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孤岛煤柱资源安全高效回采技术应用

文档作者：王修瑞，林光堂，管玉超，孙志良文档来源：徐州矿务集团		点击数：	更新时间： 2022年04月27日
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2012年第3期 能源技术与管理 l17
doi：10．396 ．issn．1672—9943．2012．03．o48
孤岛煤柱资源安全高效回采技术应用
王修瑞，林光堂，管玉超，孙志良
(徐州矿务集团张集煤矿，江苏徐州221 147)
[摘 要] 通过对孤岛煤柱现场资料的分析与研究，提出因地制宜，分块段采用炮采、高档普
采、综采3种回采工艺进行煤柱资源回收，有效提高推进速度，最大化地回收煤炭
资源，降低管理难度与生产成本，实现安全高效回采。
[关键词] 孤岛煤柱；联合开采；分块段；边角煤；安全高效；下山煤柱
[中图分类号]TD823．87[文献标识码]B [文章编号]1672．9943(2012)03 1 17-{)2
1 采区煤柱概况
东三采区位于张集煤矿井田东部，采区范围：
上至F6断层( 47—80oH=40 m)，下至F4断层
( 80。H=30 m)，西至东二采区，东至井田边界附
近煤炭变薄区。采区面积27 000 mz，地层整体呈
单斜构造，小构造极为发育，并伴有褶曲构造，上
部断裂构造造成局部煤层反倾，地层倾角一40。一
17。，中下部地层较缓，平均13。。主采山西组9煤，
煤厚2．0～3．2 m(9煤之上7煤被岩浆岩侵蚀，无开
采价值)，共设计开采5个工作面。
东三采区煤柱为张集煤矿东三区域最后的煤
柱面，属于孤岛煤柱，该煤柱面回采结束后将彻底
关闭该区域。煤柱长500 m，宽50～70 m，煤层厚
2．1～2．8 m，可采煤量12万t。该煤柱西部为9441、
9610、9608、9606采空区，东部为9363、9361及
9360采空区，应力集中。根据东三采区生产情况
分析，该区域为高瓦斯、煤与瓦斯突出及有冲击地
压倾向区域。回采过程中需解决跨大巷、过储煤
井、断层、老峒等难点。
2 东三采区煤柱开采方案的研究
2．1 开采方案的提出
根据东三煤柱的实际情况，将东三采区煤柱
分为4个块段，即9360煤柱、9606煤柱、上山保
护煤柱、下山保护煤柱。采煤工艺的选取原则：一
是确保安全生产；二是最大限度回采煤炭资源；三
是提高工作效率，加快回采速度。
2．1．1 全部采用炮采工艺
优点：放炮管理有利于煤层中瓦斯及压力的
释放，减少瓦斯抽放；对于回采不规则的边角段煤
柱易于操作，系统简单，技术装备投入少_l2]。
缺点：炮采落煤工艺回采速度慢、效率低，受
采高限制制约煤炭资源的回采率；孤岛煤柱巷道
压力显现，顶底板破碎、巷道底鼓、折帮严重修护
工程量大 ]。安全隐患多，管理难度大。
2．1．2 分块段采用炮采、高档普采、综采3种方式
联合开采
优点：因地制宜，不同块段的煤柱采用适宜的
开采工艺；有效提高推进速度，最大化地回收煤炭
资源；降低管理难度与生产成本，提高复杂条件下
煤柱开采的安全性。
2．2 开采方案技术经济可行性分析
2．2．1 技术可行性分析
提出的两个方案即一个为全部采用炮采，另
一个采用联合开采的方案。所采用的采煤方法与
采煤工艺，在张集矿几十年的开采过程中均应用
成熟。预计回采过程中过断层、过老峒等技术方案
完善[5]。管理队伍人员配置合理，现场经验丰富。
工程技术人员技术能力水平高，对拟所采用的采
煤方法、工艺的掌握应用娴熟。开采所使用的设备
在该矿现有的基础上合理给予更新、改良。对于煤
柱开采所需的技术力量与管理水平均能达到较高
水准，能够满足安全高效开采的技术要求。
2．2．2 经济可行性分析
东三区域9煤煤层厚度平均达3．0 m，煤质
好，发热量23 446 kJ左右，是目前张集矿主要的
配采面。回采这个区域的煤柱可以有效提升该矿
商品煤的品质，较好完成集团公司煤质、经济计划
指标。通过洗煤厂精洗、选配生产的商品煤销售取
得的经济效益，要明显高于分别销售高发热量与
低发热量煤炭的效益。
2．3 开采方案的确定
通过方案一与方案二的对比分析可以看出：
1 18 王修瑞，等孤岛煤柱资源安全高效回采技术应用 2012年第3期
方案一虽然具有灵活多变性，生产工艺简单、环节
少，设备投入少，适宜不规则的边角煤开采等优
点，但是对整个区域煤柱的回采过于简单，存在诸
多不能解决的问题：譬如下山开采时不能有效控
制老塘滚矸；过断层、过老峒时顶板不易控制；回
采速度慢，回采率低；安全风险大等。方案二能够
因势利导，针对不同块段的具体情况采用适当的
回采工艺，充分利用现有的技术装备水平，有效提
高工作效率、回采率的同时，增强了复杂条件下煤
柱回采的稳定性与安全性。
通过综合分析，认为方案二更加合理，经济效
益及安全效果较方案一更为优越。
3 实施效果分析
通过严格编制掘进、回采技术措施以及遇到
问题时补充措施，现场强化落实措施，加强现场管
理力度，在没有经验可寻以及无资料、实例可借鉴
的情况下，安全、高效地回收了东三区域边角煤柱
资源。通过对掘进过程中频繁过老峒、过大断层、
应力集中难以掘进，以及回采过程中跨大巷、过储
煤井等重点问题分析的总结，获得的经验为：在技
术层面上，丰富了防冲、防突技术措施，积累了应
力集中区掘进、回采的经验。采用的新型钻机以及
打钻工艺已经推广到周边矿井。这些经验，为在延
深一1 260 ITI采区高应力、高瓦斯、高冲击地压的
复杂条件下安全高效回收煤炭资源提供了宝贵经
验。
4 结论
利用炮采回收不规则的边角煤柱，综采回收
下山煤柱，确保了煤炭资源回收和采面衔接，提高
了采面煤质，实现了高瓦斯条件下安全、高效、零
事故回采煤柱资源。对煤柱资源探索与研究过程
中积累的经验与所应用的技术，值得同等条件或
相似条件下其他矿井对煤柱开采技术的应用。
[参考文献]
[1]徐永圻．中国采煤方法图集[M]．徐州：中国矿业大学
出版社，1990
[2]陈炎光，徐永圻．中国采煤方法[M]．徐州：中国矿业
大学出版社．1991
[3]洪允和．煤矿开采方法[M]．徐州：中国矿业大学出版
社．1991
[4]王刚．煤矿地下开采[M]．徐州： 中国矿业大学出版
社．1990
[5]姜学云．综采面工艺参数研究[M]．徐州：中国矿业大
学出版社．1994
[作者简介]
王修瑞(1977一)，男，江苏沛县人，测量助理工程师，
2007年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现工作于徐
州矿务集团有限公司张集煤矿技术中心。
『收稿日期：2011—12—21 1
(上接第1 13页)在工作面迎头全段面挂网，避免
在回棚的时候窜矸伤人，若发现有残余煤炭时割
网进行拾煤，最大限度地回收煤炭资源。
6 结语
白庄煤矿作为一个步入开采后期的矿井，可
生产地区少，采掘接替紧张。自2009年以来应用
上述煤柱开采技术，已陆续回采了12大巷煤柱工
作面、11回风大巷煤柱工作面及11采区外水仓
下煤柱工作面，充分回收了遗留煤柱，累计回收煤
炭资源10余万t，延长了矿井服务年限，缓解了采
掘接替紧张局面。通过对煤柱工作面开采技术的
研究，设计煤柱工作面巷道本着“系统顺、环节少”
的原则，尽量利用原有旧巷道，并适时采用沿空留
巷技术，避免开掘新的辅助工程，最大限度地降低
工程量，降低了生产成本，提高了矿井经济效益，
为以后煤柱工作面的开采积累了技术与经验。
[参考文献]
[1]朱涛，宋敏，等．残留煤柱破坏特征及其对下部煤层开
采影响[J]．煤矿开采，2009，10(5)：13—15
[2]翟慧兵．寺河矿残留煤柱开采方法研究[J]．科技致富
向导．2010(36)：331—332
[3]范达，刘占军．盘区煤柱回收及综采残留工作面开采
问题的探讨[J]．山西煤炭，1999(4)：121—123
[作者简介]
刘其碹(1964一)，男，河南博爱人，高级工程师，1988
年毕业于焦作矿业学院煤田地质与勘探专业，现从事安全
生产设备与技术管理工作。 [收稿日期：2011—12—20]

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