四台矿极近距离煤层采空下开采技术

1、四台矿极近距离煤层采空下开采技术大同煤矿集团公司 王雄伟 匡铁军 杨建桥摘要 对四台矿极近距离煤层采空下开采设计进行分析，并通过生产实践总结出一套可靠的采掘安全保障系统，形成了一套完整的极近距离煤层采空下开采技术，对近距离煤层开采具有指导作用，具有广阔的推广应用前景。关键词 极近距离煤层；采空区下；巷道布置；开采技术四台矿404盘区10#层于2001年底开采结束，为保证盘区正常接替，必须开采404盘区下部11#层。404盘区10#层与11#属极近距离煤层，层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成功完成，总结出宝贵的理论基础和实践经验，形成一套完整的极近距离

2、煤层采空下开采技术。1、盘区概况11#层404盘区所处的开采水平为1045水平，上部10#层均已回采结束，盘区走向长度1340m1770m，倾斜长度1180m。煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层，厚度2.0m7.4m，平均厚度4.0m，煤层倾角1060，平均30，煤层与10#层层间距0.4m1.5m，平均1m。404盘区内地质构造复杂，有陷落柱4个，断层分布较密集。11#层顶板为粉细砂岩互层、层理、节理、裂隙发育，稳定性差，掘进和回采时顶板不易维护，易发生漏顶事故。2、开发方案说明2.1 盘区巷道布置10#层、11#层盘区巷道采用联合布置方式，开采11#层时，利

3、用现有的开采10#层已布置的3条沿南北向布置的盘区巷，平行1045轨道大巷依次布置轨道巷、盘区皮带巷、盘区回风巷。盘区轨道巷、盘区回风巷布置在10#层，盘区皮带巷布置在11#层。顺槽巷倾斜布置，即东西向布置。如图1所示。2.2上下顺槽内错距的确定11#层受上覆10#层采空区及层间距的影响，根据上部采空区塌落稳定后采空区及巷间煤柱的压力传递范围，同时结合同煤集团公司王村矿近距离煤层开采经验，选择11#层工作面与10#工作面内错式布置。根据顺槽平巷矿山压力显现规律，11#层顺槽在其与10#层层间距确定的情况下，应布置于压力的传递影响角以外，压力影响角与煤层倾角、层间岩石性质有关，一般情况下当煤层倾

4、角小于250时，压力影响为250450，11#层上覆10#层煤层倾角一般为0080，所以上下顺槽内错距应按水平煤层压力影响范围公式计算：3、首采面8423工作面开采情况3.1 11#层8423工作面基本概况11#层8423工作面相对上部10#层8423工作面内错布置，两顺槽均内错4m，工作面走向长度1510m，可采长1368m（前窑村保护煤柱142m），工作面倾斜长度134m。工作面地质情况见表1。上式中：4.5 为支架接顶长度；1.5为支架宽度；2.0为留设顶煤厚度；1.34为煤的容重；9.5为上覆10#层顶板充填满10#层采空冒落带高度；2.5为岩石容重。若按1.5的安全系数计算，则每架支

5、架的支承能力应为274.5t/架，换算可得每架支架的支承能力应大于2745KN。所以本工作面选择ZZS6000/17/37支架可满足生产需要。工作面具体设备配置见表2。 在实体煤下安全出口处支护的原超前支护不能提前回取，每循环只能回取二根单体支柱。在采空区下原超前支护不变的情况下，增设迈步式抬棚，抬棚支护方式为二对四梁，棚梁为11#工字钢，长度为3.2m，每对抬棚梁间距0.3m，两对抬棚间距为1m。移架与抬棚迈步的关系为：当顶板比较完整时，先移两对梁的第一组梁，回取支架与抬棚之间的抬棚未架设的原支护棚梁、单体支柱，回取后，重新支设在第二组梁的左（或右），错距0.8m，再移架，依次往复；当顶板破

6、碎时，抬棚梁进行迈步前移，采取延续棚梁，抬棚棚梁与原支护棚梁进入支架上方，在抬棚彻底进入采空区后，用回柱车将其回出。工作面上下端头支护均由工作面支架设至巷中，巷中至煤柱侧由DZ31.5-28/100型单体液压支柱、1.2m长型钢梁均匀支设至支架与煤帮中间，柱距0.8m，支设范围为放顶线至煤壁线，每循环回一次。工作面端头支架距煤帮小于0.8m时，端头将不采取加强支护，端头支架至煤帮为0.8m-2.5m时，平行顺槽在支架与煤壁中间支设一排单体支柱，端头支架距煤壁1.8m2.5m时，平行支架支设两排单体支柱，其中在切顶位置必须支设两根关门柱。当进入采空区下顶板比较破碎时，抬棚梁及原巷道支护棚梁进入支

7、架上方，端头支护采用单体液压支柱支设在原巷道支护棚梁下，每梁棚下支设一根，共一排。4、存在的问题巷道在采空区下掘进时的顶板支护不能有效的控制上覆采空的冲击压力，支护破坏严重，巷道二次维护工程量大，回采时钢棚回收率低。巷道的掘进时底板底鼓严重，虽然采取了向煤柱打108mm的钻孔卸压，但效果不明显。5、结语本项目研究成功后，将安全开采出404盘区11#层煤炭580万t，该盘区开采结束后，可创经济效益5亿多元。首采面开采技术研究获得成功，将为该盘区正常开采总结出宝贵的理论基础和实践经验，同时将会为我矿下部12#层、14#层近距离煤层开采提供一套可靠的采掘安全保障系统，闯出一条开采极近距离煤层的路子和成功的先进经验，促进矿井安全生产，稳产高