新：边角煤开采

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矿井边角煤开采技术

FORUM论坛工艺42 /矿业装备 MINING EQUIPMENT 这个时候就需要留设边角煤柱来充当开采区的边界，这样就会导致边角煤的形成。

1.2　煤矿矿井边角煤的特点煤矿矿井的边角煤的形成往往是因为开采的技术人员的失误或者是相对较为复杂的地质条件而导致出现煤矿矿井开采区域边界的一种煤矿资源。

煤矿矿井的边角煤的特点主要有以下三个方面，下面简要对煤矿矿井边角煤的特点进行分析探讨。

第一，如果煤矿矿井边角煤的出现是由于上文提到的一些小型煤矿开采企业私自进行滥采滥挖的情况，没有运行专业性的技术进行煤矿矿井的开采的时候，这种情况之下就会产生大量的边角煤，而且在煤矿矿井当中这种边角煤所占的面积相比来说较大一些。

第二，如果煤矿矿井边角煤的产生是由于煤矿矿井的地质构造以及形态出现了变化的时候，这种情况将就会导致煤矿煤层的厚度出现了改变。

在一般的情况之下，导致地质构造出现改变的情况一般都是因为水系的冲刷和断层，这样就会导致在采煤工作面进行回采的时候就会存在着较大的回采难度。

第三，还有的一些边角煤所处的位置在一些顶板压力较大的地区，这些地区的破碎程度较大，边角煤柱主要是起到一个支撑的作用，而且煤炭的形状也是各种不规则的形状，这样不仅仅极大的提高了煤矿回采期间对工程技术的要求，而且在这种煤矿矿井边角煤的开采过程当中存在着较大的安全隐患。

1.3　煤矿矿井边角煤的开采原则因为煤矿矿井的边角煤开采具有较大的技术难度和安全隐患，因此在煤矿矿井边角煤在开采的过程当中应该要遵循以下的四个原则来进行相关的开采作业。

第一，在对边角煤进行回采的过程当中，煤矿开采的工程技术人员应该要根据煤矿矿井原有的生产系统来进行充分的设计和安排，在边角煤回采的作业当中尽量去选择用煤矿矿井原本的生产系统，这样就能够有效的降低回采工作面长度的变化，矿井边角煤开采技术□ 崔　捷　同煤集团挖金湾煤业公司调度室煤炭是一种不可再生的自然资源，当地质条件出校较大变化时会出现边角煤的情况。

浅谈矿井边角煤开采技术

浅谈矿井边角煤开采技术目前，我国充分利用煤矿资源丰富的优势，对煤矿资源进行合理开采，促进了我国的经济发展和工业进步。

在开采煤矿的过程中，地质环境等因素会影响开采的进程，在煤矿的加工过程中可能会出现边角煤。

因此，采用科学的开采技术对于提高煤矿资源的利用率具有重要意义。

标签：矿井；边角煤；开采我国各类自然资源储备丰厚，其中最显著的一类自然资源就是煤矿资源，但是煤矿资源是不可再生的，并且很容易受到环境因素的影响，如果开采不当极其容易出现边角煤。

对边角煤进行安全的回采，是解决边角煤浪费问题的关键。

本文分析了边角煤的特点，并介绍了几种开采办法。

1 矿井边角煤的开采特点与开采原则1.1 矿井边角煤的开采特点矿井边角煤往往由于开采技术人员的失误或者复杂的地质条件而出现在开采区域的边界。

边角煤具有三个显著特征。

首先，大多数情况下，对煤矿的胡乱开采和挖掘经常导致边角煤的出现，边角煤的存储量十分多，占据煤矿资源的较大部分；其次，如果含有煤矿资源的地层发生突变，或者煤矿资源的存储方式发生变化时，都会导致煤层的厚度的不正常变动。

由于水流的冲刷、地质的断层，常常造成地质结构的变化，这就增大了采煤期间回采边角煤的难度；最后，边角煤储存的位置对顶板的压力十分大，顶板的破损度也十分严重，从而导致煤矿的存储状态发生不正常的变化，对回采期间的回采技术要求十分高，同时也增加了开采煤矿的危险系数。

1.2 矿井边角煤的开采原则在对边角煤进行回采时，应该遵守四条基本开采原则。

第一，在回采边角煤的过程中，有关的开采技术人员应该提前对本次开采活动进行合理设计，充分利用矿井的生态系统，减少回采工作的范围，确定准确的开采区域，减少探索的时间，提高煤矿开采的安全度。

第二，在对某一个开采区进行开采时，应该在开采的最开始，采用调采的方法首先开采边角煤，之后，在根据相关开采规章的规定，开始正规布置的回采工作区域的开采工作。

第三，在对边角煤进行开采时，相关开采人员应该时刻与技术部门和测算部门保持联系，对开采区域的实际情况进行全方位的了解，采集相关区域的地质数据，对地质情况进行分析，估算边角煤的储备粮和所处的具体位置；第四，在加工煤矿的过程中，生产商应该尽可能地选择回收率较高的方法对煤矿进行加工，提高煤矿资源的利用率。

边角煤的高效短壁开采实践研究

１６含（分矸（二０层２为三８层），＂６３－个其＇２结６央８３自４＝１５１然构分３０５１，０）０１９
煤层赋存稳定，平均厚度为６５ｍ，３
灰黑色，致密性脆，央煤线或煤Ｏ５庙０随采随落３４－
＼
灰色，石英为主，含云母片，后层状，节
理面岔方解石脉，硬，矿区Ⅶ 号坚为砂岩含水层。７１产－５
ｌ３５９０
● ● ●●
直接项砂质泥岩伪项炭质泥岩
●
●
●
●
●
●
●
●
黑色，致密必脆，节理发育有裂隙，含植物化石ａ３７，－
位于村庄搬迁区边角煤。其位置及巷道布置如图２所示。现场地应力测试结果为：大水平主应力最为１．０ＭＰ，向为北偏东１．，小水平主应３２ａ方９６最。
力为６５ａ．ＭＰ，方向为北偏西７。０１，垂直应力为
面组织生产，一次采煤宽度达１０ｍ左右。４缺点是通风系统复杂，采面地质情况不易提前搞清。开
，
０２ｌ０灰黑色，块状，致密性脆，含植物～７０
置，在主巷两侧直接布置与主巷成３。４。的５～５角工作面回采。这种布置的优点是系统简单，巷道掘
一
ｉ．、。ｉ “
９０２
根部化石。
３７－
老项
维普资讯
１４

边角煤开采技术研究

３分析结果
样品分析结果如表３所示，各元素相对标准偏差由光谱
高稀土资源的综合利用率。
参考文献
［１］黄劲松，齐美福．钕铁硼废料资源化利用工艺综述［Ｊ］．中国
资源综合利用，２００８（１１）：４－５．［２］庞晓辉，石晓丽．ＩＣＰ — ＡＥＳ法同时测定钕铁硼合金中主量和
仪自动给出。分析表明，稀土氧化物中有一定量的非稀土金属元素。将表３中的测定值转化为分析物中氧化物质量分数， Fra bibliotek果见表４。
杂质元素［Ｊ］．现代科学仪器，２００８（６）：３５ — ３６．
（责任编辑：张瑛）
氧化物
Ｗ（Ｐｒ６０ｌ１）
（Ｎｄ２０）（Ｇｄ２０，）（Ｔｂ４０，）（Ｄｙ２０３）（Ｈｏ２０）
（ＣｏＯ）Ｗ（ＣｕＯ）
（Ａ１２０，）
ｗ（ＺｒＯ）
（Ｎｂ２０）（Ｇａ２０３）（Ｆｅ２０３）
计算值／％
２２．９１８
６９．８９２
１＿３１８
０．４５８
３．５６８
１．０１７
＜０．０１
＜０．Ｏ１０．Ｏ４１５＜Ｏ．Ｏ１
０．２８２
０．０３５０．４６７４
关键词：煤炭生产；边角煤开采；资源优化

复杂条件下厚煤层边角煤开采的研究与实践

ＡｂｔａｔｃｍｐｔｒＵｓｇｎｂｅｔｓｕｄｒｋｎｌｇｓｌｔｎｆｒＣａｍｉｅｖｎｉｔｎｎｔｏｋＣｎｔｕｔｎｏ－ｖｎｉｔｎｓｒｃ：ｏｕｅａｅｅａｌｏｕｎｅｔｅａａｏｉａｉＯｌｎｅｔａｉｅｗｒ．ｏｓｒｃｉｆＤｅｔａｉａｍｕｏｏｌｏｏ３ｌｏｎｔｏｋｃｎｅａｕｔａａｔｒｕｈａａｗａｅｔｎｄｍｅｓｎｓｐｏｔｔｏ．Ｏａｓａｌｈｔｅ：ｎｐｒｍｅｅａａａｅＡｅｅｅｗｒａｖｌａｅｐｒｍｅｅｓｓｃｓｒｄｙｓｃｉｉｎｉ．ｕｐｒｍｅｈｄＳｓｏｅｔｂｉｈｆａａｔｒｄｔｂｓ．ｆｒｔｏｏｏｔｓａｔｈｄｍｉａｅｗｉｄｐｉｔｏｕｅｎｅ．ｈｙｔｍａｕｏｔａｌｅｏｖａｉｕｅｔａｉｎｄｔ．ｓｄｏ一ｖｎｉｔｎａａｏｅｓｓｏｎｔｎｏｎｌｍｅｂｉｇｓｔｔｅｓｓｖｅｃｎａｔｍａｉｌｒｓｌｅｖｒｏｓｖｎｉｔａａＢａｅｎ３Ｄｅｔａｉｌ￣ｙ — ｃｙｌｏｌｏｎ
北部，停采线南距１下０ｃ３４辅顺巷中４ｍ０。东邻ｌ３下０工作面采空区，５西邻：下０工作面采空区。【４３南邻１３下０ｃ工作面。该工作面是一采区边角煤回采４的第一个工作面，工作面布置在１３下０５与１３下０４两个工作面之间宽约１０的条形煤柱内，为避开０ｍＫ１层（差０２ｍ）响，３下０ｃ边角煤工Ｆ７断落５影１３作面分为２个块段：一：推进长度９９３工第决段２．ｍ，作面长３．９８ｍ；第二块段推进长度２０７１．ｍ，工作面长１６２１２．ｍ，３下０ｃ角煤工作面呈 “ 长刀把型 ” ３边狭工作面。该工作面所采煤层为山西组煤３下，地质较脆，１，度３２～７４ｍ，均厚度５８ｒ。开ｆ～２厚－．．０平．ｎ５采面积为：２９ｍ，基础储量５．６９００５万ｔ，可采储量

复杂条件下高效率回收边角煤开采实践

工作面等多种工艺，并积极引进短壁综采，大大提高了边角煤的回收力度，增产提效，最大限度地回
临近冲积层煤柱有断层出现，围岩风化严重，给掘进、回采工作面支护造成极大困难，给开采工作带来了一系列困难和问题。
２复杂条件下边角煤开采综合技术
ｔｃｉｓｏ：ｌｕｉｏｌＰａｔｅｎｒｃｃｉｇｑｏｎｃａｎｎｗｔｉｈｅＩｉｎｙ＇ｌｒｃＣｅｙｎＵ１ｍｉｉ￣ｗｈｈｇｆｃｅｃＯｉｎｎｉｌｌＩｌ
● ＇ ‘ ＇ ’ ● ＇・・
ｉｏｐｌｃｔｄｇｏｏＣｃｎｄｔｏｎｃｍｉａｅｅｌｏｉｉｎ
２２１机尾综采带采．．
根据工作面情况，对机尾煤柱进行综采带采，相对工作面方位施工补切眼，掘至煤柱线，安装支
２１年第３００期
河北煤炭
严重，给顶板支护带来一系列困难。
２４１切眼支护．．
４７
架后与工作面进行对接，采用支架支护、采煤机割
ＬＩＳｅｇｕｈｎ－ｓｏ
葛泉矿地质条件复杂，井田内遍布大小断层、陷落柱，密度高、构造发育，严重影响着采区、工
置，决定施工１２４运料巷，基本沿冲积层１４１５ｍ保护煤柱线掘进，与１２２运输巷形成工作面。４１由于地质条件限制，圈出的工作面极不规则；
艺，顺利完成了工作面回采，回收煤炭达ｌ．６５万ｔ，采区区段回收率达到９％以上，充分实践了复５杂条件下边角煤高效率回收开采。

边角煤安全高效开采技术

该技术已在安家岭、安太堡和黑岱沟露天矿采区应用，取得了巨大经济效益。
边角煤安全高效开采技术
边角煤赋存条件复杂，主要特征：一是块段形状的不规则性，有三角形、梯形、树叶形等，形状的不规则决定了现有大型综采设备的不适应；二是煤厚变化的不稳定性，即受断层、冲刷带等地质因素的影响，煤厚变化大，决定了采用现有的工艺装备回采的不合理性；三是开采条件的
排的开始时问、结束时间和反向内排持续时间计算方法，并且得出了反向内排高度计算方法。为了
减小露天矿的运输费用，在转向期间，提出采用 “ 枝状 ” 开拓运输系统，即 “ 树筑路式 ” 组沟开拓运输系统，并且提出了其布置形式以及其适用条件。
经济、社会、环保效益明显。
特大型近水平露天煤矿端帮靠帮开采理论
及开拓运输系统优化研究
本课题属于采煤类露天开采。使用了（）靠帮开采基本原理和方法；（）端帮边坡的二次设１２
计；（）时效边坡理论与方法；（）端帮靠帮开采条件下开拓运输系统；（）提出了露天矿采区转３４５向期间采用反向内排的方法，及反向内排期间排弃通道的设置，建立了运距计算模型，得出反向内
２１第５期００年
煤
炭
工
程
许值范围内，实现不迁村采煤，并保护矿区生态环境。

煤峪口矿边角煤炭资源的开采

资源的可行性，出了开采边角煤炭资源的具体措施。提
关键词：角煤炭资源；炭资源开采；行性分析；峪口矿边煤可煤中图分类号：Ｄ２Ｔ８文献标识码：Ａ
１煤峪口矿矿井简介
煤峪口矿是一座开采历史悠久的老矿，目前煤炭资源趋于
枯竭，井隐患众多，掘衔接面临紧张局面。２０我矿领导矿采０９年
构造分析。从底板等高线图可以清楚看，７２８０下工作面煤层倾角为ｌ２，。近于水平，２底板等高线在９８９７９０ｍ之间。在掘１ｍ１
８０Ｔ作面上部于１９７２＿９３年８月至１９９４年５月采完之后，下部
ｌ２号３７区８００盘７２工作面处于分叉合并区、背后界外存在小
号、２１号层３７盘区第三材料斜井发生冲击地压，０造成第三材料斜井辅轨巷甩车场第一交叉点至同风巷甩车场第一交叉点之间１８ｍ巷道瞬间底臌（底臌高度２３ｉ）底臌抛出的煤体瞬间将两．ｎ、名左侧作业的矿Ｔ埋没，埋没深度约１右侧墙体垮塌１．ｍ，５０ｍ，
益，为我矿２００９年提前完成生产任务奠定了基础，为集团公司产量上亿吨做出了贡献。为此，对照集团公司的新定的奖励政策，我矿特申请给予资源回收补贴。
安全方面考虑当时弃采，同时由于冲击事故频发，同安全分局大
多次下发通知禁止生产。２０从０５年以来，１１１号、２号合并层３７０盘区冲击事故发生频率增加，累计发生５次较大的冲击，冲击强度和破坏程度也愈来愈大，曾多次造成Ｕ９拱形支架扭曲歪倒，２

边角煤开采在镇城底矿的应用初探

收稿日期：０１０— ５２１－３０
边角煤开采在镇城底矿的应用初探
何福胜
（．原理工大学，１太山西太原，３０４２西山煤电集团镇城底矿，西古交，３２３００２；．山０００）
摘
要：底矿由于断层多且比较发育、镇城煤层顶底帮弱、部地方低于奥灰水水位超过局
９０ｍ属于带压开采等不利因素形成了很多边角煤地段。该矿南一、东二采区都已进入收
尾阶段，由于断层切割、无炭柱的影响留下多处不规则段。此类边角煤及煤柱在采区收尾
封闭前如不及时回收，将会丢失。为了延长矿区寿命，尝试采用轻型支架放项煤工艺进行
ＳＩＥＨＩＦＲＡＩＮＤＶＬＰＥＴ＆ＥＯＯＹＣ－ＣＯＭＴＯＥＥＯＭＮＴＮＣＮＭ
文章编号：０５６３（０）３００ — ３１０ — ０３２１１— ２６０１
２１年第２卷第１期０１１３
有的分层开采的上组煤已经开采，这样就使得边角煤顶板面临
破碎、围压力大、隙水、周裂老空水、瓦斯溢出、采空区封闭等灾害的威胁，从安全角度出发，就必须加强安全技术管理措施。形成边角煤的主要原因有：一是受截面比较大的无炭柱、落差大的
生产采区留下了残余块段及小煤柱，即边角煤。边角煤赋存形式
多种多样，主要有以下几种：一是边角煤块段的多形状性（梯形
状、平行四边形状、三角形状及不规则状等）这就造成我国现有，大型综采设备无法适应它的多变性。二是煤层成型厚度比较大，也就是煤层厚度的多变性，比如在这个采区煤层有５５Ｔ厚，．Ｉ／而在下一个采区就可能是２５３４ｍ厚。有时候在同一个采区煤．ｍ～．

煤矿边角煤开采技术探析

煤矿边角煤开采技术探析基于持续开采矿井的影响下，很多残留的边角煤范围会出现在煤矿开采的中后期。

而对这一系列边角煤的回采，无论是对于科学应用资源，还是对于矿井使用寿命的延长、回采率的提升来讲，都有着非常重大的现实作用。

标签：煤矿；边角煤；开采技术0 引言因为煤矿资源是不可再生的，以及受到地质状况的改变等要素的影响作用，所以会存在较多的边角煤。

结合有关的统计资料证实，国内在生产原煤的时候，通常能够保持在大概50%的煤炭资源回收率。

怎样最大程度地回采边角煤，这是当今工程技术工作者存在的一大困难。

下面，笔者主要对边角煤开采技术的有关问题进行了简要地分析。

1 煤矿边角煤开采需要坚持的原则对边角煤的开采能够实现我国煤炭产量的提升，推动我国深入提高能源生产能力。

然而，因为边角煤的特点，在进行开采的时候应坚持相应的原则，只有如此，才可以确保开采效率的提升。

并且，为了确保安全地开采边角煤，需要坚持下面的一些原则：立足于固有生产能力的原则、确保正常开采次序的原则、搞好技术调研的原则、灵活选择开采装置的原则。

1.1 确保正常的开采次序因为边角煤的分布较为特殊，在进行开采的时候，应兼顾其跟正常工作面间的开采次序。

处在开切眼周围的一部分新型工作面，会面临难以在后期开采边角煤的现象。

为此，在进行开采的时候，应兼顾开采的次序，确保正常的开采，即首先对边角煤进行开采，而后开采正常的工作面。

1.2 立足于固有的生产能力作为一种开采能源的煤矿生产来讲，开展有关工作的关键所在是确保盈利。

倘若最后的开采成本要比实际的经济效益大，那么企业会面临亏损的现象，开采边角煤也丧失了应有的价值。

为此，在开采边角煤的情况下，先是应立足于固有的生产能力，尽量地应用固有的生产系统与装置，科学地购置新装置，实现对生产成本的有效控制，以及注重有关的管理工作。

1.3 灵活选择开采装置边角煤工作面较为复杂，并且距离比较短。

为此，在开采装置的选用中，应兼顾这一点，通常选用适宜搬运、应用灵活、构造简单的装置，从而跟开采工作的要求相符合，最终实现煤矿生产效率的提升。

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霍宝干河煤矿边角煤开采可行性研究及试行方案的报告霍宝干河煤矿有限公司二〇一二年七月边角煤开采方案根据集团公司关于边角煤开采推进会工作安排要求，我们通过对中煤东坡煤矿及神华布尔塔煤矿的考察，结合我们干河煤矿实际情况，在一采区各工作面开采过程中，由于受构造及村庄等影响，形成的边角煤、块段煤较多，为了合理开采边角煤、块段煤，就开采方案汇报如下：一、边角煤连采目的、意义及条件、：1、开采的目的和意义：①首先由于机械化采煤水平的不断提高，构造影响及其他条件影响形成的边角煤、块段煤不断增加；其次干河矿2#煤对霍州煤电属资源稀缺煤种，必须精采细采，提高资源回收率，保证配洗需要；其三现在开采可利用现有采区系统，一起把采区内的煤回采结束，不需二次配套系统。

②为下一步村庄下开采探求路径。

③为快速掘进、提高万吨掘进率寻求技术支撑。

2、边角煤连采必须具备三个条件：①开采范围内瓦斯为低瓦斯煤层。

②开采范围没有水的影响，水文条件较好。

③煤层顶板条件完整。

二、霍宝干河煤矿概况：干河矿井设计生产能力：210万T/a。

矿井与2010年3月份投产，现主要开采一采区2#煤层，一采区右翼2-106已回采完毕，一采区左翼已回采完毕2-101、2-100两个工作面，2-103工作面正在回采，预计2012年9月份结束，衔接2-112工作面。

从已开采的工作面采集的资料来看煤层结构相对简单，煤层平均厚度4m，煤层夹矸0.2m左右，煤层结构简单，煤层倾角3-8°，直接顶为泥岩，泥质结构疏松,易风化,层理发育，基本顶为K8中砂岩，坚硬密实,裂隙不发育。

期间由于受断层及保安煤柱影响，在采区内留有多块段边角煤。

根据已开采的工作面情况，2-101工作面最大涌水量100m2/h，正常涌水量50m2/h，2-106工作面最大涌水量20m2/h，正常涌水量10m2/h，2-100工作面最大涌水量10m2/h，正常涌水量5m2/h，从已开采的工作面涌水情况分析开采是安全的。

干河矿一采区2#煤层属低瓦斯煤层，根据《2011年瓦斯基础参数测定报告》批复为低瓦斯煤层，瓦斯绝对涌出量为2.99，相对涌出量为0.53，煤层自燃倾向性属Ⅱ级自燃煤层，煤尘爆炸指数为32.77~37.50%，具有爆炸性。

可采用连采机开采。

三、河矿一采区各类影响压煤情况：总计1245.6万吨。

1、干村庄压煤总量：927万吨，其中2-103外部受村庄影响，压煤量70万吨，2-112工作面外部影响压煤160量万吨，一采区左翼村庄压煤量697万吨。

2、区段煤、块段煤压煤总量：318.6万吨，见下表。

四、上马连采机实施步骤：1、首先解决边角煤、块段煤、构造影响压煤，不考虑村庄等压煤，村庄下开采待边角煤开采成功后，还需请科研院所研究制定开采方案。

2、实验成功后根据现场条件全面铺开，并为全局推广提供技术保障。

五、边角煤开采工作面确定：根据干河矿现状，连采工作面确定在2-112受F15断层影响5号块段试采。

根据我们考察得知，旺格维利短壁式采煤法在东坡煤矿开采回收率大概为53%左右，而且相对工艺简单、通风及巷道布置比较合理，相对于边角煤、构造压煤及村庄下压煤比较适应。

六、边角煤短壁开采暂定方案：1、干河煤矿2-112外段煤层赋存条件：煤层倾角在2-6°之间，属于近水平煤层，煤层为1、2#煤合并层，厚度4米。

①顶底板条件：直接顶为砂质泥岩：厚度6.35m，夹细粒砂岩条带，下部见较丰富的植物茎化石碎片。

直接底为粉砂岩厚度2-3.5m，顶部见少量植物化石碎片。

基本底为泥岩:厚度2-10m，厚层状，均匀层理，松软。

②瓦斯情况：该区段2#煤层属低瓦斯煤层，短壁连采范围预计瓦斯绝对涌出量为0.5-1.0m /min,为低沼气煤层，煤层自燃倾向性属Ⅱ级自燃煤层，煤尘爆炸指数为32.77-37.50%，具有爆炸性。

③涌水情况：根据已采工作面回采时涌水量情况，回采时出水水源主要为顶、底板水。

因此，本工作面预计正常涌水量按5m3/h —10m3/h 设防，最大涌水量按30m3/h设防。

2、开采方案：利用原2-1122巷双巷布置准备巷道，在原2-1122巷道左侧20米处再施工一条巷道作为回风巷道，原1122巷作为进风巷，每50米布置一条联巷，隔165米施工两条支巷，支巷间距20米，在主运巷后部再以204°方位角掘送两条主运巷，每间隔20米掘送支巷，主要推采外部不规则三角区部分，村庄煤柱预留，采用双翼对拉旺格维利巷道布置，每采3-5个支巷留设一段10米煤柱，采硐长度9米（回采时根据顶板变化情况及时调整）。

3、巷道断面与支护：准备巷道、工作面支巷均采用锚网梁锚索联合支护，巷道宽度为满足连采机与锚杆钻车的同步施工要求（连采机宽度（3300mm、钻车宽度3400mm），设计断面为宽×高=5400×4000mm 可满足要求（连采机和钻车掘进时交替在工作面作业、避车在联巷内），顶板支护采用Φ25×2500mm金属高强锚杆，每排7根，排间距800×850mm，顶板铺设钢筋网，每排施工3根Ф17.8×8300mm锚索，排间距3200×1700mm，帮锚杆采用Φ20×2000mm金属高强锚杆，每排5根，排间距800×870mm，帮部铺设树脂纤维网，在支巷端头配套两架履带式行走支架，对三角区进行支撑。

4、开采方式：采取后退式开采方式，，先里后外，先左后右交替进刀顺序，每刀煤之间留设1.2米煤柱，采取煤柱支撑法管理顶板。

回采完毕后及时对采面进行密闭处理。

5、通风方式：主运巷采取全负压通风，掘面和采面采取局部通风机通风，局扇安装在主运巷外30米范围内。

煤柱宽度计算6、煤柱宽度计算：在短壁采煤工艺中，留设的煤柱主要包括支巷隔离煤柱、主运巷护巷煤柱、相邻采硐间煤柱及大巷护巷煤柱。

在不同的煤层赋存地质条件和不同的顶板管理方式下，鉴于各种煤柱所起作用不同，对煤柱尺寸和支撑能力要求也完全不同。

根据回采工作要求，回采工艺的顶板控制分为煤柱支撑顶板和顶板自行垮落2种方式，垮落法管理顶板可减轻条形煤柱的支承压力，而支撑顶板则要求煤柱具有一定的支撑能力，保障回采期间顶板安全。

因此对煤柱的留设需进行详细计算和分析。

（1）煤柱设计理论目前主要有两种用于煤柱设计的理论，一种是极限强度理论，另一种是逐步破坏理论。

①极限强度理论极限强度理论认为：如果作用载荷达到煤柱的极限强度时，煤柱的承载能力降低到零，煤柱就会破坏。

即煤柱的破坏准则为：zl F σσ≤⋅ （2-1）式中 σ—作用在煤柱上的应力；F —安全系数；在大面积开采水平煤层的情况下，当煤柱的形状都相同时，每个煤柱将均匀地承受煤柱上方及煤柱周围1/2跨度范围内的巷道上方上覆岩层的重量。

煤房宽度为W0，对一个长度为Lp ，宽度为Wp 的煤柱，煤柱上的平均载荷为：v p p h p p p p L W W W h L W L W W W σγσ)1)(1())((0000++=∙∙++= （2-2）式中：v σ—深度为h 的地层处开采前的原岩应力，MPa ；h γ—顶板岩层的平均容重，N/m2。

用R 表示开采比，即采出面积与煤层原有总面积之比，则：v R σσ-=11 （2-3）在计算煤柱极限宽度时，并考虑应力集中现象产生的应力增量系数k ，代入得：p p k F R σσ∙∙∙-=11 （2-4）② 逐步强度理论由于巷道两侧的煤体中有应力集中，结果在煤柱中形成了两个区域：一个是在煤柱周边的塑性区，另一个是在煤柱中心部分被塑性区所包围相对来说未受扰动的柱核区。

在塑性区，煤柱遭到不同程度的破坏及产生一定的流变，但由于塑性区的约束和支承压力区较高的侧压力作用，提高了柱核区的强度，从而使煤柱核区基本上处于弹性变形状态，如图所示。

煤柱屈服区及其弹性核区A.H威尔逊通过大量的实验得出了屈服区宽度Y与采深H和采厚M 之间的关系为：=（2-5）MH.0Y00492有核区煤柱的最小宽度采用下式计算：=（2-6）kYa2式中，k—为安全系数，一般取1.2～1.4；工作面各类煤柱计算（2）大巷护巷煤柱该短壁工作面西东侧采区大巷范围内要求顶板不垮落，因此条形煤柱（房间煤柱）必须有稳定的核区存在，因此采用逐步破坏理论计算条形煤柱最小宽度。

依据工作面情况，埋深H按最深点450m计算，煤的比重γ取1.45t/m3，煤层开采厚度H取4.2m，安全系数k取1.4。

将上述数据代入公式（2-5）得，Y =9.3m。

将Y带入公式（2-6）得，a =26m，取30m。

（3）相邻采硐间最小煤柱宽度计算相邻采硐间的煤柱不作为永久性支撑煤柱，按无核区煤柱考虑，但要求煤柱能够支撑采硐上部直接顶的重量，以保证连采机在开采过程中直接顶不垮落。

根据顶板和煤柱作用关系，可以简化假设为上覆条形区域顶板为梁结构，其对煤柱的作用力为均布载荷，煤柱则可视为一系列可动铰支座来支撑上位岩梁。

即假设为刀间煤柱-顶板的“连续梁”模型，模型简化过程如图所示。

图2-3 “连续梁”结构煤柱支撑力示意图依据该工作面情况，采硐宽度取 3.3m，煤块单向抗压强度取c 为18.4MPa，煤层开采厚度为4.2m，通过模拟得出，在相邻采硐间煤柱为0.8m时可以支撑上部直接顶的重量，我们采取保守数值：即同支巷相邻采硐间的煤柱宽度留设为1.2m。

（4）支巷间煤柱尺寸计算短壁工作面要求顶板不垮落，因此护巷煤柱为永久煤柱，需按有核区煤柱考虑，通过上述分析计算，煤柱最小宽度取10m。

七、设备配备：根据我们考察掌握的信息，在矿井使用的设备中，太原煤科院的连采机及配套系统相对比较成熟，能够满足矿井的生产要求，通过和三一重工及上海创立的设备对比，建议使用太原煤科院的设备，预计配备装备如下表：设备配备表八、短壁开采工艺：1）工作面掘进工艺：设备布置完毕后，由连采机、间断运输系统组成快速掘进系统、配备四臂锚杆钻机用锚杆支护，连采机掘进与锚杆机支护交替作业。

即连采机在支巷掘进一个循环，然后退出连采机，锚杆机进行支护，待锚杆机支护完毕后，连采机和间断运输系统再进行支巷掘进。

2）工作面回采工艺：两台行走支架配合连续采煤机采用双翼斜切进刀后退式采煤法进行煤炭开采。

采硐与支巷呈45°角。

采硐尺寸为：长×宽×高=9m×3.3m×4m。

区段内支巷回采顺序为：由里向外后退式交错回采两翼。

支巷内回采顺序为：由支巷迎头向支巷开口位置后退式回采。

3）顶板管理：①为便于连续采煤机进刀回采及顶板控制，每相邻两个采硐间留设1～1.2m煤墙，各支巷口留设10m护巷保护煤柱。

支巷内每3~5个采硐留设5m宽煤柱，支巷内左右两侧5m宽煤柱平行布置。

②在工作面正常回采过程中采用两台型履带行走式液压支架支护顶板。