近距离煤层煤柱下的开采方法

张效春

(大同煤矿集团  燕子山矿，  山西 大同  037037)

   【摘要】综采工作面在近距离上覆煤枉下开采时，由于煤柱集中应力和采动超前压力叠加，两巷维护困难，采取多种方式联合支护，增加支护强度，调整割煤工艺，使工作面安全采出。

   【关键词】近距离；煤柱；护帮；超前支护；开采

【中图分类号】TD823.81  【文献标识码】B【文章编号】1006—6225  (2006)06—0039—02

Mining Method under Coal Pillar in Close Distance Coal Sesm

      燕子山矿设计生产能力为4.0Mt／a，产品为低灰、低硫、高热值的不黏煤，是优质动力用煤和气化、铸造、化工用煤的良好原料。现在主采煤层为14^-2#层和14^-3#层，上覆12^#层已采空，层间距为1.4—20m属近距离煤层。地质条件

复杂和上覆采空区煤柱，给工作面顶板控制和开采造成很大影响。

1个案概况

14^-2#层8924工作面位于309盘区，工作面走向长670米，倾向长107.5米，煤厚2.8m。5924巷为回风轨道巷，2924巷为进风胶

带巷。工作面顶板与12^#层层间距平均4m，最大8.8m，最小

1.4m，采位360—385m为上覆采空区8912和8914两工作面间煤柱，上下层垂直工作面布置。工作面巷道采用锚杆支护，锚杆规格为φ18×1700mm，间距1000mm，工作面布置和煤柱分布见图1。

      受上覆采空区煤柱集中压力影响，煤柱影响范围内两巷和工作面压力大片帮严重。

    2924巷330—420m巷道顶板全部离层裂开，片帮严重，深约0.5—1m，370—385m巷道漏顶。5924巷350—365m巷道漏顶，300—410m巷道顶板全部离层裂开，片帮严重，深约0.5—1.5m。$Page_Split$

工作面开采前支护措施

2.1漏顶区域维护

    2924巷370—385m，5824巷350—365m两段漏顶区清碴后重新刹顶支护，架设1m一架的木腿钢梁棚。漏顶支护见图2。

2.2 顶板破碎区架棚支护

    2924巷330—425m，5824巷300—410顶板破碎区，用木腿钢梁棚加强支护，1m一架。

2.3 两煤帮打护帮尼纶网

    为治理片帮，维护顶帮的稳定，必须设置帮锚杆。两煤帮各打2排锚杆，间距2.0m，并增使尼纶网。根捌实际试验，锚杆锚固深度至少2.5m时可有效防治片帮，使煤帮在采动压力与煤柱集中应力叠加影响下保持稳定。

2.4煤柱范围片帮严重的地方打钢针   

   两处漏顶区，虽经架棚刹顶维护，可两处漏顶区靠工作面侧片帮深约0.5～2m，顶板裂开破碎随时有垮落的危险。因煤壁片帮一般都是上边角产裂缝塌落后，下部还有斜坡，形成横断面呈楔形的空洞，用传统的支柱、架棚支护方式，已无法支护片帮处上方的破碎顶板。如果不及时支护随着采动的影响，随时都有二次漏顶的危险。

     根据以上情况，采用超前维护的方法，在煤壁上靠近顶板处，用钻机打钻孔插钢针(1l^#工字钢梁加工），眼深2.5m，用宽60mm，长400mm，两边打4个φ24mm眼的夹板两边近接，把2.5m和2.0m长的2根工字钢梁穿入煤壁。巷道每2m打1个眼。先穿带尖的2.5m钢针。外边沿巷方向在钢梁下架设走向抬棚，下边用单体柱支设，上边用木料刹顶，使片帮处顶板形成整体，见图3。

3开采过程中的对策

3.1 超前100m用单体柱对钢梁棚进行维护

    根据同盘区和邻近工作面开采经验，工作面推进过程中压力传递超过100m，所以需要超前100m对漏顶区的钢梁棚用单体柱加强支撑。为保证巷道有效空间和设备顺利通过，单体柱紧靠钢腿支设。

3.2架走向抬棚使漏顶区范围钢梁棚成为一体

    由于空间有限，在设备串车通过时顺走向方向架设走向钢梁，人行道和下帮各一组，当采至走向梁处人行道走向梁通向2^#架顶梁上，下帮走向梁进入端头到采空区如图4。

    架设走向钢梁支设两排单体柱，必须支在实底上，支正支牢，柱头必须衬垫木楔防滑和用铁丝捆住钢梁上防止倒柱。

3.3 改变割煤工艺 保证安全生产

    正常的割煤工艺是采煤机双向割煤，头尾割三角煤斜切进刀，割煤拉架推溜具有连续性。由于下巷漏顶，为保证人员安全当采煤机割到离头10m处，设备全部停止运转，先回撤靠近工作面侧的钢腿，再依次回撤钢梁和走向梁下的单体柱；回柱时采用长柄工具，当顶板有明显下沉压力大时，必须停止回柱查明原因加强支护后方可作业。回柱后采煤机割煤至头退回15架后全部设备停止运转，先走头3^#，4^#，5^#架，保证工作面侧煤帮和顶板完整再走头1^#，2^#架。走架时不宜降架过低，且以离开上边钢梁为准，以免错动走向梁和钢梁棚。采煤机割煤至头20架时和走头部支架过程中，漏顶区范围严禁站人。

3.4调斜工作面的丌采

    由于工作面煤柱垂直走向布置，如果头尾进度相同推进到煤柱压力区下，势必会造成整个工作面都处在相同压力影响下，集中压力影响较大，对生产和顶板管理非常不利。为此决定调斜工作面开采，头比尾或尾比头大10m开采，小于1 0m时分散压力的作用不明显，太大则容易串头串尾。以此方法，来分散煤柱集中压力对工作面开采的影响。

4应用情况及经济社会效益

    燕子山矿14^-2#层901盘区890l，8920，8922，8924四个工作面，全部都是煤柱下开采。运用此种开采方法和支护方式，在通过上覆采空区煤柱的漏顶区和顶板破碎的压力区时，提前进行支护，在工作面侧煤帮片帮严重的地方，打钢针，钢针下边架走向抬棚，上边进行刹顶，两边的煤壁打护帮尼纶网，增加支护的密度和强度；在推进到煤柱时调斜工作面、改变割宽工艺和加强机电检修，保证了工作面的安全开采。

作者简介：张效春（1963—）男，毕业于阜新矿院，高级工程师，现任同煤集团地煤公司总工程师。