煤柱回收工作面回采巷道布置优化

（山西阳泉市南煤集团南庄分公司 山西 045000）

1.影响煤柱回收工作面布置的主要因素

(1)已采工作面停采线的位置

根据采掘工程平面图分析，由于已采工作面停采线不一致，造成所留大巷煤柱宽度不一致，大巷煤柱宽度在8816工作面以东多为280m，在8816工作面以西多为180m。煤柱回收工作面宽度受大巷煤柱的限制，因此，煤柱回收工作面的宽度在不同的位置需要根据大巷煤柱宽度进行调整。

(2)已采工作面顺槽密闭墙的位置

由于煤层为自燃发火煤层，根据《煤矿安全规程》第二百七十四条“矿井必须制定防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施”采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭。因此，煤柱回收工作面巷道布置应考虑密闭墙的影响。

(3)地质构造的影响

根据现有资料分析，大巷煤柱回收工作面整体为一单斜构造，煤层赋存呈现东高西低。

大巷煤柱回收工作面西段发育一个陷落柱，陷落柱XS28范围17m×23m；一条断层FS10，断距1.4m，倾角45°，倾向西北；8836工作面中段发育FS9断层，断距4.5m，倾向西北，倾角78°；8836工作面东段发育两个陷落柱，陷落柱XS2为椭圆形，范围80m×90m；陷落柱XS3为椭圆形，范围25m×60m。

因此，煤柱回收工作面巷道布置应考虑陷落柱的影响，由于断层断距较小，对煤柱回收工作面巷道布置影响不大。

(4)现有巷道的利用

目前八采区有采区回风巷、采区猴车巷、采区材料巷和采区皮带巷四条巷道，四条巷道除采区回风西段变形严重外，其他巷道状况尚可，因此，考虑降低投资，尽可能利用已有巷道。

2.煤柱工作面巷道布置方案

考虑以影响煤柱回收工作面布置的主要因素，结合大巷煤柱范围、形状、煤层赋存条件和开采技术条件，本次设计将大巷煤柱可采范围划分为三个区段，即8836工作面西段、8836工作面中段、8836工作面东段）。由于现有采区回风巷位于煤柱回收工作面边界，以上三个工作面回风顺槽均考虑现有回风巷，胶带顺槽的位置则需要根据已采工作面的宽度和密闭墙的位置进行确定，三个区段的划分方案需要考虑陷落柱的影响。

因此，根据以上分析，本次煤柱回收工作面巷道布置提出以下三个方案。

(1)方案1

方案特点：新掘胶带顺槽布置在现有密闭墙外；陷落柱位于8840工作面内，工作面可连续接替。

本方案将8836工作面中段和8836工作面东段以8816工作面胶带顺槽为界划分，8836工作面东段长度增加，工作面连续接替，综采设备无需搬家。

煤柱回收工作面顺槽长度：8836工作面西段位于8826工作面胶带顺槽以西，工作面顺槽长度为513m；8836工作面中段位于8826工作面胶带顺槽以东、8816工作面胶带顺槽以西，工作面顺槽长度为1066m；8836工作面东段位于8816工作面胶带顺槽以东，工作面顺槽长度为700m，XS2陷落柱位于工作面内。

工作面的宽度考虑密闭墙的位置，以开采不破坏密闭墙为原则确定。8836工作面开采范围内已采工作面（8828、8830、8832）中8828工作面两条顺槽密闭墙处大巷煤柱宽度最小为135m，为保证回采时密闭墙不受破坏，设计8828工作面密闭墙外5m处布置8836工作面西段胶带顺槽，8836工作面西段宽度为130m。8836工作面中段开采范围内已采工作面8826工作面密闭墙处大巷煤柱宽度最小为155m，设计8826工作面密闭墙外5m处布置8838工作面胶带顺槽，8838工作面宽度为150m。8836工作面东段开采已采工作面8816工作面密闭墙处大巷煤柱宽度最小为265m，设计8816工作面密闭墙外5m处布置8836工作面东段胶带顺槽，8836工作面东段宽度为260m。

①通风方式。通风方式为三进一回，即：一回是原采区回风巷作为工作面回风巷，三进是新掘的工作面进风、运输巷；原采区轨道巷；猴车巷。利用原12#煤采区大巷作为高抽巷闭墙插管抽采15#煤邻近层和采空区瓦斯。②巷道布置层位。进风运输巷沿煤层底板布置，原采区回风巷、猴车巷沿煤层顶板布置。轨道巷六联通以西沿煤顶布置，以东沿煤底布置。③采煤工艺及设备。采用综采放顶煤工艺，配套设备使用8824工作面的设备。④采掘衔接情况。2018年6月～2019年12月回采工作面衔接计划，15#煤八采区布置1个主采面（8824综放工作面），1个配采面（8810工作面）。回采工作面衔接顺序为：8824-8836工作面（西段、中段、东段），8810配采。

(2)方案2

方案特点：新掘胶带顺槽布置在现有密闭墙外；8836工作面中段、8836工作面东段以陷落柱为界划分，回采工作面搬家一次。

8836煤柱回收工作面回风顺槽均利用现在采区回风巷，胶带顺槽布置现有密闭墙外。

煤柱回收工作面顺槽长度：8836工作面西段位于8826工作面胶带顺槽以西，工作面顺槽长度为513m；8836工作面中段位于8826工作面胶带顺槽以东、XS2陷落柱以西，工作面顺槽长度为1253m；8836工作面东段位于XS2陷落柱以东，工作面顺槽长度为400m。

煤柱回收工作面的宽度考虑密闭墙的位置，以开采不破坏密闭墙为原则确定。8836工作面西段和中段工作面宽度同方案1。8836工作面东段开采已采工作面8812工作面密闭墙处大巷煤柱宽度最小为280m，设计8812工作面密闭墙外5m处布置8836工作面东段胶带顺槽，8836工作面东段宽度为275m。

本方案工作面接替顺序为8836西段→8836中段→8836东段。其中8836西段与8836中段工作面接替时，综采设备可不搬家，工作面连续回采；8836东段工作面开采需要新施工切眼，重新安装综采设备进行回采。

设计初期开采8836西段工作面。8836西段工作面布置两条顺槽，将八采区回风巷扩修后作为工作面的回风顺槽，铺设轨道，担负工作面人员、材料、设备等辅助运输任务；沿现密闭墙以外新掘工作面胶带顺槽，与现有8828工作面轨道顺槽贯通，利用8828工作面轨道顺槽溜煤眼与八采区胶带运输巷相联，工作面长度为130m。

工作面采用“U”型方式，胶带顺槽进风，轨道顺槽回风。设计在煤柱工作面的回风顺槽铺设轨道，工作面材料经八采区运料巷、8836西段工作面中部车场、8836西段工作面运料联络巷至8836工作面。人员经八采区猴车巷、行人联络巷、8836西段工作面行人联络巷、8836西段工作面回风顺槽（胶带顺槽）至8836工作面。由于工作面仰采，设计在工作面最低点（一般在工作面胶带顺槽口）临时排水系统，采用电潜泵排出工作面积水。在工作面回风顺槽、胶带顺槽各布置一个25人的临时避难硐室。

(3)方案3

方案特点：新掘胶带顺槽布置在现有密闭墙内、移密闭墙；8836工作面中段、8836工作面东段以陷落柱为界划分，回采工作面搬家一次。

本方案大巷煤柱回收工作面区段划分、工作面顺槽长度及回采接替均同方案2。与方案2不同之处是将煤柱回收工作面胶带顺布置在工作面密闭墙内，工作面停采线外，需要在已采工作面顺槽内重新砌筑密闭墙。

根据采掘工程平面图分析，XS2陷落柱东以东区域以已采工作面停采线为南部边界，大巷煤柱宽度均为315m-320m，XS2陷落柱东以西以已采工作面停采线为南部边界，已采8826工作面处煤柱宽度最小为180m，因此本方案设计8836工作面西段和8836工作面中段胶带顺槽布置在8826工作面停采线外15m，工作面宽度为165m；8836工作面东段胶带顺槽布置在8812工作面停采线外15m，工作面宽度为290m。

由于现有的密闭墙位于停采线外20m处，本方案需要将14座密闭墙打开，重新砌筑在工作面停采线处，其中8836工作面西段需要打开5座密闭墙，8836工作面中段需要打开5座密闭墙，8836工作面东段需要打开4座密闭墙。本方案比方案1多回收32万吨煤炭资源。

3.综合分析

方案1将胶带顺槽布置在现有密闭墙以外，巷道施工及工作面回采不受采空区积水、有毒有害气体的影响，回采时安全程度较高，8836工作面中段、8836工作面东段工作面以8816工作面顺槽为界，比方案2多回收煤炭资源量24万吨，比方案2多创造收入14971万元；工作面连续接替，减少搬家，有利于矿井稳产；三个工作面顺槽长度相对均衡。但是XS2陷落柱位于8836工作面东段内，回采工作面过陷落柱，需要采取相应的技术措施，保证工作面过陷落柱时的安全。

方案2将胶带顺槽布置在现有密闭墙以外，巷道施工及工作面回采不受采空区积水、有毒有害气体的影响，8836工作面中段、东段以XS2陷落柱为界，工作面不过陷落柱，回采时安全程度较高。但是大巷煤柱回收工作面宽度小，尤其是XS2陷落柱以西8816工作面处大巷煤柱宽度达到320m，仅回收150m，浪费煤炭资源24万吨。

方案3将工作面胶带顺槽布置在停采线附近，比方案1多回收8万吨煤炭资源，按煤价623.82元/吨计算，比方案1多创造收入4991万元。但是需要拆除并新砌14座现有密闭墙，据估算，拆、建密闭墙需56万元，密闭墙施工时受采空区水、毒气威胁；新掘胶带顺槽邻近采空区，巷道掘进及工作面回采期间，需要提前对采空区进行探测，相应相关措施，保证施工及回采安全，施工组织过程复杂。

4.结束语

为了保证大巷回收工作面巷道掘进及回采期的安全，维持工作面推进的连续稳定，并尽可能多的回收煤炭资源，本次设计推荐方案1。为了在保证新掘胶带顺槽安全施工及有效支护的前提下，尽可能多的回收煤炭资源，建议在巷道施工和工作面回采过程中，加强采空区水、有毒有害气体探测并采取注浆加固、封堵等相应技术措施，保证安全。