆除对应的闭墙整巷和排瓦斯，对透口周围的巷道进行补强，缩短贯通空巷时间。

　　2.2回采方面

　　存在的问题：(1)8836工作面西段进、回风顺槽局部巷道超高，超前支护采用单体柱配∏型梁，上方构木与巷道顶板接实，但单体柱初撑力不达标，回采期间巷道变形严重，端头落山侧单体柱回收困难。(2)回采期间穿层、上层、斜交和垂直空巷以及煤仓、通风立眼经过充填、下方维护等措施后对生产影响较小，但通过与工作面平行空巷时，煤壁滚帮流渣严重，空巷内锚杆锚索、金属网等清理难度大。(3)进风顺槽超前50m范围内巷道变形严重，巷宽不能满足超前支护的支设距离要求，较多π型梁和单体柱损坏，进风端头到转载溜机头段常出现行人不畅现象。采取的措施：(1)抽调专人每天早班对超高巷道段采用罗架木构顶，成立专业组班对回采影响较大的辅助进风巷Ⅰ的支护进行退锚，交接班前后对工作面内、采煤机滚筒上缠绕的支护材料进行清理。(2)提前对空巷进行补强支护和注浆加固，割煤时根据现场情况采用带压移架和超前移架等措施，减少了过空巷期间的滚帮和顶板流渣等现象发生的次数。(3)对不能满足行人和超前支设要求的巷道安排专门的队伍进行扩邦起底，保证人行通道和支护符合要求。

　　2.3机电设备方面

　　存在的问题(1)初采期间经验不足，对设备可能出现的故障预想不到位，备品备件准备不充分。(2)生产队组对设备日常的检修维护保养不到位，设备停机次数多。采取的措施：(1)公司积极与阳煤设备管理中心协调沟通，保证回采设备的备品备件及时到位。(2)队组每班加强对机电设备的维护保养，保证机电设备的正常运转。

　　2.4一通三防方面

　　存在的问题(1)8836工作面空巷多，运输巷掘进与空巷贯通前，需要提前拆除闭墙排放瓦斯，贯通后重新封闭空巷、加固永久闭墙，部分空巷受矿压影响已底鼓顶压和帮挤现象严重，造成通风瓦斯管理和闭墙封闭施工困难。(2)采用三进一回的通风方式，加之工作面空巷、材料巷与回风巷联络巷受矿压影响，通风设施变形严重、漏风较多，通风管理困难。(3)工作面为孤岛面，煤体疏松孔隙率较大、采空区留有三角遗煤等实际情况，存在煤层自燃发火的隐患。(4)由于8836工作面辅助进风巷Ⅰ及工作面回风巷巷道压力大、断面小，不具备煤层注水钻孔的施工条件，对防尘工作造成了困难。(5)8836工作面上部为12#煤原采区大巷，本煤层瓦斯含量低，瓦斯主要来源为上邻近层，瓦斯治理是重中之重。(6)8836煤柱回收区域巷道纵横交错、上下重叠，工作面在推进期间，需要通过多条空巷，通风瓦斯管理难度极大。采取的措施：(1)为实现快速高效、安全封闭空巷的目的，对封闭工艺进行了创新改进，掘进过程中，巷道采空侧闭墙采用化学充填材料和快速喷涂材料进行密闭，角联巷道两段采用木板墙加快速喷涂材料进行封闭，在保证封闭效果和韧性同时节省了人员和施工时间。(2)在8836工作面辅助进风巷Ⅰ、Ⅱ里增设多道通风设置，及时维护受损的通风设施，减少漏风。(3)针对孤岛工作面煤层易自燃发火的现状，制定了专项防灭火设计方案，采用预测预报、减风堵漏、注氮惰化、采空区注浆等综合措施，保证了回采期间防灭火安全。(4)为做到最大限度使煤层湿润的原则，将煤层注水方案改为短壁注水的方式，通过在煤壁垂直施工上下交替的短钻孔进行动压注水，起到湿润煤层防尘降尘的效果。(5)按照“一面一策”的瓦斯治理要求，制定了8836工作面抽放设计，高抽系统利用上邻近层12#煤采区大巷埋管抽放，采用交错跨步式进行，分阶段在12#煤大巷中构筑系统闭墙，通过预留在闭墙上的瓦斯管抽放12#煤西部区域，使瓦斯上行，以达到抽放工作面上邻近层瓦斯的目的。(6)为保证大巷煤柱回收安全推进，将推进期间所通过的空巷进行编号管理，并根据实际情况提前制定过空巷通风瓦斯管理专项措施，保证了过空巷期间的通风瓦斯安全。

　　2.5地测防治水方面

　　存在的问题：(1)受动压影响巷道变形速度快，变形量大，测量中腰线经常发生位移。工作面受矿压影响严重，最大处约1m，影响地质预报的准确性。(2)回采期间要通过原工作面系统巷，层位不一，受矿压影响变形严重，有的甚至完全垮塌，预报和实际揭露距离经常有误差。(3)工作面空巷多且均采用锚网支护，对顶煤回收率有较大影响，加之回风巷沿煤层顶板布置，回采期间会丢三角煤，工作面回收率影响较大。采取的措施：(1)测量人员严格执行测量规程，增加对巷道中腰线的复测次数，及时调整中腰线，保证了巷道按设计要求贯通。(2)地测防治水人员根据已掌握的资料深入现场察看对比，掌握了一定的规律，提高了地测防治水预测预报的准确性。(3)安排专门的队伍负责回风巷的起底工作，有效减少了三角煤的损失量，提前拆除原巷道的锚网支护提高了顶煤回收率，由原设计的60%提高到80%。

　　3结语

　　回收煤柱工作面能够有效的提高资源回收率，但在作业过程中过空巷较多，巷道变形严重和多种地质因素影响，要做到安全生产，主要考虑以下几个方面：(1)设计时要充分考虑矿山压力对工作面的影响，两顺槽均处于采空区，巷道变形量较大，需在掘进过程中对顺槽煤壁进行注浆加固，同时要尽量做到系统简单，不要为多回收煤柱而频繁调整工作面宽度。(2)在满足生产的条件下，尽可能采用远距离供电、供液，并使用规格尺寸比较小的运输设备，保证巷道变形后人行通道的畅通。(3)原工作面铺设的轨道、管路等要全部回收，否则会造成机组，煤溜无法通过，需要停产清理，难度较大。

　　参考文献：

　　[1]《煤矿安全规程》(2016版)

　　[2]阳南煤政字〔2019〕201号文件《南煤集团关于进一步规范采煤工作面超前支护管理的通知》.

　　作者：马治山 单位：阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司南庄公司

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