關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

近距離煤層煤柱下的開采方法

張效春

(大同煤礦集團(tuán)  燕子山礦，  山西 大同  037037)

   【摘要】綜采工作面在近距離上覆煤枉下開采時(shí)，由于煤柱集中應(yīng)力和采動(dòng)超前壓力疊加，兩巷維護(hù)困難，采取多種方式聯(lián)合支護(hù)，增加支護(hù)強(qiáng)度，調(diào)整割煤工藝，使工作面安全采出。

   【關(guān)鍵詞】近距離；煤柱；護(hù)幫；超前支護(hù)；開采

【中圖分類號(hào)】TD823.81  【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1006—6225  (2006)06—0039—02

Mining Method under Coal Pillar in Close Distance Coal Sesm

      燕子山礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為4.0Mt／a，產(chǎn)品為低灰、低硫、高熱值的不黏煤，是優(yōu)質(zhì)動(dòng)力用煤和氣化、鑄造、化工用煤的良好原料?，F(xiàn)在主采煤層為14^-2#層和14^-3#層，上覆12^#層已采空，層間距為1.4—20m屬近距離煤層。地質(zhì)條件

復(fù)雜和上覆采空區(qū)煤柱，給工作面頂板控制和開采造成很大影響。

1個(gè)案概況

14^-2#層8924工作面位于309盤區(qū)，工作面走向長(zhǎng)670米，傾向長(zhǎng)107.5米，煤厚2.8m。5924巷為回風(fēng)軌道巷，2924巷為進(jìn)風(fēng)膠

帶巷。工作面頂板與12^#層層間距平均4m，最大8.8m，最小

1.4m，采位360—385m為上覆采空區(qū)8912和8914兩工作面間煤柱，上下層垂直工作面布置。工作面巷道采用錨桿支護(hù)，錨桿規(guī)格為φ18×1700mm，間距1000mm，工作面布置和煤柱分布見圖1。

      受上覆采空區(qū)煤柱集中壓力影響，煤柱影響范圍內(nèi)兩巷和工作面壓力大片幫嚴(yán)重。

    2924巷330—420m巷道頂板全部離層裂開，片幫嚴(yán)重，深約0.5—1m，370—385m巷道漏頂。5924巷350—365m巷道漏頂，300—410m巷道頂板全部離層裂開，片幫嚴(yán)重，深約0.5—1.5m。$Page_Split$

工作面開采前支護(hù)措施

2.1漏頂區(qū)域維護(hù)

    2924巷370—385m，5824巷350—365m兩段漏頂區(qū)清碴后重新剎頂支護(hù)，架設(shè)1m一架的木腿鋼梁棚。漏頂支護(hù)見圖2。

2.2 頂板破碎區(qū)架棚支護(hù)

    2924巷330—425m，5824巷300—410頂板破碎區(qū)，用木腿鋼梁棚加強(qiáng)支護(hù)，1m一架。

2.3 兩煤幫打護(hù)幫尼綸網(wǎng)

    為治理片幫，維護(hù)頂幫的穩(wěn)定，必須設(shè)置幫錨桿。兩煤幫各打2排錨桿，間距2.0m，并增使尼綸網(wǎng)。根捌實(shí)際試驗(yàn)，錨桿錨固深度至少2.5m時(shí)可有效防治片幫，使煤幫在采動(dòng)壓力與煤柱集中應(yīng)力疊加影響下保持穩(wěn)定。

2.4煤柱范圍片幫嚴(yán)重的地方打鋼針   

   兩處漏頂區(qū)，雖經(jīng)架棚剎頂維護(hù)，可兩處漏頂區(qū)靠工作面?zhèn)绕瑤蜕罴s0.5～2m，頂板裂開破碎隨時(shí)有垮落的危險(xiǎn)。因煤壁片幫一般都是上邊角產(chǎn)裂縫塌落后，下部還有斜坡，形成橫斷面呈楔形的空洞，用傳統(tǒng)的支柱、架棚支護(hù)方式，已無法支護(hù)片幫處上方的破碎頂板。如果不及時(shí)支護(hù)隨著采動(dòng)的影響，隨時(shí)都有二次漏頂?shù)奈ｋU(xiǎn)。

     根據(jù)以上情況，采用超前維護(hù)的方法，在煤壁上靠近頂板處，用鉆機(jī)打鉆孔插鋼針(1l^#工字鋼梁加工），眼深2.5m，用寬60mm，長(zhǎng)400mm，兩邊打4個(gè)φ24mm眼的夾板兩邊近接，把2.5m和2.0m長(zhǎng)的2根工字鋼梁穿入煤壁。巷道每2m打1個(gè)眼。先穿帶尖的2.5m鋼針。外邊沿巷方向在鋼梁下架設(shè)走向抬棚，下邊用單體柱支設(shè)，上邊用木料剎頂，使片幫處頂板形成整體，見圖3。

3開采過程中的對(duì)策

3.1 超前100m用單體柱對(duì)鋼梁棚進(jìn)行維護(hù)

    根據(jù)同盤區(qū)和鄰近工作面開采經(jīng)驗(yàn)，工作面推進(jìn)過程中壓力傳遞超過100m，所以需要超前100m對(duì)漏頂區(qū)的鋼梁棚用單體柱加強(qiáng)支撐。為保證巷道有效空間和設(shè)備順利通過，單體柱緊靠鋼腿支設(shè)。

3.2架走向抬棚使漏頂區(qū)范圍鋼梁棚成為一體

    由于空間有限，在設(shè)備串車通過時(shí)順走向方向架設(shè)走向鋼梁，人行道和下幫各一組，當(dāng)采至走向梁處人行道走向梁通向2^#架頂梁上，下幫走向梁進(jìn)入端頭到采空區(qū)如圖4。

    架設(shè)走向鋼梁支設(shè)兩排單體柱，必須支在實(shí)底上，支正支牢，柱頭必須襯墊木楔防滑和用鐵絲捆住鋼梁上防止倒柱。

3.3 改變割煤工藝 保證安全生產(chǎn)

    正常的割煤工藝是采煤機(jī)雙向割煤，頭尾割三角煤斜切進(jìn)刀，割煤拉架推溜具有連續(xù)性。由于下巷漏頂，為保證人員安全當(dāng)采煤機(jī)割到離頭10m處，設(shè)備全部停止運(yùn)轉(zhuǎn)，先回撤靠近工作面?zhèn)鹊匿撏?，再依次回撤鋼梁和走向梁下的單體柱；回柱時(shí)采用長(zhǎng)柄工具，當(dāng)頂板有明顯下沉壓力大時(shí)，必須停止回柱查明原因加強(qiáng)支護(hù)后方可作業(yè)。回柱后采煤機(jī)割煤至頭退回15架后全部設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，先走頭3^#，4^#，5^#架，保證工作面?zhèn)让簬秃晚敯逋暾僮哳^1^#，2^#架。走架時(shí)不宜降架過低，且以離開上邊鋼梁為準(zhǔn)，以免錯(cuò)動(dòng)走向梁和鋼梁棚。采煤機(jī)割煤至頭20架時(shí)和走頭部支架過程中，漏頂區(qū)范圍嚴(yán)禁站人。

3.4調(diào)斜工作面的丌采

    由于工作面煤柱垂直走向布置，如果頭尾進(jìn)度相同推進(jìn)到煤柱壓力區(qū)下，勢(shì)必會(huì)造成整個(gè)工作面都處在相同壓力影響下，集中壓力影響較大，對(duì)生產(chǎn)和頂板管理非常不利。為此決定調(diào)斜工作面開采，頭比尾或尾比頭大10m開采，小于1 0m時(shí)分散壓力的作用不明顯，太大則容易串頭串尾。以此方法，來分散煤柱集中壓力對(duì)工作面開采的影響。

4應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

    燕子山礦14^-2#層901盤區(qū)890l，8920，8922，8924四個(gè)工作面，全部都是煤柱下開采。運(yùn)用此種開采方法和支護(hù)方式，在通過上覆采空區(qū)煤柱的漏頂區(qū)和頂板破碎的壓力區(qū)時(shí)，提前進(jìn)行支護(hù)，在工作面?zhèn)让簬推瑤蛧?yán)重的地方，打鋼針，鋼針下邊架走向抬棚，上邊進(jìn)行剎頂，兩邊的煤壁打護(hù)幫尼綸網(wǎng)，增加支護(hù)的密度和強(qiáng)度；在推進(jìn)到煤柱時(shí)調(diào)斜工作面、改變割寬工藝和加強(qiáng)機(jī)電檢修，保證了工作面的安全開采。

作者簡(jiǎn)介：張效春（1963—）男，畢業(yè)于阜新礦院，高級(jí)工程師，現(xiàn)任同煤集團(tuán)地煤公司總工程師。