关于库车县墩阔坦镇煤矿边角煤及上山、大巷煤柱回收方式的确定

胡建平

摘 要：库车县墩阔坦镇煤矿为集体所有制企业，位于库车县阿艾矿区捷斯德里克向斜东端，于2008年建成投产，原设计生产能力为90kt/a，2009年进行机械化改造，目前矿井核定生产能力为0.45Mt/a。矿井采用斜井开拓方式，即主斜井、副斜井和斜风井，矿井通风方式为并列式，通风方法为机械抽出式。根据库车墩阔坦镇煤矿2018年12月提供的采掘工程平面图，目前井下仅剩余下13煤层的1304工作面和1306工作面，其中1306工作面，已回采550m，距离停采线约130m。1304工作面切眼贯通，已准备完成，1304工作面回采完后，井田范围内无法布置长壁式正规工作面，鉴于资源枯竭，矿方准备对井田范围内的边角煤及上山、大巷煤柱进行回收。

对于煤炭资源不丰富或资源枯竭的矿井来说，由于煤炭是不可再生的资源，边角煤的回收问题就显得越来越重要。尤其本矿井煤种属特殊稀缺煤种，根据中华人民共和国国家发展和改革委员会2012年12月9日发布第16号令，2013年1月9日实施的《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》，“第十四条 国家鼓励生产企业在安全、合理、经济的前提下，对特殊和稀缺煤类进行复采或者开采边角残煤和极薄煤层等”。经计算，矿井边角煤及上山、大巷煤柱资源量约90.84万吨。三角煤的回收能够提高矿井资源回收率，符合国家政策要求。

边角煤是在矿井正常生产过程中由于井田边界、断层及火区等因素形成的，具有以下特点：

①形状不规则，无法布置正规工作面或布置难度相对较大；②边角煤尺寸小，可采储量少；③边角煤一般形成为“孤岛”，相对井田其它正规工作面区域，顶板压力较大，巷道支护要求较高。

回收边角煤对于延长煤矿资源的服务期限具有重要意义。在边角煤的回收过程中，应该充分利用已有的生产系统，考虑边角煤集中区域所具备的特点，做好充足的准备，采用科学的回收方法进行回收。在对边角煤进行回收时，选择安全、合理的回收技术，促进煤矿资源的回收利用。边角煤回收方式不仅要分析三角煤赋存特点，还要根据矿井的实际情况、开采现状，综合考虑经济、安全等各方面情况进行选择。结合目前国内常用边角煤回收方法，设计提出巷掘回收法、壁式回收方法方法进行方案必选。

1 采用巷掘回收法

巷掘回收法适用于面积较小，储量少，不能采用壁式回收的边角煤。通过布置“梳形”掘进巷道，各掘进巷道留设5～6m安全煤柱，利用连采机或综掘机进行快速掘进，达到回收边角煤的目的。采用巷掘回收法回收边角煤具有以下优缺点：

主要优点：①巷掘回收法的回收工艺较简单，机械化水平高，工人劳动强度低，采掘合一，能够充分发挥综掘机性能和优势。②可以充分利用矿井已有的运输设备和掘进设备，设备投入少。③采用巷掘式回收方式，巷道布置灵活，受煤层分布不规整影响小，对煤层赋存变化适应性较强。④考虑井下1采2掘要求，巷掘回收法回收边角煤与1304工作面回采同时进行，开工速度快。

主要缺点为：①巷掘式回收煤炭的回收率较低。②巷道工程量大，支护费用高，掘进速度受支护影响较大，吨煤回收成本较高。③相比“壁式回收方法”，掘进工作面一般不能形成负压通风，需采用局扇进行正压通风，供风风筒必须紧跟工作面的迎头，并且随着工作面的向前推进及时移动，通风管路难度较大，且不利于煤层自燃防火，因此各掘进巷道施工完成要及时密闭。

2 壁式回收方法

壁式回收方法为沿煤层走向或倾向布置长壁工作面进行回收，为正规采煤方法，适用于回收面积较大，储量丰富的边角煤。但受边角煤分布不规整影响，工作面长度不断变化，经常出现支架的增加或减小，并且支架可能在过程中翻倒或者调转方向。壁式回收要求回收工作人员根据边角煤的分布情况，设置科学的回收工作区域，安装几个小型的回收工作区，来采集数量较多的边角煤。还需要考虑的是，一般边角煤的顶板压力是相对十分大的，所以，在每次回收之后，都要重新检查机头和机尾的出口高度和宽度，当发现问题后，及时进行维护，保证机头机尾的通畅。

壁式回收方法巷道布置示意图详见图2。采用壁式回收方法回收边角煤具有以下优点：①壁式回收方法可根据煤层条件采用综采一次采全高、综采放顶煤等先进的采煤工艺，发挥综采设备高效优势。也适用于高档普采或炮采采煤工艺。②可以充分利用矿井已有的运输设备和掘进设备，设备投入少。③巷道工程量小，万吨掘进率低，吨煤回收成本较低。④壁式回收方法回收边角煤资源回收率较高，采用一次采全高采煤工艺可达到90%以上。⑤壁式回收方法工作面采用“U”型通风，形成负压通风，有利于煤层自燃防火及井下通风安全。

主要缺点：①采用壁式回收方法巷道布置受煤层分布不规整影响大，对煤层赋存变化适应性较弱，一般适用于回收面积大，储量丰富的边角煤。②用壁式回收方法巷道，需先掘进运输、回风顺槽及开切眼，然后进行工作面设备、管线安装，准备工作量较大，工期长，出煤慢。③但受边角煤分布不规整影响，工作面长度不断变化，经常出现支架的增加或减小，并且支架可能在过程中翻倒或者调转方向，工作面支护难度较大。④边角煤一般形成为“孤岛”，该区域受到多次受周边纵横方向的压力叠加，回收期间顶板压力非常大，周期压力的冲击较一般正规工作面较大，容易造成支架压死现象，影响工作面安全生产。⑤考虑井下1采2掘要求，不能与1304工作面同时进行生产，需1304工作面回采我完成后进行回收。

3 结束语

通过上述2个回收方式方案分析，结合本矿井实际情况，采用巷掘回收法回收边角煤，可以充分利用矿井已有的运输设备和掘进设备，设备投入少，与1304工作面回采同时进行，能够快速开展回收工作等优点。推荐采用巷掘回收法回收边角煤。经分析論证，矿井边角煤及上山、大巷煤柱回收资源量约36.1万吨，预计销售收入14650万元，回收成本8182万元，具有较好的经济效益，能够提高矿井资源回收率，回收方案经济、可行。