极复杂地质条件下回收煤柱资源的技术探讨

武广

摘要：通过对极复杂地质条件煤柱回收技术的研究和实践，总结出了切实可行的回收技术，应用此技术可提高矿井煤炭资源的回收率，延长矿井的服务年限。

关键词：煤柱;仰采;提高资源回收率

1.    前言

淮北石台矿业有限责任公司石台煤矿于1976年投产，主采3 煤层，煤种为主焦煤，设计产量60万吨/ 年，最高年产量达150万吨/ 年，经过45年开采，剩余可采储量512.5万吨，属于资源枯竭矿山。为了减少各类煤柱损失，提高资源回收率，根据现场的地质情况，积极研究复杂地质条件下煤柱的回收技术，顺利实现了岩浆侵蚀区回收煤柱，提高资源回收率。取得了较好的经济效益和社会效益。

2.    工作面概况

Ⅱ3101工作面位于南一采区中段，为一水平南大巷保护煤柱，一水平回采结束后，准备回收该煤柱，Ⅱ3101工作面四周均为采空区，工作面走向長度564m，斜长126m，3煤层后3.6m，煤层倾角0°～27°，平均23°，童台向斜从工作面中部穿过，工作面附近有392、Ⅰ42-4封闭不良钻孔，切眼位置地面为龙河。该工作面受岩浆侵蚀影响，煤层顶部多蚀变为天然焦或被侵蚀为火成岩，厚0.2～1.2m，平均厚度0.6m;煤层局部含一层夹矸，厚0.1～0.3m。可采储量32.6万吨;工作面平面图如下图所示（图1）。

该工作面直接顶为泥岩，厚6.3m，深灰色，致密块状，性脆。老顶为细砂岩，厚度5.9m，灰黑色，块状，含砂质不均。

直接底为砂质泥岩，厚4.3m，深灰色，微含炭质。

老底为细砂岩，厚13.2m，灰白色，中粒，石英为主，含细砂岩条带，中厚层状，性硬。

3.    方案的提出

Ⅱ3101工作面煤层受到童台向斜影响，回采时必须先大角度俯采，过向斜轴部后进入大角度仰采，若采用普通倾斜长壁采煤法对该上山煤柱进行回收，仰采角度过大，无法保证安全回采，若采用走向长壁采煤法进行回采，则不能将上山煤柱完全回收。通过特殊三机配套和支架改造将能实现上山煤柱的安全回收。

4.    开采技术难度分析

4.1  Ⅱ3101工作面倾角大，煤机与溜槽，支架超前护帮防片工作十分重要，安全与机械现场管理上管理难度巨大。

4.2  Ⅱ3101工作面沿走向推进过程中，需过10处老巷，蹬空4 处，管理工作量大，管理较困难。

4.3  Ⅱ3101工作面为孤岛工作面，周边均已回采，且向斜轴部应力集中，支护难度增加，顶板管理困难。

4.4  工作面前期俯采，后期工作面整体仰采，工作面回采角度转换期间顶板管理难度随之加大。

5.    技术方案研究

5.1  煤机选择

煤机在大角度仰俯采期间煤机滑靴是最易损的部位，所以在选择煤机时我们对滑靴进行改造，采用可替换的不同高度的滑靴解决仰俯采期间滑靴易损问题;同时考虑到仰采角度最大27度的现场情况，煤机滚筒选择小截深的，以改善煤壁片帮程度，减小顶板支护难度。

5.2  支架选择

在支架选择上对初撑力与工作阻力提高一个档次进行选择，超前支护采用二级护帮，并且对支架立柱前进行改造，加装防飞矸网板，提高仰采期间的安全防护等级。支架采用电液控，实现远距离操作，将操作人员从威胁区域转移到安全区域进行支架控制。

5.3  特殊的安全技术措施

本工作面在回采前编制了俯采期间、俯采与仰采转换期间及仰采期间的三个专项安全技术措施，措施中对主要几个关键工序进行了详细的规定，并且在关键地点设置了视频监控，工序转换要现场安全确认并举牌示意。

6.    效果

Ⅱ3101工作面通过一系列的安全技术措施和有效现场管理，克服了煤焦混采、蹬空采煤、过老巷、俯采和仰采在向斜轴部的转换等一系列技术难题，取得了成功，经报表统计，其累计采出量为336127吨，工作面回采率达93.6%，扣除原计算采出的煤量326077吨，天然焦累计采出量为10050吨，按目前主焦煤综合煤炭市场价850元 /吨计算，可为石台煤矿增加经济净收入10083.8万元。

7.    结论

在极复杂地质条件下对上山煤柱进行回收是完全可行的，工作面采取的措施科学合理，能够有效的解决在回采过程中的一系列技术难题，减少了煤炭资源的损失，缓解了采掘衔接矛盾，延长矿井服务年限，取得了良好的经济效益和社会效益，对后期煤柱工作面的回采具有指导意义。

参考文献：

[1]   康建安.我国煤矿机械发展现状及发展趋势[J].山西煤炭，2005.06。

[2]   徐永圻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003。