单翼盘区末端三角煤柱回采方案优化应用.pdf

2023年第10期西部探矿工程*收稿日期：2022-10-10作者简介：魏鑫（1990-），男（汉族），山西左云人，助理工程师，现从事煤矿技术管理工作。单翼盘区末端三角煤柱回采方案优化应用魏鑫*（长春兴煤业有限公司，山西 大同 037101）摘要：基于601工作面结采时末端三角煤柱回收难度大、煤柱损失量大等技术难题，长春兴煤矿生产技术部通过技术研究，决定对末端三角煤柱回采方案进行合理优化，通过补充措施巷以及优化通风机运输系统实现三角煤柱回收，通过实际应用效果来看，优化后末端三角煤柱回收率达95%,三角煤柱回采量达282.4104t，取得了显著应用成效。关键词：单翼盘区；三角煤柱；回采方案；优化应用中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2023)10-0148-031概述长春兴煤业22601和22602工作面位于矿井22#煤层南盘区西南部，工作面东部分别闭住盘区回风大巷、盘区带式输送机大巷、盘区辅助运输大巷平行布置，并延伸至盘区末端。工作面回采区域煤层平均厚度 12m，含34层夹矸；厚度较稳定，根据工作面钻孔Z906得知，22#层上距最近16-2煤层约99.15m，下距最近25-1#煤层约12.7m。煤层大致走向东西，倾向北。倾角较小，平均-2。工作面东部为南延盘区大巷二段，南部为矿井南部矿界及中煤金海洋五家沟煤矿采空区（矿界煤柱4673m），西部为矿井西部矿界及山煤集团韩家洼煤矿，北部为设计南盘区西南部未开采区域。长春兴煤业南盘区为单西翼盘区，二段盘区大巷未沿盘区东侧边界平行布置，形成盘区东翼三角煤，如图1所示。601工作面顺槽掘进期间运输系统与盘区带式输送机大巷贯通；施工回风绕道至盘区回风大巷形成独立回风系统；布置辅运联巷沟通顺槽巷道与盘区辅助图1传统回采时601工作面布置平面示意图1482023年第10期西部探矿工程运输大巷形成运料、行人辅运通道。601工作面采用走向长臂后退式回采工艺，当工作面回采至距南回风大巷二段100m处停止回采施工回撤通道，然后对工作面内设备进行回撤，预留保安煤柱宽度为100m，采用传统巷道布置时601工作面结采后盘区东翼三角煤无法正常回收，后期回收需采用新设备或重新布置工作面进行回采，且回收率低下。为了保证三角煤柱能够最大限度回采，长春兴煤矿决定对工作面结采后三角煤柱回采方案进行优化。2三角煤柱回采方案从“一巷多用”考虑，简化巷道，降低井巷工程量，利用已有巷道或必要巷道构成盘尾联巷，形成负压回风系统，以释放盘区末端盘区大巷系统压力，保证其可直接被工作面回收。2.1巷道布置方式（1）601工作面回采至原停采位置时停止回采，延伸602回风顺槽至井田边界，施工进风巷，同时从南回风大巷二段施工回风巷并与进风巷贯通，如图2所示。图2优化后601工作面布置平面示意图（2）延伸601回风顺槽至井田边界并按设计拐弯，施工回风巷，施工到位后与回风巷贯通；延伸601运输顺槽施工进风巷，并施工进风联络巷与进风巷贯通。从回风巷施工一条运料斜巷并与辅助运输大巷二段贯通。2.2运输系统调整（1）主运输系统：601运输顺槽在盘区大巷前，工作面回采后利用原南带式输送机大巷二段作为运输系统；当工作面与盘区大巷贯通前50m及时调整运输系统，将原运输顺槽内带式输送机延伸至进风巷内，同时在进风联络巷、进风巷内各安装一部带式输送机并与南带式输送机大巷二段内输送机搭接进行联合出煤。（2）辅助运输系统：工作面物料及人员从辅助运输大巷二段经运料斜巷进入回风巷二段、回风巷段，最后进入工作面。2.3通风系统调整（1）601工作面与盘区大巷贯通前，新鲜风流从南带式输送机大巷二段、南辅助运输大巷二段进入601运输顺槽并流经工作面；回风风流从601回风顺槽进入南回风大巷二段。（2）当601工作面回采距盘区巷50m处时，在盘尾联巷安装调节，并对601运输顺槽与602运输顺槽之间的南盘区带式输送机大巷二段进行密闭；新鲜风流从南带式输送机大巷二段、南辅助运输大巷二段进入进风巷、进风联络巷、进风巷以及601运输顺槽，最后1492023年第10期西部探矿工程进入工作面。（3）工作面回风风流进入601回风顺槽，然后经过回风巷、回风巷，最后进入南回风大巷二段。3回采方案优化后优缺点及应用效果3.1回采方案优化后优缺点3.1.1回采方案优化后优点（1）优化后的回采方案无需新开切巷，回采时只需过空巷即可，减少了工作面搬家次数。（2）回采优化后实现了对末端三角煤柱回采，解决了传统回采时三角煤柱回采难度大、回采率低等技术难题。（3）优化后的回采方案利用补充巷道实现通风、运输系统调整，对西翼整个盘区三角煤柱回采均可适用，实用性强。3.1.2主要缺点（1）优化后的回采方案需施工进风巷、进风巷、回风巷、回风巷以及进风联络巷、运料斜巷等，共需掘进巷道长度达1552m，巷道掘进工程量大，增加了巷道掘进费用及劳动作业强度。（2）601工作面回采在过盘区大巷前需对巷道内设备进行回撤，同时受回采应力影响在过空巷时围岩破碎严重，很可能出现顶板破碎垮落现象，需对空巷内围岩进行提前支护，支护成本费用高、支护强度大。3.2实际应用效果南盘区二段末端巷道通过巷道布置优化后，通风、主运、辅运、各类系统管路等生产系统均满足正常生产要求，不存在安全隐患；与原设计相比，利用必要巷道形成盘区尾巷，重新建立工作面顺槽巷道，减少一次工作面安装，增加了工作面回采周期，缓解了矿井采掘接续，预计可回收煤炭资源278104t。4结束语长春兴煤矿针对单翼盘区601、602工作面末端三角煤柱回采难度大等技术难题，通过优化巷道布置，调整工作面通风、运输等系统实现了三角煤柱回采，将传统的新开切巷优化为直接过空巷，大大提高了工作面回采效率，简化了三角煤柱回采工序，取得了显著应用成效。参考文献：1王碧荣.综采工作面三角煤回采工艺研究J.山西冶金,2021(4):101-102.2李耀晖.连采工艺在残留煤柱回采中的应用J.山东煤炭科技,2020(1):48-49.3赵万海.2301综采工作面末采回收三角煤的安全技术措施J.矿业装备,2019(6):58-59.4常治国.端帮采煤机回收三角煤资源的可行性研究J.煤炭技术,2016(2):4-6.5李建兵.梯形工作面三角煤回收技术探讨J.山西煤炭,2013(3):75-76.6马增续.回收三角煤增加回采率在新立矿中的应用J.西部探矿工程,2006（11）:46-47,51.7王丽科.煤矿综采工作面回采效率提高策略研究J.矿业装备,2022(4):61-62.8张伟.浅谈综采工作面回采工艺J.能源与节能,2022(3):74-75.（上接第147页）用，取得了显著应用成效。参考文献：1王飞飞.超前管棚支护在应力区破碎顶板中的应用J.机械管理开发,2022(8):101-102.2高忠.超前管棚支护散体地压监测及支护参数优化J.采矿技术,2022(4):67-70.3许起.超前管棚注浆支护在应力区巷道中应用J.江西煤炭科技,2022(2):79-81.4冯昆.联合支护技术在掘进巷道过断层破碎带中的应用J.山西能源学院学报,2022(3):4-5,9.5贺健.回采巷道掘进过断层围岩支护技术研究J.山西化工,2022(1):160-161.6赵恩祺.特厚煤层顺槽巷道过断层群锚注支护技术J.山东煤炭科技,2021(12):46-47,51.7张泽平.巷道掘进过断层破碎顶板支护技术研究J.当代化工研究,2021(10):61-62.8庞亨健.浅谈掘进巷道过断层破碎带支护工艺优化设计J.内蒙古石油化工,2020(9):65-66.150