煤柱回收工作面回采巷道布置優(yōu)化

（山西陽泉市南煤集團南莊分公司 山西 045000）

1.影響煤柱回收工作面布置的主要因素

(1)已采工作面停采線的位置

根據(jù)采掘工程平面圖分析，由于已采工作面停采線不一致，造成所留大巷煤柱寬度不一致，大巷煤柱寬度在8816工作面以東多為280m，在8816工作面以西多為180m。煤柱回收工作面寬度受大巷煤柱的限制，因此，煤柱回收工作面的寬度在不同的位置需要根據(jù)大巷煤柱寬度進行調(diào)整。

(2)已采工作面順槽密閉墻的位置

由于煤層為自燃發(fā)火煤層，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第二百七十四條“礦井必須制定防止采空區(qū)自然發(fā)火的封閉及管理專項措施”采煤工作面回采結(jié)束后，必須在45天內(nèi)進行永久性封閉。因此，煤柱回收工作面巷道布置應(yīng)考慮密閉墻的影響。

(3)地質(zhì)構(gòu)造的影響

根據(jù)現(xiàn)有資料分析，大巷煤柱回收工作面整體為一單斜構(gòu)造，煤層賦存呈現(xiàn)東高西低。

大巷煤柱回收工作面西段發(fā)育一個陷落柱，陷落柱XS28范圍17m×23m；一條斷層FS10，斷距1.4m，傾角45°，傾向西北；8836工作面中段發(fā)育FS9斷層，斷距4.5m，傾向西北，傾角78°；8836工作面東段發(fā)育兩個陷落柱，陷落柱XS2為橢圓形，范圍80m×90m；陷落柱XS3為橢圓形，范圍25m×60m。

因此，煤柱回收工作面巷道布置應(yīng)考慮陷落柱的影響，由于斷層斷距較小，對煤柱回收工作面巷道布置影響不大。

(4)現(xiàn)有巷道的利用

目前八采區(qū)有采區(qū)回風巷、采區(qū)猴車巷、采區(qū)材料巷和采區(qū)皮帶巷四條巷道，四條巷道除采區(qū)回風西段變形嚴重外，其他巷道狀況尚可，因此，考慮降低投資，盡可能利用已有巷道。

2.煤柱工作面巷道布置方案

考慮以影響煤柱回收工作面布置的主要因素，結(jié)合大巷煤柱范圍、形狀、煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，本次設(shè)計將大巷煤柱可采范圍劃分為三個區(qū)段，即8836工作面西段、8836工作面中段、8836工作面東段）。由于現(xiàn)有采區(qū)回風巷位于煤柱回收工作面邊界，以上三個工作面回風順槽均考慮現(xiàn)有回風巷，膠帶順槽的位置則需要根據(jù)已采工作面的寬度和密閉墻的位置進行確定，三個區(qū)段的劃分方案需要考慮陷落柱的影響。

因此，根據(jù)以上分析，本次煤柱回收工作面巷道布置提出以下三個方案。

(1)方案1

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現(xiàn)有密閉墻外；陷落柱位于8840工作面內(nèi)，工作面可連續(xù)接替。

本方案將8836工作面中段和8836工作面東段以8816工作面膠帶順槽為界劃分，8836工作面東段長度增加，工作面連續(xù)接替，綜采設(shè)備無需搬家。

煤柱回收工作面順槽長度：8836工作面西段位于8826工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為513m；8836工作面中段位于8826工作面膠帶順槽以東、8816工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為1066m；8836工作面東段位于8816工作面膠帶順槽以東，工作面順槽長度為700m，XS2陷落柱位于工作面內(nèi)。

工作面的寬度考慮密閉墻的位置，以開采不破壞密閉墻為原則確定。8836工作面開采范圍內(nèi)已采工作面（8828、8830、8832）中8828工作面兩條順槽密閉墻處大巷煤柱寬度最小為135m，為保證回采時密閉墻不受破壞，設(shè)計8828工作面密閉墻外5m處布置8836工作面西段膠帶順槽，8836工作面西段寬度為130m。8836工作面中段開采范圍內(nèi)已采工作面8826工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為155m，設(shè)計8826工作面密閉墻外5m處布置8838工作面膠帶順槽，8838工作面寬度為150m。8836工作面東段開采已采工作面8816工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為265m，設(shè)計8816工作面密閉墻外5m處布置8836工作面東段膠帶順槽，8836工作面東段寬度為260m。

①通風方式。通風方式為三進一回，即：一回是原采區(qū)回風巷作為工作面回風巷，三進是新掘的工作面進風、運輸巷；原采區(qū)軌道巷；猴車巷。利用原12#煤采區(qū)大巷作為高抽巷閉墻插管抽采15#煤鄰近層和采空區(qū)瓦斯。②巷道布置層位。進風運輸巷沿煤層底板布置，原采區(qū)回風巷、猴車巷沿煤層頂板布置。軌道巷六聯(lián)通以西沿煤頂布置，以東沿煤底布置。③采煤工藝及設(shè)備。采用綜采放頂煤工藝，配套設(shè)備使用8824工作面的設(shè)備。④采掘銜接情況。2018年6月～2019年12月回采工作面銜接計劃，15#煤八采區(qū)布置1個主采面（8824綜放工作面），1個配采面（8810工作面）。回采工作面銜接順序為：8824-8836工作面（西段、中段、東段），8810配采。

(2)方案2

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現(xiàn)有密閉墻外；8836工作面中段、8836工作面東段以陷落柱為界劃分，回采工作面搬家一次。

8836煤柱回收工作面回風順槽均利用現(xiàn)在采區(qū)回風巷，膠帶順槽布置現(xiàn)有密閉墻外。

煤柱回收工作面順槽長度：8836工作面西段位于8826工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為513m；8836工作面中段位于8826工作面膠帶順槽以東、XS2陷落柱以西，工作面順槽長度為1253m；8836工作面東段位于XS2陷落柱以東，工作面順槽長度為400m。

煤柱回收工作面的寬度考慮密閉墻的位置，以開采不破壞密閉墻為原則確定。8836工作面西段和中段工作面寬度同方案1。8836工作面東段開采已采工作面8812工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為280m，設(shè)計8812工作面密閉墻外5m處布置8836工作面東段膠帶順槽，8836工作面東段寬度為275m。

本方案工作面接替順序為8836西段→8836中段→8836東段。其中8836西段與8836中段工作面接替時，綜采設(shè)備可不搬家，工作面連續(xù)回采；8836東段工作面開采需要新施工切眼，重新安裝綜采設(shè)備進行回采。

設(shè)計初期開采8836西段工作面。8836西段工作面布置兩條順槽，將八采區(qū)回風巷擴修后作為工作面的回風順槽，鋪設(shè)軌道，擔負工作面人員、材料、設(shè)備等輔助運輸任務(wù)；沿現(xiàn)密閉墻以外新掘工作面膠帶順槽，與現(xiàn)有8828工作面軌道順槽貫通，利用8828工作面軌道順槽溜煤眼與八采區(qū)膠帶運輸巷相聯(lián)，工作面長度為130m。

工作面采用“U”型方式，膠帶順槽進風，軌道順槽回風。設(shè)計在煤柱工作面的回風順槽鋪設(shè)軌道，工作面材料經(jīng)八采區(qū)運料巷、8836西段工作面中部車場、8836西段工作面運料聯(lián)絡(luò)巷至8836工作面。人員經(jīng)八采區(qū)猴車巷、行人聯(lián)絡(luò)巷、8836西段工作面行人聯(lián)絡(luò)巷、8836西段工作面回風順槽（膠帶順槽）至8836工作面。由于工作面仰采，設(shè)計在工作面最低點（一般在工作面膠帶順槽口）臨時排水系統(tǒng)，采用電潛泵排出工作面積水。在工作面回風順槽、膠帶順槽各布置一個25人的臨時避難硐室。

(3)方案3

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現(xiàn)有密閉墻內(nèi)、移密閉墻；8836工作面中段、8836工作面東段以陷落柱為界劃分，回采工作面搬家一次。

本方案大巷煤柱回收工作面區(qū)段劃分、工作面順槽長度及回采接替均同方案2。與方案2不同之處是將煤柱回收工作面膠帶順布置在工作面密閉墻內(nèi)，工作面停采線外，需要在已采工作面順槽內(nèi)重新砌筑密閉墻。

根據(jù)采掘工程平面圖分析，XS2陷落柱東以東區(qū)域以已采工作面停采線為南部邊界，大巷煤柱寬度均為315m-320m，XS2陷落柱東以西以已采工作面停采線為南部邊界，已采8826工作面處煤柱寬度最小為180m，因此本方案設(shè)計8836工作面西段和8836工作面中段膠帶順槽布置在8826工作面停采線外15m，工作面寬度為165m；8836工作面東段膠帶順槽布置在8812工作面停采線外15m，工作面寬度為290m。

由于現(xiàn)有的密閉墻位于停采線外20m處，本方案需要將14座密閉墻打開，重新砌筑在工作面停采線處，其中8836工作面西段需要打開5座密閉墻，8836工作面中段需要打開5座密閉墻，8836工作面東段需要打開4座密閉墻。本方案比方案1多回收32萬噸煤炭資源。

3.綜合分析

方案1將膠帶順槽布置在現(xiàn)有密閉墻以外，巷道施工及工作面回采不受采空區(qū)積水、有毒有害氣體的影響，回采時安全程度較高，8836工作面中段、8836工作面東段工作面以8816工作面順槽為界，比方案2多回收煤炭資源量24萬噸，比方案2多創(chuàng)造收入14971萬元；工作面連續(xù)接替，減少搬家，有利于礦井穩(wěn)產(chǎn)；三個工作面順槽長度相對均衡。但是XS2陷落柱位于8836工作面東段內(nèi)，回采工作面過陷落柱，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施，保證工作面過陷落柱時的安全。

方案2將膠帶順槽布置在現(xiàn)有密閉墻以外，巷道施工及工作面回采不受采空區(qū)積水、有毒有害氣體的影響，8836工作面中段、東段以XS2陷落柱為界，工作面不過陷落柱，回采時安全程度較高。但是大巷煤柱回收工作面寬度小，尤其是XS2陷落柱以西8816工作面處大巷煤柱寬度達到320m，僅回收150m，浪費煤炭資源24萬噸。

方案3將工作面膠帶順槽布置在停采線附近，比方案1多回收8萬噸煤炭資源，按煤價623.82元/噸計算，比方案1多創(chuàng)造收入4991萬元。但是需要拆除并新砌14座現(xiàn)有密閉墻，據(jù)估算，拆、建密閉墻需56萬元，密閉墻施工時受采空區(qū)水、毒氣威脅；新掘膠帶順槽鄰近采空區(qū)，巷道掘進及工作面回采期間，需要提前對采空區(qū)進行探測，相應(yīng)相關(guān)措施，保證施工及回采安全，施工組織過程復(fù)雜。

4.結(jié)束語

為了保證大巷回收工作面巷道掘進及回采期的安全，維持工作面推進的連續(xù)穩(wěn)定，并盡可能多的回收煤炭資源，本次設(shè)計推薦方案1。為了在保證新掘膠帶順槽安全施工及有效支護的前提下，盡可能多的回收煤炭資源，建議在巷道施工和工作面回采過程中，加強采空區(qū)水、有毒有害氣體探測并采取注漿加固、封堵等相應(yīng)技術(shù)措施，保證安全。