盘区收缩与南翼风井保护煤柱工作面资源回收技术研究

王春阳

（大同煤矿集团云岗矿，山西 大同 037017）

云冈矿12#层406 盘区工作面所需风量来自于南翼风井，南翼风井为倾角25°斜井，倾向由北向南，井口位于12#层8609 采空区上方，井底位于406 盘区北部。由于南翼风井保护煤柱影响，12#层8609 工作面提前停采，为确保8609 工作面回采对南翼风井及地面构筑物不会产生影响，将8611 工作面布置在保护煤柱之外[1]。但随着12#层406 盘区与8#层盘区的封闭，南翼风井服务使命的结束，南翼风井保护煤柱随即失效。为了达到精采细采的目的，对回采12#层煤炭资源进行研究。

1 矿井概况

南翼风井保护柱区域地面水平标高为1 240.2～1 301.3 m，12#煤层水平标高953～989 m，煤层厚度在3.3～3.7 m 之间，平均3.5 m，直接顶与直接底为灰白色粗砂岩。其顶底板岩性见表1[2]。

表1 顶底板岩性

2 保护煤柱巷道布置方案

2.1 煤柱回采范围及资源储量

南翼风井保护煤柱工作面位于12#层406 盘区北部，东侧为8611 工作面，保护煤柱煤炭回收区南北长为700 m，宽为122.2 m，平均厚度3.5 m，保护煤柱可采煤储量约30 万t。

2.2 巷道布置

将该工作面命名为8637 工作面，从回采煤量、通风设施工程量及安全角度布置，巷道的具体布置方案如图1。

图1 工作面巷道布置图

工作面北部存在406-4 三条盘区上山及12#层2611 巷回风绕道，由于8611 工作面2007 年回采完毕，三条盘区巷道及2611 巷回风绕道封闭时间长久，巷道内积聚瓦斯，无法利用原有巷道，故工作面重新掘进2637-1 巷，不利用盘区上山作为工作面巷道[3]。工作面南部为12#层406 盘区收缩封闭区域，西部为408 三条盘区上山，由于12#层8822、8820、8818、8816、8814、8812 为放顶煤工作面，工作面采用五巷布置，因此，三条盘区上山被多个工作面机窝及回风绕道沟通，工作面掘进、准备、回采通风设施工程量较多，故工作面利用盘区上山中的最东侧的一条，即508 回风巷。

2.3 掘进工艺

为了保证回采工作面正常接替，并且保证12#层406 盘区顺利封闭，决定一个炮掘、一个机掘，共两个掘进队组对8637 工作面进行掘进。施工安排见表2。

炮掘队组先施工12#层8637 切巷机窝，施工完12#层8637 切巷机窝后，施工12#层5637-1 顺槽、12#层2637-1 机窝及正巷。机掘队组在炮掘队组施工完12#层8637 切巷机窝后，施工12#层8637 正巷及2637 顺槽，并与炮掘队组施工完的2637-1 顺槽贯通，形成工作面。

表2 具体施工表

12#层406 盘区8637 工作面掘进过程中，406封闭区域尚有待回收材料及设备没有回收完成，且406 封闭区域回风系统来自于云冈矿南翼风井，导致8637 切巷南部无法施工密闭墙，故8637 切巷南部施工调节保证封闭区域回收材料及设备继续回收。

掘进队组：五暗斜井→408 轨、408 皮→掘进工作面→508 回→南翼风井；

封闭区域：五暗斜井→408 轨、408 皮→508回→南翼风井；

三暗斜井→408 轨、408 皮→508 回→南翼风井。

3 采煤方法

3.1 回收方法

根据矿井现有的设备以及实际地质资料，采用倾斜长壁后退式普采工艺进行采煤。工作面现有的设备有6MG-200 采煤机、SGW630/220 刮板输送机、DZ-Z5 单体液压支柱，对顶板使用2.6 m 的π 型钢梁，并铺设10#铁丝顶网，单体液压支柱与3.2 m的π 型钢梁组合成八梁对两个端头进行支护，对机头和机尾端头进行单排密集支柱切顶，从煤柱一侧打到工作面上，与八梁切顶线连接。煤柱回收过程中，会出现压力集中现象，此时对两巷进行50 m的超前支护设计，使用双排单体液压支柱+3.2 m 钢梁的组合支护方式。

对整个工作面使用三排或四排支柱进行控顶，并采用错梁直线柱进行布置，工作面的最小控顶距是3.4 m，最大控顶距是4 m，放顶步距是0.6 m，机道的宽度是1.5 m。

3.2 通风方式

采用分区抽出式通风系统的通风方式，具体为：五暗斜井→408 轨、408 皮→8637 切巷机窝段→508 回→12#层510 辅、12#层510 回→12#层510-1 回→402 风井；五暗斜井→408 轨、408 皮→2637-1 巷→2637 巷→8637 切巷→508 回→12#层510 辅、12#层510 回→12#层510-1 回→402 风井；南980 皮带巷→2637-1 巷→2637 巷→8637 切巷→12#层510 辅、12#层510 回→12#层510-1 回→402 风井。

3.3 工作面回采

在工作面回采前，将8637 切巷机窝段、408 轨5637-1 以南区域、南980 皮带巷2637-1 以南区域封闭，同时南翼风井保持自然进风状态。在回采期间需要过空巷，过空巷之前按照通风方式调整好通风系统，保证空巷内不出现微风、乏风现象[4]。

在工作面回采至南翼风井与12#煤层交叉点之前，南翼风井保持自然进风状态，在工作面回采过南翼风井与12#煤层交叉点后，立即将南翼风井封闭。

4 应用分析

通过合理巷道布置，406 盘区成功收缩，减少了废弃巷道的经营费用；回采了南翼风井保护煤柱，达到了精采细采的目的；采用倾斜长壁后退式普采工艺，提高了资源的回收率。据统计，废弃巷道经营费用1000 元/天，年节省费用36 万；成功圈定面长111 m、走向长700 m 的工作面，回采出30 万t 煤炭资源，按吨煤收益100 元，共收益3000 万元，为其他矿井挖掘资源提供了良好的保证。

5 结论

为了增加煤炭回采量，达到精采细采的目的，根据云冈矿406 盘区工作面的实际情况，制定回收工作面保护煤柱的具体方案，结果如下：

（1）通过合理布置保护煤柱巷道方案，按照掘进施工工艺，保证回采工作面的正常接替，采用倾斜长壁后退式普采工艺，以提高资源的回收率。

（2）406 盘区在收缩过程中，成功回采了南翼风井保护煤柱，年节省废弃巷道经营费用36 万，圈定面长111 m、走向长700 m 的工作面，回采出30 万t 煤炭资源，约收益3000 万元，为其他矿井挖掘资源提供了良好的保证。