回采复杂区段边角煤 实现矿井可持续发展

孙立琳，刘先才，毛维龙

兖矿集团北宿煤矿，山东邹城 273516

回采复杂区段边角煤 实现矿井可持续发展

孙立琳，刘先才，毛维龙

兖矿集团北宿煤矿，山东邹城 273516

随着大规模的机械化开采，生产方式及正规开采布局结构，导致现有生产采区留下了各式各样的残留块段以及各种小煤柱，即边角煤。据有关数据统计：兖州矿区仅3#煤层的边角煤储量达到9.509.41万t，南屯煤矿边角煤储量达到1.389.9万t。储量如此之大，如果不计划采出，将是煤炭资源的损失。因此制定相应的技术政策、开发研究新技术措施是当前解决边角煤开采所面临的紧迫问题。

.回采；复杂区段；边角煤

0 引言

回采边角煤是对采矿工程的具体研究，主要研究了回采边角煤的采煤工艺、通风安全、矿山压力等内容。

1 现状

兖矿集团有限公司北宿煤矿是我国自行设计、自行开发、设备全部国产化的薄煤层炮采现代化矿井，1976年12月26日建成投产，原设计生产能力为45万t/年，现实际生产能力达到100万t/年，跨入了全国百家高产高效矿井行列。

北宿煤矿采煤二区现采的1667工作面，位于矿井西翼，二水平十六采区内，工作面地表有白马河。地面标高+40.47m～+40.94m，平 均 +40.71m。 工 作 面 标 高 -208.28m～-241.67m，平均-225.24m。煤层厚度0.79m～1.03m，平均0.93m。工作面基础储量为37.61万t，可采储量为36.48万t。工作面在巷道施工过程中，皮带巷揭露F皮1正断层，落差1.30m；上巷揭露F上1正断层，落差1.30m。根据回采情况看，工作面过断层期间，断层对工作面正常循环、进尺及产量造成一定的影响。工作面为对拉工作面布置，采用走向长壁后退式开采方法，炮采工艺。落煤方式为煤电钻湿式打眼，爆破落煤。装煤方式为爆破装煤、铲煤和人工装煤相结合。支护为单体液压支柱配合“π”型钢梁、切顶支架支护顶板。采空区处理方式为全部跨落法管理顶板。运煤为刮板输送机、桥式转载机和胶带输送机联合运输。工作面循环进尺为1.0m。

北宿煤矿系薄煤层矿井，因煤层条件复杂，现只能采用炮采工艺，采煤工艺落后，生产环境恶劣，工人劳动强度大。此外，工作面人员密度大，新工人多，工人素质参差不齐。因此，采煤区队安全生产管理难度大。

2 施工工艺流程

2.1 顶板支护

矿山压力显现是影响工作面顶板的主要原因，而顶板管理是煤矿安全生产的重点环节之一，因此回采1667采煤工作面三角煤必须先确定顶板的支护方式，确保回采过程中的安全。1667采煤工作面老顶为粉砂岩，平均厚度1.05m，灰色，破碎，颗粒由上而下逐渐变细。普氏系数（f）4.0～6.0。直接顶为十下石灰岩，平均厚度5.39m，灰色，致密坚硬性脆，裂隙发育。普氏系数（f）10.19～11.46。直接底为铝质泥岩，平均厚度1.37m，灰色，胶结较好，含较多植物化石。普氏系数（f）4.20。老底为中砂岩，平均厚度5.45m，灰～灰黑色，具水平缓波状层理。普氏系数（f）4.0～8.0。

因边角煤处周围或已回采完毕或为需保留的巷道，因此顶板压力相对较大。1667采煤工作面的支护方式采为单体液压支柱配合“π”型钢梁、切顶支架支护顶板。为保证推进过程中顶板的安全管理，根据规程规定，超前支护需不得低于20m，应此处巷道与工作面形成一定角度，根据此角度计算得出，巷道的超前支护距离不得低于55m。若低于55m，随着工作面的推进，压力就会不断的前移至没有支护的地点，造成压力将巷道压垮变形，从而造成人身伤害事故。

2.2 通风要求

随着巷道的延深、工作面推进和更替以及瓦斯涌出量的变化等，常常需要对矿井风量进行调节，以满足矿井和各作业地点风量的按需分配。其中增减矿井总风量称矿井总风量调节，井下各用风区域或地点间的风量调节称局部风量调节。

《煤矿安全规程》规定：每个矿井，至少有两个安全出口，其中一个进风，另一个回风。若正常边推进边回采，工作面内就会出现风量小，影响安全的隐患。因为风量在进入工作面的时候，就会从采空区及其他地点漏出。漏风使有效风量减少，通风系统复杂，威胁安全生产。

为保证1667采煤工作面三角煤段风流按拟定的路线流动，就必须在1667进风巷道中设置临时风门，对风流进行控制调节。

2.3 选择回采方式

因此段三角煤随着工作面的不断推进工作面面长逐渐变短，就是边推进边缩短溜尾。根据工作面与巷道的角度计算得出每推进1.0m就需缩短1节溜槽，若采用此方法推进回采，职工劳动强度较大，且推进速度慢，从而造成顶板的压力积聚，给回采带来不安全隐患。因此，矿及我区专业人员根据现场实际情况，经过计算，在保证支护质量、满足通风、行人要求的前提下，采用缩短溜尾、透安全出口的方式进行回采。根据现场计算溜尾必须缩6节溜子才能形成有效的保安煤柱，即每次溜尾缩6节溜子，然后平推直至自然透时，就形成了出口与煤柱。平推自然透时就形成了出口，出口主要是为了能够给工作面正常供风，也是工作面的安全出口。这样缩完溜子平推透后，形成了出口，留下了煤柱，煤柱主要是为了工作面能够正常推进，减小顶板压力，同时也起到对1616轨道上山及地面村庄的保安作用。采取这种方式回采，直至将此段三角煤回采至停采线。

3 取得的效果

3.1 经济效益

回采边角煤的经济性十分明显。根据兖矿集团北宿煤矿1667采煤工作面下面实际情况，采完下面剩余一块三角形边角煤，因采三角煤安全隐患多、劳动强度大，按正常开采不适合回采，为了避免丢失浪费，采用缩溜槽、透出口的方法回采三角煤。该回采方法安全可靠，大大减低了安全系数和劳动强度，成功回采了三角煤，工作面共沿走向推进45m，缩溜槽60节、撤30个切顶支架，透安全出口10个，安全多采出4 000余吨，创经济效益200多万元，同时也延长了矿井的服务年限。

3.2 社会效益

充分开发煤炭资源，延长矿井服务年限。矿产资源的开发利用，必须在注重经济效益的同时，还得注重社会效益协调统一。坚持以保护为前提，以开发为手段，以发展为目的，使保护和发展互为促进，综合运用法律、行政和经济手段，改善矿山生态环境，确保资源有效利用和社会效益明显提高。

3.3 整体绩效

回采复杂区段边角煤是采煤区队在开采方法上的创新，是煤炭企业推行资源再开发、利用的具体体现，根据采煤区队的具体情况进行结构调整和整合之后是具有良好的经济效益的。通过回采复杂区段边角煤工艺的有效实施，提高了劳动效率，减少了生产中的浪费现象，降低了生产成本。

[1]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007，10.

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.1674-6708（2011）52-0060-02