局部煤柱下安全采煤技术分析

朱水康+朱斌+张伟+姚显君+张新华

摘要：伴随着经济的发展，社会对各种资源的需求量不断增加，各资源生产企业必须结合实际生产状况，采取现代化的生产科技手段，为满足现代社会的实际需求提供资源保障。煤炭资源是我国发展建设过程中必不可少的资源，煤矿资源的开采受地质条件的影响较大，不可避免地会留下部分煤柱，因此，企业必须结合实际发展状况强化局部煤柱安全采煤技术，为提高企业的整体效益打下坚实的基础。

关键词：局部  煤柱  安全  采煤技术  分析

我国是世界上少有的煤炭资源大国，进入二十一世纪以来，我国重工业取得飞速发展，社会对煤炭资源的需求量不断增加。我国未来满足现实社会的实际需求，不断加大煤矿的开采力度，采煤工艺的先进性与煤矿开采的能力有直接关系。在实际开采过程中，受自然条件的影响，部分区域会留下煤柱，如何安全开采煤柱是我国企业发展过程中必须解决的首要问题。下文从煤柱集中应力的形成着手，对局部煤柱下安全采煤技术做了简要分析

1 煤柱集中应力的形成

我国南北地区地形和地貌存在较大的差异，煤柱位置、尺寸和形状也受地形状况的影响，不同地区的煤柱位置、形状等存在较大的差异，集中应力形成的原因和集中应力的形成程度也不尽相同。煤矿开采过程中常见的煤柱主要为煤炭一侧位置为采空区域;煤柱两侧均为采空区域;煤柱三侧位置被采空或者形成孤岛式煤柱。煤炭会在采空的区域中不断冒落，煤炭以上位置岩石的总体重量和开采过程中形成的压力同时集中在煤柱上，形成集中应力。这时底板的岩石层所承受的静压作用不断增加，随着煤层开采面积的扩大，煤柱的集中应力开始发生变化，岩石四周的应力又将重新分布。

2 煤柱下采煤矿压显现规律

煤柱下采煤矿压显现规律主要表现为以下内容：第一，煤柱下开采不仅要承受煤柱以上岩石所附加的压力，还要承受煤柱自身形成的集中应力，在实际开采过程中还需要承受开采前的压力，这三种外加力同时作用于煤柱时，煤柱开采工作难度明显提高;第二，如果煤柱的宽度超过了六十米，实际开采工作面在开采三十米左右后，集中应力会逐渐削弱，在离开煤柱三十米前，集中应力又会逐渐增强;第三，如果煤层煤柱位于裂隙带内，实际开采过程中，煤柱和上覆岩石上的裂缝同时形成，随着开采范围的增加，岩层的裂缝会逐渐增大;第四，煤柱的种类非常多，随着煤柱集中应力范围的缩小，工作面开采的压力也会随之降低，应力和压力同时作用下开采的程度有三种，既：弱——强——弱、弱——强——弱——强——弱以及弱——强——强——弱;第五，煤柱的类型和集中应力的程度与应力应该能够扩散角有直接关系;第六，如果工作面出现断层、背斜构造记忆裂隙发育等问题，煤柱集中应力的传递和扩散也会受到严重影响。

3 局部煤柱下安全采煤技术分析

伴随着经济的发展，生活水平不断提高，社会对各行业的发展提出了更高的要求，为了满足现代社会的实际需求，煤矿开采过程中必须坚持“以人为本”的原则，在提高开采安全性的同时，为煤矿开采工作人员提供生命安全和财产安全保障。局部煤柱下安全采煤技术分析是为煤炭行业的快速发展提供动力保障，实际开采过程中应该注重以下开采要求。

3.1 保持合理的柱距 局部煤柱开采受诸多因素的影响，开采过程中任何环节出现问题将严重降低开采的效益。因此，开采工作人员应该合理控制煤柱之间的距离，通常情况下，煤柱之间的距离应该控制在0.37m左右才能满足煤柱支护的强度需求，在增加支护密度的同时，进一步提高煤柱支护的强度。另外，煤柱下开采人员还可以在煤柱之间设置0.8m左右的钢梁，钢梁的形状有严格的控制，为进一步简化开采的难度，施工人员应该将钢梁与贴帮柱连接在一起，通过联合使用提高开采的效益。

煤柱开采过程中，工作人员还应该每隔1.5m左右的位置假设一架钢梁，保持一梁两柱的状态，在两架钢梁之间的位置支设2根或者2根以上的贴帮柱，在满足开采支护强度要求的同时，为机道顶板的正常运行提供安全保障。

3.2 留顶煤开采 局部煤柱下安全开采过程中还可以综合使用留顶煤开采，该方法在实际使用过程中具有良好的效益。部分煤柱开采过程中直接顶质量指数不符合实际开采要求，在煤柱集中应力的作用下，直接顶受外力作用很容易发生破碎问题，机道冒顶问题严重。采用留顶煤开采方法之后，在增加煤顶可塑性的同时，还能在支架与顶板之间起到一定的缓冲作用，对防治直接顶破碎有重要的作用;另外，留顶煤对煤柱下开采工作还具有粘结煤壁的积极作用，在防治煤壁片帮问题的同时，还能有效提高煤柱下安全采煤的效益。

3.3 加强定线抬棚的使用质量 为提高煤柱下安全采煤的实际效益，还必须加强定线抬棚的使用质量。抬棚在工作面中具有良好的支护作用，要想加强定线抬棚的使用质量，要求工作人员将抬棚规定的50kN提高至90kN，这样不仅可以提高支护强度，还能减少顶板的沉降问题，进而减少机道顶板发生剪切破坏。

4 结束语

总之，局部煤柱下安全采煤技术分析对提高煤炭企业的经济效益有直接关系。煤炭企业应该在明确煤柱集中应力的形成的前提下，了解煤柱下采煤矿压显现规律，最后对局部煤柱下安全采煤技术进行准确分析，为提高我国煤炭开采的效益打下坚实的基础。

参考文献：

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