資源枯竭礦井回收采區(qū)大巷煤柱跨大巷布置與回采技術(shù)

曹興懂

摘 要：大莊礦由于資源枯竭，礦井已進(jìn)入收尾階段，剩余可采資源主要為采區(qū)大巷煤柱及局部殘留資源，為延長(zhǎng)資源枯竭礦井服務(wù)年限，需要對(duì)采區(qū)大巷煤柱進(jìn)行優(yōu)化布置，采取合理的回采方法，提高煤炭資源回收率，實(shí)現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：采區(qū)煤柱；跨大巷布置；回采技術(shù)

1 概述

大莊礦經(jīng)過40余年的開采，礦井資源已近枯竭，戰(zhàn)場(chǎng)逐步萎縮，生產(chǎn)能力受到限制，產(chǎn)量呈逐年大幅下降趨勢(shì)。為此，礦提出了“走老礦收尾新路，創(chuàng)持續(xù)發(fā)展業(yè)績(jī)”和“精采細(xì)收，惜煤如金”的號(hào)召，對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行優(yōu)化組合，從一定程度上增加原煤產(chǎn)量，提高煤炭回采率，降低煤炭生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)資源枯竭礦井的服務(wù)年限。礦井剩余可采資源主要為采區(qū)大巷煤柱及局部殘留資源，由于這些資源分布相對(duì)不規(guī)則，在采面布置與回采時(shí)要解決過溜煤眼、上下山穿煤層巷道、老巷及薄煤帶等問題。為做到精采細(xì)收，走好老礦收尾新路，實(shí)現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，有必要對(duì)礦井大巷煤柱及局部殘留資源進(jìn)行優(yōu)化布置，合理開采。為此，我們對(duì)礦井己四采區(qū)大巷煤柱跨大巷布置與回采技術(shù)進(jìn)行了研究與實(shí)施。

2 跨大巷布置與回采方案研究

礦井己四采區(qū)大巷煤柱最寬達(dá)220m，分布形狀不規(guī)則，臨近停采線、采空區(qū)，煤柱內(nèi)存在溜煤眼、上下山穿煤層巷道、多條平行斜交老巷、薄煤帶等，回采難度大。加強(qiáng)礦井資源管理，減少煤炭損失，提高煤炭回收率，降低煤炭生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，對(duì)于資源枯竭礦井來說都有重要的意義。為此，礦成立了以主要領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)的資源管理領(lǐng)導(dǎo)小組，成立了資源管理辦公室，對(duì)礦井現(xiàn)有資源進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查研究，經(jīng)過反復(fù)論證，將大巷煤柱做為礦井資源開發(fā)的開發(fā)點(diǎn)。2008年以來，礦井采煤工作面支護(hù)形式均采用整體組合托梁懸移液壓支架，該支架適應(yīng)性強(qiáng)，整體性和穩(wěn)定性好，支護(hù)及時(shí)，安全可靠，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、頂板較破碎地段也可正常開采。在回采采區(qū)大巷煤柱資源時(shí)，采區(qū)大巷已沒有了保留價(jià)值，因此，在布置已四大巷煤柱采面時(shí)不再考慮對(duì)已四采區(qū)大巷進(jìn)行保護(hù)。通過對(duì)已四大巷煤柱的地質(zhì)資料進(jìn)行認(rèn)真分析、研究，方案對(duì)比，決定在回采己四采區(qū)大巷煤柱時(shí)采用跨大巷及上下山巷道進(jìn)行布置回采，即：已四大巷保護(hù)煤柱布置一個(gè)采面，在回采這部分資源時(shí)，采區(qū)大巷隨之報(bào)廢?？紤]到已四大巷保護(hù)煤柱最寬處有220m，布置一個(gè)采面采長(zhǎng)超長(zhǎng)，不便于安全生產(chǎn)管理，因此，利用大巷煤柱兩翼巷道在煤柱中間施工一條中機(jī)巷，將一個(gè)大面分為兩個(gè)小面形成對(duì)拉采面進(jìn)行回采。該方案在實(shí)施過程中施工巷道少，萬噸掘進(jìn)率低，最大限度的對(duì)煤柱資源進(jìn)行回收利用，避免了資源的丟失，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，但在回采過程中要解決采面過溜煤眼、上下山穿煤層巷道、老巷等問題。

3 跨大巷布置與回采方案實(shí)施

3.1 過溜煤眼回采

采取提前在溜煤眼內(nèi)充填老塘矸石，硬過的方式安全快速過溜煤眼。提前組織人員在己四皮帶巷內(nèi)對(duì)已經(jīng)廢棄的溜煤眼放煤口周圍20m范圍內(nèi)打木垛加固，加強(qiáng)對(duì)溜煤眼保護(hù)工作，防止溜煤眼提前垮塌。將老塘冒落的矸石找出利用輸送機(jī)對(duì)溜煤眼進(jìn)行充填，再將溜煤眼上口用6根廢舊道軌“#”字形鋪設(shè)，每層3根鋪2層，而后鋪設(shè)木板、廢舊皮帶進(jìn)行掩蓋。當(dāng)工作面回采至溜煤眼上方時(shí)，及時(shí)降低采高至2.2～2.3m，在懸移支架立柱柱鞋下墊方木加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)加強(qiáng)此段礦壓監(jiān)測(cè)。加快工作面推進(jìn)度，快速推過溜煤眼，減少支架在溜煤眼上部的滯留時(shí)間。

3.2 過上下山巷道回采

上下山巷道為穿層巷道，巷道為錨噴支護(hù)，由于受工作面采動(dòng)影響，巷道內(nèi)多處片幫嚴(yán)重，巷道上半段分別與工作面穿層通過。提前上山中間部位靠上半段打設(shè)木垛，打木垛前先清凈巷道內(nèi)的浮渣、雜物，水管鐵道提前回收，處理頂幫松動(dòng)的巖體，防止打木垛時(shí)出現(xiàn)掉矸傷人事故。打木垛時(shí)堅(jiān)持自下而上的順序，人員站在上山方向，防止圓木滾落傷人，確保后路的安全暢通。采用“#”型方法打設(shè)木垛，打木垛時(shí)圓木接合面墊上楔子，每個(gè)木垛打設(shè)完畢后均需用大錘將楔子打緊，并有爪丁將木垛固定，確保木垛穩(wěn)固可靠。絞架時(shí)巷道底板要清平到實(shí)底，木垛架設(shè)至巷道頂部時(shí)，要確保木梁與巷道頂部接觸嚴(yán)實(shí)、牢固，回采時(shí)工作面沿木垛上部通過。相鄰木垛間進(jìn)行聯(lián)鎖，搭接長(zhǎng)度不小于200mm，確保木垛的整體穩(wěn)定性。過上下山巷道時(shí)工作面上下5m要適當(dāng)降低采高，采高控制在2.1m～2.2m左右，支架升緊升牢，過木垛時(shí)采用墊雙平面木梁，防止支柱鉆底，以增強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量。施工期間堅(jiān)持超前維護(hù)措施，提前打開翻轉(zhuǎn)梁護(hù)頂或超前移架，支架上方不得出現(xiàn)接頂不實(shí)現(xiàn)象，并加快采面推進(jìn)速度。

3.3 過老巷回采

3.3.1 過同層位老巷

由于老巷與工作面同層位，工字鋼梯形支護(hù)，巷道受動(dòng)壓影響底鼓嚴(yán)重，多處幫頂背板壓斷，巷道失修嚴(yán)重。提前對(duì)老巷進(jìn)行拉底維修加固，使用單體液壓支柱在工字鋼頂梁打設(shè)雙排點(diǎn)柱加固，點(diǎn)柱打設(shè)在距工字鋼梁兩端300～400mm處，并用防倒繩連鎖。在回采至老巷附近時(shí)，在原工字鋼棚檔中間套圓木配單體液壓支柱，將工字鋼頂梁替掉。工作面與老巷貫透時(shí)及時(shí)打開翻轉(zhuǎn)梁托實(shí)圓木頂梁，并及時(shí)將工作面?zhèn)扰锿热コ?、外運(yùn)。移架時(shí)，采用帶壓移架的方式，用懸移支架頂梁托緊圓木控制頂板，及時(shí)去掉單體液壓支柱并外運(yùn)。當(dāng)懸移支架的翻轉(zhuǎn)梁收回緊貼煤壁后，開始去除老巷煤墻側(cè)腿子，并及時(shí)外運(yùn)。在過老巷期間，要加快采面推進(jìn)速度，適當(dāng)降低采高，嚴(yán)禁空頂或支柱超高使用。

3.3.2 過穿層老巷

在距老巷20m時(shí)，提前對(duì)老巷進(jìn)行打點(diǎn)柱加固，對(duì)穿層段提前打設(shè)木垛加固。根據(jù)老巷內(nèi)煤層頂板層位暴露情況，確定木垛位置，用圓木打設(shè)“#”字型木垛。木垛上下層接觸點(diǎn)必須垂直，木垛要用楔子打緊打牢。沿煤層頂板層位的木梁要沿采面傾斜方向鋪設(shè)，每500mm一根。過老巷期間加快采面推進(jìn)速度，適當(dāng)降低采高，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。加強(qiáng)過老巷期間的爆破管理，臨近老巷時(shí)要堅(jiān)持多動(dòng)稿、放小炮的原則。當(dāng)采面與老巷貫透后，要及時(shí)利用懸移支架翻轉(zhuǎn)梁或單體柱托住木垛，移架時(shí)采用帶壓移架控制頂板，托實(shí)、托牢木垛。

3.4 過薄煤區(qū)回采

利用懸移支架翻轉(zhuǎn)梁超前護(hù)頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)對(duì)薄煤帶進(jìn)行分采分運(yùn)，對(duì)薄煤帶區(qū)域范圍內(nèi)煤層進(jìn)行爆破回采，爆破后及時(shí)打開翻轉(zhuǎn)梁控制頂板，而后攉煤清理浮煤。工作面通采面回煤結(jié)束后，對(duì)薄煤帶區(qū)域范圍內(nèi)巖石進(jìn)行爆破回采，待溜煤眼內(nèi)原煤放出后，再對(duì)巖石進(jìn)行外運(yùn)。爆破巖石作業(yè)時(shí)采用在支架前柱煤壁側(cè)吊掛廢舊皮帶對(duì)支架進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)又減少了爆破后人工攉矸的工作量。對(duì)于崩落的大塊巖石要掀入老塘，分采分運(yùn)期間原煤及矸石的運(yùn)輸由礦調(diào)度室合理調(diào)配。

4 結(jié)論

該項(xiàng)目對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源枯竭礦井跨大巷布置回收采區(qū)大巷煤柱提供成功經(jīng)驗(yàn)，具有很好的應(yīng)用推廣前景。從一定程度上增加了原煤產(chǎn)量，提高了煤炭資源回收率，降低了生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)了資源枯竭礦井的服務(wù)。對(duì)資源枯竭礦井提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，保持企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展具有重要意義。

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