淺談黃陵一號(hào)煤礦八盤區(qū)大巷煤柱回收方法

劉 洋

（陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦，陜西 黃陵 727307）

0 前 言

近些年，雖然煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位有所下降，但仍占有70%的比列，尤其作為不可再生能源，合理開發(fā)和利用煤炭資源具有重要的戰(zhàn)略意義，因此各煤炭企業(yè)都把提高資源回收率作為礦井的一項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營方針，不斷提高資源回收開發(fā)利用水平，減少資源損失浪費(fèi)。

黃陵一號(hào)煤礦是陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司主力生產(chǎn)礦井之一，2010年礦井核定年生產(chǎn)能力為600萬t，屬高瓦斯礦井；礦井井田面積184km2，單水平盤區(qū)式開采，井田共劃分14個(gè)盤區(qū)。

八盤區(qū)位于井田西南部，北接西一大巷，西、南、東均為井田邊界。八盤區(qū)目前現(xiàn)有四條大巷：八盤區(qū)回風(fēng)巷、八盤區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、八盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷、八盤區(qū)皮帶巷，大巷煤柱為25m。

我礦盤區(qū)大巷均留有20～25m寬度的保安煤柱，在以前，采區(qū)回采結(jié)束后，未對(duì)大巷煤柱進(jìn)行回收，資源浪費(fèi)較嚴(yán)重。近幾來，公司、礦領(lǐng)導(dǎo)對(duì)煤柱的回收有了新的認(rèn)識(shí)，并對(duì)此進(jìn)行了認(rèn)真的分析和研究，包括煤柱的寬度和長度、煤層厚度、煤層產(chǎn)狀、頂?shù)装鍘r性、瓦斯情況、采煤方法、通風(fēng)方式、運(yùn)輸條件等，然后決定對(duì)大巷煤柱按正規(guī)工作面進(jìn)行圈定和回采。

1 回收煤柱方案

由于八盤區(qū)802、804、806工作面已經(jīng)開采完畢，留設(shè)的大巷保安煤柱比較完整，且具備回收條件。

1.1 煤柱回收可行性

1）2#煤層穩(wěn)定，煤層厚度均在3m以上，資源可靠。

2）煤層傾角平緩，1～3°之間，可采用傾向短壁采煤法。

3）八盤區(qū)已回采的幾個(gè)工作面采空區(qū)頂板已全部跨落，無懸空不垮落現(xiàn)象，大巷煤柱無集中壓力；已回采的各工作面均采用一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，煤炭回收率達(dá)到95%以上，采空區(qū)遺留少，無自燃發(fā)火跡象；采空區(qū)積水通過密閉上留設(shè)的泄水孔入大巷臨時(shí)水倉；保留的四條大巷支護(hù)可靠，無片幫、冒頂現(xiàn)象。

1.2 工作面布置

在確保安全且不影響礦井生產(chǎn)系統(tǒng)完整性、不影響設(shè)施安全的前提下對(duì)八盤區(qū)H11聯(lián)巷以里大巷煤柱進(jìn)行回收。盡量利用原有巷道和采煤設(shè)備，減少巷道掘進(jìn)工程量，盡可能提高煤炭資源回收率，減少資源損失浪費(fèi)。

保留現(xiàn)有八盤區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、八盤區(qū)回風(fēng)巷、八盤區(qū)皮帶巷、八盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷，新掘一條順槽作為大巷煤柱工作面運(yùn)輸順槽，掘進(jìn)延伸H15聯(lián)巷作為工作面新切眼。

本次煤柱回收工作面暫定為800工作面，為圈成工作面，需掘進(jìn)施工切眼88m（切眼總長117m）、，800運(yùn)輸（回風(fēng)）順槽942m、800回順聯(lián)絡(luò)巷68m、800機(jī)頭硐室70m（溜煤眼使用806工作面），800進(jìn)風(fēng)順槽采用八盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷，800工作面布置見圖1。

800工作面切眼，矩形斷面，設(shè)計(jì)寬度7.2m，高度3m，頂板采用錨索梁+錨桿+塑鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

800回風(fēng)順槽，矩形斷面，設(shè)計(jì)寬度5m，高度3m，頂板采用錨索梁+錨桿+塑鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

圖1 800工作面布置平面圖

1.2.1 工作面系統(tǒng)

1）主運(yùn)輸系統(tǒng)。工作面運(yùn)輸機(jī)→順槽皮帶→800皮帶機(jī)頭硐室?八盤區(qū)皮帶巷

2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。進(jìn)風(fēng)順槽：利用八盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷?；仫L(fēng)順槽：八盤區(qū)回風(fēng)巷→800回順聯(lián)絡(luò)巷?800回風(fēng)順槽

3）通風(fēng)系統(tǒng)。U型通風(fēng)：八盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷→800工作面→800回風(fēng)順槽→800回順聯(lián)絡(luò)巷→八盤區(qū)回風(fēng)巷

2 采煤方法

2.1 回收方法

采用壁式機(jī)械化后退式采煤，利用新掘順槽作為工作面運(yùn)輸巷（回風(fēng)巷），全部跨落法處理采空區(qū)頂板。

2.2 采煤工藝

2.2.1 割煤方式

采用MG650/1630-WD型電牽引采煤機(jī)割煤，每次割煤深度（截深）為0.8m，采煤機(jī)前進(jìn)方向的滾筒始終為上行割煤，另一個(gè)則為下行割煤。

2.2.2 移架方式

配置ZY6400/17/35型掩護(hù)式液壓支架，順序移架，移架遵循收回護(hù)幫板——收回側(cè)護(hù)板——降柱——提架——拉架——升柱——伸出側(cè)護(hù)板——伸出護(hù)幫板的原則。

2.2.3 正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力核算

工作面平均采高3m，循環(huán)進(jìn)度為0.8m。

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

式中：W為工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力，t；L為工作面平均長度，m；S為工作面循環(huán)進(jìn)尺，m；h為工作面設(shè)計(jì)采高，m；γ為煤的容重，t/m3；C為回采率，98%。

2.3 支護(hù)設(shè)備

工作面采用兩柱掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，端頭支架支護(hù)兩端頭，兩超前采用超前支架支護(hù)頂板，支護(hù)設(shè)備型號(hào)及數(shù)量見表1。

表1 工作面支護(hù)設(shè)備型號(hào)及數(shù)量

3 頂板管理

3.1 兩超前管理

進(jìn)順超前支護(hù)長度不少于50m，回順超前支護(hù)長度不少于35m，在切頂柱和超前支架間的控頂范圍內(nèi)，采用液壓?jiǎn)误w支柱配合鉸接頂梁支撐頂板，進(jìn)、回風(fēng)超前應(yīng)根據(jù)頂板實(shí)際情況加強(qiáng)支護(hù)。

超前支架移架步驟為：前架降柱—伸推移（推前架）—前架升柱—后架降柱—縮推移（拉后架）—后架升柱。

3.2 兩端頭管理

工作面兩端頭采用切頂單體支柱配合ZYT6400/17/35型端頭支架支護(hù)頂板，切頂柱要求打三排，兩排切頂柱，一排戧柱，切頂柱交替支設(shè)，柱間距為500mm，排距為400mm，每排切頂柱上方必須架設(shè)半圓木，穿好柱鞋，掛牢防倒繩。

3.3 過聯(lián)巷、機(jī)頭硐室頂板管理

1）本次圈定區(qū)域有 H12、H13、H14 聯(lián)絡(luò)巷，與工作面平行，工作面距聯(lián)絡(luò)巷30m前對(duì)老巷提前支護(hù)木朵，不能有空頂。

2）為保證過聯(lián)絡(luò)巷安全，過巷前適當(dāng)調(diào)整運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭或機(jī)尾，使工作面與聯(lián)絡(luò)巷成一定夾角，實(shí)現(xiàn)斜交過巷。

3）過802、804機(jī)頭硐室時(shí)，支架上方背道木，擦頂不帶壓過，確保橋面安全。

4）工作面推至804等工作面密閉附近時(shí)應(yīng)提前對(duì)密閉口加強(qiáng)支護(hù)，防止壓垮密閉使采空區(qū)可能集聚的有毒有害氣體泄露至工作面產(chǎn)生危害。

3.4 其他注意事項(xiàng)

1）加強(qiáng)技術(shù)管理，做好支護(hù)設(shè)計(jì)，確定合理的支護(hù)方式，合理的端面距。

2）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，實(shí)行緊盯制，密切關(guān)注頂?shù)装迕簩拥淖兓厔?shì)，尤其機(jī)道弱面及頂板巖性的變化。

3）加強(qiáng)初采初放、過構(gòu)造帶等薄弱環(huán)節(jié)的管理。

4）出現(xiàn)懸頂面積大于規(guī)定時(shí)，積極采取退錨、預(yù)裂爆破等方式。

5）加強(qiáng)職工的教育培訓(xùn)，提高觀察頂板、處理頂板的能力，尤其頂板冐落征兆的捕捉，以及威脅人身安全時(shí)，迅速逃離現(xiàn)場(chǎng)的能力。

4 一通三防及防滅火

4.1 調(diào)風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方案

800工作面生產(chǎn)前需對(duì)目前八盤區(qū)H11聯(lián)巷以里通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，確保800工作面回采期間通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，保證煤柱回收工作面有足夠的風(fēng)量。通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整見圖2。

做好煤柱回收期間各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量分配工作，完善通風(fēng)系統(tǒng)及設(shè)施。在806回順風(fēng)橋與808進(jìn)順支架設(shè)控風(fēng)風(fēng)門一組，八盤區(qū)回風(fēng)巷H11聯(lián)巷口砌筑閉墻一處，調(diào)整后八盤區(qū)回風(fēng)巷、皮帶巷、輔運(yùn)巷均為進(jìn)風(fēng)巷。800工作面配風(fēng)量本次不做討論。

圖2 800工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖

4.2 防滅火注意事項(xiàng)

1）加強(qiáng)工作面通風(fēng)系統(tǒng)管理，減少采空區(qū)漏風(fēng)，各種擋風(fēng)設(shè)施必須設(shè)置齊全并及時(shí)調(diào)整。

2）工作面盡可能減少丟頂、底煤現(xiàn)象，浮煤要回收清理干凈。

3）加強(qiáng)井下放炮管理，杜絕不正確的爆破作業(yè)所形成的爆破火焰。

4）加強(qiáng)電纜設(shè)備和油脂管理，杜絕失爆現(xiàn)象的發(fā)生。

5）容易發(fā)生火災(zāi)事故的場(chǎng)所要備足防火用沙和必要的消防器材。

5 其他事項(xiàng)

1）一號(hào)煤礦屬于水文地質(zhì)復(fù)雜類型礦井，八盤區(qū)H15聯(lián)巷附近臨近小煤窯采空區(qū)，回采期間需隨時(shí)觀察工作面的出水情況，在工作面涌水量驟然增大時(shí)及時(shí)分析出水原因，及時(shí)采取必要措施。

2）工作面生產(chǎn)過程中要備足排水設(shè)備和管路，并加強(qiáng)對(duì)排水設(shè)備的維修和保養(yǎng)。

3）加強(qiáng)工作面的水害分析預(yù)報(bào)。

6 效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益。800采面可采長度821m，可采儲(chǔ)量（回收煤柱）38萬t，按照目前噸煤300元利潤計(jì)算，可帶來1.14億元利潤，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。

2）社會(huì)效益。對(duì)大巷煤柱進(jìn)行回收，提高煤炭資源回收率,減少了煤炭資源的損失浪費(fèi)，增加了礦井服務(wù)年限,實(shí)現(xiàn)了礦井的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)效益非常顯著。

國內(nèi)在煤柱回收方面的實(shí)踐和理論都比較少，目前我礦對(duì)于煤柱回收技術(shù)研究還處于起步階段，在同等開采條件下可借鑒的煤柱回收成功實(shí)例太少，只有不斷探討、摸索、實(shí)踐、總結(jié)，才能不斷完善并建立一套適合我礦煤柱回收的技術(shù)體系。