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孤岛煤柱的安全开采技术

文档作者：于洪涛，谢贵峰，冯朋文档来源：山东能源肥城矿业集团		点击数：	更新时间： 2022年12月10日
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江西煤炭科技
JIANGXI COAl2 SCIENCE 8L TECHNOLOGY
2013年第3期
NO．3 2013
孤岛煤柱的安全开采技术
于洪涛，谢贵峰，冯朋
(山东能源肥城矿业集团曹庄煤矿，山东肥城271601)
摘要：曹庄煤矿东三、东四和西五采区是今后的主要生产采区，但这三个采区均为单翼采区，工作面走向短，储量低。其
余采区都在回收煤柱，复杂的地质条件导致了采场条件愈加困难，孤岛煤柱的开采将会成为曹庄煤矿的开采重点。
关键词：孤岛煤柱；老矿井；安全开采
中图分类号：TD823．87 文献标识码：B 文章编号：1006-2572(2013)03-0029-02
Safety Mining Technology of Isolated Pillar
Yu Hongtao，Xie Guifeng，Feng Peng
(Caozhuang Colliery of Shandong Energy Feicheng M ining Group Co．，Ltd．，Feicheng，Shandong 271601)
Abstract：Cao Zhuang east three，grabbing and west five coal mine mining area wil1 be the next main production
mining area，but these three mining area are all single wing mining area，the working face to short，reserves are
low．The rest of the mining area has been the basic pillar in recycling，complicated geological article led to the
increasingly difficult mining conditions，SO the island coal pillar mining will become Cao Zhuang coal mining．
Key word：isolated pillar；old mine；safety mining
肥城曹庄煤矿已是开采将近5O年的老矿井，随着生
产能力的提高，可采储量逐年下降，煤炭储量枯竭，近几年
为延长矿井服务年限，提高资源回收率，对一些由于受地
质构造影响的煤柱工作面进行了开采，采取有效措施回收
了孤岛煤柱工作面的煤炭资源，提高了资源回收率，增加
了经济效益。
1 工作面概况
1．1 工作面简介
一120 m西大巷九层工作面，东侧被斜交逆断层CF 穿
切分开，西侧至井田边界煤柱线50 m处；南侧为9408、
9406、9403工作面(分别于2007年3月、1998年6月、1996
年2月回采完毕)；北侧至9802、9800煤柱工作面、9602工
作面(分别于2004年5月、2010年4月、2001年12月回采
完毕)。该工作面煤9两极厚1．O5～ 1．60 m，平均厚1．34
m，f—1．5，局部含一层O～0．2 m的薄层炭质粉砂岩夹石，
f一4，属简单结构、稳定的中厚煤层，煤层倾向N3。W～
N29。E，走向变化不大；煤层倾角为ll。～22。，平均17。。工
作面可采走向长度520 m，倾斜长度116 m。工作面揭露
F2、F3、F4等3条断层，落差分别为0．5 m、0．4 m、0．6 m，
对工作面推采有一定影响(见表1)。该工作面采用高档普
采进行煤柱回收。
表1 —120 m 西大巷煤柱工作面断层构造
F4 NS45 70 正断层0．6
— 120 rn西大
小 巷九层工作
面风道
1．2 工作面顶板类别
直接顶为深灰色粉砂岩，厚度8．77 m，质细、性脆，节
理发育，下部含菱铁质结核及植物化石，f一3～4，局部为泥
灰岩，致密坚硬，f一6～8。直接底为深灰色粉砂岩，厚度为
0．5 m，质细、性脆，节理发育，含植物化石，f一3～4。直接
底下为10—1煤层，厚度为0．5 m。本面初垮步距11～15
m，初压步距18～21 m，周压步距6～10 m。回采期间采用
全部跨落法管理顶板。
· 29 ·
2 孤岛煤柱工作面开采存在的问题
2．1 矿压问题
随着开采深度的不断增加以及矿井的日益衰老，像孤
岛煤柱这类采场将越来越多。孤岛形和半岛形煤柱可能
受几个方向集中应力的叠加作用，应力集中，因而在煤柱
附近易形成冲击矿压。一120 m西大巷煤柱工作面存在冲
击地压的可能性，工作面上下端头安全出口以及断层处是
压力集中区，将会制约着安全生产。
2．2 断层因素
一120 m西大巷九层煤柱工作面断层较多，断层切断了
岩层的整体性，对工作面附近的应力再分布有很大影响，
工作面开采后，形成侧向支承压力，煤层边缘一定范围内
承受的压力较大，动压现象发生的频率就高，断层也是这
类工作面开采过程中的重要影响因素。
2．3 片帮的影响
由于工作面周围采空区矿压显现明显，易发生片帮，
尤其是发生大面积片帮事故，这就加大了支柱与煤壁之间
的端面距。如果不能及时对裸露的顶板支护，容易发生架
前冒顶事故，给安全带来隐患，影响正常生产。
2．4 老巷的影响
一120 m西大巷九层煤柱工作面老巷较多，由于遗留时
间较长，老巷内情况不明，通风管理难度较大，加之为孤岛
煤柱，旧巷内顶板压力较大，巷道变形严重，回采期间必须
采取相应措施来防止各种事故的发生。
’3 孤岛工作面开采的安全技术措施
3．1 工作面顶板管理
(1)工作面支护：本工作面采用齐梁直线柱支护形式。
顶梁为正悬臂，使用DZ1．6～1．8型单体液压支柱配合
HDJB一1000型金属铰接顶梁支护顶板，顶梁之上铺设尼
龙网护顶，隔2架顶梁间套一根3．2 I13．的长钢梁，长钢梁
窜使至煤帮，该面柱距为0．70 m，排距为1．0 m支护密度
为1．43根／m。。
(2)两巷道超前支护：超前支护均采用两排DZ2．0～
2．5 m单体液压支柱配合HDJB一1000型金属铰接顶梁支
护，支护时以棚距为准，空肩处要垫实。两巷超前支护距
离从煤壁算起均不低于50 m，两巷超前支护内的支撑高度
均不低于1．6 m，排距不小于0．7 m。支设超前支护支柱
钻底时，铁鞋下加垫双板梁，当工作面两巷中任一巷压力
变大顶板破碎时，要及时延长超前支护长度，并采取了在
支设超前支护时利用废旧溜槽帮或废旧l1 工字钢架设
于巷道原有铁棚棚档的中间加强背顶，这样既保证了顶板
的完整性，又维护了巷道的高度，取得了较好的效果。
(3)端头支护：在工作面上、下端头支护范围内各采用
6架双楔顶梁支护。双楔顶梁要正悬臂架设，柱距0．65
m，排距1．0 m。工作面机头(机尾)、运中巷(上风道)搭接
· 30 ·
处使用一对4．2 m花边长钢梁，两根钢梁间距0．4 m，一梁
三柱抬住运中巷(上帮)上风道(下帮)棚头，并随工作面推
进交替前移使用，保证了上下端头两安全出口的有效高
度。
3．2 对老巷道的处理
由于回采工作面内部老巷道较多，且层位不一，因此
回采前必须将所有老巷分析清楚，以便根据不同层位巷道
采取不同措施，特别是穿层巷道必须进行摆木垛处理，岩
柱小于2．5 m的老巷范围隔两根顶梁间套一根3．2 m长
钢梁。在煤层中的老巷，顶板完整时，采取支设双排戴帽
点柱的方式，排距1 m，以钢筋梯或铁棚间距为柱距进行支
护；顶板破碎时，采取与工作面垂直方向支设金属铰接顶
梁的方式控制顶板。与工作面垂直的老巷过老巷范围在
煤层中时，沿巷道方向支设双排超前支护，在老巷出口上
下帮各支设一对4．2 m长钢梁交替迈步前移加强支护。
3．3 对断层、片帮严重的处理
当工作面遇断层、片帮严重导致空顶面积大时，应采
取爆破预挂顶梁和隔两架顶梁套使一根3．2 1TI长钢梁方
式超前控制顶板，采煤机必须放慢牵引速度，紧跟采煤机
滚筒挂顶梁支设临时支柱，并用方子木背严背实顶梁，其
次要避开顶板破碎处，应选在顶板完好处吃刀。当地质条
件变化，支柱变形严重时，根据支柱的变形方向加支反向
趄柱或倾向戗棚增加支柱的整体性来维护好顶板。
4 结语
一120 m西大巷九层工作面通过以上行之有效的措施，
用高档普采进行孤岛煤柱的开采，取得了成功，为曹庄煤
矿在此区域挖潜回收煤炭资源起到重要作用，为矿井原煤
产量的稳定做出了较大贡献。不仅为企业创造了显著的
经济效益，更为以后开采类似工作面积累了宝贵的经验。
参考文献：
E13刘建军，杨立国．孤岛窄条煤柱开采实践(J]．水力采煤与管
道运输，2006，(12)：23—25．
[2]董昌伟．孤岛工作面沿空掘巷支护技术[J]．现代矿业，
2011，(7)：102— 104．
Z37赵天平．仰采孤岛工作面遭遇复合顶板的回采方法EJ3．煤
矿安全，2004，(9)：24—25．
[4]杜计平，孟宪锐．采矿学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，
2OO9．
作者简介：于洪涛(1981一)，山东东平人，毕业于中国矿业大学
采矿工程专业，助理工程师，现在山东能源肥城矿业集团曹庄煤
矿技术科从事采煤专业技术管理工作。
收稿日期：2013—05—16 编辑：郭正义

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