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孤島煤柱資源安全高效回采技術(shù)應(yīng)用

文檔作者：王修瑞，林光堂，管玉超，孫志良文檔來(lái)源：徐州礦務(wù)集團(tuán)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年04月27日
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2012年第3期 能源技術(shù)與管理 l17
doi：10．396 ．issn．1672—9943．2012．03．o48
孤島煤柱資源安全高效回采技術(shù)應(yīng)用
王修瑞，林光堂，管玉超，孫志良
(徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦，江蘇徐州221 147)
[摘 要] 通過(guò)對(duì)孤島煤柱現(xiàn)場(chǎng)資料的分析與研究，提出因地制宜，分塊段采用炮采、高檔普
采、綜采3種回采工藝進(jìn)行煤柱資源回收，有效提高推進(jìn)速度，最大化地回收煤炭
資源，降低管理難度與生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)安全高效回采。
[關(guān)鍵詞] 孤島煤柱；聯(lián)合開(kāi)采；分塊段；邊角煤；安全高效；下山煤柱
[中圖分類號(hào)]TD823．87[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672．9943(2012)03 1 17-{)2
1 采區(qū)煤柱概況
東三采區(qū)位于張集煤礦井田東部，采區(qū)范圍：
上至F6斷層( 47—80oH=40 m)，下至F4斷層
( 80。H=30 m)，西至東二采區(qū)，東至井田邊界附
近煤炭變薄區(qū)。采區(qū)面積27 000 mz，地層整體呈
單斜構(gòu)造，小構(gòu)造極為發(fā)育，并伴有褶曲構(gòu)造，上
部斷裂構(gòu)造造成局部煤層反傾，地層傾角一40。一
17。，中下部地層較緩，平均13。。主采山西組9煤，
煤厚2．0～3．2 m(9煤之上7煤被巖漿巖侵蝕，無(wú)開(kāi)
采價(jià)值)，共設(shè)計(jì)開(kāi)采5個(gè)工作面。
東三采區(qū)煤柱為張集煤礦東三區(qū)域最后的煤
柱面，屬于孤島煤柱，該煤柱面回采結(jié)束后將徹底
關(guān)閉該區(qū)域。煤柱長(zhǎng)500 m，寬50～70 m，煤層厚
2．1～2．8 m，可采煤量12萬(wàn)t。該煤柱西部為9441、
9610、9608、9606采空區(qū)，東部為9363、9361及
9360采空區(qū)，應(yīng)力集中。根據(jù)東三采區(qū)生產(chǎn)情況
分析，該區(qū)域?yàn)楦咄咚埂⒚号c瓦斯突出及有沖擊地
壓傾向區(qū)域。回采過(guò)程中需解決跨大巷、過(guò)儲(chǔ)煤
井、斷層、老峒等難點(diǎn)。
2 東三采區(qū)煤柱開(kāi)采方案的研究
2．1 開(kāi)采方案的提出
根據(jù)東三煤柱的實(shí)際情況，將東三采區(qū)煤柱
分為4個(gè)塊段，即9360煤柱、9606煤柱、上山保
護(hù)煤柱、下山保護(hù)煤柱。采煤工藝的選取原則：一
是確保安全生產(chǎn)；二是最大限度回采煤炭資源；三
是提高工作效率，加快回采速度。
2．1．1 全部采用炮采工藝
優(yōu)點(diǎn)：放炮管理有利于煤層中瓦斯及壓力的
釋放，減少瓦斯抽放；對(duì)于回采不規(guī)則的邊角段煤
柱易于操作，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備投入少_l2]。
缺點(diǎn)：炮采落煤工藝回采速度慢、效率低，受
采高限制制約煤炭資源的回采率；孤島煤柱巷道
壓力顯現(xiàn)，頂?shù)装迤扑?、巷道底鼓、折幫?yán)重修護(hù)
工程量大 ]。安全隱患多，管理難度大。
2．1．2 分塊段采用炮采、高檔普采、綜采3種方式
聯(lián)合開(kāi)采
優(yōu)點(diǎn)：因地制宜，不同塊段的煤柱采用適宜的
開(kāi)采工藝；有效提高推進(jìn)速度，最大化地回收煤炭
資源；降低管理難度與生產(chǎn)成本，提高復(fù)雜條件下
煤柱開(kāi)采的安全性。
2．2 開(kāi)采方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析
2．2．1 技術(shù)可行性分析
提出的兩個(gè)方案即一個(gè)為全部采用炮采，另
一個(gè)采用聯(lián)合開(kāi)采的方案。所采用的采煤方法與
采煤工藝，在張集礦幾十年的開(kāi)采過(guò)程中均應(yīng)用
成熟。預(yù)計(jì)回采過(guò)程中過(guò)斷層、過(guò)老峒等技術(shù)方案
完善[5]。管理隊(duì)伍人員配置合理，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富。
工程技術(shù)人員技術(shù)能力水平高，對(duì)擬所采用的采
煤方法、工藝的掌握應(yīng)用嫻熟。開(kāi)采所使用的設(shè)備
在該礦現(xiàn)有的基礎(chǔ)上合理給予更新、改良。對(duì)于煤
柱開(kāi)采所需的技術(shù)力量與管理水平均能達(dá)到較高
水準(zhǔn)，能夠滿足安全高效開(kāi)采的技術(shù)要求。
2．2．2 經(jīng)濟(jì)可行性分析
東三區(qū)域9煤煤層厚度平均達(dá)3．0 m，煤質(zhì)
好，發(fā)熱量23 446 kJ左右，是目前張集礦主要的
配采面?；夭蛇@個(gè)區(qū)域的煤柱可以有效提升該礦
商品煤的品質(zhì)，較好完成集團(tuán)公司煤質(zhì)、經(jīng)濟(jì)計(jì)劃
指標(biāo)。通過(guò)洗煤廠精洗、選配生產(chǎn)的商品煤銷售取
得的經(jīng)濟(jì)效益，要明顯高于分別銷售高發(fā)熱量與
低發(fā)熱量煤炭的效益。
2．3 開(kāi)采方案的確定
通過(guò)方案一與方案二的對(duì)比分析可以看出：
1 18 王修瑞，等孤島煤柱資源安全高效回采技術(shù)應(yīng)用 2012年第3期
方案一雖然具有靈活多變性，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)
少，設(shè)備投入少，適宜不規(guī)則的邊角煤開(kāi)采等優(yōu)
點(diǎn)，但是對(duì)整個(gè)區(qū)域煤柱的回采過(guò)于簡(jiǎn)單，存在諸
多不能解決的問(wèn)題：譬如下山開(kāi)采時(shí)不能有效控
制老塘滾矸；過(guò)斷層、過(guò)老峒時(shí)頂板不易控制；回
采速度慢，回采率低；安全風(fēng)險(xiǎn)大等。方案二能夠
因勢(shì)利導(dǎo)，針對(duì)不同塊段的具體情況采用適當(dāng)?shù)?
回采工藝，充分利用現(xiàn)有的技術(shù)裝備水平，有效提
高工作效率、回采率的同時(shí)，增強(qiáng)了復(fù)雜條件下煤
柱回采的穩(wěn)定性與安全性。
通過(guò)綜合分析，認(rèn)為方案二更加合理，經(jīng)濟(jì)效
益及安全效果較方案一更為優(yōu)越。
3 實(shí)施效果分析
通過(guò)嚴(yán)格編制掘進(jìn)、回采技術(shù)措施以及遇到
問(wèn)題時(shí)補(bǔ)充措施，現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)化落實(shí)措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管
理力度，在沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可尋以及無(wú)資料、實(shí)例可借鑒
的情況下，安全、高效地回收了東三區(qū)域邊角煤柱
資源。通過(guò)對(duì)掘進(jìn)過(guò)程中頻繁過(guò)老峒、過(guò)大斷層、
應(yīng)力集中難以掘進(jìn)，以及回采過(guò)程中跨大巷、過(guò)儲(chǔ)
煤井等重點(diǎn)問(wèn)題分析的總結(jié)，獲得的經(jīng)驗(yàn)為：在技
術(shù)層面上，豐富了防沖、防突技術(shù)措施，積累了應(yīng)
力集中區(qū)掘進(jìn)、回采的經(jīng)驗(yàn)。采用的新型鉆機(jī)以及
打鉆工藝已經(jīng)推廣到周邊礦井。這些經(jīng)驗(yàn)，為在延
深一1 260 ITI采區(qū)高應(yīng)力、高瓦斯、高沖擊地壓的
復(fù)雜條件下安全高效回收煤炭資源提供了寶貴經(jīng)
驗(yàn)。
4 結(jié)論
利用炮采回收不規(guī)則的邊角煤柱，綜采回收
下山煤柱，確保了煤炭資源回收和采面銜接，提高
了采面煤質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了高瓦斯條件下安全、高效、零
事故回采煤柱資源。對(duì)煤柱資源探索與研究過(guò)程
中積累的經(jīng)驗(yàn)與所應(yīng)用的技術(shù)，值得同等條件或
相似條件下其他礦井對(duì)煤柱開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用。
[參考文獻(xiàn)]
[1]徐永圻．中國(guó)采煤方法圖集[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
出版社，1990
[2]陳炎光，徐永圻．中國(guó)采煤方法[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)
大學(xué)出版社．1991
[3]洪允和．煤礦開(kāi)采方法[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版
社．1991
[4]王剛．煤礦地下開(kāi)采[M]．徐州： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版
社．1990
[5]姜學(xué)云．綜采面工藝參數(shù)研究[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大
學(xué)出版社．1994
[作者簡(jiǎn)介]
王修瑞(1977一)，男，江蘇沛縣人，測(cè)量助理工程師，
2007年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)工作于徐
州礦務(wù)集團(tuán)有限公司張集煤礦技術(shù)中心。
『收稿日期：2011—12—21 1
(上接第1 13頁(yè))在工作面迎頭全段面掛網(wǎng)，避免
在回棚的時(shí)候竄矸傷人，若發(fā)現(xiàn)有殘余煤炭時(shí)割
網(wǎng)進(jìn)行拾煤，最大限度地回收煤炭資源。
6 結(jié)語(yǔ)
白莊煤礦作為一個(gè)步入開(kāi)采后期的礦井，可
生產(chǎn)地區(qū)少，采掘接替緊張。自2009年以來(lái)應(yīng)用
上述煤柱開(kāi)采技術(shù)，已陸續(xù)回采了12大巷煤柱工
作面、11回風(fēng)大巷煤柱工作面及11采區(qū)外水倉(cāng)
下煤柱工作面，充分回收了遺留煤柱，累計(jì)回收煤
炭資源10余萬(wàn)t，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，緩解了采
掘接替緊張局面。通過(guò)對(duì)煤柱工作面開(kāi)采技術(shù)的
研究，設(shè)計(jì)煤柱工作面巷道本著“系統(tǒng)順、環(huán)節(jié)少”
的原則，盡量利用原有舊巷道，并適時(shí)采用沿空留
巷技術(shù)，避免開(kāi)掘新的輔助工程，最大限度地降低
工程量，降低了生產(chǎn)成本，提高了礦井經(jīng)濟(jì)效益，
為以后煤柱工作面的開(kāi)采積累了技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]朱濤，宋敏，等．殘留煤柱破壞特征及其對(duì)下部煤層開(kāi)
采影響[J]．煤礦開(kāi)采，2009，10(5)：13—15
[2]翟慧兵．寺河礦殘留煤柱開(kāi)采方法研究[J]．科技致富
向?qū)В?010(36)：331—332
[3]范達(dá)，劉占軍．盤(pán)區(qū)煤柱回收及綜采殘留工作面開(kāi)采
問(wèn)題的探討[J]．山西煤炭，1999(4)：121—123
[作者簡(jiǎn)介]
劉其碹(1964一)，男，河南博愛(ài)人，高級(jí)工程師，1988
年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院煤田地質(zhì)與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事安全
生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)管理工作。 [收稿日期：2011—12—20]

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