四台矿极近距离煤层采空下开采技术

1、四台矿极近距离煤层采空下开采技术 四台矿404盘区10#层于2021年底开采结束，为保证盘区正常接替，必须开采404盘区下部11#层。404盘区10#层与11#属极近距离煤层，层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成功完成，总结出宝贵的理论基础和实践经验，形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技术。 1盘区概况11#层404盘区所处的开采水平为1045水平，上部10#层均已回采结束，盘区走向长度1340m1770m，倾斜长度1180m。煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层，厚度2.0m7.4m，平均厚度4.0m，煤层倾角1060

2、，平均30，煤层与10#层层间距0.4m1.5m，平均1m。404盘区内地质构造复杂，有陷落柱4个，断层分布较密集。11#层顶板为粉细砂岩互层、层理、节理、裂隙发育，稳定性差，掘进和回采时顶板不易维护，易发生漏顶事故。2、开发方案说明2.1 盘区巷道布置10#层、11#层盘区巷道采用联合布置方式，开采11#层时，利用现有的开采10#层已布置的3条沿南北向布置的盘区巷，平行1045轨道大巷依次布置轨道巷、盘区皮带巷、盘区回风巷。盘区轨道巷、盘区回风巷布置在10#层，盘区皮带巷布置在11#层。顺槽巷倾斜布置，即东西向布置。如图1所示。2.2上下顺槽内错距的确定11#层受上覆10#层采空区及层间距的

3、影响，根据上部采空区塌落稳定后采空区及巷间煤柱的压力传递范围，同时结合同煤集团公司王村矿近距离煤层开采经验，选择11#层工作面与10#工作面内错式布置。根据顺槽平巷矿山压力显现规律，11#层顺槽在其与10#层层间距确定的情况下，应布置于压力的传递影响角以外，压力影响角与煤层倾角、层间岩石性质有关，一般情况下当煤层倾角小于250时，压力影响为250450，11#层上覆10#层煤层倾角一般为0080，所以上下顺槽内错距应按水平煤层压力影响范围公式计算：3、首采面8423工作面开采情况3.1 11#层8423工作面基本概况11#层8423工作面相对上部10#层8423工作面内错布置，两顺槽均内错4m

4、，工作面走向长度1510m，可采长1368m（前窑村保护煤柱142m），工作面倾斜长度134m。工作面地质情况见表1。3.2 首采面8423工作面掘进情况3.2.1 实体煤下巷道掘进情况8423工作面上覆采空区段为400m1200m，在非采空区段巷道掘进时皮带巷高度为2.8m，宽度为4.0 m，轨道巷高度为2.8m，宽度为3.6m，两巷均沿11#层顶板掘进，支护形式为锚杆网、锚索联合支护。切巷宽6.5m，高2.8m，锚杆、锚索联合支护。3.2.2 采空区下巷道掘进及维护由于10#层与11#属极近距离煤层，且层间距极不稳定，其中800m范围采空下10#层与11#层间距0.4m1.5m，平均1.0

5、m，所以巷道掘进时采用留设11#顶煤掘进，支护采用锚网和工字钢棚联合支护。巷道在采空区范围下掘进时压力显现非常明显，在2423巷具体表现为：所留设的顶煤由于节理裂隙发育，整体性差，加之顶板压力大，顶煤相当破碎，顶煤边掘边冒，掘进时随掘随冒，冒顶长度总计为130m，冒顶宽度为1.5m2.5m高度为0.91.4m，冒顶区瓦斯积聚超限，一般为3%12%；能留住的顶煤处，由于顶煤已破碎，托于工字钢棚上方，压力显现：工字钢棚梁严重变形。为了提高近距离煤层留顶煤复合顶板巷道顶板的稳定性，我矿在极近距离煤层巷道11#层5423、2423巷首次进行了小孔径全长锚固螺纹钢锚杆试验，该试验不仅实现了锚索和锚杆支护

6、机具统一采用气动锚索钻机，大大提高了锚杆支护的安全可靠性，而且由于对锚固区的围岩整体约束，使锚杆支护系统刚度大大增强，有效的控制了顶板变形。为了解决锚杆托板压烂、锚杆螺帽压飞、锚杆杆体被拉断带来的支护及安全问题，我们采取了打2.0m短锚索加强支护的措施，支护能力大大提高，支护效果非常理想。针对棚梁压弯严重的现象，我们及时把棚距由0.8m改为0.5m，在压弯的棚梁下支设单体液压支柱和木桩防止变形加剧。同时主动掌握近距离煤层矿压显现特点及动压规律，在掘进巷道中每隔100m安装一块压力盒，定期观测压力显现情况，发现压力大时，及时采取措施进行处理。通过以上支护工艺变更后巷道维护虽得到了一定的改善，但由

7、于留设的顶煤节理裂隙发育，整体性差，加之上覆采空冲击压力的影响，仍经常发生顶煤边掘边冒的现象。为了更主动的超前解决巷道维护问题，我矿与中法合资山东兖州浩珂伟博矿业工程有限公司合作，采用该公司生产的马丽散聚合产品对巷道顶煤进行超前加固，利用艾格劳尼聚合产品对漏顶区进行中空填充以防治瓦斯积聚，超前注入马丽散后，顶板的整体性得到加强，有效的防止了冒顶的发生，巷道矿压显现明显减少；对冒高区采用艾格劳尼泡沫充填，有效的治理了冒顶空洞的瓦斯积聚。新技术的不断使用保证了巷道的安全掘进，简化了施工工艺，减轻了工人的劳动强度，提高了巷道的单进水平，为8423工作面按期圈出及安全顺利回采打下了坚实的基础。3.3 8423工作面回采情况11#层8423工作面从