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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，孫志良文檔來源：徐州礦務(wù)集團		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月27日
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下一篇：復雜地質(zhì)條件下炮采工作面安全回采技術(shù)

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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)集團張集煤礦，江蘇徐州221 147)
[摘 要] 通過對孤島煤柱現(xiàn)場資料的分析與研究，提出因地制宜，分塊段采用炮采、高檔普
采、綜采3種回采工藝進行煤柱資源回收，有效提高推進速度，最大化地回收煤炭
資源，降低管理難度與生產(chǎn)成本，實現(xiàn)安全高效回采。
[關(guān)鍵詞] 孤島煤柱；聯(lián)合開采；分塊段；邊角煤；安全高效；下山煤柱
[中圖分類號]TD823．87[文獻標識碼]B [文章編號]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，無開
采價值)，共設(shè)計開采5個工作面。
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500 m，寬50～70 m，煤層厚
2．1～2．8 m，可采煤量12萬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)域為高瓦斯、煤與瓦斯突出及有沖擊地
壓傾向區(qū)域?；夭蛇^程中需解決跨大巷、過儲煤
井、斷層、老峒等難點。
2 東三采區(qū)煤柱開采方案的研究
2．1 開采方案的提出
根據(jù)東三煤柱的實際情況，將東三采區(qū)煤柱
分為4個塊段，即9360煤柱、9606煤柱、上山保
護煤柱、下山保護煤柱。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：放炮管理有利于煤層中瓦斯及壓力的
釋放，減少瓦斯抽放；對于回采不規(guī)則的邊角段煤
柱易于操作，系統(tǒng)簡單，技術(shù)裝備投入少_l2]。
缺點：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、折幫嚴重修護
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)合開采
優(yōu)點：因地制宜，不同塊段的煤柱采用適宜的
開采工藝；有效提高推進速度，最大化地回收煤炭
資源；降低管理難度與生產(chǎn)成本，提高復雜條件下
煤柱開采的安全性。
2．2 開采方案技術(shù)經(jīng)濟可行性分析
2．2．1 技術(shù)可行性分析
提出的兩個方案即一個為全部采用炮采，另
一個采用聯(lián)合開采的方案。所采用的采煤方法與
采煤工藝，在張集礦幾十年的開采過程中均應(yīng)用
成熟。預計回采過程中過斷層、過老峒等技術(shù)方案
完善[5]。管理隊伍人員配置合理，現(xiàn)場經(jīng)驗豐富。
工程技術(shù)人員技術(shù)能力水平高，對擬所采用的采
煤方法、工藝的掌握應(yīng)用嫻熟。開采所使用的設(shè)備
在該礦現(xiàn)有的基礎(chǔ)上合理給予更新、改良。對于煤
柱開采所需的技術(shù)力量與管理水平均能達到較高
水準，能夠滿足安全高效開采的技術(shù)要求。
2．2．2 經(jīng)濟可行性分析
東三區(qū)域9煤煤層厚度平均達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)，較好完成集團公司煤質(zhì)、經(jīng)濟計劃
指標。通過洗煤廠精洗、選配生產(chǎn)的商品煤銷售取
得的經(jīng)濟效益，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 開采方案的確定
通過方案一與方案二的對比分析可以看出：
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)工藝簡單、環(huán)節(jié)
少，設(shè)備投入少，適宜不規(guī)則的邊角煤開采等優(yōu)
點，但是對整個區(qū)域煤柱的回采過于簡單，存在諸
多不能解決的問題：譬如下山開采時不能有效控
制老塘滾矸；過斷層、過老峒時頂板不易控制；回
采速度慢，回采率低；安全風險大等。方案二能夠
因勢利導，針對不同塊段的具體情況采用適當?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，增強了復雜條件下煤
柱回采的穩(wěn)定性與安全性。
通過綜合分析，認為方案二更加合理，經(jīng)濟效
益及安全效果較方案一更為優(yōu)越。
3 實施效果分析
通過嚴格編制掘進、回采技術(shù)措施以及遇到
問題時補充措施，現(xiàn)場強化落實措施，加強現(xiàn)場管
理力度，在沒有經(jīng)驗可尋以及無資料、實例可借鑒
的情況下，安全、高效地回收了東三區(qū)域邊角煤柱
資源。通過對掘進過程中頻繁過老峒、過大斷層、
應(yīng)力集中難以掘進，以及回采過程中跨大巷、過儲
煤井等重點問題分析的總結(jié)，獲得的經(jīng)驗為：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、回采的經(jīng)驗。采用的新型鉆機以及
打鉆工藝已經(jīng)推廣到周邊礦井。這些經(jīng)驗，為在延
深一1 260 ITI采區(qū)高應(yīng)力、高瓦斯、高沖擊地壓的
復雜條件下安全高效回收煤炭資源提供了寶貴經(jīng)
驗。
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)，實現(xiàn)了高瓦斯條件下安全、高效、零
事故回采煤柱資源。對煤柱資源探索與研究過程
中積累的經(jīng)驗與所應(yīng)用的技術(shù)，值得同等條件或
相似條件下其他礦井對煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用。
[參考文獻]
[1]徐永圻．中國采煤方法圖集[M]．徐州：中國礦業(yè)大學
出版社，1990
[2]陳炎光，徐永圻．中國采煤方法[M]．徐州：中國礦業(yè)
大學出版社．1991
[3]洪允和．煤礦開采方法[M]．徐州：中國礦業(yè)大學出版
社．1991
[4]王剛．煤礦地下開采[M]．徐州： 中國礦業(yè)大學出版
社．1990
[5]姜學云．綜采面工藝參數(shù)研究[M]．徐州：中國礦業(yè)大
學出版社．1994
[作者簡介]
王修瑞(1977一)，男，江蘇沛縣人，測量助理工程師，
2007年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學采礦工程專業(yè)，現(xiàn)工作于徐
州礦務(wù)集團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)在工作面迎頭全段面掛網(wǎng)，避免
在回棚的時候竄矸傷人，若發(fā)現(xiàn)有殘余煤炭時割
網(wǎng)進行拾煤，最大限度地回收煤炭資源。
6 結(jié)語
白莊煤礦作為一個步入開采后期的礦井，可
生產(chǎn)地區(qū)少，采掘接替緊張。自2009年以來應(yīng)用
上述煤柱開采技術(shù)，已陸續(xù)回采了12大巷煤柱工
作面、11回風大巷煤柱工作面及11采區(qū)外水倉
下煤柱工作面，充分回收了遺留煤柱，累計回收煤
炭資源10余萬t，延長了礦井服務(wù)年限，緩解了采
掘接替緊張局面。通過對煤柱工作面開采技術(shù)的
研究，設(shè)計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，并適時采用沿空留
巷技術(shù)，避免開掘新的輔助工程，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)濟效益，
為以后煤柱工作面的開采積累了技術(shù)與經(jīng)驗。
[參考文獻]
[1]朱濤，宋敏，等．殘留煤柱破壞特征及其對下部煤層開
采影響[J]．煤礦開采，2009，10(5)：13—15
[2]翟慧兵．寺河礦殘留煤柱開采方法研究[J]．科技致富
向?qū)В?010(36)：331—332
[3]范達，劉占軍．盤區(qū)煤柱回收及綜采殘留工作面開采
問題的探討[J]．山西煤炭，1999(4)：121—123
[作者簡介]
劉其碹(1964一)，男，河南博愛人，高級工程師，1988
年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學院煤田地質(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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