急倾斜中厚煤层回采工艺的改进

[摘 要]介绍了急倾斜中厚煤层回采工艺的具体施工方法和应用， 并对沿空留巷的具体施工和改进进行了具体介绍。该工艺在生产实践中应用，取得了很好的效果及经济效益。

[关键词] 急倾斜 中厚煤层 回采工艺

中图分类号 ：TD823 文献标识码：A 文章编号：

0 概况

七台河矿业精煤集团龙湖煤矿四采区58层， 煤层厚度111～ 116m，平均1135m，倾角为45～ 55?， 直接顶为419 m的细砂岩，底板为10m的粉砂岩。该煤层顶板节理层理较发育，悬顶一刀（112 m）左右开始冒落，无明显周期压力及初次压力矿压显现。

1 回采工艺的改进

在该煤层的回采中， 先后采用过仓储式、阶式、穿花垛式等几种采煤方法， 但没有得到理想效果。该矿结合回采煤层顶底板的具体特征，采用了走向长壁后退式采煤方法， 并且不断改进，取得了很好的效果。

（1）工作面支护采用单体液压支柱，排距112 m，柱距018m，支柱刨柱窝戴8cm×8 cm×600 cm木帽支护，3排5柱的支护型式，且靠切顶线两柱距间加打1 棵支柱，支柱向上及向采空侧双迎山2～ 3?。

（2）工作面三防措施。由于倾角大，片帮煤及伪顶下落下窜容易伤人，为此把工作面采成仰角8～10?，支柱每10 组（每排沿倾斜方向）用ф913 mm 钢丝绳联结，防支柱失效下窜， 且在人行道每8m上1块挡矸板，挡矸板采用钢管焊成的长1.4m，高0.8m的框架用废旧皮带固定上面的形式。

（3）工作面倾角大，仰角为 8～ 10 ?，炮后落煤易进入采空区，因此在切顶柱（即第三排柱）用废旧皮带做挡煤板，使炮后落煤不窜入采空区，提高煤炭回收率。

经过近2 a 的回采对比，采用走向长壁后退式采煤方法比穿花垛式采煤方法工作面回采率提高了13%，达到 90%，单产提高了1113%，火药电管消耗量下降了716%，实现了安全生产。

2 采后管理的改进

2.1 原采后管理的缺点

采后原为留4 m×4 m 煤垛的留巷方式，效果不好，原因是57 煤层层节理发育，煤层松软（普氏系数f = 1.0）。要保证留巷的稳定性，护巷煤柱最低临界规格为5m×8m（经观察考实），即走向 5 m，倾斜8m；然而工作面每推进5m，即要掘8m长、2m宽上山眼，工序繁杂（用风机等），煤炭损失量大，工作面回采率低，且提高了万吨掘进率。其次，随着放炮震动，风化及下货的冲击，原2 m 宽的放煤口在采后封闭时一般宽度在215 m 左右，给采后封闭带来了相当大的难度。再者，煤垛常常片落，造成巷道冒顶，留巷比较困难； 在回采下片煤时，又需投入大量的人力、物力进行修复，浪费了大量的资金。

2.2 采后管理的难点

针对以上问题，为彻底解决58 煤层沿空留巷问题，在经多方面的实践后，初步设想采用码煤矸水泥墙的方法维护采后巷道，同时，也考虑到一些必须解决的难点：

（1）煤层倾角大（平均52b），所以煤矸水泥墙不但要有足够的抗压强度， 而且要解决岩石下滑冲击带来的煤矸水泥墙的下滑问题。

（2）煤层倾角大，无法打有效的护身支柱，从采空区取石极其困难，而且不安全。

（3）煤矸水泥墙的养生问题。

2.3 码煤矸水泥墙方案

（1）超前回采工作面码煤矸水泥墙。工作面下巷为连续化运输，超前码煤矸水泥墙，虽然可以解决墙的养生问题，但矸石无法取用。

（2）掘进工作面码煤矸水泥墙。为解决采后码煤矸水泥墙的石料供给，煤矸水泥墙的养生及码煤矸水泥墙影响生产等问题， 在采面码煤矸水泥墙获得成功后，在回采同煤层时，进行了掘进工作面为采面码矸水泥墙的试验及应用，并取得了较好效果。

在掘进施工巷道过程中， 将巷道上帮煤向上开310m，在巷道正常支护的同时， 上帮煤打上110 m柱距的靠帮点柱， 煤矸水泥墙的靠帮柱同时打齐（起临时支护及护墙作用）。另外，根据具体情况在两排靠柱中间适当打上临时支护，当煤矸水泥墙与掘进工作面距离在15 m 左右（根据放炮装药药量大小而定，以不崩倒靠帮柱及临时支柱为准）时开始码煤矸水泥墙（煤粉：矸石：水泥比为 1： 3： 1）， 这样， 在巷道施工结束时煤矸水泥墙（墙沿走向每5 m 留 115 m宽开口，以利于采煤用，开口内打好支柱）即可码好，有充足的养生时间， 同时也解决了码砌中的石料供应安全及影响生产等问题。

2.4 改进后沿空留巷的支护方法

2.4.1 改进后的急倾斜煤层半煤岩巷的支护方法

上述掘进施工采煤顺槽巷道时，采用锚索挂网和钢带进行加强支护， 克服了在沿空留巷的巷道做为上顺槽时受二次采动影响的难题， 使巷道留用效果很好。在掘进施工顺槽巷道码好石墙的基础上，每米巷道在石墙顶底板各打1 棵锚索（ 4～ 6 m）， 贴墙壁挂网，用钢带和锚索固定金属网，托住石墙， 防止石墙的二次应力破坏。虽然使用效果很好，但每米巷道成本大幅提升。为此经过急倾斜煤层半煤岩巷内做分段试验， 改支护为直接用锚索和金属网，“W”型钢带直接支护的方法，取消超前码石墙的施工方法，以节省资金，求取最大的安全经济效益。在采面回采后留巷时采用3 m 宽的煤柱。

2.4.2 锚索金属网“W”型钢带联合支护使用效果

用锚索和金属网“W”型钢带联合支护在掘进施工及采面回采后起到了很好的支护效果。在沿空留巷时留用的宽煤柱在钢带和金属网的联合支护下起到了很好的保留。虽经历二次采动影响， 但留巷和使用效果非常好。

3 结论

急倾斜煤层走向长壁后退式采煤方法克服了穿花垛等采煤方法的煤炭回收率低、 单产低、 火药电管消耗量大等缺点。超前采后管理具有煤炭回收率高、 掘进率低、 采掘接续合理、 技术经济效果显著等优点。采用此种回采工艺， 可以节省资金，多回收资源，极大地改变了井下安全生产状况。

参考文献：

[ 1] 李岩， 李玉国， 杨志. 急倾斜中厚煤层走向长壁后退式回采技术的应用[ J] . 黑龙江科技信息， 2004， （ 7） .