摘要：該文通過(guò)在邊角塊段、頂板易用冒落的11煤層中成功實(shí)施了矸石充填，生產(chǎn)中采用調(diào)整支護(hù)方式、縮小充填寬度、嚴(yán)格施工工序等方法，解決了頂板冒落的問(wèn)題，為矸石充填順利進(jìn)行奠定的基礎(chǔ)，總結(jié)了生產(chǎn)中的不足，提出了相關(guān)注意事項(xiàng)，為進(jìn)一步擴(kuò)大矸石充填范圍，實(shí)施綠色開(kāi)采提供了借鑒，提高了資源回收率。
　　關(guān)鍵詞：工作面 矸石充填 綠色開(kāi)采
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TD823.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　汶河礦業(yè)位于新汶煤田中部，始建于1982年，85年正式投產(chǎn)，92年經(jīng)改擴(kuò)建后生產(chǎn)能力達(dá)到15萬(wàn)噸/年，核定生產(chǎn)能力為15萬(wàn)噸/年，礦井西與山東良莊礦業(yè)有限公司、東與新礦集團(tuán)孫村礦為鄰，井田面積2.05平方公里，礦井為斜井開(kāi)拓，采用雙回路供電，中央并列抽出式通風(fēng)，單鉤串車(chē)提升，四級(jí)接力排水。共有6個(gè)可采煤層，剩余可采儲(chǔ)量325萬(wàn)噸，現(xiàn)開(kāi)采水平為-450水平。
　　
　　1 問(wèn)題提出
　　隨著“綠色開(kāi)采”的大力推廣，矸石充填技術(shù)因簡(jiǎn)單易行、以矸換煤、提高資源回收率等原因，得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)對(duì)周邊礦井的咨詢(xún)，絕大多數(shù)礦井將矸石充填面布置在頂板穩(wěn)定的13煤層中，采用液壓支柱帶帽支護(hù)頂板，充填距離一次達(dá)至6米左右，并利用一整套充填設(shè)備，實(shí)施矸石充填。汶河礦業(yè)由于井田狹長(zhǎng)、生產(chǎn)能力較小，矸石產(chǎn)生量小，無(wú)法采用大規(guī)模矸石充填，而礦井13煤層未有準(zhǔn)備工作面，為滿(mǎn)足矸石充填需要，礦井決定利用邊界附近兩斷層間的塊段在11層煤布置充填面，在易冒落頂板煤層中進(jìn)行矸石充填試驗(yàn)。
　　
　　2 11煤層概況
　　本煤層位于太原組的中部，煤厚1.52~2.05m，平均1.85m。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在煤層上部及下部含有1~2層高嶺土巖夾石，厚0.1～0.2m，富含黃鐵礦石，以暗煤為主，層狀分布?；卷敒榉凵皫r組成，局部出現(xiàn)粉砂巖與泥巖互層，厚度13m左右，層理發(fā)育，上覆灰白色中砂巖，厚度平均6m。
　　根據(jù)礦壓觀測(cè)材料分析，該煤層頂板易冒落，頂板初次跨落步距為11.5m，周期來(lái)壓步距為10.5m，正常推采過(guò)程中，支柱栽荷平均值170kn，最大210 kn。
　　
　　3 工作采面設(shè)計(jì)
　　3.1 11煤層工作面概況
　　該工作面上、下巷沿煤層頂板掘進(jìn)，凈高2.2m，凈寬2.4m，采用錨網(wǎng)支護(hù)頂板。上回風(fēng)巷回風(fēng)、運(yùn)矸石，下進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸煤。采面設(shè)計(jì)傾向長(zhǎng)50米，走向長(zhǎng)150米，傾角22°，預(yù)計(jì)充矸1.5萬(wàn)m3，產(chǎn)煤2萬(wàn)噸。
　　3.2 矸石充填方案
　　1）工作面支護(hù)參數(shù)：工作面采用液壓支柱配鉸接項(xiàng)梁支護(hù)頂板，頂梁為HDJ-1200型，支護(hù)方式排距1.2m，柱距0.7m，支回方式為“見(jiàn)五回二”，最大控頂距6米，最小控頂距3.6米，循環(huán)進(jìn)度1.2m。頂梁采用齊懸梁倒懸梁式，即頂梁分割為 “二十”分割方式（朝向采空為十，朝向煤壁為二）。附矸石充填示意圖
　　
　　 2） 初采切眼與上回風(fēng)巷貫通后，與初采切眼留設(shè)5米煤柱向上掘第一進(jìn)風(fēng)切眼，并與初采切眼貫通。
　　3）貫通后即進(jìn)行推采，當(dāng)采寬達(dá)到6米時(shí)，即停止推采進(jìn)行矸石充填。當(dāng)矸石充填至第一切眼時(shí)，再掘進(jìn)第二切眼并進(jìn)行矸石充填，以次類(lèi)推。
　　
　　4）充填過(guò)程中，采用由下而上、由已充填區(qū)至煤壁的順序進(jìn)行充填，以?xún)蓚€(gè)排距柱一個(gè)柱距形成的空間為單位進(jìn)行充填。附充填單位分配示意圖
　　
　　4 矸石充填施工方法
　　1）由于該采面較小、矸石充填量小、采面傾角22～25°、設(shè)備安裝移動(dòng)困難，不易采用機(jī)械充填，采用人工放矸、矸石水沖自溜實(shí)現(xiàn)充填。
　　2）充填前首先在待充填單位靠近煤壁排支柱的內(nèi)側(cè)敷設(shè)竹笆，用于擋矸，并將大塊矸石壘砌矸石帶，防止矸石垣塌，并利于支護(hù)頂板。
　　3）隨充填矸石聚頂接近頂梁時(shí)，即可回撤頂梁?；爻讽斄呵?，要將敷設(shè)竹笆排支柱提前加密支柱，防止因回撤頂梁造成矸石垣塌。隨充填進(jìn)度隨更換、加密支柱。
　　4）采用飽和充填法配備矸石量。因礦井采用炮掘方式，一般上半班打眼放炮，下半班出矸支護(hù)。因此采面充填時(shí)要提前備好矸石，用上半班矸石充填，而下半班充填、回采間隔進(jìn)行，確保充填與回采保持同速。
　　
　　5 矸石充填安全措施
　　1）嚴(yán)格執(zhí)行好“多次注液”制度，確保支柱初撐力不低于12Mpa。
　　2）回撤支柱時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行“三角回柱法”，做到先填后回。
　　3）矸石充填、回采間隔進(jìn)行，不得平行作業(yè)；充填矸石時(shí)，采面嚴(yán)禁人員停留，并站好崗，防止矸石竄矸傷人。
　　4）敷設(shè)竹笆必須超前不少于10米，用于擋矸，防止矸石崩落，增加工作量。要根據(jù)充填距離，增設(shè)擋矸設(shè)施，防止矸石滑行速度過(guò)快。
　　5）采用側(cè)卸式礦用車(chē)輛裝矸，充填時(shí)便于放矸，放矸量時(shí)必須均勻。
　　6）加強(qiáng)礦壓觀測(cè)，檢測(cè)充填效果。
　　
　　6 總結(jié)
　　6.1 不足之處
　　充填上回風(fēng)巷及以下5米處采用人工充填增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，可采面小型拋?lái)窓C(jī)拋?lái)罚詼p少人力勞動(dòng)和提高充填密實(shí)性。
　　6.2 充填效果及經(jīng)驗(yàn)
　　(1)在傾角大于20°時(shí)采用水沖矸石自溜法，矸石充填密實(shí)度達(dá)到要求。
　　 (2)采面支柱初撐力平均為 17～18Mpa，未發(fā)現(xiàn)壓力異常；下巷斷面變形觀測(cè)結(jié)果表明，上幫巷道變形量未超過(guò)100mm，充填過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有頂板冒落現(xiàn)象，充填效果良好。
　　(3)通過(guò)調(diào)整支護(hù)方式、縮小充填寬度、嚴(yán)格施工工序等方法，在易冒落頂板煤層中安全實(shí)施了矸石集中充填，為同類(lèi)地質(zhì)條件下布置矸石充填面提供了借鑒。