王曉峰

（西山煤電集團(tuán)公司，山西 太原 030053）

·技術(shù)經(jīng)驗·

白家莊礦應(yīng)用放頂煤技術(shù)成功回收滯留煤量

王曉峰

（西山煤電集團(tuán)公司，山西 太原 030053）

通過對西山煤電集團(tuán)白家莊礦39703工作面的現(xiàn)狀及水文地質(zhì)條件的分析，應(yīng)用放頂煤開采技術(shù)，提出了“采9放8”的施工方案，對9#煤層上覆8#煤下分層煤量和8#煤層殘留煤柱煤量進(jìn)行了回收，不僅提高了煤炭的回收率，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益，可為同類煤礦提供借鑒。

放頂煤技術(shù)；滯留煤量；回收；經(jīng)濟(jì)效益

西山煤電集團(tuán)公司白家莊礦是一座開采近80年的老礦井，煤炭資源日益匱乏，如何最大限度地回收煤炭資源，提高資源回收率，延長礦井服務(wù)年限，成為白家莊礦目前亟需解決的問題。經(jīng)過調(diào)研、分析與論證，針對白家莊礦開采現(xiàn)狀，結(jié)合我國綜采放頂煤開采的成功經(jīng)驗，提出了在南坑七盤區(qū)開采9#煤回收上覆遺棄8#煤資源的設(shè)想。目前“采9放8”方案的可行性在開采實踐中已得到了證實，最大限度地回收了滯留煤量，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。下面以白家莊礦39703工作面為例，介紹應(yīng)用放頂煤技術(shù)成功地進(jìn)行回收滯留煤量。

1 39703工作面位置

白家莊礦位于山西省太原市以西15 km處，地處西山煤田東南邊緣，井田面積16．147 9 km2。39703工作面位于白家莊礦南坑1001水平七盤區(qū)西翼，其西北部為165 m×95 m的陷落柱，北部為39705工作面采空區(qū)，東部為大巷保護(hù)煤柱，南部與晉源區(qū)石柜子礦、趙家山礦（已封閉）相鄰，西部為39522工作面采空區(qū)。39703工作面正巷長515 m，副巷長472 m，切眼長110 m。工作面位置示意圖見圖1。

圖1 39703工作面位置示意圖

2 39703工作面煤層賦存現(xiàn)狀

9#煤層厚度總體呈東、西部厚（見圖1，補10鉆孔9#煤厚度為3．51 m，生3鉆孔9#煤厚度為2．94 m），中部較?。ㄏ锏酪娒恒@孔厚度為2．30 m）。39703工作面9#煤層厚2．30～3．51 m，平均2．90 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，傾角平均5°左右。

39703工作面上覆8#煤層，為中厚-厚煤層，平均厚度約4．15 m，由于受當(dāng)時開采技術(shù)條件限制，8#煤層進(jìn)行分層開采時，只采出了上分層煤量，下分層煤量未采出。8#、9#煤層的層間距為1 m左右，為近距離煤層。

3 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

已采38703上分層工作面揭露11條正斷層，落差大致為0．4～3．0 m，其中，有5條斷層對下分層和9#煤層的開采有一定影響。

39703工作面回采前，已對七盤區(qū)上組煤軌道上山、集中皮帶巷的防水密閉內(nèi)積水情況進(jìn)行了調(diào)查與研究。分析認(rèn)為：39703工作面上部上組煤采空區(qū)內(nèi)無影響采掘的積水。另外，工作面中組煤6#煤層未采，因此，無需探放上部上組煤層采空積水。39703工作面上覆8#煤采空區(qū)與晉源區(qū)趙家山礦連通，經(jīng)調(diào)查，小窯破壞區(qū)內(nèi)無影響采掘的老空積水。可見，39703工作面水文地質(zhì)條件簡單，工作面正常涌水量6 m3／h，最大涌水量24 m3／h。

9#煤層有自燃發(fā)火傾向性，屬Ⅲ類不易自燃煤層；鄰近上覆8#煤層屬Ⅱ類自燃煤層。瓦斯絕對涌出量2．09 m3／min，相對涌出量1．57 m3／t，屬低瓦斯礦井。

4 輕型放頂煤適宜條件

4．1 煤層厚度

一般為5～12 m為佳，過小易超前冒頂，過大破壞不充分，放頂不完全。

39703 工作面煤層平均厚度為2．9 m，其上覆38703工作面下分層煤層平均厚度為2．2 m，平均厚度＞5 m，煤層厚度適宜。

4．2 煤層的可放性

煤質(zhì)松軟，層理節(jié)理發(fā)育。經(jīng)38703工作面揭露，39703工作面內(nèi)共有11條斷層，斷層較發(fā)育，利于放頂。

4．3 煤層傾角

傾角不宜太大，緩傾斜煤層中一般＜15°，太大則影響支架的穩(wěn)定性，而本煤層的傾角平均為5°左右。

4．4 煤層結(jié)構(gòu)

過厚過硬的夾矸影響頂煤放落，單層夾矸厚度＞0．5m或f＞3要采取措施，頂煤中的夾矸總厚度不宜＞頂煤厚度的10%～15%。而本煤層較特殊，8#、9#煤層間夾有1 m左右的頁巖、砂巖，8#下分層煤層上為8#煤層上分層的采空區(qū)，利于放頂。

4．5 頂板條件

頂板巖性最理想的條件是基本頂Ⅰ、Ⅱ級且有一定厚度，采空區(qū)不懸頂，冒落后松散體基本充滿采空區(qū)。39703工作面上覆煤層8#煤上分層已采且揭露大小斷層11條，加之8#、9#煤層間距僅為1 m左右的頁巖、砂巖，利于放頂。

綜上所述，白家莊礦39703工作面適宜采用放頂煤開采技術(shù)，以便回收其上覆8#煤層的下分層煤層。

5 工作面工藝流程

當(dāng)工作面長度＜80 m時，頂煤不能充分破碎，放煤難，一般工作面的長度為150 m。據(jù)8#、9#煤層實際賦存現(xiàn)狀，39703工作面傾向長為101 m，走向長度455 m（平均長度）。

采用單一走向長壁后退式綜合機械化放頂煤采煤法，采用一采一放的工藝流程：割煤→伸縮梁→移架→推前部刮板輸送機→放頂煤→拉后部刮板輸送機。

6 運用放頂煤技術(shù)回收煤炭資源

6．1 39703工作面采出煤量

39703 工作面采出的資源儲量是由39703正、付巷內(nèi)側(cè)、切眼內(nèi)側(cè)以及停采線所圍區(qū)域內(nèi)（由1、2、3、和4四個拐點圈定）采出，見圖2。

圖2 39703工作面回采范圍示意圖

工作面回采時的傾向長101 m，走向長455 m，平均煤層厚度2．90 m，平均密度1．34 t／m3。采用計算公式：

式中：

Q—工作面采出資源儲量，t；

S—工作面水平投影面積，m2；

H—工作面平均煤厚，m；

D—煤層平均容重，t／m3。

經(jīng)計算，得：39703工作面9#煤層采出的資源儲量估算共計約178×103t。

但在實際采掘過程中，由于受本煤層所揭露斷層等影響，損失資源儲量6×103t，實際采出煤量172× 103t，工作面回收率為96．6%，其回收率達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)（中厚煤層的工作面回收率為95%）。

6．2 39703工作面上覆煤層8#煤放出煤量

6．2．1 8#煤上分層煤層采掘情況

8#煤上分層煤層回采時，因斷層影響，重新開切眼進(jìn)行了回采，共揭露斷層11條，對下分層及9#煤層回采影響較大的斷層有5條，見圖3。

6．2．2 8#煤下分層放出煤量情況

8#煤下分層放出煤量范圍見圖3（各端頭分別預(yù)留10 m不放頂，這與放頂煤采煤工藝有關(guān)）。8#煤下分層共回收兩個塊段：第一塊段傾向長101 m，走向長251 m；第二塊段傾向長101 m，走向長120 m。8#煤下分層平均厚度2．2 m，平均密度1．38 t／m3。由式（1）計算得：第一塊段估算資源儲量78×103t，第二塊段估算資源儲量38×103t，共計116×103t。

在運用放頂煤技術(shù)回收過程中，由于受斷層等影響，損失資源儲量10×103t，實際8#煤下分層放出煤量106×103t。

圖3 39703工作面上覆8#煤放出煤量范圍示意圖

7 經(jīng)濟(jì)效益

白家莊礦9#煤層39703工作面在回采結(jié)束后，其上覆8#煤下分層共放出煤量106×103t，創(chuàng)造利潤約2 500萬元。目前，放頂煤技術(shù)不僅用于回收9#煤上覆8#煤下分層煤量，而且用于9#煤上覆8#煤殘留煤柱的回收。放頂煤技術(shù)的成功實施不僅提高了白家莊礦煤炭回收率，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時也為近距離煤層放頂煤技術(shù)積累了實踐經(jīng)驗。目前，除白家莊礦外，近距離煤層放頂技術(shù)—“采9放8”在西山煤電集團(tuán)官地礦也得到了推廣運用。

［1］ 楊振復(fù)，羅恩波．放頂煤開采技術(shù)與放頂煤液壓支架［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，1995：30-100．

Application of Caving Technology to Recycle Stranded Coal in Baijiazhuang Coal M ine

W ang Xiao-Feng

Analyzes the current situation and hydrogeological conditions of Baijiazhuang coal39703 working face in Xishan coal electricity group，applies caving technology puts forward the construction scheme ofminging NO．9 coal seam and collecting No．8 coal seam，recycles the coal that the lower slice of No．8 which covers the No．9 coal and No．8 residual coal．Not only improved the coal recovery rate and economic benefits，but also provided a reference for similarmines．

Caving technology；Stranded coal；Recycle；Economic benefit

TD823．4+9

B

1672-0652（2013）12-0040-03

2013-10-14

王曉峰（1973—），男，山西武鄉(xiāng)人，1998年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，工程師，主要從事工程技術(shù)管理工作（E-mail）Xswxf1106＠sina．com