残留煤柱回收综合技术研究

2004年6月通过山西省科学技术厅组织的科技成果技术鉴定。鉴定认为：该成果研究技术方案合理，技术路线正确，研究成果富有创造性，采用综放开采回收残留煤柱成果达到国际先进水平。

原石圪节煤矿是一个具有近70年开采历史的矿井，由于开采历史长，矿井可采储量已十分有限，矿井产量逐年递减。残留煤柱在多数煤矿都有存在，对其进行回收不仅可以减少煤炭资源的损失，更为重要的是可以延长煤矿的服务年限，且有良好的经济效益和社会效益。因此，该项目针对石圪节煤矿残留煤柱回收中的巷道布置与支护、采场顶板控制以及工作面过空巷等核心理论及技术难题，运用多种手段对残留煤柱回收中的巷道、采场以及工作面空巷的围岩结构、矿压规律、稳定性特征等内容进行了综合研究，初步形成了运用综放开采回收残留煤柱的理论技术。

该课题采用运用理论分析、相似模拟、现场实测等手段对石圪节煤矿残留煤柱的赋存状况、围岩结构特征、矿压规律等进行了研究。结合现有生产装备、技术条件和管理经验等，提出了对石圪节煤矿残留煤柱进行综采放顶煤回收，工作面选用轻型放顶煤支架。工作面顺槽采用沿空留小煤柱布置方式，依据变形控制原则，采用工字钢棚子架后刹杆充填，并在采空区一侧巷帮及顶板挂网维护的巷道围岩控制方案。

技术目标：

(1)根据残采留煤柱支承分布比较平缓的特征，其回采工作面巷道的布置只需考虑提高回收率的问题，故宜采用沿空掘进的方式；从而确定巷道矿压特征、巷道支护原则、巷道的支护方案。

(2)通过对石圪节煤矿残采煤柱基本顶岩层力学特征分析其破断规律及来压特征，从而确定其残采煤柱综采放顶煤回采工作面支架及其配套设备的参数。

(3)依据残采煤柱工作面内空巷围岩的层状特征以及工作面的开挖空间特征，运用岩层控制中的关键层理论及砌体梁理论确
定几种典型工作面空巷的围岩边界条件，并对工作面空巷围岩结构特征进行系统分析，从而确定过空巷的技术措施。

通过对石圪节煤矿残采煤柱回收综合技术研究，使老矿井在收尾期间仍能保持高效生产并能创造出较高的生产效益；同时经过对本项目的应用，将会明显延长石圪节煤矿7年左右的服务年限(后期年产量按60万t计)。

主要技术创新点：

(1)留煤柱巷道布置采用留小煤墙沿空掘巷得到了理论论证和成功应用。

(2)支护方案采用工字钢棚子支护，同时辅以架后充填及铺网措施提高了支护系统的变形适应性，并有效防止了破碎围岩
的漏冒，提高了巷道的稳定性。为具有大变形特征的巷道围岩控制提供了新的理论依据和技术途径。

通过对残采煤柱回收技术研究，对可采资源已近枯竭的煤矿无疑是一项十分重要的工作，具有重要的社会效益和经济效益。

该课题成果不仅适用于石圪节煤业公司，同时也对条件类似的资源枯竭型矿井具有重要的推广应用前景。