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)鹊匿撏龋僖来位爻蜂摿汉妥呦蛄合碌膯误w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。