江日生

（福建省永安煤業(yè)公司加福煤礦福建三明 366019）

靈活應(yīng)用“樹枝狀”采煤法 延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限

江日生

（福建省永安煤業(yè)公司加福煤礦福建三明 366019）

本文指出“樹枝狀采煤法”在極薄煤層特殊塊段開采中的靈活應(yīng)用，為衰老礦井增加表外煤量延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限起到積極的作用；全文著重分析了“樹枝狀采煤法”在多種特殊塊段布置回采巷道的具體做法及其注意事項(xiàng)，揭示了靈活應(yīng)用“樹枝狀”采煤法對(duì)延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限的重要意義。

靈活應(yīng)用；樹枝狀采煤法

0 引言

自2001年起，由于“樹枝狀”采煤法在極薄煤層開采中得到應(yīng)用和推廣，復(fù)采礦井加福礦在社會(huì)經(jīng)濟(jì)大潮中迎來(lái)了十二年的生機(jī)。隨著開采的進(jìn)一步深入，加福礦的表內(nèi)儲(chǔ)量急劇減少，再次顯現(xiàn)出衰老的跡象。為緩解生產(chǎn)接替緊張的局面，必須在構(gòu)造帶、斷層帶、邊角塊段等特殊塊段開發(fā)表外儲(chǔ)量，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，同時(shí)也對(duì)“樹枝狀”采煤法的靈活應(yīng)用提出了新的挑戰(zhàn)。

“樹枝狀”采煤法的靈活應(yīng)用增加礦井表外儲(chǔ)量，對(duì)復(fù)采礦井加福礦來(lái)說(shuō)具有重要的意義。按傳統(tǒng)的“樹枝狀”采煤法布置回采巷道，其做法是在運(yùn)巷每隔40至60米（構(gòu)造簡(jiǎn)單取大值，復(fù)雜取小值）沿正傾向掘一回采上山，作為“樹干”，而后拉南北分斜坡作為“樹枝”至壓薄帶或回采邊界后退采。

特殊塊段的回采，準(zhǔn)備巷道掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)組織技術(shù)力量，對(duì)巷道揭露的地質(zhì)情況進(jìn)行有效的跟蹤監(jiān)控，巷道掘進(jìn)至采區(qū)邊界后，對(duì)回采塊段地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面分析，結(jié)合巷道揭露的構(gòu)造情況對(duì)采煤方法進(jìn)行合理選擇，靈活應(yīng)用“樹枝狀”采煤法，合理布置回采巷道。具體做法及注意事項(xiàng)如下：

1 遇走向背向斜構(gòu)造，“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置

1.1 走向背向斜構(gòu)造“樹枝狀”采煤法回采巷道布置的誤區(qū)

按上述傳統(tǒng)方法布置回采巷道會(huì)造成兩種不良結(jié)果，一是當(dāng)“樹干”掘切在背向斜的兩翼時(shí)，只能采出單翼向上的煤層而所在翼下插的煤層及另一翼的煤層就很難采出；二是當(dāng)“樹干”布置在背斜軸時(shí)只能采出軸部的煤層而兩翼的煤層基本上無(wú)法采出，如此一來(lái)就造成了煤量的丟失，給生產(chǎn)接替帶來(lái)被動(dòng)的局面。因此，必須采取一種合理的回采巷道布置方法將“樹枝狀”采煤法靈活地應(yīng)用在走向背向斜構(gòu)造極薄煤層的開采中。

1.2 走向背向斜構(gòu)造回采巷道布置的基本原則

多年的井下生產(chǎn)實(shí)踐表明，采煤工作面遇走向背向斜構(gòu)造時(shí)，不能一味的生搬硬套“樹枝狀”采煤方法布置回采巷道，而應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加以靈活應(yīng)用，首先將“樹干”布置在向斜軸部，再將“樹枝”往向斜軸兩翼伸展，完成對(duì)兩翼煤量的采出，如遇單一的背斜構(gòu)造時(shí)則將“樹干”布置在兩翼的底部，“樹枝”向上伸展實(shí)現(xiàn)單翼開采，以期盡可能多地采出煤量，提高煤炭資源回收率?；夭煞秶x存煤量少時(shí)，采取全煤眼布置回采巷道降低生產(chǎn)成本。

1.3 走向背向斜構(gòu)造“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置實(shí)例

以加福礦230C6S采面為例：“230C6S采面下運(yùn)巷跟煤掘進(jìn)揭露33線北91米至33線以北56米走向長(zhǎng)35米區(qū)間存在一走向背向斜構(gòu)造，該塊段煤層節(jié)理發(fā)育，平均煤厚0.4米，向斜軸部弦長(zhǎng)2米，兩翼下部伸展舒緩上部收窄，煤層平均傾角32度，兩翼走向坡度18度，單翼長(zhǎng)25米，回采范圍+230水平～+260水平。布置回采巷道時(shí)充分考慮到背向斜構(gòu)造的特點(diǎn)，將“樹干”以掘進(jìn)破眼的方式，沿向斜軸掘切一條長(zhǎng)約40米切眼作為回采上山，切眼要求裝車口往上10米眼寬2米，再往上眼寬1.8米，眼高1.4米的切眼，切眼跟煤施工破底板留頂板，掘切眼時(shí)必須沿切眼中柱釘設(shè)擋煤板將行人和溜煤分開防止煤矸傷人?；夭缮仙骄蚯械轿缓蟀础皹渲睢辈擅悍ǖ南嚓P(guān)要求，從切眼迎頭往下分別在“樹干”兩側(cè)開采煤眼，朝兩翼布置“樹枝”（分斜坡眼）到煤層壓薄不可采或背斜軸時(shí)往上頂直眼形成采面后退采，分斜坡要求眼寬3.5米，采用四排柱戴帽點(diǎn)柱支護(hù)，拉分斜坡眼時(shí)必須注意同向分斜坡間距控制在15至20米，異向分斜坡開口位置錯(cuò)開5到8米嚴(yán)禁對(duì)開。以上回采巷道布置充分結(jié)合井下采煤工作面的實(shí)際，巧妙地結(jié)合背向斜構(gòu)造的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)“樹枝狀”采煤法的靈活應(yīng)用有效地采出了該背向斜構(gòu)造塊段賦存的煤量，共采出煤量1030噸?！保ㄗ呦虮诚蛐睒?gòu)造回采巷道布置見附圖一）

2 遇傾向褶曲構(gòu)造，“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置

煤層賦存條件正常時(shí)（煤層為單斜構(gòu)造，傾角25度到35度之間，頂?shù)装逋旰茫皹渲睢辈擅悍ǖ摹皹涓伞毖卣齼A向破底板留頂板跟煤掘切。遇傾向褶曲構(gòu)造時(shí)如按上述方法布置回采上山，回采上山一段穿煤一段穿煤層頂板一段穿煤層底板，如此一來(lái)跟煤缺失不具備連續(xù)性布置分斜坡有較大的難度不說(shuō)且煤層頂板將受到較大程度的破壞，支護(hù)困難不利于采場(chǎng)頂板管理，那樣布置回采巷道不但不能有效地采出煤炭資源還會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)安全威脅。遇走向褶曲構(gòu)造，巷道方位的控制是前提，回采上山的布置是關(guān)鍵，分斜坡的布置是輔助，應(yīng)根據(jù)煤層的賦存情況，褶曲構(gòu)造的大小從以下幾方面著手合理布置回采巷道。

2.1 遇傾向褶曲構(gòu)造時(shí)應(yīng)及時(shí)做好巷道施工方案的調(diào)整

為避免無(wú)效進(jìn)尺的產(chǎn)生薄煤層開采在運(yùn)巷跟煤掘進(jìn)過(guò)程中每隔一段距離必須沿傾向上施工切眼及時(shí)探明傾向上的煤層賦存情況，為下一步的采掘工作提供技術(shù)指導(dǎo)。如果傾向上的切眼揭露煤層存在傾向褶曲構(gòu)造，則應(yīng)及時(shí)調(diào)整巷道施工方位，將巷道迎頭往底板方向靠以揭露褶曲構(gòu)造中煤層的褶曲底部所在，跟煤運(yùn)巷揭露出傾向上褶曲構(gòu)造煤層底端位置后應(yīng)拉抬跟煤高度將煤線的最低高度（即煤層褶曲底部高度）控制在軌道面往上1.3米至1.5米之間，為后期布置回采巷道確保有足夠的裝車高度提供先決條件。

2.2 遇傾向褶曲構(gòu)造時(shí)“樹枝狀”采煤法回采上山的布設(shè)

布置回采巷道回采上山（“樹干”）時(shí)，必須將“樹干”布在煤層的底板上，小眼開口位置為運(yùn)巷煤線的最低位置，采用風(fēng)鉆破底板留頂板的方式沿正傾向施工掘進(jìn)（切眼坡度大時(shí)采用偽斜施工切眼坡度控制在30度左右）。掘進(jìn)切眼要求剛好穿過(guò)褶曲構(gòu)造煤層的最底端但又不破壞煤層頂板，其余非跟煤段則沿底板掘進(jìn)，非跟煤段的切眼煤層的底板則成了切眼的頂板，該頂板是一個(gè)穹隆狀的巖塊必須加強(qiáng)小眼頂板管理，確保足夠的支撐強(qiáng)度否則有垮落的危險(xiǎn)。走向上褶曲構(gòu)造的“樹干”切眼在掘切過(guò)程中必須加強(qiáng)支護(hù)管理，支護(hù)方式要求頂板巖性好且完整時(shí)，跟煤段切眼采用戴帽點(diǎn)柱支護(hù)，頂板變差時(shí)（頂板不完整、節(jié)理發(fā)育、裂隙、破碎等）必須采用架棚支護(hù)，非跟煤段切眼煤層底板遭破壞后形成的危矸必須及時(shí)撬干凈，穹隆頂必須采用大材徑材料并采取架棚支護(hù)，頂邦過(guò)實(shí)背緊，防止掉頂事故的發(fā)生。（回采上山的布置見附圖二）

2.3 遇傾向褶曲構(gòu)造時(shí)“樹枝狀”采煤法分斜坡的布設(shè)

采煤工作面回采上山布到位以后，在回采上山的每個(gè)見煤點(diǎn)以全煤眼的方式分別往南北方向拉分斜坡，回采上山跟煤長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下南北分斜坡開口位置必須錯(cuò)開3-5米的間距，不能對(duì)開，如受條件限制回采上山見煤點(diǎn)跟煤長(zhǎng)度不足，切實(shí)需對(duì)開的話必須縮小分斜坡的開口斷面以減小分斜坡開口后開口位置空頂面積過(guò)大，從而降低上覆巖層對(duì)開口處頂板的壓力，便于頂板的支撐維護(hù)與管理。分斜坡開口后應(yīng)視褶曲軸向坡度情況合理布置分斜坡施工方位，如褶曲軸上有坡度的情況下，將分斜坡布置在底軸部推進(jìn)到壓薄不可采處后往東西向（傾向上）頂直眼至褶曲頂軸后退采，底軸坡度平時(shí)要做好助推工作，如底軸坡度太平確實(shí)無(wú)法助推時(shí)可考慮將分斜坡往東西方向（傾向上）偽斜延伸至褶曲頂軸后退采，此法布置分斜坡可增加溜煤坡度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但會(huì)造成一定煤量的損失。（分斜坡的布置見附圖三）

3 斷層邊找煤時(shí)，“樹枝狀”回采巷道的布置

受地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的作用，一塊完整連續(xù)的巖（煤）層受擠壓、扭曲、剪切后發(fā)生斷裂、錯(cuò)位就形成了斷層，斷層帶的特殊性使得煤炭賦存較為復(fù)雜，斷層帶的煤層儲(chǔ)量可靠性較差，其煤量一般不計(jì)入表內(nèi)。在斷層邊找煤，采區(qū)內(nèi)區(qū)段運(yùn)巷揭露斷層后，應(yīng)沿著斷層面布置回采主干，掘切回采主干時(shí)應(yīng)盡可能保護(hù)好頂板，做好特殊支護(hù)工作，如采用大材徑木支架架棚支護(hù)，頂邦危矸撬干凈并用半圓木或厚板皮過(guò)實(shí)背緊，支架及時(shí)跟到迎頭，回采主干見煤后跟煤掘進(jìn)。主干眼掘到位后按“樹枝狀”采煤法相關(guān)規(guī)定布置分斜坡到煤層壓薄等不可采塊段后退采，斷層帶附近易伴生小構(gòu)造，可能存在小范圍的孤頂，回采過(guò)程中必須加強(qiáng)敲邦問頂把危頂放掉，對(duì)有裂隙面積較大的老頂應(yīng)采用叢柱、木垛、密集等特殊支護(hù)方式，強(qiáng)化采場(chǎng)頂板管理。

4 邊角塊段找煤，“樹枝狀”回采巷道的布置

邊角塊段煤層（采區(qū)邊界煤、三角煤柱、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜可采性差塊段）賦存煤量較小走向上和傾向上連續(xù)性也較差，采用“樹枝狀”采煤法回采邊角塊段煤層時(shí)，為避免產(chǎn)生無(wú)效進(jìn)尺原則上不安排掘進(jìn)工程量，一般采用采煤小眼施工回采上山，而后施工分斜坡至遇煤壓薄則沿著煤厚的方向拉回采眼像樹枝一樣伸展到切實(shí)無(wú)法拉進(jìn)后盡可能多地采出煤量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，靈活應(yīng)用“樹枝狀”采煤法對(duì)薄煤層的復(fù)采礦井來(lái)說(shuō)有著更加廣泛的應(yīng)用范圍和前景，在構(gòu)造帶、斷層帶、采區(qū)邊界等特殊塊段找煤效果更為理想，能夠有效地增加礦井表外儲(chǔ)量延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，讓資源枯竭的礦井再次煥發(fā)生機(jī)。

《“樹枝狀”采煤法在極薄煤層開采中的應(yīng)用》—2007年04月《煤炭技術(shù)》

江日生（1968.7—）男，漢，福建清流人，本科，工程師。研究方向：采礦。