无煤柱自成巷工法在寺河煤矿二号井的应用_白宇.pdf

江西煤炭科技2023年第1期煤系煤层号赋煤区煤层厚度/m层间距/m结构（夹石层数）倾角/稳定性可采性指数/km可采性顶板岩性底板岩性太原组90.4 0 2.3 71.4 12 5.2 8 5 2.9 83 1.4 6简单复杂(0 4)0 1 08较稳定0.9 7赋煤区大部可采粉砂岩砂质泥岩细砂岩粉砂岩中细砂岩1 51.9 7 4.4 52.6 7简单复杂（0 4）0 9.36稳定1赋煤区全区可采石灰岩泥岩泥岩铝质泥岩摘要：采掘接替关系是衡量煤矿安全生产的基本要素之一。以寺河煤矿二号井为例，采用以“无煤柱自成巷工法”为主要内容的系统思维方法，有效降低矿井全年掘进总量，从而缓解采掘接替紧张状况，保障了矿井科学、有序的安全生产活动。关键词：回采巷道布置；采掘接替；无煤柱自成巷工法；万吨掘进率中图分类号：TD3 2 2+.3文献标识码：A文章编号：1 0 0 6-2 5 7 2（2 0 2 3）0 1-0 0 3 4-0 3Application of No Pillar Self-formed Roadway Method in No.2 Well of Sihe CollieryBai Yu，Niu Xiuli（No.2 well of Sihe Colliery,Shanxi Jinneng Holding Group,Jincheng,Shanxi048000）Abstract:Mining and excavation replacement relationship is one of the basic factors to measure the safety of coal production.Taking the No.2 well of Sihe Colliery as an example,the systematic thinking method with the main content of self-formingroadway without coal pillar is adopted to effectively reduce the total amount of driving in the whole year and relieve theemergency of mining and excavation,which guarantees the scientific and orderly safe production activities of the mine.Key words:gateway layout;mining-excavation relay;no pillar self-formed roadway method;thousands of excavation rate无煤柱自成巷工法在寺河煤矿二号井的应用白 宇，牛秀丽（山西晋能控股集团寺河煤矿二号井，山西晋城0 4 8 0 0 0）煤炭在今后相当长时间内仍是我国能源的消费主体，但煤炭作为不可再生能源将日益枯竭。为保障矿山企业的绿色安全高效开采，沿空留巷技术得到了较好的推广和发展，该技术具有提高资源回收率、降低巷道掘进工程量、缓解采掘接替紧张、实现工作面Y型通风等优点1-2。寺河煤矿二号井因产能提升，在不增加采掘区队、不更新采掘装备的前提下，成功采用“无煤柱自成巷工法”有效降低全年掘进总量，从而缓解了采掘接替紧张状况。1问题的提出1.1煤层情况寺河煤矿二号井煤层稳定，构造简单，为高瓦斯矿井。主要可采煤层特征如表1所示。表1主要可采煤层特征1.2生产布局矿井生产布局采用“两采六掘”的区队组织形式，采煤和掘进均实现了综合机械化。矿井采用9号、1 5号煤层联合布置方式。工作面保障回采连续性，采用不停产搬家。掘进安排2支掘进队担负掘进前的独立通风系统巷道施工与设施构筑，4支掘进队分列两个煤层进行掘进，巷道断面为5.0m2.6m，一般单头每日平均进尺为1 0m。1.3开采顺序矿井因9号煤层平均煤层厚度为1.4 1m，单一9号煤层生产能力不能满足矿井生产能力的需要，考虑到市场经济效益等因素，采用9号和1 5号煤层配采。为了避免先采1 5号煤层引起塌陷导致9号煤层台阶下沉，顶底板破碎、煤层错动等安全隐患，确定开采顺序先采9号煤层，后采1 5号煤层，保持一定安全错距同时回采。1.4巷道布置矿井盘区采用“两进一回，三巷布置”巷道布置方式，工作面采用“一进两回，一面三巷”，工作面倾斜长度一般为1 5 0m，工作面走向长度结合相邻盘区或矿界确定，一般在6 0 0 13 0 0m左右。矿井通过多年回采，考虑到独立通风系统构3 4江西煤炭科技2023年第1期图1原“一面三巷”巷道布置建、停采对独立通风系统应力影响等因素，确定9号煤停采线距采区上山为5 0m，结合9号煤、1 5号煤两层煤层间距3 1.4 6m，在保障下层煤开采后引起的塌陷不影响上层煤层密闭稳定性的前提下，确定1 5号煤停采线距采区上山为6 2.5m。1.5掘进装备综 掘 工 作 面 装 备 有E B Z-1 2 0综 掘 机、D T L 8 0/4 0/2 3 0、D T L 8 0/4 0/4 0等带式 输送机、F B D 6.3/2 3 0、F B D N O 6.3/2 3 7等局部通风机等设备。矿井在生产能力为1.8 0M t/a时，两层煤年动用工作面个数约6个，年消耗巷道总量为1 41 7 5m，万吨掘进率为7 8.7 5m/万t。如果矿井生产能力提升至3.0 0M t/a，在矿井掘进装备不更新、区队不增加、巷道布置不变化、工作面参数不调整的情况下，预计消耗巷道总量为2 24 3 1m，单头单进必须由原来1 0m/d增加到1 7m/d，掘进压力大，难以接替。矿井需要寻求降低巷道消耗量，优化巷道布置，保障矿井正常接替的办法。2解决思路及方案无煤柱自成巷工法就是在工作面回采前，采用恒阻大变形锚索对留巷顶板超前加固支护，沿巷道采空区侧顶板进行预裂切缝，切断采场顶板与巷道顶板岩层之间的应力传递路径，在巷道顶板形成短臂梁结构，巷道周围岩层集中应力转移至深部，大大改善了巷道围岩应力环境。工作面回采过后，切顶范围内的岩层受顶板来压影响，断裂下沉，沿切缝面自行垮落成巷帮隔离采空区。通过图2改进后无煤柱自成巷巷道布置3 5江西煤炭科技2023年第1期参考文献：1 张炜，张东升，陈建本，等.孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷围岩变形控制J.徐州：中国矿业大学学报（自然科学版），2 0 1 4，4 3（1）：3 6-4 2，5 5.2 刘增辉，高谦，华心祝，等.沿空掘巷围岩控制的时效特征J.徐州：采 矿 与 安全 工 程 学报，2 0 0 9，2 6（4）：4 6 5-4 6 9.3 张世国，李中伟.特厚煤层小煤柱沿空掘巷支护技术研究J.北京：煤炭工程，2 0 2 1，5 3（7）：5 5-5 8.4 梁洁，张磊，徐青云，等.大采高采场切顶卸压小煤柱护 巷 技 术 研 究 与 应 用 J.重 庆：矿 业 安 全 与 环 保，2 0 2 1，4 8（3）：7 9-8 4.5 张宝优.极近距离煤层错层位巷道布置方式及围岩控制技术研究J.北京：煤炭科学技术，2 0 2 1，4 9（8）：8 8-9 5.作者简介：卫小宾（1 9 8 4），男，山西乡宁人，2 0 1 4年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，工程师，现从事采掘管理技术工作。收稿日期：2 0 2 2-0 4-2 7编辑：李永华巷内恒阻大变形锚索支护、巷道顶板预裂切缝爆破、动压影响区临时加强支护、巷旁挡矸支护等技术手段实现原回采巷道的维护，供下一个工作面正常使用3-4。按照1 5号煤层1 5 3 3 0 7和1 5 3 3 0 9工作面巷道布置调整对比，分析比较无煤柱自成巷成功解决采掘接替难题，如图1、图2所示。原设计1 5 3 3 0 8工作面采用“一面三巷、一进两回”布置，1 5 3 2 1 5巷担负进风出煤任务，1 5 3 2 1 6巷担负回风辅助运输任务，1 5 3 2 1 6副巷担负回风任务。其中走向长度7 3 0.9m，倾斜长度1 5 0m，停采线6 2.5m，煤层厚度2.6 7m，可采储量为0.3 8 9M t，回采1 5 3 3 0 8工作面1 5 3 2 1 5、1 5 3 2 1 6巷报废，回采1 5 3 3 0 9后，1 5 3 2 1 7、1 5 3 2 1 8、1 5 3 2 1 6副巷均 报 废，即 回 采0.7 7 8 M t，需 至 少 消 耗 巷 道40 1 4.5m。采用“无煤柱自成巷工法”后，1 5 3 3 0 8工作面采用1 5 3 2 1 5巷担负主进风，1 5 3 2 1 6巷担负辅助进风、主运和辅助运输，经过下一个工作面1 5 3 3 0 9工作面切眼经1 5 3 2 1 8巷回风。结合矿井实际，1 5 3 3 0 8、1 5 3 3 0 9工作面倾斜长度确定1 8 0m，并且1 5 3 3 0 9可以多采1 4m。为了便于比较，工作面走向长度定为7 3 0.9m，停采线6 2.5m，煤层厚度2.6 7m，可采储量为0.4 6 7M t，回 采1 5 3 3 0 8工 作 面1 5 3 2 1 5报 废，1 5 3 2 1 6巷采用切顶、挡矸、补强进行留设复用到1 5 3 3 0 9工作面，即回采0.9 3 4M t，仅需消耗巷道18 2 1.8m。寺河煤矿二号井采用系统思维解采掘接替紧张难题，将掘进单进水平提升困难转化成降低采煤面巷道消耗量的来进行探索。寺河煤矿二号井采用“无煤柱自成巷工法”降低巷道消耗量，减少矿井需要的掘进总量，来解决采掘接替紧张的难题。3实施效果表2实施效果对比项目矿井产量巷道布置工作面长度/m消耗巷道总量/m万吨掘进率m/（万t）接替情况1.8 0Mt/a一面三巷1 5 01 41 7 57 8.7 5难3.0 0Mt/a一面三巷1 5 02 24 3 17 4.7 7难3.0 0Mt/a无煤柱自成巷1 8 080 2 52 6.7 5易4结语寺河煤矿二号井通过将回采工作面倾向长度由1 5 0m加长到1 8 0m，采取以“无煤柱自成巷工法”为主要内容的新技术，矿井年消耗巷道总量由原2 2 4 3 1m减少至80 2 5m，万吨掘进率由原来的7 4.7 7m/万t降低到2 6.7 5m/万t，较好地解决了采掘接替紧张的难题。参考文献：1 华心祝.我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议J.北京：煤炭科学技术，2 0 0 6（1 2）：7 8-8 1.2 白宇.寺河矿二号井薄煤层加长工作面的技术研究J.江西煤炭科技，2 0 1 5（2）：2 7-2 8.3 霍振龙.寺河煤矿二号井切顶卸压沿空留巷技术应用研究J.山西煤炭，2 0 2 1，4 1（1）：6-1 0，3 2.4 白宇.煤矿巷道锚杆支护技术应用探讨J.江西煤炭科技，2 0 1 8（1）：7 7-7 9.作者简介：白 宇（1 9 8 2），男，山西忻州人，工学学士，高级工程师，现从事生产技术管理工作。收稿日期：2 0 2 2-0 4-0 3编辑：廖文德（上接3 3页）3 6