盤區(qū)收縮與南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱工作面資源回收技術(shù)研究

王春陽

（大同煤礦集團(tuán)云崗礦，山西 大同 037017）

云岡礦12#層406 盤區(qū)工作面所需風(fēng)量來自于南翼風(fēng)井，南翼風(fēng)井為傾角25°斜井，傾向由北向南，井口位于12#層8609 采空區(qū)上方，井底位于406 盤區(qū)北部。由于南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱影響，12#層8609 工作面提前停采，為確保8609 工作面回采對南翼風(fēng)井及地面構(gòu)筑物不會產(chǎn)生影響，將8611 工作面布置在保護(hù)煤柱之外[1]。但隨著12#層406 盤區(qū)與8#層盤區(qū)的封閉，南翼風(fēng)井服務(wù)使命的結(jié)束，南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱隨即失效。為了達(dá)到精采細(xì)采的目的，對回采12#層煤炭資源進(jìn)行研究。

1 礦井概況

南翼風(fēng)井保護(hù)柱區(qū)域地面水平標(biāo)高為1 240.2～1 301.3 m，12#煤層水平標(biāo)高953～989 m，煤層厚度在3.3～3.7 m 之間，平均3.5 m，直接頂與直接底為灰白色粗砂巖。其頂?shù)装鍘r性見表1[2]。

表1 頂?shù)装鍘r性

2 保護(hù)煤柱巷道布置方案

2.1 煤柱回采范圍及資源儲量

南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱工作面位于12#層406 盤區(qū)北部，東側(cè)為8611 工作面，保護(hù)煤柱煤炭回收區(qū)南北長為700 m，寬為122.2 m，平均厚度3.5 m，保護(hù)煤柱可采煤儲量約30 萬t。

2.2 巷道布置

將該工作面命名為8637 工作面，從回采煤量、通風(fēng)設(shè)施工程量及安全角度布置，巷道的具體布置方案如圖1。

圖1 工作面巷道布置圖

工作面北部存在406-4 三條盤區(qū)上山及12#層2611 巷回風(fēng)繞道，由于8611 工作面2007 年回采完畢，三條盤區(qū)巷道及2611 巷回風(fēng)繞道封閉時間長久，巷道內(nèi)積聚瓦斯，無法利用原有巷道，故工作面重新掘進(jìn)2637-1 巷，不利用盤區(qū)上山作為工作面巷道[3]。工作面南部為12#層406 盤區(qū)收縮封閉區(qū)域，西部為408 三條盤區(qū)上山，由于12#層8822、8820、8818、8816、8814、8812 為放頂煤工作面，工作面采用五巷布置，因此，三條盤區(qū)上山被多個工作面機(jī)窩及回風(fēng)繞道溝通，工作面掘進(jìn)、準(zhǔn)備、回采通風(fēng)設(shè)施工程量較多，故工作面利用盤區(qū)上山中的最東側(cè)的一條，即508 回風(fēng)巷。

2.3 掘進(jìn)工藝

為了保證回采工作面正常接替，并且保證12#層406 盤區(qū)順利封閉，決定一個炮掘、一個機(jī)掘，共兩個掘進(jìn)隊組對8637 工作面進(jìn)行掘進(jìn)。施工安排見表2。

炮掘隊組先施工12#層8637 切巷機(jī)窩，施工完12#層8637 切巷機(jī)窩后，施工12#層5637-1 順槽、12#層2637-1 機(jī)窩及正巷。機(jī)掘隊組在炮掘隊組施工完12#層8637 切巷機(jī)窩后，施工12#層8637 正巷及2637 順槽，并與炮掘隊組施工完的2637-1 順槽貫通，形成工作面。

表2 具體施工表

12#層406 盤區(qū)8637 工作面掘進(jìn)過程中，406封閉區(qū)域尚有待回收材料及設(shè)備沒有回收完成，且406 封閉區(qū)域回風(fēng)系統(tǒng)來自于云岡礦南翼風(fēng)井，導(dǎo)致8637 切巷南部無法施工密閉墻，故8637 切巷南部施工調(diào)節(jié)保證封閉區(qū)域回收材料及設(shè)備繼續(xù)回收。

掘進(jìn)隊組：五暗斜井→408 軌、408 皮→掘進(jìn)工作面→508 回→南翼風(fēng)井；

封閉區(qū)域：五暗斜井→408 軌、408 皮→508回→南翼風(fēng)井；

三暗斜井→408 軌、408 皮→508 回→南翼風(fēng)井。

3 采煤方法

3.1 回收方法

根據(jù)礦井現(xiàn)有的設(shè)備以及實際地質(zhì)資料，采用傾斜長壁后退式普采工藝進(jìn)行采煤。工作面現(xiàn)有的設(shè)備有6MG-200 采煤機(jī)、SGW630/220 刮板輸送機(jī)、DZ-Z5 單體液壓支柱，對頂板使用2.6 m 的π 型鋼梁，并鋪設(shè)10#鐵絲頂網(wǎng)，單體液壓支柱與3.2 m的π 型鋼梁組合成八梁對兩個端頭進(jìn)行支護(hù)，對機(jī)頭和機(jī)尾端頭進(jìn)行單排密集支柱切頂，從煤柱一側(cè)打到工作面上，與八梁切頂線連接。煤柱回收過程中，會出現(xiàn)壓力集中現(xiàn)象，此時對兩巷進(jìn)行50 m的超前支護(hù)設(shè)計，使用雙排單體液壓支柱+3.2 m 鋼梁的組合支護(hù)方式。

對整個工作面使用三排或四排支柱進(jìn)行控頂，并采用錯梁直線柱進(jìn)行布置，工作面的最小控頂距是3.4 m，最大控頂距是4 m，放頂步距是0.6 m，機(jī)道的寬度是1.5 m。

3.2 通風(fēng)方式

采用分區(qū)抽出式通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)方式，具體為：五暗斜井→408 軌、408 皮→8637 切巷機(jī)窩段→508 回→12#層510 輔、12#層510 回→12#層510-1 回→402 風(fēng)井；五暗斜井→408 軌、408 皮→2637-1 巷→2637 巷→8637 切巷→508 回→12#層510 輔、12#層510 回→12#層510-1 回→402 風(fēng)井；南980 皮帶巷→2637-1 巷→2637 巷→8637 切巷→12#層510 輔、12#層510 回→12#層510-1 回→402 風(fēng)井。

3.3 工作面回采

在工作面回采前，將8637 切巷機(jī)窩段、408 軌5637-1 以南區(qū)域、南980 皮帶巷2637-1 以南區(qū)域封閉，同時南翼風(fēng)井保持自然進(jìn)風(fēng)狀態(tài)。在回采期間需要過空巷，過空巷之前按照通風(fēng)方式調(diào)整好通風(fēng)系統(tǒng)，保證空巷內(nèi)不出現(xiàn)微風(fēng)、乏風(fēng)現(xiàn)象[4]。

在工作面回采至南翼風(fēng)井與12#煤層交叉點(diǎn)之前，南翼風(fēng)井保持自然進(jìn)風(fēng)狀態(tài)，在工作面回采過南翼風(fēng)井與12#煤層交叉點(diǎn)后，立即將南翼風(fēng)井封閉。

4 應(yīng)用分析

通過合理巷道布置，406 盤區(qū)成功收縮，減少了廢棄巷道的經(jīng)營費(fèi)用；回采了南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱，達(dá)到了精采細(xì)采的目的；采用傾斜長壁后退式普采工藝，提高了資源的回收率。據(jù)統(tǒng)計，廢棄巷道經(jīng)營費(fèi)用1000 元/天，年節(jié)省費(fèi)用36 萬；成功圈定面長111 m、走向長700 m 的工作面，回采出30 萬t 煤炭資源，按噸煤收益100 元，共收益3000 萬元，為其他礦井挖掘資源提供了良好的保證。

5 結(jié)論

為了增加煤炭回采量，達(dá)到精采細(xì)采的目的，根據(jù)云岡礦406 盤區(qū)工作面的實際情況，制定回收工作面保護(hù)煤柱的具體方案，結(jié)果如下：

（1）通過合理布置保護(hù)煤柱巷道方案，按照掘進(jìn)施工工藝，保證回采工作面的正常接替，采用傾斜長壁后退式普采工藝，以提高資源的回收率。

（2）406 盤區(qū)在收縮過程中，成功回采了南翼風(fēng)井保護(hù)煤柱，年節(jié)省廢棄巷道經(jīng)營費(fèi)用36 萬，圈定面長111 m、走向長700 m 的工作面，回采出30 萬t 煤炭資源，約收益3000 萬元，為其他礦井挖掘資源提供了良好的保證。