煤柱回收工作面回采巷道布置優化

（山西陽泉市南煤集團南莊分公司 山西 045000）

1.影響煤柱回收工作面布置的主要因素

(1)已采工作面停采線的位置

根據采掘工程平面圖分析，由于已采工作面停采線不一致，造成所留大巷煤柱寬度不一致，大巷煤柱寬度在8816工作面以東多為280m，在8816工作面以西多為180m。煤柱回收工作面寬度受大巷煤柱的限制，因此，煤柱回收工作面的寬度在不同的位置需要根據大巷煤柱寬度進行調整。

(2)已采工作面順槽密閉墻的位置

由于煤層為自燃發火煤層，根據《煤礦安全規程》第二百七十四條“礦井必須制定防止采空區自然發火的封閉及管理專項措施”采煤工作面回采結束后，必須在45天內進行永久性封閉。因此，煤柱回收工作面巷道布置應考慮密閉墻的影響。

(3)地質構造的影響

根據現有資料分析，大巷煤柱回收工作面整體為一單斜構造，煤層賦存呈現東高西低。

大巷煤柱回收工作面西段發育一個陷落柱，陷落柱XS28范圍17m×23m；一條斷層FS10，斷距1.4m，傾角45°，傾向西北；8836工作面中段發育FS9斷層，斷距4.5m，傾向西北，傾角78°；8836工作面東段發育兩個陷落柱，陷落柱XS2為橢圓形，范圍80m×90m；陷落柱XS3為橢圓形，范圍25m×60m。

因此，煤柱回收工作面巷道布置應考慮陷落柱的影響，由于斷層斷距較小，對煤柱回收工作面巷道布置影響不大。

(4)現有巷道的利用

目前八采區有采區回風巷、采區猴車巷、采區材料巷和采區皮帶巷四條巷道，四條巷道除采區回風西段變形嚴重外，其他巷道狀況尚可，因此，考慮降低投資，盡可能利用已有巷道。

2.煤柱工作面巷道布置方案

考慮以影響煤柱回收工作面布置的主要因素，結合大巷煤柱范圍、形狀、煤層賦存條件和開采技術條件，本次設計將大巷煤柱可采范圍劃分為三個區段，即8836工作面西段、8836工作面中段、8836工作面東段）。由于現有采區回風巷位于煤柱回收工作面邊界，以上三個工作面回風順槽均考慮現有回風巷，膠帶順槽的位置則需要根據已采工作面的寬度和密閉墻的位置進行確定，三個區段的劃分方案需要考慮陷落柱的影響。

因此，根據以上分析，本次煤柱回收工作面巷道布置提出以下三個方案。

(1)方案1

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現有密閉墻外；陷落柱位于8840工作面內，工作面可連續接替。

本方案將8836工作面中段和8836工作面東段以8816工作面膠帶順槽為界劃分，8836工作面東段長度增加，工作面連續接替，綜采設備無需搬家。

煤柱回收工作面順槽長度：8836工作面西段位于8826工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為513m；8836工作面中段位于8826工作面膠帶順槽以東、8816工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為1066m；8836工作面東段位于8816工作面膠帶順槽以東，工作面順槽長度為700m，XS2陷落柱位于工作面內。

工作面的寬度考慮密閉墻的位置，以開采不破壞密閉墻為原則確定。8836工作面開采范圍內已采工作面（8828、8830、8832）中8828工作面兩條順槽密閉墻處大巷煤柱寬度最小為135m，為保證回采時密閉墻不受破壞，設計8828工作面密閉墻外5m處布置8836工作面西段膠帶順槽，8836工作面西段寬度為130m。8836工作面中段開采范圍內已采工作面8826工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為155m，設計8826工作面密閉墻外5m處布置8838工作面膠帶順槽，8838工作面寬度為150m。8836工作面東段開采已采工作面8816工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為265m，設計8816工作面密閉墻外5m處布置8836工作面東段膠帶順槽，8836工作面東段寬度為260m。

①通風方式。通風方式為三進一回，即：一回是原采區回風巷作為工作面回風巷，三進是新掘的工作面進風、運輸巷；原采區軌道巷；猴車巷。利用原12#煤采區大巷作為高抽巷閉墻插管抽采15#煤鄰近層和采空區瓦斯。②巷道布置層位。進風運輸巷沿煤層底板布置，原采區回風巷、猴車巷沿煤層頂板布置。軌道巷六聯通以西沿煤頂布置，以東沿煤底布置。③采煤工藝及設備。采用綜采放頂煤工藝，配套設備使用8824工作面的設備。④采掘銜接情況。2018年6月～2019年12月回采工作面銜接計劃，15#煤八采區布置1個主采面（8824綜放工作面），1個配采面（8810工作面）?；夭晒ぷ髅驺暯禹樞驗椋?824-8836工作面（西段、中段、東段），8810配采。

(2)方案2

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現有密閉墻外；8836工作面中段、8836工作面東段以陷落柱為界劃分，回采工作面搬家一次。

8836煤柱回收工作面回風順槽均利用現在采區回風巷，膠帶順槽布置現有密閉墻外。

煤柱回收工作面順槽長度：8836工作面西段位于8826工作面膠帶順槽以西，工作面順槽長度為513m；8836工作面中段位于8826工作面膠帶順槽以東、XS2陷落柱以西，工作面順槽長度為1253m；8836工作面東段位于XS2陷落柱以東，工作面順槽長度為400m。

煤柱回收工作面的寬度考慮密閉墻的位置，以開采不破壞密閉墻為原則確定。8836工作面西段和中段工作面寬度同方案1。8836工作面東段開采已采工作面8812工作面密閉墻處大巷煤柱寬度最小為280m，設計8812工作面密閉墻外5m處布置8836工作面東段膠帶順槽，8836工作面東段寬度為275m。

本方案工作面接替順序為8836西段→8836中段→8836東段。其中8836西段與8836中段工作面接替時，綜采設備可不搬家，工作面連續回采；8836東段工作面開采需要新施工切眼，重新安裝綜采設備進行回采。

設計初期開采8836西段工作面。8836西段工作面布置兩條順槽，將八采區回風巷擴修后作為工作面的回風順槽，鋪設軌道，擔負工作面人員、材料、設備等輔助運輸任務；沿現密閉墻以外新掘工作面膠帶順槽，與現有8828工作面軌道順槽貫通，利用8828工作面軌道順槽溜煤眼與八采區膠帶運輸巷相聯，工作面長度為130m。

工作面采用“U”型方式，膠帶順槽進風，軌道順槽回風。設計在煤柱工作面的回風順槽鋪設軌道，工作面材料經八采區運料巷、8836西段工作面中部車場、8836西段工作面運料聯絡巷至8836工作面。人員經八采區猴車巷、行人聯絡巷、8836西段工作面行人聯絡巷、8836西段工作面回風順槽（膠帶順槽）至8836工作面。由于工作面仰采，設計在工作面最低點（一般在工作面膠帶順槽口）臨時排水系統，采用電潛泵排出工作面積水。在工作面回風順槽、膠帶順槽各布置一個25人的臨時避難硐室。

(3)方案3

方案特點：新掘膠帶順槽布置在現有密閉墻內、移密閉墻；8836工作面中段、8836工作面東段以陷落柱為界劃分，回采工作面搬家一次。

本方案大巷煤柱回收工作面區段劃分、工作面順槽長度及回采接替均同方案2。與方案2不同之處是將煤柱回收工作面膠帶順布置在工作面密閉墻內，工作面停采線外，需要在已采工作面順槽內重新砌筑密閉墻。

根據采掘工程平面圖分析，XS2陷落柱東以東區域以已采工作面停采線為南部邊界，大巷煤柱寬度均為315m-320m，XS2陷落柱東以西以已采工作面停采線為南部邊界，已采8826工作面處煤柱寬度最小為180m，因此本方案設計8836工作面西段和8836工作面中段膠帶順槽布置在8826工作面停采線外15m，工作面寬度為165m；8836工作面東段膠帶順槽布置在8812工作面停采線外15m，工作面寬度為290m。

由于現有的密閉墻位于停采線外20m處，本方案需要將14座密閉墻打開，重新砌筑在工作面停采線處，其中8836工作面西段需要打開5座密閉墻，8836工作面中段需要打開5座密閉墻，8836工作面東段需要打開4座密閉墻。本方案比方案1多回收32萬噸煤炭資源。

3.綜合分析

方案1將膠帶順槽布置在現有密閉墻以外，巷道施工及工作面回采不受采空區積水、有毒有害氣體的影響，回采時安全程度較高，8836工作面中段、8836工作面東段工作面以8816工作面順槽為界，比方案2多回收煤炭資源量24萬噸，比方案2多創造收入14971萬元；工作面連續接替，減少搬家，有利于礦井穩產；三個工作面順槽長度相對均衡。但是XS2陷落柱位于8836工作面東段內，回采工作面過陷落柱，需要采取相應的技術措施，保證工作面過陷落柱時的安全。

方案2將膠帶順槽布置在現有密閉墻以外，巷道施工及工作面回采不受采空區積水、有毒有害氣體的影響，8836工作面中段、東段以XS2陷落柱為界，工作面不過陷落柱，回采時安全程度較高。但是大巷煤柱回收工作面寬度小，尤其是XS2陷落柱以西8816工作面處大巷煤柱寬度達到320m，僅回收150m，浪費煤炭資源24萬噸。

方案3將工作面膠帶順槽布置在停采線附近，比方案1多回收8萬噸煤炭資源，按煤價623.82元/噸計算，比方案1多創造收入4991萬元。但是需要拆除并新砌14座現有密閉墻，據估算，拆、建密閉墻需56萬元，密閉墻施工時受采空區水、毒氣威脅；新掘膠帶順槽鄰近采空區，巷道掘進及工作面回采期間，需要提前對采空區進行探測，相應相關措施，保證施工及回采安全，施工組織過程復雜。

4.結束語

為了保證大巷回收工作面巷道掘進及回采期的安全，維持工作面推進的連續穩定，并盡可能多的回收煤炭資源，本次設計推薦方案1。為了在保證新掘膠帶順槽安全施工及有效支護的前提下，盡可能多的回收煤炭資源，建議在巷道施工和工作面回采過程中，加強采空區水、有毒有害氣體探測并采取注漿加固、封堵等相應技術措施，保證安全。