中泰矿业复杂地质块段煤柱回采技术的应用

王洋

（河南能源鹤煤公司中泰矿业，河南鹤壁 458030）

中泰矿业复杂地质块段煤柱回采技术的应用

王洋

（河南能源鹤煤公司中泰矿业，河南鹤壁 458030）

回收边角煤柱是衰老矿井缓解生产接替紧张、延长矿井服务年限的有效途径。近年来不少老矿井都在尝试回采残留煤柱，并取得了不少经验，具有重要的经济价值。中泰矿业自2011年以来，为了缓解生产接替紧张、提高矿井回采率，延长矿井服务年限，陆续对矿井边角、残留煤柱进行开采，在煤柱工作面回采工艺的选择、巷道布置、回采技术等关键环节进行了有效的尝试，达到了争产、争效的目的，并取得了良好的经济效果，对相似条件下矿井残留煤柱开采具有较高的推广价值。

残留煤柱 复杂地质条件 回采技术

煤炭资源是国家的宝贵财富，是不可再生资源，合理开采、利用煤炭资源是我国煤炭工业的一项重要原则，是走可持续发展之路的一项重要举措。目前我国许多矿井进入衰老期后，在长期的开采过程中形成了大量的残煤资源，这些残煤资源由于赋存条件变化多，开采技术难度大，安全性差，无法进行正规工作面布置，与正常开采相比有很大差异，而矿井可正规开采的可采储量资源枯竭，面临无煤可采的窘境。 鹤壁中泰矿业有限公司于1958年建井生产，开采煤层为二叠系山西组二1煤层，平均煤厚8m。由于矿井二水平煤炭资源渐趋枯竭，为缓解采掘接替紧张局面，需对边角煤柱进行回采，通过对2603（图1）综放煤柱工作面的开采实践，初步摸索出了在复杂的地质条件、不规则的煤柱块段煤柱工作面的开采技术经验，并取得了良好的经济效果。

2603块段属典型的不规则孤岛煤柱，四周存在综放、炮放及水采共七个工作面采空区，存在老巷25条，8条落差2～5m的断层，受现场地质条件限制，回采初期工作面下顺槽高、上顺槽低，且上顺槽落后下顺槽18m，另在回采中期需要对接工作面一次，切眼长度由110m增至200m，对接后及时进行大比例调斜，在回采至后期时，工作面长度逐渐缩短至150m，需拆除支架38台，回采条件极其复杂。

由于煤柱工作面形状不规则，要确保安全生产，在工作面回采期间，需综合应用多项回采技术。

1 工作面调斜技术

（1）根据工作面实际情况， 选择实中心或虚中心的调斜方法，确定合理的调斜比例，利用工作面采煤机、前部输送机及支架来控制工作面每次割煤的进度。同时要经常关注工作面上窜下滑情况，及时调整调斜比例，控制好超前量。（2）工作面调斜期间，坚持按线移架、推槽，验收员严把质量关，保持工作面“三直、一平”，要及时带架，避免出现挤架、咬架。（3）工作面调斜期间，在移架过程中可利用支架的侧护板和单体柱辅助人工调架，降低支架与煤壁的夹角。使用单体调架时，柱头应顶在支架中梁前部孔隙内、柱根支在相邻支架底座前并贴紧支架底座，防止柱根滑动，单体注液时要采取远距离送液的方式，同时单体拴好防倒（崩）绳，操作人员必须躲在前立柱后方的安全区域，防止调架单体翻倒、脱落伤人。（4）工作面调斜期间，应加强工作面顶板管理，若发现空顶超过300mm的，架前片帮超过340mm 时，应及时超前移架、打设贴帮柱，若顶板破碎，应及时挑料护顶，铺设金属网。在挑料护顶时，必须严格执行“敲帮问顶”制度，并将工作面运输机停电闭锁。

2 工作面无缝对接技术（图2）

（1）工作面对接前，积极研究、讨论对接方案，精心组织，提前处理影响对接工作的一切问题，并加强职工的宣传教育工作，统一思想。负责对接工作的技术人员充分利用班前班后会对职工进行讲解，把对接的重点仔细讲解，在现场指导验收员进行测量，确保对接工作的精准进行。

（2）工作面推进距对接位置50m处，要求每班进行1次定点测量，测量支架前探梁、立柱和尾梁与料巷中线的距离，提前预测支架走向，根据现场实际情况合理调整进尺和调斜度，及时掌握每天支架的上窜下滑变化特征，结合对接的位置及剩余距离及时进行调整，把工作面与外对接巷的偏差控制在最小范围。

（3）工作面推进距对接位置15m处，提前接通对接巷内支架的进回液管，使支架正常供液，对支架进行补液和检修，确保所有支架能安全正常使用。距对接位置12m时，在原切眼上端头两架顶部上双层菱形网，并每隔1m上一根Φ18cm×2.8m的木料，并在上顺槽尾巷处盘打2个实木垛，便于对接期间调整支架，在打木垛前切顶线位置垛打双层煤袋墙，防止对接期间瓦斯超限，为对接工作创造良好条件。

（4）工作面推进至对接位置后，开始进行对接工作，先拆除原眼前后部运输机机尾电机、减速机和连接槽，恢复后部刮板运输机运转，将待并支架复位，后恢复前部运输机运转。对接期间施工人员必须做好自保和互保工作，施工前认真检查其位置是否合适，工具、起吊用具等安全设施在使用前必须认真检查，并严格执行其使用规定，现场拆、卸、拖、拉、抬、撬等工作必须做到统一指挥，统一行动。

3 工作面相过老巷技术

（1）在工作面相过老巷前，应绘制工作面相过老巷预想剖面，提前调整工作面状态，尽量使工作面与老巷斜交相过，减少相过期间老巷揭露面积。

（2）在工作面相过老巷前，应进行打眼探测工作面，探明老巷内积水及有毒、有害气体情况，若打眼期间出现出水或高温等异常情况时必须立即停止钻进，并对探眼进行封堵，及时向有关部门汇报并采取措施进行处理，待问题处理完毕后方准施工。

（3）工作面相过老巷期间，必须加强工作面顶板管理，及时对相过老巷处进行护顶加固，煤机割煤通过老巷处时，要及时移架护顶或超前移架护顶，做到割一架护一架。

4 工作面回采期间撤出支架技术

（1）随着工作面不断推进，切眼长度不断变短，需在上顺槽逐架撤出。工作面上端头顶板管理是撤出支架期间的重点环节。

（2）工作面撤出支架前，上顺槽替棚段棚梁进入上端头时，将π型梁换成木料，随工作面不断回采，当木料推过顶梁后，可继续使用π型梁，待π型梁其一端顶紧上顺槽上帮、另一端架在相邻支架上，能完全托住机尾架顶板时可以撤出支架。

（3）出支架期间，先将前部刮板运输机机尾缩短至与煤墙齐，将去掉的平槽、电缆槽等运至上顺槽外段宽敞处等待装车上井，然后降架将支架用稳车拉出切眼5m外顶帮支护完好地段，将支架装车运至指定地点，支架拉出后，及时对撤出支架顶部使用4mπ型梁对棚进行支护，保证棚间距0.6±0.1m，确保顶板支护完好后，开始缩短后部机尾。

5 结语

中泰矿业作为一个步入开采瓶颈期的矿井，深部采区区域瓦斯治理工程进度缓慢，可生产采区日益减少，采掘接替十分紧张。自2009年以来应用上述煤柱开采技术，已陆续回采2603综放煤柱工作面、3107综放煤柱工作面及2601综放煤柱工作面，充分回收遗留煤柱，累计回收煤炭资源180余万吨，延长了矿井服务年限，促进了安全生产，缓解了采掘接替紧张的局面，提高了矿井经济效益，为以后煤柱工作面的开采积累了宝贵的技术与经验。

［1］刘传宝，刘其碹，陈书平.《遗留煤柱回采技术研究与应用》［J］.能源技术与管理，2012，3.

王洋（1989—），男，河南鹤壁人，本科，2011年7月参加工作，现任鹤壁中泰矿业有限公司生产技术科技术主管。