无煤柱开采技术实践
无煤柱开采技术实践王自宏(云南省兴云煤矿,云南富源655500)摘要:在沿空留巷和沿空掘巷中,进行了矿压和围岩的观测研究工作,初步掌握了沿空掘巷和沿空留巷矿山压力的显现规律。实践证明,无煤柱开采是合理开发利用煤炭资源、提高回采率、降低掘进率、减少巷道维护费、提高技术经济效益的有效措施之一,是在开采工艺上的一项重要改革。在条件合适的煤层要积极推行无煤柱开采技术。关键词:煤矿;无煤柱开采;实践中图分类号:TD82文献标志码:C文章编号:1008-4495(2010)S1-0021-02
收稿日期:2010-06-08作者简介:王自宏(1967),男,云南曲靖人,采矿工程师,1989年毕业于昆明冶金高等专科学校采煤工程专业,现任云南省兴云煤矿矿长兼总工程师。无煤柱开采一般可使采区回采率提高10%~20%,有的甚至提高25%~30%。沿空掘巷可使巷道维护条件得到不同程度的改善,应用沿空掘巷使回采巷道维修量降低25%,巷道掘进率降低5%~10%,沿空留巷可使掘进率降低25%~33%,局部可达40%。由于无煤柱开采可减少煤炭资源损失,特别是对容易自燃的煤层能很大程度地消除自然发火根源,降低瓦斯涌出有明显作用,能使风流中的瓦斯含量减少30%~50%。1沿空掘巷1.1基本原理在回采工作面两侧煤体边缘,存在比原应力低的应力降低区,而且在回采工作面推进并经过相当时间以后,此区仍能稳定并长期保存下来,处在这个区域中的巷道承受矿山压力较小。在这个区域掘进的巷道,支架所受载荷较小。沿空掘巷就是沿已稳定的采空区边缘或与采空区之间留小煤柱布置巷道,在该巷道掘进时,相邻采空区岩层活动相对已经停止,其回采期间引起的应力重新分布也趋于稳定,此时,沿空掘巷的巷道处于应力降低区,有利于巷道的维护。沿空掘巷可使采区回采率提高10%~15%,缓倾斜煤层中应用沿空掘巷技术经济效益十分显著,因此,在缓倾斜煤层中应积极推广沿空掘巷。1.2沿空掘巷滞后时间的选择从巷道维护的观点,沿空掘巷具有较大的优越性,随着煤层厚度和倾角的加大,在现有的支护材料形式的基础上,其优越性更为突出。在兴云煤矿已得到实践,但是,采用沿空掘巷选择合适的滞后时间是十分必要的,而顶板达到稳定的距离与顶板岩石的性质、煤层厚度和采高,以及工作面长度、地表至工作面垂深等因素有关。因此,必须根据具体的煤层和开采技术条件,测定压力稳定区,确定沿空掘巷的滞后时间。沿空掘巷施工滞后时间的确定从理论上讲,必须建立在老空区上覆岩层趋于稳定,再生顶板重新胶结的基础上,因此采后掘巷的时间间隔越长越好。兴云煤矿采掘接替为沿空掘巷创造了足够的时间,这就决定了沿空掘巷滞后上区段回采工作的时间可达2a之久。工作面两侧支承压力从开始到向煤体深部转移和均匀,有一个时间过程。因此,要使采空区边缘开掘的巷道掘进后保持稳定,必须在时间上避开应力增高区,即沿空掘巷相对于上区段的回采工作面有一个合理的滞后时间。经兴云煤矿9079回风巷观测沿空掘巷合理滞后时间为3个月至1a,为了确保沿空掘巷试验成功,有目的地采用协调开采,结合兴云煤矿采掘接替,90711回风巷沿空掘巷的滞后时间确定为2a。1.3基本方式在已回采结束的采煤工作面下运输巷采空区边缘,留3m小煤柱后平行于老巷重新掘进下区段的回风巷,小煤柱不起支承顶板的作用,而重点是防止老采空区串矸和防止采空区瓦斯涌出。212010年8月矿业安全与环保第37卷增刊2沿空留巷在、类坚硬顶板煤层工作面中,利用上下块段相邻工作面的巷道,在上块段回采期间,在采空区侧采用单体液压支柱配型钢长梁沿巷道走向布置成双排托棚维护采后巷道,将其作为下块段工作面的进风巷使用,支护长度为自煤壁伸入老巷中30~60m,60m以里采用11#工字钢梯形双胞棚把单体支架托棚换掉,棚距1m,单体支架以备工作面向前推进后向前循环使用,清除巷道中的矸石,维护巷道作为下块段工作面的运输巷。图1中90219采用沿空留巷,工作面能减小巷道掘进工程量30%,500m巷道走向长度,20m的区段煤柱,2m采高可回采煤炭资源26410t。为采煤工作面的接替赢得了时间,特别适用于接替紧张的采区。不存在区段煤柱,大大提高资源回采率。
注:距煤壁30~50m段由于采空区压力异常,采用单体液压支柱配型梁架设走向托棚,一梁三柱支护;距煤壁30~50m以里,伸入采空区段压力趋于稳定区采用木棚或工字钢梯形棚替换下单体柱托棚,并清除沿空留巷中矸石,下帮背实防止串矸。图190219工作面沿空留巷3改进采煤方法改进采煤方法,减少面积损失,并实现边角残煤的安全回采,最大限度地减少煤炭资源量的丢失。1)利用调采,摆工作面运输机机头方式,使工作面呈微仰斜推进,减小工作面串矸追人,甩开工作面采空区压力,提高回采边角煤资源量。2)针对L形工作面,实行扇形旋转回采,减少煤柱,减少搬家次数,对提高资源回采率有明显的效果。3)采至采区最下区段最后一块工作面时,工作面煤壁回采推进至80m左右时,停止工作面回采,维护好工作面,变下运输巷为工作面支设好支架后沿煤层反倾斜方向仰斜开采,最大限度回收采区煤层上下山煤柱,实现无煤柱开采,仅11710工作面就实现多回采煤柱煤量8816,t实现了矿井生产、安全、优质、低耗、高回采率、高效率的目的。4)针对工作面不规则开采实际,采取穿采、带采、反采等多种形式布置采煤工作面,并将工作面尽量布置在煤层风氧化带边缘,最大限度地开采回收边角煤。2008年通过带采多回收煤炭3.1万;t通过反采进行资源回收,采出煤量1056;t穿采断层遗留区域,采出煤量9156t。5)采用对拉工作面减少区段煤柱。图2中90113采用对拉工作面能减小巷道掘进工程量30%,按300m巷道走向长度,20m的区段煤柱计,2m采高可回收煤炭资源15960t。
图290113对拉工作面布置图4结束语实践证明,对无煤柱开采的不同方式及其适应条件进行研究,选择合适本区的无煤柱开采方式,组织试验,推广时要由点到面,对试验中出现的问题要及时进行分析,制订有针对性安全技术措施,结合具体的煤层赋存和开采技术条件分析预测其经济效益,对当前不可再生资源最大限度的利用和开展节能环保工作具有重要意义,对实践使用无煤柱开采技术有着广阔的前景。(责任编辑:吴自立)222010年8月矿业安全与环保第37卷增刊
浅谈特厚易燃媒层水平布置巷道无煤柱开采技术
工业技术
Ｉ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ
浅谈特厚易燃媒层水平布置巷道无煤柱开采技术
丁连丰
（七煤集团公司安全监察部黑龙江七台河１５４６００）
［摘要］本文浅谈特厚易燃媒层水平布置巷道无煤柱开采技术， ［关键词］易燃煤层巷道无煤柱 中图分类号：ＴＤ８２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４ｘ（２ｏ１２）ｏ４一ＯＯｌ２－０ｌ
１挺出无爆柱开采的技术依据
１９８３年首先在一５０北ｌ８层采区提出水平布置巷道无煤柱开采，主要技术
依据有以下四点： １．１受上分段巷道布置的影响
上分段（＋ｌ５水平ｌ８层）采区巷道布置：上头留设梯形煤柱，回风道为铅垂
布置。下头溜予道为水平布置，总机道高２ｍ。很大程度上决定了本分段上头 回风道也必须是水平布置，如留设梯形煤柱，回风道用铅垂布置时，阶段煤柱损
失量大，达７２万ｔ，１８下层最后一个分层阶段煤柱斜长达５６ｍ，在技术经济上 极不合理。ｌ８层分上，下层分别留设梯形煤柱，铅垂布置回风道，阶段煤柱损
失量也很大，ｌ８下层最后一个分层阶段煤柱斜长也达３６ｍ，并对采区开采防火 不利。如果采用水平布置回风道，留设水平煤柱，对采区开采防火也极不利，当
开采到ｌ８下层时，１８上层的水平阶段煤柱将全部冒落破坏，在采空区内工作面 上中部的上方形成煤炭大堆积，这是自燃发火的极大隐患，而且一旦发火又难 以消灭。因火源点在已采区的上部层位，在采空区的浮岩中，泥浆很难灌到火
点处。因此，回风道留设梯形或水平煤柱的布置方式，都是不可取的，针对丢煤 多，防火难的两个致命点，提出水平布置巷道无煤柱开采。 １．２上分段开采及防火灌浆情况
上分段＋ｌ５北１８层采区，走向５５０ｍ，开采１１个分层，开采时间长达５ａ，采
区开采结束时，没残留高温发火隐患点，并做了彻底封闭。全区总灌浆量达３． ４５万立方来，｝８下层平均灌浆系数为３．２％。因煤层倾角在３５度左右，泥浆 分布比较均匀，尤其是在开采中增加采空区灌浆量，在灌浆工艺上采取很多技 术措施，极大地加强了工作面下半部溜子道处的灌浆量，因此，为下分段回风道
高瓦斯易自燃综采工作面无煤柱原位沿空留巷技术
第１期 铁法科技 ２０１０年７月
攫 绔验
．＿＿－Ｉ Ｃ＝ 同 瓦斯易自燃综采工作面无煤柱
原位沿空留巷技术
小青矿 戴洪波 张国杰
摘 要 本文主要针对铁法矿区现主采４、７煤层，都是高瓦斯、低透气性、难抽放且易自燃的煤层，利
用传统的“Ｕ”型通风方式，工作面瓦斯积聚和超限现象时有发生的问题。应用无煤柱原位沿空留巷技术，在 小青矿Ｅｌ４０３综采工作面进行实验研究。实现了低透气性煤层群煤－９瓦斯共采，减少了半煤岩巷道掘进率，
缓解接续紧张。无煤柱开采，提高资源回收率。“Ｙ”型通风，改善通风系统，防止瓦斯灾害发生。
关键词 高瓦斯易自燃煤层 无煤柱原位沿空留巷开采技术
１ 沿空留巷技术研究现状
１．１ 国外研究现状
当代世界一些主要产煤国家也不同程度地推行
和应用了无煤柱开采技术，如联邦德国、英国、苏联、
波兰，法国、捷克和斯洛伐克等，开展了许多试验和
研究工作，取得了丰富的经验和成果。
联邦德国的无煤柱开采主要采用沿空留巷。采
用了膏体充填材料充填，巷道支护采用重型ｕ型钢
支架壁后充填，有效地控制了巷道的变形，从而实现
１４—１８ｍ 断面巷道第二次利用，且不需翻修。成为
解决大断面留巷及Ｕ型钢支护技术领先的国家之
一。并有效地防止了老采空区漏风和自然发火以及
有害气体流人工作空间，在高沼气和自然发火严重
矿井同样推行了无煤柱沿空留巷开采技术。
１．２国内研究现状
我国从上世纪五十年代开始也先后在双鸭山局
等进行过沿空留巷的技术研究，受当时的国内技术 装备所限，当时只是沿采空区靠人工用编制袋装矸
石垒一道墙，不仅人工操作大大影响工作面的正常
推进，而且墙的支护强度低，巷道变形大，保证不了
下一个面的安全生产。因此，此项技术在我国一直
没有推广应用。
直到２００４年后淮南矿业集团和中国矿大等高
校合作提出了煤与瓦斯共采技术，并从德国引进高
效充填泵，沿空留巷才得以成功推广。
２原位沿空留巷技术内涵与关键
关于综采工作面无煤柱回撤技术的新实践
２０１０年第１期 参堪晨甜技 ９９
关于综采工作面无煤柱回撤技术的新实践
杨树山
（鸡西矿业集团城山煤矿，黑龙江鸡西１５８１７０）
摘要综采工作面临近果止时，一般都预留煤柱，保护运料巷，以利于支架回撤和通风。该文总结了利用运料巷作为回撤工作面的方法及经 验，尝试了综采回撤不切面的新方法 关键词综采工作面 无媒柱 不切西运料巷设备回撤 中图分类号’ＦＤ８２３．９７ 文献标识码Ａ
城山煤矿在开采东三４３｛［｝层走向一面时，由于此
煤层是由边界向回布置开采，开采后的运料道、风道变 成无用巷道。在收尾切断面作支架回撤通道时，可直
接利用原有巷道作为回撤综采支架通道。
１工作面概况
１．１ 自然条件 东三采区４３＃层属于分区、分层布置，由边界往回
单一煤层走向长壁后退式开采（巷道布置见图１），该
面地面标高１８５ ｍ，井下标高一１２６ １１１，工作面长９３～
２１５ ｍ，走向长８０２ ｍ，煤层厚度最大２．０ Ｉｎ，最小１．２５
Ｉｎ，平均１．９ １１１．，煤层倾角５。。顶板岩性：伪顶０．１ ＩＴＩ，煤 页岩；直接顶２．７ Ｉｎ，砂页岩；基本顶９．６ ｉｎ，页岩底板
岩性：直接底４．３ ＩＴＩ，砂页岩；基本底，细砂岩。顶板管
理方法：全部垮落法管理顶板。
图１ 东三４３＃一面及二面工程平面图 １．２工作面装备
ＭＧ２５０／６０１一ＷＤ型采煤机１台，ＳＧＺ７３０／３２０型
运输机１台，ＺＹ３６００—０．９５／２２型液压支架１４３组， ＳＺＺ７６４／１６０型转载机１台，ＳＤＪ一１５０型皮带运输机９
台。
・收稿日期：２０１０一Ｏｌ一０６ 作者简介：杨树山（１９６１一），男，黑龙江鸡西人，采矿助理工程师 ２００８年毕业于黑龙江科技学院，现任城山煤矿行政矿长。 ２技术难点与解决方法
２．１ 中间运料巷顶板压力变化及对策
综采工作面收尾切面前，一般至少要留有２０ ｍ煤
柱，以确保巷道顶板不下沉、不变形，便于支架的安全
无煤柱沿空留巷技术在薄煤层16101工作面开采中的应用
２０１２年第１７期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏ矿业论坛０ 科技信息
无煤柱沿空留巷技术在薄煤层１６１０１
工作面开采中的应用
王永顺王明喜王鹤车岩超
（滕州市泉上煤矿山东滕州２７７５１２）
【摘要】泉上煤矿主采煤层为１２下煤、１６煤、１７煤。１２下煤厚度在１．０ｍ￣１．２ｍ，１６煤、１７煤厚度均在０．６ｍ－－￣Ｏ．８ｍ，断层多，地质条件复杂，
万吨掘进率高。如何减少井巷工程的施工量，提高巷道的利用率是矿井不得不面对的新课题。沿空留巷技术是有效缓解采掘紧张关系，减少煤
柱损失。提高资源利用的有效途径。
【关键词】薄煤层；无煤柱；沿空留巷
１ 沿空留巷围岩变形及工作面概况
１．１沿空留巷围岩变形特点
根据近几年来在１６煤薄煤层回采期间的矿压观测，在回采工作 面后方．由于裂隙带岩层取得平衡之前产生急剧沉降．引起巷道顶板
在短期内强烈下沉．采空区垮落岩石在上覆岩层作用下向巷道挤压，
使沿空侧帮压也较强烈。一般情况下，留巷的顶板下沉量主要发生在 工作面后方Ｏ一４０米范围内．在工作面后方１Ｏ一２０米处最大，在工作面
后方５Ｏ一６０米处以外顶板下沉趋于稳定
１．２工作面概况 １６１０１工作面位于三水平一采区左翼上部，西部为井田边界（田
岗断层保护煤柱）．北部为１６１０２工作面采空区，东部为１６１０３工作面
（未开采），南部为采区边界（未开采）。 １６１０１工作面设计为对拉工作面．倾斜长壁后退式开采．倾斜长
度８３０ｍ。工作面沿走向布置．长度２００ｍ。面积１７００００ｍ２，可采储量
１Ｏ＿３万吨。
开采煤层为ｌ６层煤．气肥煤．煤层厚度为０．６米一０．８１ｍ之间，顶 板为十下灰岩，平均厚度５．０ｍ，灰色坚硬，致密性脆，含垂直裂隙，充
填方解石脉。底板为细砂岩。含泥质。 １６１０１下面实行无煤柱沿空留巷开采．下材作为将来１６１０３工作
面上材。１６１０１下材全长８１８ｍ，巷道断面为矩形，净宽２．２ｍ，净高
科技成果——低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术
科技成果——低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术
适用范围
截止2008年12月底，该技术已在两淮矿区的9个煤矿16个采面工作面成功推广应用，正在推广应用此项的矿区有重庆能源集团、冀中能源集团、辽宁铁煤集团、山西华晋焦煤集团等，此项技术可覆盖煤炭行业领域3亿吨左右的煤炭开采量，节约煤炭生产成本10亿元。
技术原理
基于大量现场矿压测试和三维数值模拟分析得出沿空留巷存在明显的阶段性矿压特征，研究指出不能简单地描述沿空留巷处于低值应力区，在受工作面采动影响的留巷过程中存在一个强烈的应力调整期，这一时期留巷帮顶出现显著的剪切应力集中，合理的巷内支护形式应适应这种剪切破坏，抗剪切能力强的新型高性能锚杆组合支护配合新型巷内辅助加强支架，具有很好的适应性。
关键技术
（1）首次提出了无煤柱煤与瓦斯共采技术原理；
（2）创建了无煤柱沿空留巷Y型通风钻孔法煤与瓦斯共采技术体系；
（3）系统地研究并获得了Y型通风采空区的流场与瓦斯浓度场；
（4）创新性的提出了无煤柱沿空留巷Y型通风煤与瓦斯共采技术； （5）提出了煤与瓦斯共采覆岩卸压、渗透率分布以及瓦斯抽采动态运移三个基本规律模型。
技术流程
针对我省淮南矿区煤层瓦斯赋存条件复杂多变的总体背景，以矿井深部开采安全保障技术及装备为研究主线，立足于降低煤矿重大瓦斯事故和开发有效防治新技术和装备的根本目的，完成了六个方面的研究内容，分别为：深部矿井强突出煤层区域预抽消突技术、打钻技术、快速揭煤防突技术、卸压开采技术研究；低透气性煤层地面钻井抽采瓦斯技术研究；深井煤与瓦斯突出的机理及动力学理论研究；微震监测及煤与瓦斯突出预测预报技术研究；深部开采通风系统结构、模式及技术装备；深部矿井瓦斯赋存规律的研究。此六项研究内容分为三个层次，分别为理论与基础研究、监测与预报技术研究以及抽采消突及装备研究。
主要技术指标
研制出强突出煤层打钻防喷装置和瓦斯含量法预测突出危险快速取样装置。建立深部煤矿瓦斯地质区域分布及采动影响区瓦斯流动场理论、高瓦斯低渗透性煤层高效抽采瓦斯技术和瓦斯综合治理成套技术；低透气高瓦斯煤层卸压瓦斯抽采率达到50-60%。示范矿井瓦斯抽采率由现在的45%提高到48-50%。
分层无煤柱开采下分层掘进期间的综合防火技术
２１８ 互战差舛救 ２０１１年第４期
分层无煤柱开采下分层掘进期间的综合防火技术
任晓东，冯浩，吴建宾，孔繁红
（兖矿集团鲍店煤矿，山东邹城２７３５１３）
摘要该文针对鲍店矿５３０４分层无煤柱开采实际，分析了采取分层开采的原因和下分层５３０４—２综放面掘进期间煤的自燃隐患。在５３０４
—２综放面掘进期间，对两顺槽和切眼采取的综合防火技术。
关键词分层掘进均压防火
中图分类号ＴＤ７５ ２．２ 文献标识码Ｂ
兖矿集团鲍店煤矿５３０４工作面位于五采区西部；
北起切眼，紧邻矿井边界煤柱；设计停采线南距五采区
第一轨道上山５０ｍ；西邻尚未开采的５３０３工作面；东
邻５３０５—２工作面采空区。该工作面间接充水含水层
为第四系下组含水层，直接充水含水层主要为３煤顶
板砂岩含水层，工作面西部上方为泗河。因此，为了消
除工作面煤层开采受上部含水层、泗河影响，同时为了
提高开采上限，必须实行分层开采。由于工作面采用
分层开采，倾角大，俯斜开采，给预防煤层自燃带来很
大难题。
１ ５３０４—２工作面概况
５３０４—２工作面工作面正上方为已回采完毕的
５３０４—１工作面，其采高２．８ｍ。该工作面回采煤层为
３煤，厚８．１０—８．７６ｍ，平均８．４０ｍ，工作面西北部煤层
倾角较小，东南部煤层倾角较大。
・收稿日期：２０１ｌ一０４—２６
作者简介：任晓东（１９７２一），男，工程硕士，毕业于西安科技大学，
现任充州煤且匕股份有限公司鲍店煤矿副总工程师，高级工程师。 开采煤层有自然发火倾向，自然发火期３—６个
月。煤尘具有爆炸性，爆炸指数３８．２６％～４２．１６％。
地温２５％，基本不具备冲击地压危险，工作面在掘进
过程中未发现陷落柱和火成岩侵入。
２自燃隐患分析
（１）５３０４．一１工作面回撤、封闭期间，停采线遗留
煤炭存在自燃隐患。
（２）５３０４—２工作面上方为５３０４—１工作面（已回
采），其中运顺与上分层运顺重叠；轨顺与上分层轨顺
赵庄煤矿无煤柱开采沿空掘巷技术研究
２０１２年第７期 中州煤炭 总第１９９期
赵庄煤矿无煤柱开采沿空掘巷技术研究
秦学东，刘全根 （山西省高平市赵庄煤矿，山西高平０４８４００）
摘要：对赵庄煤矿３８１２工作面实现沿空掘巷的可行性进行了分析；通过理论计算和工程类比等方法，确定了 合理护巷窄煤柱宽度为３ ｍ；结合沿空巷道围岩条件，设计了适合该矿沿空掘巷的支护方式，并进行了无煤 柱开采沿空掘巷的实际应用。结果表明，研究确定的窄煤柱宽度和支护方式合理，技术和经济效益显著。 关键词：沿空掘巷；窄煤柱宽度；支护方式 中图分类号：ＴＤ８２３．４８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—０５０６（２０１２）０７—００１０—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｇｏｂ－ｓｉｄｅ Ｅｎｔｒｙ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｗｉｔｈｏｕｔ Ｃｏａｌ Ｐｉｌｌａｒ
ｉｎ Ｚｈａｏｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ
Ｑｉｎ Ｘｕｅｄｏｎｇ，Ｌｉｕ Ｑｕａｎｇｅｎ （Ｚｈａｏｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｉｎ Ｇａｏｐｉｎｇ Ｃｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇａｏｐｉｎｇ ０４８４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｄｒｉｖｉｎｇ ｉｎ ３８１２ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｏｆ Ｚｈａｏｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌ— ｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎａｌｏｇｙ，３ ｍ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｅｎｔｒｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏａｌ ｐｉｌｌａｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｄｒｉｖｉｎｇ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｓｕｉｔｓ ｔｏ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｄｒｉｖｉｎｇ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｐｉｌｌａｒ Ｓ ｗｉｄｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ａｎｄ ｇｅｔｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｄｒｉｖｉｎｇ；ｎａｒｒｏｗ ｃｏａｌ ｐｉｌｌａｒ Ｓ ｗｉｄｔｈ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｗａｙ
中兴矿1205沿空留巷无煤柱开采技术的应用
中兴矿 沿空留巷无煤柱开采技术的应用
刘锁军 张磊 刘贵军 吕佳丽 （１．山西焦煤质量管理与监督服务中心，山西太原０３００２４；２．鄂尔多斯职业学院，内蒙古鄂尔多 斯０１７２００；３．煤炭工业太原设计研究院．山西太原０３００２４；４．山西焦煤汾西矿业集团公司中兴煤矿。山西吕梁０３０５００）
摘要：中兴矿自建矿以来一直采用 两进一回 通风巷道布置形式，由于矿井地质条件复杂多变，巷道维护困难，导致矿井采掘 衔接不上，影响矿井安全生产。通过采用新技术沿空留巷Ｙ型通风无煤柱开采方法，提高矿井回收率，缓解矿井采掘衔接紧张局面， 同时有效 氏了采掘成本，增加经济效益，实现矿井的安全高效可持续发展。 关键词：沿空留巷；无煤柱开采技术；Ｙ型通风
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ＺｈｏｎｇＸｉｎｇ ｍｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｅｔ ｕｐ ａｌｗａｙｓ ｔｏ ｕｓｅ“ｔｗｏ ｉｎｔａｋｅ ａｉｒｗａｙｓ ｐｌｕｓ ａ ｒｅｔｕｒｎ ａｉｒｗａｙ’’ｖｅｎｔｉｌａｔｅｓ ｔｈｅ
ｔｕｎｎｅｌ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒｍ，ｂｅｃａｕｓｅ ｍｉｎｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅａｂｌｅ，ｒｏａｄｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｄｉｆｉ．
ｃｕｈｉｅｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｔｅｎｓｉｏｎ，ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ａｎｄ“Ｙ”一ｔｙｐｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｏａｌ ｐｉｌｌａｒ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｍｉｎｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ，
ａｌｌｅｖｉａｔｅ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｔｅｎｓｉｏｎｓ。ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ。ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｅｍ—
无煤柱切顶沿空留巷支护技术应用
无煤柱切顶沿空留巷支护技术应用
无煤柱切顶沿空留巷开采是指工作面回采时，沿采空区边缘维护原回采巷道，不设置护巷煤柱。采用一定手段将上一区段工作面上顺槽维护保留，作为下一段工作面回采的下顺槽。它不仅可以合理开发煤炭资源、避免浪费煤柱从而提高煤炭资源采出率、提高煤炭回收率、减少煤炭的损失，增加矿井服务年限。此外，该方法通过少掘进一条巷道的方式，缓和了矿井生产接替的矛盾，减少了工作面综合机械化设备的搬运和安装时间、预防采空区煤层自燃的发生，属于有利于矿井安全生产和改善矿井技术经济效果的一项护巷技术。
陕西澄城董东煤业公司地处陕西澄城县，位于渭北煤田东部，下属矿井地质条件较为复杂，开采成本相对较高。在当前煤炭行业去产能、去库存、降成本的大环境下，在渭北矿区董东煤矿开展无煤柱切顶沿空留巷技术应用，对提高煤炭回收率，缓解煤炭经济下行压力及该矿区的可持续发展势必有重大意义。
采区概况：董东矿50120工作面位于501采区南部区段，西临杨家庄保安煤柱，南至越家庄。地面标高+697.8m～+706.7m，工作面标高+302m～+322m，可采煤层5#煤。走向长度642m，倾斜长度150m面积96300m2。
煤层：5号煤为黑色，半亮型，由亮煤及暗煤组成,条带状结构，含黄铁矿结核，煤层厚1.97～4.61m，平均厚3.3m，煤层倾角平均6°，一般含夹矸一至二层，夹矸不稳定，厚0.2～3.4m，夹矸多为炭质泥岩或铝土质泥岩，在5号煤层与K4之间，局部有一层4号煤，厚0.1～0.3m。煤的工业分类为贫瘦煤；5号煤基本顶为粉砂岩，灰黑色，含灰质黄铁矿结核及大量云母片，厚3.52～6.6m，直接顶为砂质泥岩，灰黑色，可见云母片，含黄铁矿结核及少量植物碎片化石，厚0.53～4.41m；基本顶与直接顶间夹一层4号煤，厚0.1m～0.3m，直接顶和4号煤不稳定，个别地段缺失，相变为炭质泥岩伪顶或5号煤合层。5号煤底板为石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，厚0.5～6.2m。
综采放顶煤无煤柱开采自燃预防技术
综采放顶煤无煤柱开采自燃预防技术 巩伟 高勇 张计周 （１．山东宏河矿业集团有限公司邹城市横河煤矿；２．山东新河矿业有限公司） 摘要：分析了综采放顶煤工作面无煤柱开采自然发火的特点与 规律，结合综采放顶煤工作面实际条件和各种防灭火技术的特点，以 灌浆、注胶防灭火技术为主要手段，因地制宜，合理地运用堵漏、均 压、灌浆、注胶对综采放顶煤工作面煤层火灾进行防治。 关键词：综采放顶煤工作面 无煤柱开采 自燃特点及规律 自燃预防技术 ０引言 综采放顶煤无煤柱开采技术，由于不留煤柱、工作面 推进速度快，提高了采区资源回收率，经济效益明显提高。 但由于在巷道沿空侧采空区有一条约１０ｍ宽，数米高的 松散浮煤带：顺槽沿空侧有相邻区段遗留的大量松散煤 体，该煤体因受相邻区段开采影响已部分氧化升温；沿空 侧空隙率大，易于形成较强的漏风等特点，使沿空巷道和 相邻采空区更易发生自燃火灾。 １综采放顶煤采用无煤柱综放开采技术 导致矿井在实际生产过程中出现工作面一侧或二侧 与采空区相邻，而相邻采空区的遗煤在其回采过程中已经 与氧接触过，发生了氧化，煤体温度有一定程度的上升，自 燃性增强，从而在新顺槽服务期间增加了发生煤层自燃的 可能性。再加上顺槽沿煤层底板和邻近采空区边缘掘进， 服务时间长，导致了工作面顺槽巷道煤巷自燃火灾发生频 率增加。尤其是综放面无煤开采技术形成的“孤岛”工作 面，两道顺槽顶煤和相邻区段采空区浮煤更易发生白燃， 且一旦形成自燃（或高温区）将更加难以治理。 ２易燃煤层无煤柱开采自然发火的规律 ２．１综放工作面开采线、停采线自然发火比较严重 原因是由于工作面的开切眼断面大，受矿压影响采空区顶 板易压裂破碎，空隙大且多，造成漏风供氧：停采前２０～ ３０ｍ左右，工作面不放顶煤，采空区遗煤多；若不能及时撤 面、封闭，自燃危险性会进一步增加。 ２－２回采期间采空区二道存在自然发火威胁从采空 区浮煤分布情况看，两端头支架处项煤回收率低，遗煤多 且松散堆积，两巷由于自然风压影响微量风流从进风侧隅 角扩散渗漏至回风侧隅角，由于通风阻力加大，风流小，而 经过长时间氧化聚热不能被吹散带走，进入采空区后，使 采空区二道遗煤温度有可能较高，就可能发生采空区遗煤 、 自燃。 ２．３采空区“三带”动态移动影响采空区存在散热 带、白燃带和窒熄带三带，三带范围受综放面回采率、漏风 量、顶板垮落压实程度、工作面风压和推进速度等综合因 素影响：随着工作面不断推进，采空区三带也随之前移。 ２．４采空区自燃高温区域范围不易确定综放工作面 采空区遗煤多，氧化生热，温度上升，一旦自燃，采空区蓄 存了大量热能，造成周围煤（岩）体的温度亦相当高，采空 区风分布及规律复杂，因此，高温范围大且不易确定，很难 准确判断出采空区高温区域。 ２．５采空区自燃火灾灭火难度大无煤柱开采的采空 区漏风开放、空间范围广、火源较为隐蔽：因此，一旦出现 １７７ 自然发火，很难准确的采取有效措施进行治理。火区治理 工作存在盲目性和滞后性。 ３综采放顶煤工作面自燃预防的重点及难点 ３．１巷道掘进时期的防灭火重点 ３．１．１巷道高冒区、顶部离层区和破碎区、地质破坏区 （如断层带）。 ３．１．２巷道经过相邻工作面采空区的废弃巷道。 ３．１．３相邻工作面开切眼、停采线或硐室。 ３．１．４巷道变坡破碎区。 ３．２综放面回采时的防灭火重点 ３．２．１综采放顶煤工作面开采线和停采线处：采空区 遗煤较厚，顶板垮落后块状大，压实程度低，存在漏风通 道，自燃危险性高。 ３．２．２邻近综采放顶煤工作面采空区区域：邻近综采 放顶煤工作面开采时，在采空区两道留有约１０ｍ宽，数米 高的松散浮煤带，该煤体已部分氧化升温，综采放项煤工 作面无煤柱开采的顺槽与邻近采空区侧易于形成漏风，使 邻近采空区自然发火的可能性大幅度增加。 ３＿２＿３进风侧采空区：由于工作面顺槽不放顶煤，在采 空区遗留了大量浮煤，且工作面进风端头是采空区的主要 漏风通道，氧气浓度较高，氧化带宽度大，浮煤在采空区内 的氧化时间长。 ３．２．４回风侧采空区的封堵：回风隅角是工作面负压 最大的地点，回风顺槽进入采空区很长一段距离后不跨 落，造成负压对采空区深部的作用力较大，浮煤进入窒息 带的时间延长；且由于回顺长期不跨落，给采空区及时灌 浆和注胶造成了困难。 ４巷道掘进期间的防火 ４．１巷道高冒区、顶板离层区和破碎区防火 ４．１．１加强巷道支护，对巷道表面喷涂堵漏巷道冒顶 后２０天以内对巷道表面进行喷涂，厚度为５０～１００ｍｍ； 采用喷涂材料为水泥砂浆。 ４．１．２对巷道高冒区充填粉煤灰凝胶，相邻侧采空区 充填复合胶体向巷道项部和沿空侧施工２寸注胶钻孔。 ４．２相邻工作面开切眼和停采线防火 ４．２．１掘进过程中，加强相邻工作面开切眼和停采线 处的巷道支护，对巷道表面采取喷涂堵漏措施。 ４＿２．２向相邻工作面开切眼或停采线前后共３０ｍ的 采空区范围内施工钻孔压注复合胶体。 ４．３在相邻工作面采空区建立复合胶体隔离带顺槽 掘进撤除后，采取向相邻采空区施工钻孔压注复合胶体方 法建立复合胶体隔离段，降低相邻采空区的漏风量和漏风 深度，防止相邻采空区大范围的松散煤体连成一片。 ５综采放顶煤工作面生产期间的预防技术措施 ５．１开切眼注胶和灌浆 ５．１．１注胶范围：工作面从开切眼开始推至１０～１５ｍ 后，在切顶排侧，