浅谈黄陵一号煤矿八盘区大巷煤柱回收方法

刘 洋

（陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西 黄陵 727307）

0 前 言

近些年，虽然煤炭在我国能源结构中的主导地位有所下降，但仍占有70%的比列，尤其作为不可再生能源，合理开发和利用煤炭资源具有重要的战略意义，因此各煤炭企业都把提高资源回收率作为矿井的一项生产经营方针，不断提高资源回收开发利用水平，减少资源损失浪费。

黄陵一号煤矿是陕西陕煤黄陵矿业有限公司主力生产矿井之一，2010年矿井核定年生产能力为600万t，属高瓦斯矿井；矿井井田面积184km2，单水平盘区式开采，井田共划分14个盘区。

八盘区位于井田西南部，北接西一大巷，西、南、东均为井田边界。八盘区目前现有四条大巷：八盘区回风巷、八盘区进风巷、八盘区辅助运输巷、八盘区皮带巷，大巷煤柱为25m。

我矿盘区大巷均留有20～25m宽度的保安煤柱，在以前，采区回采结束后，未对大巷煤柱进行回收，资源浪费较严重。近几来，公司、矿领导对煤柱的回收有了新的认识，并对此进行了认真的分析和研究，包括煤柱的宽度和长度、煤层厚度、煤层产状、顶底板岩性、瓦斯情况、采煤方法、通风方式、运输条件等，然后决定对大巷煤柱按正规工作面进行圈定和回采。

1 回收煤柱方案

由于八盘区802、804、806工作面已经开采完毕，留设的大巷保安煤柱比较完整，且具备回收条件。

1.1 煤柱回收可行性

1）2#煤层稳定，煤层厚度均在3m以上，资源可靠。

2）煤层倾角平缓，1～3°之间，可采用倾向短壁采煤法。

3）八盘区已回采的几个工作面采空区顶板已全部跨落，无悬空不垮落现象，大巷煤柱无集中压力；已回采的各工作面均采用一次采全高综合机械化采煤法，煤炭回收率达到95%以上，采空区遗留少，无自燃发火迹象；采空区积水通过密闭上留设的泄水孔入大巷临时水仓；保留的四条大巷支护可靠，无片帮、冒顶现象。

1.2 工作面布置

在确保安全且不影响矿井生产系统完整性、不影响设施安全的前提下对八盘区H11联巷以里大巷煤柱进行回收。尽量利用原有巷道和采煤设备，减少巷道掘进工程量，尽可能提高煤炭资源回收率，减少资源损失浪费。

保留现有八盘区进风巷、八盘区回风巷、八盘区皮带巷、八盘区辅助运输巷，新掘一条顺槽作为大巷煤柱工作面运输顺槽，掘进延伸H15联巷作为工作面新切眼。

本次煤柱回收工作面暂定为800工作面，为圈成工作面，需掘进施工切眼88m（切眼总长117m）、，800运输（回风）顺槽942m、800回顺联络巷68m、800机头硐室70m（溜煤眼使用806工作面），800进风顺槽采用八盘区辅助运输巷，800工作面布置见图1。

800工作面切眼，矩形断面，设计宽度7.2m，高度3m，顶板采用锚索梁+锚杆+塑钢网联合支护。

800回风顺槽，矩形断面，设计宽度5m，高度3m，顶板采用锚索梁+锚杆+塑钢网联合支护。

图1 800工作面布置平面图

1.2.1 工作面系统

1）主运输系统。工作面运输机→顺槽皮带→800皮带机头硐室?八盘区皮带巷

2）辅助运输系统。进风顺槽：利用八盘区辅助运输巷。回风顺槽：八盘区回风巷→800回顺联络巷?800回风顺槽

3）通风系统。U型通风：八盘区辅助运输巷→800工作面→800回风顺槽→800回顺联络巷→八盘区回风巷

2 采煤方法

2.1 回收方法

采用壁式机械化后退式采煤，利用新掘顺槽作为工作面运输巷（回风巷），全部跨落法处理采空区顶板。

2.2 采煤工艺

2.2.1 割煤方式

采用MG650/1630-WD型电牵引采煤机割煤，每次割煤深度（截深）为0.8m，采煤机前进方向的滚筒始终为上行割煤，另一个则为下行割煤。

2.2.2 移架方式

配置ZY6400/17/35型掩护式液压支架，顺序移架，移架遵循收回护帮板——收回侧护板——降柱——提架——拉架——升柱——伸出侧护板——伸出护帮板的原则。

2.2.3 正规循环生产能力核算

工作面平均采高3m，循环进度为0.8m。

W=L×S×h×γ×C=(117×0.8×3×1.35×0.98)t=371t

式中：W为工作面正规循环生产能力，t；L为工作面平均长度，m；S为工作面循环进尺，m；h为工作面设计采高，m；γ为煤的容重，t/m3；C为回采率，98%。

2.3 支护设备

工作面采用两柱掩护式液压支架支护顶板，端头支架支护两端头，两超前采用超前支架支护顶板，支护设备型号及数量见表1。

表1 工作面支护设备型号及数量

3 顶板管理

3.1 两超前管理

进顺超前支护长度不少于50m，回顺超前支护长度不少于35m，在切顶柱和超前支架间的控顶范围内，采用液压单体支柱配合铰接顶梁支撑顶板，进、回风超前应根据顶板实际情况加强支护。

超前支架移架步骤为：前架降柱—伸推移（推前架）—前架升柱—后架降柱—缩推移（拉后架）—后架升柱。

3.2 两端头管理

工作面两端头采用切顶单体支柱配合ZYT6400/17/35型端头支架支护顶板，切顶柱要求打三排，两排切顶柱，一排戗柱，切顶柱交替支设，柱间距为500mm，排距为400mm，每排切顶柱上方必须架设半圆木，穿好柱鞋，挂牢防倒绳。

3.3 过联巷、机头硐室顶板管理

1）本次圈定区域有 H12、H13、H14 联络巷，与工作面平行，工作面距联络巷30m前对老巷提前支护木朵，不能有空顶。

2）为保证过联络巷安全，过巷前适当调整运输机机头或机尾，使工作面与联络巷成一定夹角，实现斜交过巷。

3）过802、804机头硐室时，支架上方背道木，擦顶不带压过，确保桥面安全。

4）工作面推至804等工作面密闭附近时应提前对密闭口加强支护，防止压垮密闭使采空区可能集聚的有毒有害气体泄露至工作面产生危害。

3.4 其他注意事项

1）加强技术管理，做好支护设计，确定合理的支护方式，合理的端面距。

2）加强现场管理，实行紧盯制，密切关注顶底板煤层的变化趋势，尤其机道弱面及顶板岩性的变化。

3）加强初采初放、过构造带等薄弱环节的管理。

4）出现悬顶面积大于规定时，积极采取退锚、预裂爆破等方式。

5）加强职工的教育培训，提高观察顶板、处理顶板的能力，尤其顶板冐落征兆的捕捉，以及威胁人身安全时，迅速逃离现场的能力。

4 一通三防及防灭火

4.1 调风系统调整方案

800工作面生产前需对目前八盘区H11联巷以里通风系统进行调整，确保800工作面回采期间通风系统稳定可靠，保证煤柱回收工作面有足够的风量。通风系统调整见图2。

做好煤柱回收期间各用风地点的风量分配工作，完善通风系统及设施。在806回顺风桥与808进顺支架设控风风门一组，八盘区回风巷H11联巷口砌筑闭墙一处，调整后八盘区回风巷、皮带巷、辅运巷均为进风巷。800工作面配风量本次不做讨论。

图2 800工作面通风系统图

4.2 防灭火注意事项

1）加强工作面通风系统管理，减少采空区漏风，各种挡风设施必须设置齐全并及时调整。

2）工作面尽可能减少丢顶、底煤现象，浮煤要回收清理干净。

3）加强井下放炮管理，杜绝不正确的爆破作业所形成的爆破火焰。

4）加强电缆设备和油脂管理，杜绝失爆现象的发生。

5）容易发生火灾事故的场所要备足防火用沙和必要的消防器材。

5 其他事项

1）一号煤矿属于水文地质复杂类型矿井，八盘区H15联巷附近临近小煤窑采空区，回采期间需随时观察工作面的出水情况，在工作面涌水量骤然增大时及时分析出水原因，及时采取必要措施。

2）工作面生产过程中要备足排水设备和管路，并加强对排水设备的维修和保养。

3）加强工作面的水害分析预报。

6 效益分析

1）经济效益。800采面可采长度821m，可采储量（回收煤柱）38万t，按照目前吨煤300元利润计算，可带来1.14亿元利润，具有显著经济效益。

2）社会效益。对大巷煤柱进行回收，提高煤炭资源回收率,减少了煤炭资源的损失浪费，增加了矿井服务年限,实现了矿井的可持续发展，社会效益非常显著。

国内在煤柱回收方面的实践和理论都比较少，目前我矿对于煤柱回收技术研究还处于起步阶段，在同等开采条件下可借鉴的煤柱回收成功实例太少，只有不断探讨、摸索、实践、总结，才能不断完善并建立一套适合我矿煤柱回收的技术体系。