局部煤柱下安全采煤技術(shù)分析

朱水康+朱斌+張偉+姚顯君+張新華

摘要：伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會對各種資源的需求量不斷增加，各資源生產(chǎn)企業(yè)必須結(jié)合實際生產(chǎn)狀況，采取現(xiàn)代化的生產(chǎn)科技手段，為滿足現(xiàn)代社會的實際需求提供資源保障。煤炭資源是我國發(fā)展建設(shè)過程中必不可少的資源，煤礦資源的開采受地質(zhì)條件的影響較大，不可避免地會留下部分煤柱，因此，企業(yè)必須結(jié)合實際發(fā)展狀況強化局部煤柱安全采煤技術(shù)，為提高企業(yè)的整體效益打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：局部 ?煤柱 ?安全 ?采煤技術(shù) ?分析

我國是世界上少有的煤炭資源大國，進入二十一世紀以來，我國重工業(yè)取得飛速發(fā)展，社會對煤炭資源的需求量不斷增加。我國未來滿足現(xiàn)實社會的實際需求，不斷加大煤礦的開采力度，采煤工藝的先進性與煤礦開采的能力有直接關(guān)系。在實際開采過程中，受自然條件的影響，部分區(qū)域會留下煤柱，如何安全開采煤柱是我國企業(yè)發(fā)展過程中必須解決的首要問題。下文從煤柱集中應(yīng)力的形成著手，對局部煤柱下安全采煤技術(shù)做了簡要分析

1 煤柱集中應(yīng)力的形成

我國南北地區(qū)地形和地貌存在較大的差異，煤柱位置、尺寸和形狀也受地形狀況的影響，不同地區(qū)的煤柱位置、形狀等存在較大的差異，集中應(yīng)力形成的原因和集中應(yīng)力的形成程度也不盡相同。煤礦開采過程中常見的煤柱主要為煤炭一側(cè)位置為采空區(qū)域;煤柱兩側(cè)均為采空區(qū)域;煤柱三側(cè)位置被采空或者形成孤島式煤柱。煤炭會在采空的區(qū)域中不斷冒落，煤炭以上位置巖石的總體重量和開采過程中形成的壓力同時集中在煤柱上，形成集中應(yīng)力。這時底板的巖石層所承受的靜壓作用不斷增加，隨著煤層開采面積的擴大，煤柱的集中應(yīng)力開始發(fā)生變化，巖石四周的應(yīng)力又將重新分布。

2 煤柱下采煤礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

煤柱下采煤礦壓顯現(xiàn)規(guī)律主要表現(xiàn)為以下內(nèi)容：第一，煤柱下開采不僅要承受煤柱以上巖石所附加的壓力，還要承受煤柱自身形成的集中應(yīng)力，在實際開采過程中還需要承受開采前的壓力，這三種外加力同時作用于煤柱時，煤柱開采工作難度明顯提高;第二，如果煤柱的寬度超過了六十米，實際開采工作面在開采三十米左右后，集中應(yīng)力會逐漸削弱，在離開煤柱三十米前，集中應(yīng)力又會逐漸增強;第三，如果煤層煤柱位于裂隙帶內(nèi)，實際開采過程中，煤柱和上覆巖石上的裂縫同時形成，隨著開采范圍的增加，巖層的裂縫會逐漸增大;第四，煤柱的種類非常多，隨著煤柱集中應(yīng)力范圍的縮小，工作面開采的壓力也會隨之降低，應(yīng)力和壓力同時作用下開采的程度有三種，既：弱——強——弱、弱——強——弱——強——弱以及弱——強——強——弱;第五，煤柱的類型和集中應(yīng)力的程度與應(yīng)力應(yīng)該能夠擴散角有直接關(guān)系;第六，如果工作面出現(xiàn)斷層、背斜構(gòu)造記憶裂隙發(fā)育等問題，煤柱集中應(yīng)力的傳遞和擴散也會受到嚴重影響。

3 局部煤柱下安全采煤技術(shù)分析

伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平不斷提高，社會對各行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求，為了滿足現(xiàn)代社會的實際需求，煤礦開采過程中必須堅持“以人為本”的原則，在提高開采安全性的同時，為煤礦開采工作人員提供生命安全和財產(chǎn)安全保障。局部煤柱下安全采煤技術(shù)分析是為煤炭行業(yè)的快速發(fā)展提供動力保障，實際開采過程中應(yīng)該注重以下開采要求。

3.1 保持合理的柱距 局部煤柱開采受諸多因素的影響，開采過程中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將嚴重降低開采的效益。因此，開采工作人員應(yīng)該合理控制煤柱之間的距離，通常情況下，煤柱之間的距離應(yīng)該控制在0.37m左右才能滿足煤柱支護的強度需求，在增加支護密度的同時，進一步提高煤柱支護的強度。另外，煤柱下開采人員還可以在煤柱之間設(shè)置0.8m左右的鋼梁，鋼梁的形狀有嚴格的控制，為進一步簡化開采的難度，施工人員應(yīng)該將鋼梁與貼幫柱連接在一起，通過聯(lián)合使用提高開采的效益。

煤柱開采過程中，工作人員還應(yīng)該每隔1.5m左右的位置假設(shè)一架鋼梁，保持一梁兩柱的狀態(tài)，在兩架鋼梁之間的位置支設(shè)2根或者2根以上的貼幫柱，在滿足開采支護強度要求的同時，為機道頂板的正常運行提供安全保障。

3.2 留頂煤開采 局部煤柱下安全開采過程中還可以綜合使用留頂煤開采，該方法在實際使用過程中具有良好的效益。部分煤柱開采過程中直接頂質(zhì)量指數(shù)不符合實際開采要求，在煤柱集中應(yīng)力的作用下，直接頂受外力作用很容易發(fā)生破碎問題，機道冒頂問題嚴重。采用留頂煤開采方法之后，在增加煤頂可塑性的同時，還能在支架與頂板之間起到一定的緩沖作用，對防治直接頂破碎有重要的作用;另外，留頂煤對煤柱下開采工作還具有粘結(jié)煤壁的積極作用，在防治煤壁片幫問題的同時，還能有效提高煤柱下安全采煤的效益。

3.3 加強定線抬棚的使用質(zhì)量 為提高煤柱下安全采煤的實際效益，還必須加強定線抬棚的使用質(zhì)量。抬棚在工作面中具有良好的支護作用，要想加強定線抬棚的使用質(zhì)量，要求工作人員將抬棚規(guī)定的50kN提高至90kN，這樣不僅可以提高支護強度，還能減少頂板的沉降問題，進而減少機道頂板發(fā)生剪切破壞。

4 結(jié)束語

總之，局部煤柱下安全采煤技術(shù)分析對提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益有直接關(guān)系。煤炭企業(yè)應(yīng)該在明確煤柱集中應(yīng)力的形成的前提下，了解煤柱下采煤礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，最后對局部煤柱下安全采煤技術(shù)進行準確分析，為提高我國煤炭開采的效益打下堅實的基礎(chǔ)。

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