收尾矿井在复杂地质条件下如何实现精采细收

薛龙

摘要：利用平顶山大庄矿实业有限公司使用悬移液压支架以来积累的宝贵经验，发挥好ZH1600/16/24ZL型悬移液压支架便于操作、整体稳定性好、小巧灵活、适应性强等优点，采用90°旋转回采的施工方法，解决收尾矿井孤岛煤柱工作面两巷布置不规则、频繁拆安支架等困难，从而降低回采成本、提高工效，对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重要的现实意义。

关键词：收尾矿井；孤岛煤柱；旋转回采

一、立项背景、目的意义和任务

（一）立项的背景、目的和意义

平顶山大庄矿实业有限公司属资源枯竭矿井，已步入收尾阶段，、主要以回采残留煤柱为主。大庄矿使用悬移支架已有7年之久，之间积累了大量的技术资料和丰富的经验。发挥好ZH1600/16/24ZL型悬移液压支架便于操作、整体稳定性好、小巧灵活、适应性强等优点，采用90°旋转回采的施工方法，解决收尾矿井孤岛煤柱工作面两巷布置不规则、频繁拆安支架等困难，从而降低回采成本、提高工效，对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重要的现实意义。

（二）主要任务

该项目所研究的是收尾矿井利用悬移液压支架回采大巷孤岛煤柱工作面，采用大幅度扇形旋转回采，以达到降低回采成本和安全高效回采之目的。该项目的实施为大庄矿锻炼了干部、职工队伍，夯实了安全基础，为悬移液压支架在复杂地质条件下安全高效回采提供了可借鉴的经验与依据。

二、煤柱Ⅴ采煤工作面概况

煤柱采煤工作面位于二水平己三采区。该工作面位于原己三煤柱Ⅴ采面下分层，东侧为己四风井、西侧为己三煤柱Ⅳ下采面（已回采），南侧为24022采面（已回采）和23073采面（已回采），北侧为23023采面（已回采）。该采面回采区域存在薄煤带，对回采有一定影响。

三、成立课题攻关领导小组及成员分工

1）攻关小组组长、副组长对攻关课题负有协调、督导、组织的责任，技术科科长及施工单位采煤一队队长、书记负责该工作面的组织施工并及时向攻关小组汇报施工中遇到的技术难题和困难。

2）生产管理部人员和施工单位技术员负责收集现场第一手资料，并及时汇总、整理、总结，为施工单位提供技术支持和帮助。

3）全体成员对组长和副组长负责，及时汇报项目进展情况和施工过程中遇到的问题。

4）攻关领导小组成员必须严肃认真的态度对待这一课题，坚持每天下午17：30的碰头会制度，对项目实施过程中出现的问题进行及时汇报、分析、研究，统一思想、统一认识。

5）攻关小组应积极深入作业现场收集第一手资料，结合相关图纸和地质资料针对所遇问题认真分析研究最终达成解决遇到问题的共识。该工作面在施工中必须遵循以下几方面原则：

①从培训职工安全的操作行为着手，加强职工对新技术、新工艺的培训工作。由施工单位技术员负责对全队干部职工进行全面系统的业务技能培训，从而提高全队职工的安全技术操作技能。

②及时出台完善各项规章制度。结合《煤矿安全规程》、《操作规程》先后编制了煤柱V悬移支架采煤工作面作业规程、工程质量验收制度、班验收制度、安全操作制度、工作面质量标准化评分细则、悬移支架检修制度和安全管理制度，为项目提供技术支撑。

③在沿空留巷、系统调整、旋转回采期间，小组成员与队跟班干部深入作业现场，一是检查落实各项安全措施和规章制度在现场的执行情况，二是实时掌握悬移支架的使用情况和工作面的回采动态，做到心中有数，从而采取针对性强的安全技术措施。

④坚持“一工程一措施”，施工工艺的改变和特殊地段的施工，分别制定专项措施，确保施工安全。

⑤充分利用悬移支架的整体稳定性好、支护强度大、小巧灵活便于操作等优势，顺利实现工作面旋转90°扇形回采，确保安全生产。

⑥及时收集整理悬移液压支架在旋转回采过程的各项技术数据，为推广应用做好技术准备。

四、技术和安全管理配合小组

在确定上述回采方案后，攻关小组又组织相关人员成立了技术管理和安全管理两个小组进行配合。

技术管理组由生产技术科人员和施工单位技术员组成。主要负责该工作面的回采方法和回采工艺研究落实工作，制定可行性措施，以保证回采方法和施工工艺的安全性和科学性，同时经常与公司生产处等有关处室领导沟通，及时请教解决生产技术难题。

安全管理组由业务保安部室人员和安检人员组成，主要负责现场的安全监督检查，采取“事前預防、事中控制、事后纠正”的闭合式安全管理模式，从安全措施的落实、安全隐患的排查和安全信息的反馈等方面进行有效的监督，确保安全生产。

五、回采过程中问题评估和初步对策研究

攻关领导小组成员以严肃认真的态度对待这一攻关项目，非常重视ZH1600/16/24ZL型整体顶梁组合悬移支架在旋转90°扇形回采工作，统一思想、统一认识，积极深入现场，结合悬移支架正确使用的有关要求和施工图纸资料，在施工中遇到如下问题，及时研究讨论，并制定针对性措施。

1）煤柱V采煤工作面，四周都是采空区，老巷多且复杂，机、风两巷动压区压力明显、应力集中，尤其是断开部位使用单体柱配铰接顶梁支护，旋转回采过程中控顶面积大，受周边采空区叠加应力影响，造成机头控顶区压力明显。

对策：一是提前在己四总回风巷和己四皮带巷内打设木垛，减少叠加应力的影响；二是将单体柱支护段控顶面积适当缩小，支柱穿柱鞋增强支撑强度，坚持正确使用好三销；三是把单体柱支护段和己四总回风老巷下方作为矿压监测工作的重点，重点监测及时补液。

2）煤柱V采煤工作面旋转回采是以采面运输机机头为中心，在施工过程中会遇到运输机机头与机尾推进度不一样的时候，为了解决这个难题，我们经过开会论证，决定在运输机机头二节处、采面边走边延长的地段采用了单体柱配金属铰接梁混合支护，有效解决了这一难题，由于机头二脖5m段单体柱支护段便于调斜，可有效解决工作面旋转回采过程中下半段由于悬移支架推进步距小不利于悬移支架调斜工作。

3）在工作面90°旋转回采中，支架可能会出现咬架、挤架的现象。针对这一个可能会出现的问题，我们决定从班前会抓起，对支架工严格要求，严格验收考核，在施工中严格按顺序移驾，即移架时从运输机机头位置开始，按顺序往机尾方向移架，及时调整煤墙侧立柱角度，促使支架统一向机头方向移动，保证足够的支架间距；若悬移支架支架间距过大时，工作面推一整排进行调整。

该项目的实施将原有设计方案进行优化实现工作面90°旋转回采的方法，解决收尾矿井大巷孤岛煤柱工作面频繁拆安支架，从而降低了巷道掘进任务量65m，减少煤柱损失多回收煤炭资源4.14万吨，实现了安全、高效回采目标。在复杂地质条件下实现精采细收方面取得了实破和技术创新。具体为：

主要科技创新之一：利用悬移支架整体稳定性好、操作灵活、适应性强等优越性能，实现工作面90度旋转回采。

主要科技创新之二：在工作面中段断开拆除4架悬移支架替换为单体柱配金属铰接梁棚子與悬移支架混合支护，有效解决了机头与机尾步距不一致问题，由于运输机机头二节5m段单体柱支护段便于调斜，可有效解决工作面旋转回采过程中下半段由于悬移支架推进步距小不利于悬移支架调斜工作。

主要科技创新之三：克服了沿空留巷期间工作面的防自燃工作。

“资源枯竭矿井在复杂地质条件下实现精采细收的研究与实施”从开始实施到结束，共经历了7个月的时间，在这段时间里，我们圆满完成了采煤工作面防自燃发火的管理、单体柱配铰接顶梁替换悬移支架、沿空留巷段的安全管理、运输系统调整、工作面90度旋转回采、工作面延长缩短等等这些困难的任务，我们在施工中学习，在施工中探索，认识到悬移液压支架在旋转回采中创造的先进技术，以安全措施为保证，以高效生产为目的，该项目取得了良好的经济效益和社会效益。

该项目对国内外煤矿企业，特别是中小型矿井、收尾矿井边角煤柱及区段大巷煤柱资源的安全回收提供了较好的技术管理和安全管理经验，解决了繁拆安支架、缓解了采掘接替紧张问题，提高了资源回收率、降低了吨煤成本、减少了职工劳动强度、锻炼了职工队伍，杜绝了轻伤和三级以上非伤亡事故的发生，实现了安全生产。

参考文献：

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[2]万军，刘斌.浅谈煤矿职工安全教育培训[J].煤矿现代化，2008（1）.

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