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龍城煤礦殘留煤開采安全保障技術(shù)研究

文檔作者：孫宏志文檔來源：山東省濟(jì)寧市金橋煤礦		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月09日
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煤礦現(xiàn)代化 2015年第4期 總第127期
龍城煤礦殘留煤開采安全保障技術(shù)研究
孫宏志
(山東省濟(jì)寧市金橋煤礦，山東濟(jì)寧272000)
摘要針對殘留煤復(fù)采面臨的技術(shù)難題，以龍城煤礦殘留煤為背景，通過理論分析及現(xiàn)場經(jīng)驗的總
結(jié)，給出了龍城煤礦殘留煤開采安全保障技術(shù)。主要包括：殘采面過空巷技術(shù)，殘采破碎頂板控制技
術(shù)，殘采老空積水防治，殘采煤塵爆炸防治，殘采煤層自燃防治。為類似條件工程提供參考。
關(guān)鍵詞殘采；頂板控制；老空積水；防滅火；安全保障
中圖分類號：TD 822．1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009—0797(2015)04—0069—03
近年來，開采技術(shù)限制及煤炭開采規(guī)劃不合理
造成我國許多煤礦留下殘留煤。受開采等條件的影
響，殘留煤體中應(yīng)力條件復(fù)雜，殘煤開采過程中將遇
到很多復(fù)雜的問題。殘采工作面普遍存在頂板、水、
火、瓦斯、煤塵等災(zāi)害，為實現(xiàn)安全高效回采殘留煤，
必須加強(qiáng)頂板、水、火、瓦斯、煤塵等安全管理，落實
相關(guān)配套技術(shù)。
1 殘采面過空巷技術(shù)
龍城煤礦殘留煤塊段4、8內(nèi)含有遺棄的老巷，
工作面過老巷時會出現(xiàn)漏風(fēng)嚴(yán)重、煤壁大量片幫等
現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工作面回采，因此需要找到工作面過
老巷時合理的解決辦法。目前綜采工作面過老巷的
方法主要有以下幾種。
1．1 超前工作面支護(hù)老巷
對工作面前方的老巷，進(jìn)行二次加強(qiáng)支護(hù)?？刹?
用密集支護(hù)等。錨谷支護(hù)的老巷周圍淺部巖體已進(jìn)
入塑性或者破裂狀態(tài)，原始支護(hù)難以圍巖巷道圍巖。
1．2 工作面調(diào)斜開采
工作面調(diào)斜開采是傳統(tǒng)的過老巷措施。工作面
調(diào)斜開采過老巷技術(shù)如圖1所示，安全技術(shù)措施主
要包括：①嚴(yán)格工程質(zhì)量管理，割煤高度仍以4煤高
度為標(biāo)準(zhǔn)。配齊備足單體柱、鉸接頂梁、道木等支護(hù)
材料；② 為使工作面斜交度過老巷，當(dāng)工作面推進(jìn)距
老巷40m之前，開始調(diào)斜工作面，加大工作面機(jī)頭的
推進(jìn)度、放慢機(jī)尾的推進(jìn)度；③老巷受多重應(yīng)力影
響，過老巷時應(yīng)加快工作面推進(jìn)速度；④ 當(dāng)工作面推
進(jìn)距老巷30m之前，及時加固該老巷，防止老巷頂部
煤巖提前冒落。
1．3 人造假頂，穿越老巷
如果老巷冒落嚴(yán)重，工作面液壓支架通過時不
能有效支撐頂板，端面漏冒嚴(yán)重，影響工作面推進(jìn)速
度，需要對頂板冒落嚴(yán)重的老巷進(jìn)行提前改造，人工
造假頂，確保支架接頂。其方法步驟如下：①整理底
板異物；②在巷道上部搭接圓木支護(hù)；③利用金屬網(wǎng)
護(hù)頂，金屬網(wǎng)線成棱形交叉，利用鋼鐵線將片狀金屬
網(wǎng)連成一體；④移動支柱時注意支柱與圓木的關(guān)系，
注意平衡；⑤利用高水材料充填老巷。
圖1 工作面調(diào)斜過老巷技術(shù)
2 殘采破碎頂板控制技術(shù)
殘采煤層條件多種多樣，厚度不一、分布不勻、
松散破碎夾雜老木、矸石、又有老巷；再加上煤體濕
度、粒度、采后時間以及地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響，頂
板酥松破碎，難以控制，容易發(fā)生漏渣冒頂。對工作
面頂板進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)、增加支架支護(hù)阻力，改善漏頂
部位的支護(hù)措施，防止漏頂面積擴(kuò)大，可防止殘采頂
板產(chǎn)生漏垮型災(zāi)難。頂板控制技術(shù)可采用以下措施。
2．1 減小控頂距
液壓支架前擋板至煤壁的距離為控頂距。煤壁
至前擋板之間的頂板無支護(hù)措施，當(dāng)頂板較破碎時，
易發(fā)生煤壁附近頂板局部冒頂。當(dāng)控頂距較大時，端
面頂板條件易惡化，端面冒頂?shù)母怕试龃?。因此?yīng)減
小控頂距。以上基本結(jié)論已為實踐所證實。
2．2 提高支架初撐力
實踐表明，支柱初撐力越大、端面冒高將越小。
對于綜采工作面而言，初撐力的提高能控制端面冒
頂高度低于300mm。對于單體支護(hù)支護(hù)的工作面而
言，初撐力的提高能控制端面冒頂高度低于200mm。
2．3 及時支護(hù)，縮小端面距
端面距對頂板破碎程度有顯著影響，隨著端面
距的增大，頂板破碎度呈線性增長。殘采工作面頂板
· 69·

煤礦現(xiàn)代化 2015年第4期 總第127期
濃度含量達(dá)一定程度；②井下氣體含氧量超過18％；
③點火源溫度。煤塵引燃溫度一般：700～800℃。
龍城礦4號煤層煤塵有爆炸危險性，殘留煤由
于受上區(qū)段及下區(qū)段煤層開采時采動應(yīng)力的影響及
本塊段開采超前應(yīng)力的影響，煤體較破碎，開采時會
產(chǎn)生大量煤塵且由于本礦殘留煤開采采用放頂煤采
煤法，煤塵的產(chǎn)量將更大。因此為了防止發(fā)生煤塵爆
炸事故，要做好以下工作：① 控制煤塵生成，對煤層
及采空區(qū)進(jìn)行注水，打孔時采用濕式打眼的方法，這
是防塵的根本措施；②降低煤塵的濃度，通過加大通
風(fēng)量或者在井下集中產(chǎn)生煤塵的地點，進(jìn)行噴霧灑
水這樣可以有效降低煤塵的密度；③清除巷道中煤
塵，可通過灑水后打掃巷道的辦法；④消除井下火
源，例如嚴(yán)禁井下明火，消除井下電器火源，消除放
炮時產(chǎn)生的火焰等；⑤采取撒布巖粉，定期對主要大
巷刷漿；⑥做好隔爆水棚的設(shè)置。
5 殘采煤層自燃防治
4號煤層自燃傾向性等級Ⅱ級，屬自燃煤層，本
面采空區(qū)將和鄰近采空區(qū)導(dǎo)通，因而會出現(xiàn)向鄰近
采空區(qū)漏風(fēng)的問題。開采中要重點做好鄰近采空區(qū)
和本面采空區(qū)煤自然發(fā)火的防治。
(1)三相泡沫防止煤層滅火。對有自燃傾向性的
煤體，防止其自燃是一種有效的手段，在易發(fā)火的煤
體表明噴三相泡沫可以防止煤層自燃。防滅火管道布
置如下：自回采巷道向工作面布置管路，工作面每推
進(jìn)30m布置一次工作面管道，推進(jìn)30m后開始注三
相泡沫。1天后再次進(jìn)行灌注。管路布置見圖6所示。
圖6 管路布置圖
(2)采空區(qū)注氮。與三相泡沫管道系統(tǒng)相同，在
采空區(qū)內(nèi)注入液態(tài)氮氣，注氮位置應(yīng)該遠(yuǎn)離工作面，
防止氮氣向工作面運移影響工作面綜采。
(3)工作面單體支柱段灑漿、采空區(qū)灌漿。
(4)采空區(qū)內(nèi)注水。
(5)控制風(fēng)量，減少氧化帶寬度。
6 結(jié)論
通過對龍城煤礦殘留煤地質(zhì)條件調(diào)查，并總結(jié)
殘留煤體開采經(jīng)驗，論文通過以下幾個方面提出安
全保障措施：殘采面過空巷技術(shù)，殘采破碎頂板控制
技術(shù)，殘采老空積水防治，殘采煤塵爆炸防治，殘采
煤層白燃防治。為龍城煤礦殘留煤體的安全開采提
供了保障。
參考文獻(xiàn)：
【l】陸剛．衰老礦井殘煤可采性評價與復(fù)采技術(shù)研究[D】．徐
州：中國礦業(yè)大學(xué)，2010．
[2】翟新獻(xiàn)，錢鳴高，李化敏，等．小煤礦復(fù)采煤柱塑性區(qū)特征
及采準(zhǔn)巷道支護(hù)技術(shù)『J】．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2004，23
(22)：3799～3802．
[3】李鑫，趙書遠(yuǎn)，靳瑞等．采空區(qū)上覆殘煤復(fù)采技術(shù)的研究
與應(yīng)用[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，(11)：106—107．
【4】白培中．近距離煤層采空區(qū)殘煤綜放復(fù)采技術(shù)研究與應(yīng)
用[J]．中國煤炭，2010，36(9)：48—50．
【5]韓留生．綜采技術(shù)在回收邊角殘煤中的應(yīng)用『J】．中國煤炭，
2002，28(10)：37—38．
作者簡介：
孫宏志(1977一)，男，山東金鄉(xiāng)人，采煤工程師，畢業(yè)于山
東科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在山東省濟(jì)寧市金橋煤礦調(diào)度
指揮中心工作，長期在煤礦生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)調(diào)度管理工作。
(收稿日期：2015—7—2)
(上接第68頁)
在亭南礦井的通風(fēng)改造中順利實現(xiàn)“一鍵式”不停風(fēng)
倒機(jī)的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
【1】李全保，馬小平，李梅．礦井主通風(fēng)機(jī)不停風(fēng)自動倒機(jī)監(jiān)
控系統(tǒng)．
【2】張斌，沈光輝．ZKKG一1型主要通風(fēng)機(jī)不停風(fēng)倒機(jī)系統(tǒng)在
礦井通風(fēng)中的應(yīng)用
作者簡介：
韓臻(1969一)，男，漢族，山東濟(jì)寧，陜西長武亭南煤業(yè)有
限責(zé)任公司，高工，從事煤礦電氣設(shè)備管理與控制技術(shù)。
(收稿日期：2015—6—19)
· 71·

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