强膨胀泥岩底板少留底煤开采技术探索

张连良　杨小勇　王胜

摘要：本文主要介绍淄博矿业集团亭南煤矿，采用对膨胀泥岩底板巷道落底并铺设混凝土、圆木等作为回采巷道底板，通过对比各类材料的受压情况，最终选用圆木假底替代原巷道底板煤柱，提高煤炭资源回收率。

关键词：底板煤柱；回收率

概述

亭南煤矿三盘区长壁工作面开采区域，一般工作面长度200m，推进长度1600 m左右，工作面两巷留2m底煤，两巷底煤及工作面三角煤将损失煤炭资源约18.5万吨，另外，亭南煤矿开采煤层（4#煤层）为厚煤层，煤层节理裂隙发育，留底煤后，采空区遗煤严重，不利于采空区防火管理，易形成安全隐患。圆木假底替代煤层底板，具有铺设简便、承载程度高、接底效果好的优势，不但回收底煤，提高资源采出率，还有效杜绝采空区遗煤，消除安全隐患。

1、工作面运输顺槽支护设计

试验选择在三盘区东翼采区304工作面运输顺槽、回风顺槽进行，运输顺槽设计宽度6.2 m，高度3.5 m，回风顺槽设计宽度5.2 m，高度3.5 m，两巷均为矩形断面。

试验工作面运输、回风顺槽均沿煤层底板留2米底煤掘进，选择亭南煤矿目前回采巷道普遍应用的支护形式，即锚网索联合支护，基本支护方案所示（以304运输顺槽为例）。

2、假底铺设材料

采用直径不少于180mm-250mm的落叶松圆木（或方木），长度4500mm。

3、圆木假底铺设工艺

（1）铺设前准备工作：提前准备风镐、手镐等落底施工工具及铺底材料。

（2）落底施工：人工落煤→清理煤粉→进入运输胶带运输机、转载机。

（3）铺设施工：在距工作面端头向外30m范围内逐条铺设圆木，然后随着工作面日推进步距为一个循环施工。

4、假底铺设实施方法

（1）超前落底

落底施工分为2次，第一次落底厚度1200mm，长度90米，宽度3500mm。第二次落底厚度300（宽度6000mm）-1500（宽度2300）mm，长度30米，宽度6000，然后随工作面回采，始终保持第一次落底超前二次落底60米。落底后巷道高度满足转载机、超前架组拉移要求。

（2）圆木穿插铺设

落底完毕后，首先在第二次落底30米段按照间距200mm横向铺设圆木，然后随工作面推进按照步距6米一段铺设圆木。圆木铺设要平整，不出现倾斜现象，已防止转载机倾斜，而影响超前支架的拉移。

5、工作面顺槽内积水控制

运输顺槽内转载机电机冷却水、工作面设备冷却水为主要水源，在工作面仰采时采取接设管路排至采空区，俯采时导入水沟自然流出，解决水对落底后底板泥岩的浸透影响。

6、铺设假底后的矿压观测

回采期前，在运输顺槽每隔10米设一组巷道变形观测点，对铺底段及落地段分别进行巷道变形观测。

在回采过程中，矿压观测结果表明：工作面超前落底60米一段，最大顶底板移近量在150mm左右，两帮移近量在200mm左右，该段超前采动影响不明显；二次落地段顶底板移近量在300mm左右，主要是揭露部分泥岩底板后底板鼓起量，两帮移近量在600mm左右，对回采影响不大。

结论

（1）利用圆木假底，能够保证工作面正规循环作业，不会影响生产效率。

（2）两巷落底施工，回风顺槽没有设备影响，运输顺槽落底工艺较复杂。落底、铺底施工较方便。承载程度高、接底效果好。落底施工超前回采工作面，对回采工作面生产没有影响。

（3）落底施工占用人员较多，劳动强度较大，需要改进施工工艺减轻职工劳动强度。

经过实践证明，圆木假底不仅能够有效的回收底煤，提高煤炭回收率，创造利润1280.5万元，而且能有效的减少采空区遗煤，消除安全隐患，在类似条件矿井具有推广应用前景。endprint