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【摘】本文主要通过对同煤集团四老沟矿极近距离下低煤层开采技术的实践研究，很好的解决和掌握了针对极近距离下低煤层开采的采煤工艺、顶板管理技术以及停采位置的选择和停采支护技术，并且成功的解决了针对极近距离煤层开采后采空区的防灭火难题。该项研究成果对于提高我国煤炭资源的回收率以及延长矿井寿命具有重要意义。
【关键词】极近距离；低煤层；开采技术
【中图分类号】TD823
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0209-02
一、引言
从2010年开始，同煤四老沟矿的主要开采煤层已集中在14-3#层，301盘区和303盘区成为主要生产盘区。由于14-3#煤层与14-2#煤层之间的层间距较小，其中301盘区仅为0.8～11m，又由于301盘区的煤层厚度较薄，一般在0.8～2.5m之间，平均1.5米左右，基本属低煤层。
对于在这样的极近距离下开采低煤层在我矿还尚属首例，在国内其它地方也较为少见。因此，为了切实做好我矿极近距离下的低煤层设计开采工作，解决好在开采过程中遇到的各种问题，所以，对这一重要课题进行立项研究。
二、主要研究内容及解决问题
从2010年10月至2012年3月，我矿先后对位于14-3#层301盘区的8118、8116与8114三个极近距离下低煤层工作面进行了实践开采。这三个工作面的基本情况及选用设备见下表：
8118、8116、8114各工作面基本情况
从对这三个极近距离下低煤层工作面的开采设计到开采实践，我们主要研究解决了以下几个方面的问题：
（一）采煤方法
依据14-3#层301盘区煤层赋存相对稳定、煤层倾角小及地质构造比较简单等条件，故本盘区极近距离下的低煤层工作面均选择采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法，用MG200／456-WD型双滚筒摇臂式电牵引采煤机（后来在8114工作面开采过程中更换为MG250／560-WD型采煤机）落煤、装煤，用SGZ-764／400型可弯曲刮板输送机运煤，用ZYB4400-8.5／18两柱掩护式支架维护工作面顶板。采用自然垮落法结合人工强制放顶管理采空区顶板。采高1.4～1.7m，当煤层厚度小于1.4米时，沿顶刹底开采；当煤层厚度为1.4～1.7m时，见顶见底开采；当煤层厚度大于1.7米时，沿顶留底煤开采，循环进度0.7m。
（二）顶板管理
1、正常工作时期顶板管理
（1）工作面支护
工作面采用ZYB-4400／8.5／18掩护式支架维护工作面顶板。
（2）采空区顶板管理
在工作面开采后，采空区顶板管理采用自然垮落法结合人工强制放顶来管理采空区顶板。2、特殊时期的顶板管理
（1）来压前顶板管理
在来压期间，要将工作面内的液压支架升紧，达到初撑力。对两顺槽巷要观察好压力的显现情况，根据实际情况进行加强支护。
（2）停采前顶板管理
在工作面停采前，要根据实际睛况，制定专项支护措施。
（3）过断层及顶板破碎时期的顶板管理
在工作面遇到断层时，要根据实际情况，制定相应的过断措施，做好顶板管理工作。
工作面顶板破碎时，要采取擦顶移架方式进行移架，在保证采煤机不割前探梁的前提下尽量缩小端面距，并采用及时支护方式。
3、头尾端头的顶板管理
工作面头、尾端头支护采用特殊液压支架及单体液压支柱来共同维护顶板，本工作面特殊液压支架为ZZS5600／1.4／2.8型支撑掩护式支架，一共2架，头尾各一架。在头、尾的第一架液压支架与其所对应的巷帮问支设一排带金属柱帽的单体柱，单体柱要支在巷帮与支架的中间，柱帽采用0.6米长的工字钢，垂直于巷道布置，单体柱要支在柱帽的中间，柱距为1.4米。此排单体柱从头、尾端头液压支架的切顶线处（此处单体柱即为关门柱）开始，一直布置到工作面煤壁处。
4、工作面运输巷、回风巷的顶板管理
（1）巷道原始支护
针对本层与上层层间距较薄这一特殊情况，在设计工作面运输巷和回风巷时就采用了内错式布置，即两巷分别内错上层工作面两巷10米的距离，以减少两巷的受力状况，并规定两巷必须使用机掘施工工艺进行掘巷，同时分别根据与上层层问的薄厚采取不同的支护方式，具体如下：
锚栓支护
当14-2#层与14-3#层层间距小于2m时，采用1.7m锚栓支护，当14-2#层与14-3#层层间距大于2m时，采用2m锚栓支护。
锚索支护
当14-3#层与14-2#层层间距达到6.5m以上或上覆14-2#层为实体煤时，采用6.3m长钢绞线的锚索支护。
锚索吊钢梁支护
当上覆为14-2#层采空区，且14-3#层与14-2#层层间距在4m-6.5m时；采用不同长度钢绞线的锚索以外角与水平65°保证锚固端在巷道两侧煤柱顶板稳定层打设，吊2.8m长的11#工字钢梁。
工字钢棚支护
当上覆为14-2#层采空区且14-3#层与14-2#层层间距在4m之下，采用矩形工字钢棚支护。工字钢棚采用11#工字钢，梁长3.4m，腿长2.5m，棚距1m，每架使用6根拉条，顶两根、帮各两根，拉条规格为φ14XllOOmm，每架使用6块刹顶板，顶6块，用木楔和顶刹紧背牢，刹顶板规格为：长×宽×高=1.1m×0.25m×0.05m。
（2）巷道特殊段支护
巷道开口时提前在开口处打设锚索吊工字钢梁，并加固了开口左右5m范围内的支护，使之紧固有效，同时开口5m巷道岔口、巷帮打锚栓、金属网护帮。 在进入14-2#层采空区停采线前10m，后50m范围内进行了加强支护，永久支护前10m范围内为间距1m的锚索吊钢梁支护，后50m范围内架设棚距0.5m的工字钢棚。
当巷道局部顶板有淋水处，则采用打锚栓上钢带，并在打锚栓上钢带前必须全顶板铺设双层金属网，金属网规格：长3.8m，宽1.2m，网与网搭接长度0.2m，间隔0.3m用14#钎丝双股拧紧，然后再上钢带紧固维护顶板，保证顶板的完整和稳定性。
（3）两巷在开采过程中的支护
在工作面开采过程中，对两顺槽巷要使用带帽单体液压柱进行超前加强支护，柱帽为0.6m长的矿用工字钢，柱帽垂直巷道布置，并设防倒防坠装置，有编号管理。其中皮带运输巷要超前工作面煤壁20m支设两排带帽单体柱，分别支在转载机边缘两侧，靠非工作面侧的一排距转载机边沿0.5m，靠工作面侧的一排距转载机边沿0.7米，柱距均为1.2m。轨道回风巷要超前工作面煤壁30m支设两排带帽单体柱，分别支在巷道中心线两侧0.9m处，柱距1.2米。
超前支护随工作面的推进前移，始终保持规定的距离。
当两巷顶板破碎时或出现压力增大现象时，及时根据实际情况采取有针对性的加强支护措施。
（三）防灭火技术
由于14-3#层与上层即14-2#层的层间距最薄处仅为0.8米，采空区不可避免地要与上部14-2#层塌通，由于我矿井为压入式通风矿井，所以就会不可避免地出现漏风现象；同时，在14-3#层顶板塌落的过程中，受14-3#层工作面的采动影响，已垮落的古塘将再次垮落，可能造成上覆14-2#层古塘浮煤随着14-3#层的垮落再次飞扬，使浮煤受氧化面积增大，给古塘浮煤自燃造成极大的隐患。
为解决这一问题，经过多方调查和分析研究，决定采取下面两种防止古塘自燃防灭火方案：
1、采用均压通风系统
均压通风系统的主要原理就是在所采工作面的回风绕道处安装两台同等能力风机（一台备用），将工作面回风抽向专回巷，以减少进风与回风的压差，从而有效地减少向采空区漏风，达到防止古塘浮煤自燃的目的。
2、向采空区喷洒氯化镁气雾阻化剂
向采空区喷洒氯化镁气雾阻化剂主要是利用氯化镁气雾阻化剂的灭火原理，在漏风通道入口设置雾化器，并将阻化剂变为阻化汽雾，然后在工作面端头及工作面中部向采空区喷洒，阻化汽雾就会以漏风为载体，向采空区漂移，随着漏风风流的漂移落在煤体表面，从而起到阻化防灭火的作用。
（四）极近距离下低煤层工作面停采位置的选择及停采时的施工工艺
（1）停采位置选择
由于本层所采工作面与上层的层间距较小，工作面顶板从开切眼向外逐渐变薄，至设计停采位置时顶板厚度仅有1米左右。所以如果将工作面停在该处时，就会给停采时的支护工作造成难以克服的困难，因为补强式支护因顶板薄不能进行；支撑式支护受撤设备工作影响，也无法进行。而如果将工作面选择在顶板较厚处就停采，又将造成大量的煤炭丢失，严重地浪费了煤炭资源。
最后，根据这些实际情况，决定将工作面的停采位置选择在上覆14-2#层留设的煤柱下方，这样一来，既可以多出煤炭，提高煤炭资源的回收率，又可以充分的进行停采支护，保证工作面撤退期间设备及人员的安全。
（2）停采支护
根据本层属低煤层工作面，采高低，相对压力较小，又因为停采位置是在上覆煤柱下，顶板比较稳定，所以工作面在停采时，选择采用4排63米长的单眼锚索配合两端头局部采用63米的三眼锚索组进行支护工作面顶板和两端头顶板。
三、结束语
通过对8118、8116、和8114三个工作面的开采研究与实践，我们基本上掌握了极近距离下的低煤层开采的各项技术及施工工艺，而且从对这三个工作面开采过程中的应用情况来看，该项技术已基本成熟。
今后，随着我集团公司及全国其他煤炭企业的一些老矿井的煤炭资源的进一步开采，相对条件较好的煤层将会逐渐采完，而极近距离下的低煤层开采必将会成为这些矿井的重要选择。所以该研究成果对于提高我国煤炭资源的回收率以及延长矿井的服务年限都具有重大意义。
参考文献
[1]周启为，王村矿极近距离煤层开采技术《煤炭科学技术》2006年03期
[2]张青松、李卫军，极近距离煤层开采自然发火规律及火灾防治技术，《煤矿安全》2010年第09期
[3]李禄，大同矿区薄煤层开采技术及发展方向[J]《煤矿安全》2004年10期
【关键词】极近距离；低煤层；开采技术
【中图分类号】TD823
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0209-02
一、引言
从2010年开始，同煤四老沟矿的主要开采煤层已集中在14-3#层，301盘区和303盘区成为主要生产盘区。由于14-3#煤层与14-2#煤层之间的层间距较小，其中301盘区仅为0.8～11m，又由于301盘区的煤层厚度较薄，一般在0.8～2.5m之间，平均1.5米左右，基本属低煤层。
对于在这样的极近距离下开采低煤层在我矿还尚属首例，在国内其它地方也较为少见。因此，为了切实做好我矿极近距离下的低煤层设计开采工作，解决好在开采过程中遇到的各种问题，所以，对这一重要课题进行立项研究。
二、主要研究内容及解决问题
从2010年10月至2012年3月，我矿先后对位于14-3#层301盘区的8118、8116与8114三个极近距离下低煤层工作面进行了实践开采。这三个工作面的基本情况及选用设备见下表：
8118、8116、8114各工作面基本情况
从对这三个极近距离下低煤层工作面的开采设计到开采实践，我们主要研究解决了以下几个方面的问题：
（一）采煤方法
依据14-3#层301盘区煤层赋存相对稳定、煤层倾角小及地质构造比较简单等条件，故本盘区极近距离下的低煤层工作面均选择采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法，用MG200／456-WD型双滚筒摇臂式电牵引采煤机（后来在8114工作面开采过程中更换为MG250／560-WD型采煤机）落煤、装煤，用SGZ-764／400型可弯曲刮板输送机运煤，用ZYB4400-8.5／18两柱掩护式支架维护工作面顶板。采用自然垮落法结合人工强制放顶管理采空区顶板。采高1.4～1.7m，当煤层厚度小于1.4米时，沿顶刹底开采；当煤层厚度为1.4～1.7m时，见顶见底开采；当煤层厚度大于1.7米时，沿顶留底煤开采，循环进度0.7m。
（二）顶板管理
1、正常工作时期顶板管理
（1）工作面支护
工作面采用ZYB-4400／8.5／18掩护式支架维护工作面顶板。
（2）采空区顶板管理
在工作面开采后，采空区顶板管理采用自然垮落法结合人工强制放顶来管理采空区顶板。2、特殊时期的顶板管理
（1）来压前顶板管理
在来压期间，要将工作面内的液压支架升紧，达到初撑力。对两顺槽巷要观察好压力的显现情况，根据实际情况进行加强支护。
（2）停采前顶板管理
在工作面停采前，要根据实际睛况，制定专项支护措施。
（3）过断层及顶板破碎时期的顶板管理
在工作面遇到断层时，要根据实际情况，制定相应的过断措施，做好顶板管理工作。
工作面顶板破碎时，要采取擦顶移架方式进行移架，在保证采煤机不割前探梁的前提下尽量缩小端面距，并采用及时支护方式。
3、头尾端头的顶板管理
工作面头、尾端头支护采用特殊液压支架及单体液压支柱来共同维护顶板，本工作面特殊液压支架为ZZS5600／1.4／2.8型支撑掩护式支架，一共2架，头尾各一架。在头、尾的第一架液压支架与其所对应的巷帮问支设一排带金属柱帽的单体柱，单体柱要支在巷帮与支架的中间，柱帽采用0.6米长的工字钢，垂直于巷道布置，单体柱要支在柱帽的中间，柱距为1.4米。此排单体柱从头、尾端头液压支架的切顶线处（此处单体柱即为关门柱）开始，一直布置到工作面煤壁处。
4、工作面运输巷、回风巷的顶板管理
（1）巷道原始支护
针对本层与上层层间距较薄这一特殊情况，在设计工作面运输巷和回风巷时就采用了内错式布置，即两巷分别内错上层工作面两巷10米的距离，以减少两巷的受力状况，并规定两巷必须使用机掘施工工艺进行掘巷，同时分别根据与上层层问的薄厚采取不同的支护方式，具体如下：
锚栓支护
当14-2#层与14-3#层层间距小于2m时，采用1.7m锚栓支护，当14-2#层与14-3#层层间距大于2m时，采用2m锚栓支护。
锚索支护
当14-3#层与14-2#层层间距达到6.5m以上或上覆14-2#层为实体煤时，采用6.3m长钢绞线的锚索支护。
锚索吊钢梁支护
当上覆为14-2#层采空区，且14-3#层与14-2#层层间距在4m-6.5m时；采用不同长度钢绞线的锚索以外角与水平65°保证锚固端在巷道两侧煤柱顶板稳定层打设，吊2.8m长的11#工字钢梁。
工字钢棚支护
当上覆为14-2#层采空区且14-3#层与14-2#层层间距在4m之下，采用矩形工字钢棚支护。工字钢棚采用11#工字钢，梁长3.4m，腿长2.5m，棚距1m，每架使用6根拉条，顶两根、帮各两根，拉条规格为φ14XllOOmm，每架使用6块刹顶板，顶6块，用木楔和顶刹紧背牢，刹顶板规格为：长×宽×高=1.1m×0.25m×0.05m。
（2）巷道特殊段支护
巷道开口时提前在开口处打设锚索吊工字钢梁，并加固了开口左右5m范围内的支护，使之紧固有效，同时开口5m巷道岔口、巷帮打锚栓、金属网护帮。 在进入14-2#层采空区停采线前10m，后50m范围内进行了加强支护，永久支护前10m范围内为间距1m的锚索吊钢梁支护，后50m范围内架设棚距0.5m的工字钢棚。
当巷道局部顶板有淋水处，则采用打锚栓上钢带，并在打锚栓上钢带前必须全顶板铺设双层金属网，金属网规格：长3.8m，宽1.2m，网与网搭接长度0.2m，间隔0.3m用14#钎丝双股拧紧，然后再上钢带紧固维护顶板，保证顶板的完整和稳定性。
（3）两巷在开采过程中的支护
在工作面开采过程中，对两顺槽巷要使用带帽单体液压柱进行超前加强支护，柱帽为0.6m长的矿用工字钢，柱帽垂直巷道布置，并设防倒防坠装置，有编号管理。其中皮带运输巷要超前工作面煤壁20m支设两排带帽单体柱，分别支在转载机边缘两侧，靠非工作面侧的一排距转载机边沿0.5m，靠工作面侧的一排距转载机边沿0.7米，柱距均为1.2m。轨道回风巷要超前工作面煤壁30m支设两排带帽单体柱，分别支在巷道中心线两侧0.9m处，柱距1.2米。
超前支护随工作面的推进前移，始终保持规定的距离。
当两巷顶板破碎时或出现压力增大现象时，及时根据实际情况采取有针对性的加强支护措施。
（三）防灭火技术
由于14-3#层与上层即14-2#层的层间距最薄处仅为0.8米，采空区不可避免地要与上部14-2#层塌通，由于我矿井为压入式通风矿井，所以就会不可避免地出现漏风现象；同时，在14-3#层顶板塌落的过程中，受14-3#层工作面的采动影响，已垮落的古塘将再次垮落，可能造成上覆14-2#层古塘浮煤随着14-3#层的垮落再次飞扬，使浮煤受氧化面积增大，给古塘浮煤自燃造成极大的隐患。
为解决这一问题，经过多方调查和分析研究，决定采取下面两种防止古塘自燃防灭火方案：
1、采用均压通风系统
均压通风系统的主要原理就是在所采工作面的回风绕道处安装两台同等能力风机（一台备用），将工作面回风抽向专回巷，以减少进风与回风的压差，从而有效地减少向采空区漏风，达到防止古塘浮煤自燃的目的。
2、向采空区喷洒氯化镁气雾阻化剂
向采空区喷洒氯化镁气雾阻化剂主要是利用氯化镁气雾阻化剂的灭火原理，在漏风通道入口设置雾化器，并将阻化剂变为阻化汽雾，然后在工作面端头及工作面中部向采空区喷洒，阻化汽雾就会以漏风为载体，向采空区漂移，随着漏风风流的漂移落在煤体表面，从而起到阻化防灭火的作用。
（四）极近距离下低煤层工作面停采位置的选择及停采时的施工工艺
（1）停采位置选择
由于本层所采工作面与上层的层间距较小，工作面顶板从开切眼向外逐渐变薄，至设计停采位置时顶板厚度仅有1米左右。所以如果将工作面停在该处时，就会给停采时的支护工作造成难以克服的困难，因为补强式支护因顶板薄不能进行；支撑式支护受撤设备工作影响，也无法进行。而如果将工作面选择在顶板较厚处就停采，又将造成大量的煤炭丢失，严重地浪费了煤炭资源。
最后，根据这些实际情况，决定将工作面的停采位置选择在上覆14-2#层留设的煤柱下方，这样一来，既可以多出煤炭，提高煤炭资源的回收率，又可以充分的进行停采支护，保证工作面撤退期间设备及人员的安全。
（2）停采支护
根据本层属低煤层工作面，采高低，相对压力较小，又因为停采位置是在上覆煤柱下，顶板比较稳定，所以工作面在停采时，选择采用4排63米长的单眼锚索配合两端头局部采用63米的三眼锚索组进行支护工作面顶板和两端头顶板。
三、结束语
通过对8118、8116、和8114三个工作面的开采研究与实践，我们基本上掌握了极近距离下的低煤层开采的各项技术及施工工艺，而且从对这三个工作面开采过程中的应用情况来看，该项技术已基本成熟。
今后，随着我集团公司及全国其他煤炭企业的一些老矿井的煤炭资源的进一步开采，相对条件较好的煤层将会逐渐采完，而极近距离下的低煤层开采必将会成为这些矿井的重要选择。所以该研究成果对于提高我国煤炭资源的回收率以及延长矿井的服务年限都具有重大意义。
参考文献
[1]周启为，王村矿极近距离煤层开采技术《煤炭科学技术》2006年03期
[2]张青松、李卫军，极近距离煤层开采自然发火规律及火灾防治技术，《煤矿安全》2010年第09期
[3]李禄，大同矿区薄煤层开采技术及发展方向[J]《煤矿安全》2004年10期