矿井剩余煤柱退采方案比较

姬宗方 张占阳 黄星 黄清苏 杨晨晖

1 矿井基本概况

双祥分公司位于鹤壁矿区中北部，井田南北长5.4km，东西宽约1km，井田面积约5.40km2。1958年6月建成投产，矿井设计生产能力60万吨/年，核定生产能力63万吨/年。可采煤层为二1煤。矿井为高瓦斯矿井。煤层自然发火等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。煤尘有爆炸危险性。矿井目前共有四个井筒，即主井、副井、北风井、新副井，安全出口为副井及新副井。通风方法为机械抽出式，通风方式为混合式。矿井水文地质条件为中等型。

2 编制方案的必要性

我矿二1煤濒临资源枯竭，无正规采区，回采方式主要是后退式煤柱回采。当前矿井剩余煤柱主要集中在主暗井保护煤柱地区、北翼副暗斜井底工作面等保护煤柱。当前生产地区为主暗井地区，2014年11月底矿井剩余可采储量177.3万吨，其中主暗井地区剩余可采储量163.9万吨，111边煤柱工作面可采储量10.5万吨，北站煤柱工作面剩余可采储量2.9万吨，预计可回采至2017年10月份。为保证服务年限内正常生产，需提前对矿井最后服务年限的回采方案规划。

3 矿井退采方案选择

3.1 方案简介 针对矿井资源枯竭的局面，通过对主暗井地区进行分析研究，决定对主、副井和水源孔进行保护煤柱划定，保护范围以外的煤柱与主暗井煤柱进行联合开采，增加储量约39万吨。现矿井剩余煤柱工作面为2103、2104、2105、2106、2107工作面及北站煤柱配采面，为最大限度合理回收剩余二1煤资源，编制了两套回采方案：①方案1。2106和2107工作面合并开采：该方案是将2106与2107工作面合并为一个工作面进行回采，即2106工作面，2106工作面与2107工作面合并后的工程量为：上、下顺槽分别为400米，扩、掘切眼分别180米，运输巷360米，回风巷370米，材料巷160米（岩巷70米）共计2050米。该工作面作为主暗井地区的最后一个工作面，下顺槽临近断层，沿三水平主皮带下山布置，与一水平大巷相通形成出煤、进风系统，上下顺槽平行布置，便于工作面的回采，上顺槽通过材料巷与一水平大巷相通形成运料路线，沿断层布置回风巷与主暗井新回风巷相通形成回风系统，可采储量70.5万吨。②方案2。2106和2107工作面顺序回采：该方案是2106与2107工作面按顺序开采，施工2106工作面工程量：上、下顺槽分别为410米，扩、掘切眼分别110米，运输巷120米，共计1160米。2107工作面工程量为上、下顺槽分别为410米、扩、掘切眼分别70米，运输巷360米，材料巷130米，回风巷500米（岩巷），共计1950米。该方案2106和2107工作面是主暗井煤柱地区最后两个工作面，2106工作面上顺槽临近断层，以断层为界与2104工作面相邻，与主暗井新回风巷相通作为回风系统，下顺槽由于临近新主暗井一部，需留40米煤柱维护该巷道布置下顺槽，利用三水平主皮带下山掘运输巷作为出煤系统，形成2106工作面，工程量为1180米，可采储量43.8万吨。

2107工作面作为主暗井煤柱的最后一个工作面，上顺槽平行2106工作面下顺槽布置，间隔煤柱4米，回采方向与2106工作面相反，由北向南回采，与一水平大巷相通形成运料系统，下顺槽沿断层布置，临近2105工作面，掘进运输巷与一水平大巷相通，利用一水平大巷出煤直接进入井底翻罐笼，形成出煤系统，由于矿井的回风系统位于该工作面的北部，该工作面回采需布置一条煤层底板岩石回风巷与材料巷相通形成回风系统。改面工程量为1950米，其中岩巷500米，可采储量为32.9万吨。该方案总工程量3110米，总可采储量76.7万吨。

3.2 方案对比分析 ①储量对比。方案2可回收二1煤资源76.7万吨，方案1可回收二1煤资源70.5万吨。方案2比方案1多回收二1煤资源6.2万吨。方案1中2107工作面斜长较长为回采便利，上下顺槽采取平行布置，上顺槽与NⅡ28断层间丢留了三角煤柱储量约8万吨。但该三角煤柱可在最后与主副井及水源孔保护煤柱进行一起回收。②工程量、投入对比。方案2总工程量3110米，其中岩巷500米。方案1总工程量2050米，其中岩巷70米。方案1比方案2少掘煤巷1060米，少掘岩巷430米。每米岩巷成本按1万元计算，方案2比方案1多投入430万元。方案1比方案2工作面搬家接替次数少1次，掘进工程量相对较少，系统相对简单，产量相对较高。③服务年限对比。方案1实施后矿井可服务至2017年8月中旬，方案2实施后矿井可服务至2017年10月下旬。方案2比方案1矿井服务年限延长三个月。④回采难易程度对比。方案2顺序开采，由于新主暗井一部是由煤层顶板岩巷穿煤进入煤层底板岩巷，2106工作面放顶回采对该巷道影响较大，维护困难，影响2016和2107工作面的进风、运输、行人。由于两工作面相邻，2016回采对2017工作面上顺槽的巷道布置影响也较大，对接替工作面的安装也有一定影响，但工作面较短，可操作性强。方案1合并开采，工作面长度长达180米，届时可通过合理设备选型进行科学开采。

综上所述，经过方案对比确定采用方案1。

3.3 主暗井地区煤柱回采经济分析 当前主暗井地区剩余工作面为2103、2104、2105、2106工作面和111边工作面，储量分别为20万吨、24.6万吨、48.8万吨、70.5万吨和10.5万吨，储量共计174.5万吨。2014年1-11月份平均吨煤成本为419元，吨煤售价为462元，吨煤盈利为43元，剩余工作面回采盈利7503.5万元。

该地区开采影响地面建（构）筑物移动搬迁费用为5596.1万元最终结算1907.4万元，虽然数据显示盈利不多，但该地区回采产生了很大的积极作用：一是可为国家多上缴税款;二是稳定民心，保持社会秩序稳定;三是可保持矿井正常接替，维持矿井目前产量稳定;四是可创造良好的社会效益。

4 结论

通过上述矿井剩余煤柱[1-5]退采方案比较分析，明确了矿井人员的分流时间，对我矿未来几年的生产接替进行了合理布置，为后期产量的顺利完成指明了方向。①通过本方案可对主暗井煤柱与工业广场保护煤柱部分进行联合开采，2106与2107工作面合并开采，最大限度的合理集中生产。②2014-2017年产量可以稳定保持在62万吨/年，可维持矿井正常运营。③2015年6月底岩巷主体工程基本结束，可退出岩巷队。④2016年8月份最后一个正规开采工作面2106工作面正常投产后，其他大部分人员可以分流安置。

参考文献：

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[2]刘传宝，刘其瑄，陈书平.残留煤柱回采技术研究与应用[J].江西煤炭科技，2012（1）：93-95.

[3]胡贵平，吴润书，石深.开采矿井残留边角煤柱尝试[J].阳煤科技，1993（1）：41-42.

作者简介：姬宗方，1981年，男，河南安阳人，助理工程师，2009年毕业于河南理工大学，现从事煤矿安全及生产技术管理工作。