综采放顶煤无煤柱采煤技术——发表

无煤柱开采技术在煤矿中的应用摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。

无煤柱开采技术在煤矿开采中发挥着重要作用，应用无煤柱开采技术可以进一步提升煤矿的开采质量和效率。

但是，在其应用过程中也出现了一些问题，例如沿空留巷采用的充填材料和设施设备成本较高、沿空留巷理论无法适应围岩控制的实际需要等，必须在深入探究如何合理有效地发挥无煤柱开采技术的基础上，制定针对性的措施对其应用问题加以调节和完善。

基于此，本文首先分析切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形特征，其次探讨无煤柱开采技术在煤矿中的运用，最后就无煤柱开采技术应用的注意事项进行研究，以供参考。

关键词：无煤柱开采；技术分析；煤矿生产引言煤炭是我国的核心能源资源，为国民经济的发展提供了重要支撑，目前多数煤矿在开采过程中主要是采用了以留设护巷煤柱为核心的综采技术方案。

随着煤炭资源的不断开采，井下煤炭资源不断减少，传统的预留煤柱开采所存在的煤炭回采率低、巷道掘进工作量大、综采成本高的不足愈加明显，因此迫切需要开发新的井下综采技术方案，满足高效、绿色、经济的开采要求。

1切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形特征根据大量现场实践结果，将切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形分为3个阶段。

阶段Ι：直接顶开始下沉至完全垮落阶段。

煤层被开采后，采空区直接顶岩梁开始下沉，由于预裂切缝接触面之间存在一定的摩擦力，采空区顶板下沉时对巷道顶板岩梁会产生向下的拉力，顶板变形量缓慢增长。

阶段Ⅱ：基本顶下沉至触矸阶段。

直接顶垮落后，在自重和上覆岩层压力作用下，顶板岩梁发生折断，并快速下沉运动，顶板下沉量迅速增大。

阶段Ⅲ：基本顶触矸至稳定阶段。

基本顶触矸后，矸石在顶板压力的作用下逐渐被挤密压实，矸石承载能力不断增强。

随着矸石的密实度增大顶板压力逐渐转移到实体煤帮和采空区矸石，顶板下沉减缓。

而巷道两帮由于顶板压力作用造成横向挤压变形增大，容易发生碎石帮臌出变形。

2无煤柱开采技术在煤矿中的运用分析2.1明确切顶高度煤矿开采中应用无煤柱开采技术，关键要点就是巷道顶板双向爆破技术，利用巷道顶板双向爆破技术，能够对顶板本身的受力情况加以调整和改变。

综采放顶煤无煤柱开采自燃预防技术分析了综采放顶煤工作面无煤柱开采自然发火的特点与规律，结合综采放顶煤工作面实际条件和各种防灭火技术的特点，以灌浆、注胶防灭火技术为主要手段，因地制宜，合理地运用堵漏、均压、灌浆、注胶对综采放顶煤工作面煤层火灾进行防治。

标签：综采放顶煤工作面无煤柱开采自燃特点及规律自燃预防技术0 引言综采放顶煤无煤柱开采技术，由于不留煤柱、工作面推进速度快，提高了采区资源回收率，经济效益明显提高。

但由于在巷道沿空侧采空区有一条约10m 宽，数米高的松散浮煤带；顺槽沿空侧有相邻区段遗留的大量松散煤体，该煤体因受相邻区段开采影响已部分氧化升温；沿空侧空隙率大，易于形成较强的漏风等特点，使沿空巷道和相邻采空区更易发生自燃火灾。

1 综采放顶煤采用无煤柱综放开采技术导致矿井在实际生产过程中出现工作面一侧或二侧与采空区相邻，而相邻采空区的遗煤在其回采过程中已经与氧接触过，发生了氧化，煤体温度有一定程度的上升，自燃性增强，从而在新顺槽服务期间增加了发生煤层自燃的可能性。

再加上顺槽沿煤层底板和邻近采空区边缘掘进，服务时间长，导致了工作面顺槽巷道煤巷自燃火灾发生频率增加。

尤其是综放面无煤开采技术形成的“孤岛”工作面，两道顺槽顶煤和相邻区段采空区浮煤更易发生自燃，且一旦形成自燃（或高温区）将更加难以治理。

2 易燃煤层无煤柱开采自然发火的规律2.1 综放工作面开采线、停采线自然发火比较严重原因是由于工作面的开切眼断面大，受矿压影响采空区顶板易压裂破碎，空隙大且多，造成漏风供氧；停采前20～30m左右，工作面不放顶煤，采空区遗煤多；若不能及时撤面、封闭，自燃危险性会进一步增加。

2.2 回采期间采空区二道存在自然发火威胁从采空区浮煤分布情况看，两端头支架处顶煤回收率低，遗煤多且松散堆积，两巷由于自然风压影响微量风流从进风侧隅角扩散渗漏至回风侧隅角，由于通风阻力加大，风流小，而经过长时间氧化聚热不能被吹散带走，进入采空区后，使采空区二道遗煤温度有可能较高，就可能发生采空区遗煤自燃。

综采工作面过无碳柱安全技术措施我矿xx综采工作面初采过程中，工作面内，遇一无碳柱，影响工作面的正常回采，经矿委讨论，打算使用松动爆破方式破岩采煤机割岩装岩的方法进行推动，为确保施工作业平安有序，特制订本措施，望相关科队严格执行。

一、施工设计：1、该无炭柱位于78号支架至95号支架之间，长约25.5m，全采高均无煤。

2、炮眼布置及装药：（1）采纳气动帮锚杆钻机进行打眼。

（2）炮眼布置：①无炭柱段炮眼布置：工作面为半煤岩时炮眼间距1m，眼深1.5m，距刮板输送机0.2m下倾10°-15°进行打眼；工作面为全岩时底眼间距1m，眼深1.2m，距刮板输送机0.2m下倾10°-15°进行打眼，顶眼间距1.5m，眼深1.2m，距顶板0.4m水平进行打眼。

②在布置炮眼时，尽可能增加炮眼密度，削减装药量，使爆破后矸石，形不成大块，严禁浅眼爆破。

（3）顶眼每眼装药量不得超过0.3kg，底眼不得超过0.4kg，依据岩层的软硬程度适当调整装药量，以放震惊炮为准。

（4）爆破采纳1-5段毫秒电雷管煤矿许用三级乳化炸药，必需一次装药一次爆破，每次爆破长度不得超过10m。

（5）爆破时用废旧皮带对爆破点四周20m范围内的全部设备进行爱护。

4、爆破后，使用采煤机清矸。

5、工作面每推动两刀煤后（1.2m），对无炭柱再次进行打眼爆破。

二、风险提示：1、工作面打眼前，未支设临时贴帮柱，易造成片帮伤人事故。

2、工作面打眼前，未对工作面顶板活矸进行处理，易造成落矸伤人事故。

3、工作面打眼时，未对采煤机、刮板输送机进行断电闭锁，易造成伤人事故。

4、工作面爆破前，未对爆破段支柱进行加固，易造成爆破推柱事故。

5、工作面爆破前，未对爆破段电缆及管路进行爱护，易造成管线的损坏。

6、工作面爆破前，未将采煤机停在机尾或采煤机距爆破点过近，易造成爆破损坏采煤机事故。

7、工作面爆破段，未按作业规程要求进行支护，易造成工作面漏顶事故。

煤矿开采新工艺一、无煤柱综采技术介绍无煤柱综采技术是一种新型的煤矿开采方法，其主要特点是在煤层中不留煤柱，而是通过支护和控制技术确保煤层的稳定性。

这种技术的核心是利用现代化的煤矿开采设备和智能化的控制系统，实现煤层的高效开采和安全生产。

无煤柱综采技术采用连续开采的方式，通过控制煤层的倾斜角度和斜度，使得煤层能够自动向下倾斜，避免了传统方法中需要留置煤柱来支撑煤层的问题。

同时，无煤柱综采技术还可以通过智能化的控制系统，实现全自动化的生产过程，从而大幅提升生产效率和降低人力成本。

二、无煤柱综采技术的优势1. 提升煤矿开采效率：无煤柱综采技术能够实现全自动化生产，节约人力资源，提高开采效率。

2. 降低煤矿事故风险：由于煤层中没有煤柱，避免了煤柱崩塌引起的事故风险，提高了安全生产水平。

3. 减少煤炭资源浪费：无煤柱综采技术能够有效利用煤炭资源，减少了资源的浪费和环境污染。

4. 促进煤炭行业升级：无煤柱综采技术是煤炭行业向现代化生产方式转变的重要一步，有利于促进行业的升级和发展。

三、无煤柱综采技术的应用前景无煤柱综采技术作为一种新型的煤矿开采技术，具有明显的优势和广阔的应用前景。

随着煤炭资源的逐渐枯竭和煤矿安全生产的要求不断提高，无煤柱综采技术将成为未来煤矿开采的主流技术之一。

目前，我国煤矿生产技术已经经历了从传统开采方式向现代化生产方式的转变，无煤柱综采技术的应用将为我国煤矿行业带来新的发展机遇。

同时，无煤柱综采技术的推广和应用也需要加强研发和培训，提高技术水平和安全生产意识，确保技术的稳定性和可靠性。

总之，无煤柱综采技术作为一种新型的煤矿开采技术，具有显著的优势和广阔的应用前景，有望成为未来煤矿开采的主流技术之一，为我国煤矿行业的发展和升级注入新的活力。

希望未来，在政府的支持下和企业的努力下，无煤柱综采技术能够实现快速推广和广泛应用，为我国煤矿行业的健康发展贡献力量。

无煤柱开采原理
无煤柱开采原理是一种新型的煤炭开采方式，它是在煤矿开采过程中，通过合理的设计和布置，使得煤层中的煤柱不再存在，从而实现煤炭的高效开采。

这种开采方式的出现，不仅可以提高煤炭的开采效率，还可以减少煤矿事故的发生，保障矿工的生命安全。

无煤柱开采原理的核心是通过合理的采煤工艺和支护方式，使得煤层中的煤柱不再存在。

在传统的煤炭开采方式中，煤层中的煤柱是不可避免的存在，这些煤柱不仅会影响煤炭的开采效率，还会对矿工的生命安全造成威胁。

而无煤柱开采方式则通过合理的设计和布置，使得煤层中的煤柱不再存在，从而实现煤炭的高效开采。

无煤柱开采方式的实现需要依靠先进的采煤工艺和支护技术。

在采煤工艺方面，无煤柱开采方式采用了先进的综采工艺，通过合理的布置和设计，使得煤层中的煤柱不再存在。

在支护技术方面，无煤柱开采方式采用了先进的液压支架技术，通过液压支架的调整和控制，实现对煤层的有效支护，保障矿工的生命安全。

无煤柱开采方式的出现，不仅可以提高煤炭的开采效率，还可以减少煤矿事故的发生，保障矿工的生命安全。

在实际应用中，无煤柱开采方式已经得到了广泛的应用和推广，成为了煤炭开采领域的一项重要技术。

未来，随着科技的不断进步和技术的不断创新，无煤柱开采方式将会得到更加广泛的应用和推广，为煤炭开采行业的发展做出更大的贡献。

煤矿井下综采工作面放顶煤采煤工艺应用分析标准摘要：煤炭是我国能源结构的主体，对于我国的经济发展具有极为重要的意义，因此，煤矿开采的效率和质量直接影响到煤炭的产量，同时还会对地区经济的发展产生直接影响，因此，本文主要针对煤矿开采过程中的放顶煤采煤工艺的应用进行了分析和论述。

关键词：煤矿井下；综采工作面；放顶煤；采煤工艺；应用分析1综采工作面放顶煤采煤工艺特点在进行井下综合煤矿开采工作时，由于开采作业的难度系数比较大，因此在进行煤矿开展之前要着重对煤矿开采的工艺及相关的技术手段进行改造，同时结合多台煤矿运输机器，方便多个煤矿采集点共同作业。

另外，在对煤矿开采工作进行技术改进时，要结合开采煤矿的现场实际情况，选择安全且能提升采集效率的技术应用在开采现场，同时也要注意节约开采资源，避免能源过度消耗，最大限度的对开采活动中心进行安全管理以保障开采工人的施工安全。

可以从以下几个方面来对顶煤开采技术的特点进行描述。

1.1增加了煤炭产量在进行开采作业时，至少需要两个出口来方便采煤工程运行，这种技术不仅能够提升煤矿开采作业的效率，同时也能够保障煤矿的运输效率，是一种安全性较高的精简煤矿开采技术。

对于采煤工作而言，提高煤炭的产出量是非常重要的，放顶煤采煤技术可以有效的提升煤炭采出率，降低在在采煤过程中造成的煤炭浪费现象，有效提高了矿山的出煤率。

1.2使用大量先进的仪器设备在进行顶煤采煤技术时，需要借助先进的仪器设备来完成开采过程的机械化进展。

目前，我国针对采煤工作的相关工艺技术发展速度迅猛，在进行放顶煤采煤工作时，会采用一些比较先进的仪器设备来作为辅助工具，增加采煤效率，这些仪器设备的成本较高，需要聘请专业的操作人员来对设备进行操作，同时在使用过程中也要注意保养和管理，尽量降低仪器设备在使用过程中出现的老化现象，延长仪器设备的使用寿命，进而降低放顶煤工业技术的使用成本。

2综采工作面放顶煤采煤工艺实际应用2.1采煤机割煤割煤是作业基础环节，选择斜切进刀方式作业，用于煤体切割。

深井综采工作面无煤柱沿空留巷施工新工艺我国煤矿的开采深度以每年8-12m的速度增长，东部矿区较早地进入深部开采，随着矿井的开采深度增加，地质条件越来越复杂，煤层倾角变大，水平应力和垂直应力急剧升，而且水平应力的影响明显增强，个别区域甚至超过垂直应力的影响，这就导致了相应开采难度也越来越增大，呆滞煤量开采难度更大，深部矿井面临找煤扩量，减少资源丢失问题，同时由于过多的区段煤柱留设，带来应力集中引起的顶板灾害。

深矿井开采的无煤柱沿空留巷就是今后煤矿开采的新途径。

孙村煤矿无煤柱沿空留巷施工工艺，提出了切实有效的应用技术，通过实施断顶、注浆锚索加固、巷旁挡矸、挂网喷浆等综合手段，在2318等工作面，取消区段煤柱改善顶板应力分布，取得了良好的效果。

标签：锁边;加固;断顶;挡矸;喷浆0 前言我国煤矿的开采深度以每年8-12m的速度增长，东部矿区较早地进入深部开采，目前在浅部的矿井最终也会进入深部开采。

深部开采出现的主要问题是巷道矿压显现强烈，围岩软化，变形速度高，变形量大，维护困难。

回采工作面两端的区段巷道长期以来一直沿用留煤柱的方法进行维护。

采用煤柱维护区段巷道，煤炭损失量很大，一般占全矿煤炭损失总量的40%左右。

因此，研究区段间无煤柱护巷技术，对大多数煤矿企业无论是从提高煤炭资源回收率还是降低巷道掘进率上来讲都是行之有效的良好手段。

受上部或相邻回采工作面采空区影响，巷道围岩条件极为复杂，过老巷、采空区、煤柱集中压力区、复合顶板等特殊情况较多，巷道位于不稳定岩体中，围岩强度低、稳定性差，普遍需要后期进行扩修和加固，特别是深部围岩所处的“三高一扰动”复杂环境，给沿空留巷技术的应用带来一系列的新问题，巷道围岩压力增大，动载扰动增多，围岩变形量显著增大，使常规的锚杆（索）+充填体支护技术已不能满足支护要求，巷道维护变得异常困难。

深矿井开采的无煤柱沿空留巷新工艺的成功，是今后煤矿开采的新途径。

1 留巷情况孙村煤矿自2017年以来开始实施无煤柱沿空留巷，分别在2、3、4、11、13层煤等工作面进行了实施，无煤柱沿空留巷长度近2000米。

无煤柱开采原理无煤柱开采原理是一种新型的煤炭开采方法，它能够避免传统煤矿开采过程中产生的煤柱，有效提高煤炭的采收率和安全性。

本文将从无煤柱开采的概念、原理、应用前景等方面进行阐述。

一、概念无煤柱开采是指在煤矿开采过程中，不留下任何煤柱，即将煤层全部开采出来，使得地下煤炭资源得到最大程度的利用。

传统的煤炭开采方法中，为了保证矿井的稳定性，需要在煤层之间留下一定宽度的煤柱，这样会导致大量的煤炭无法开采，浪费了宝贵的资源。

而无煤柱开采则通过合理的支护和采煤工艺，实现了对煤层的全面开采。

二、原理无煤柱开采的关键在于合理的支护和采煤工艺。

首先，需要选用适合的支护方式，如钢支架、压杆等。

这些支护设备能够有效地支撑煤层，保证工作面的稳定性。

其次，需要采用合适的采煤工艺，如长壁工艺、割缝工艺等。

这些工艺能够将煤层分割成小块进行采煤，避免了传统开采中的煤柱留存问题。

此外，还需要合理布置通风系统、水力系统等设施，确保工作面的安全运行。

三、应用前景无煤柱开采技术在煤炭行业中具有广阔的应用前景。

首先，它能够大幅提高煤炭的采收率。

传统开采方法中，煤柱的存在导致了很大一部分煤炭无法开采，而无煤柱开采则能够将这些煤炭全部开采出来，提高了资源的利用率。

其次，它能够提高矿井的安全性。

传统开采中，煤柱的存在会增加矿井的压力，导致矿难事故的发生。

而无煤柱开采则通过合理的支护和采煤工艺，减少了煤层的应力集中，提高了矿井的稳定性和安全性。

最后，无煤柱开采还能够减少煤炭开采对环境的影响。

传统开采中，煤柱的留存导致了大量的煤炭无法开采，同时也增加了矿井的开采量，对环境造成了不可忽视的影响。

而无煤柱开采则能够最大限度地减少对环境的破坏。

无煤柱开采作为一种新型的煤炭开采方法，具有广泛的应用前景。

它不仅能够提高煤炭的采收率和矿井的安全性，还能够减少对环境的影响。

随着科技的不断进步，无煤柱开采技术将进一步完善和推广，为煤炭行业的可持续发展做出重要贡献。

用心专注，服务专业
综采放顶煤技术
综采放顶煤技术是在特厚煤层（或分层）底部布置综采工作面，采底煤同时利用矿压及辅助措施破煤，将支架上的顶煤放出的新型煤炭开采技术。

具有生产集中、系统简单、掘进率低、节省大量设备和人力、对煤层地质变化适应性强等特点。

主要适用于厚度５m以上的特厚煤层的开采。

该项技术主要内容。

顶板、顶煤运动规律及地表移动与岩层移动控制技术，顶煤冒放性规律及提高可放性技术，综放采区及工作面提高回采率技术，综采放顶煤成套装备（主要包括放顶煤支、后部刮板输送机、可放煤端头支架等），综采放顶煤工作面主要尘源防、灭尘技术与装备，综放采区与工作面瓦斯防治技术与装备，综放防灭火技术与装备等。

主要技术经济指标。

条件较好的工作面达到年产250-300万t，条件复杂的工作面达到年产100万t以上。

生产成本比一般分层综采降低10%；回采率：工作面回采率达到85%；采区回采率达到75%；粉尘含量不超过同等条件分层综采工作面的指标；综放工作面不发生重大瓦斯、火灾事故。

1 综采工作面放顶煤开采工艺概述放顶煤开采工艺主要应用于厚煤层的开采之中，在开采厚煤层的过程中，需要将煤层分为上下两层，如果直接切割开采下层煤炭，就会导致上层煤层缺乏支撑力，因此，在开采厚煤层的过程中，可从地下煤层下方两米处开始开采，等该部分煤炭开采完成之后，再用其他煤炭开采设备收集运输上层碎煤或者碎渣。

随着放顶煤开采工艺的应用，煤层开采厚度也在逐渐增加，现阶段已经提高到10～12 m，并且有效提升了煤炭开采效率，在煤炭开采期间，通过对开采条件的限制，可以实现合理布局，对煤尘实现有效控制，虽然放顶煤开采工艺有着明显的应用优势和广阔的应用前景，但是其技术应用要求较高，并且涉及的参数范围大，因此，如果任意一项参数出现错误，都会影响放顶煤开采技术的应用效果，这就需要工作人员在技术应用期间加强对开采数据的收集与分析，提升开采工艺的应用效果。

2 放顶煤采煤工艺应用优势在厚煤层开采的过程中，开采步骤主要包括切割煤层和放煤，两个步骤密切联系，如果某一步骤的效率较低，则必定会影响到另一步骤的效率，因此，应用放顶煤采煤工艺可以有效提升采煤效率，使得采煤空间得到扩大，并且实现持续采煤，避免浪费时间。

在一般情况下，采煤活动是单口进行的，而利用放顶煤开采工艺，就可以双口采煤，提升煤炭开采量，并且降低人工操作的工作量，避免员工长期处于高强度的工作压力之下，减少人工操作失误率，与此同时，相较于一般采煤技术，放顶煤开采工艺可以减少员工处于危险环境中的时间，从而提升开采安全性。

在煤炭开采的过程中，利用放顶煤开采工艺可以在提升出煤量的同时延缓采煤进程，也就降低了瓦斯爆炸的风险，同时提升了矿井内部的防火防尘工作的有效性，此外，放顶煤开采工艺对厚煤层以及矿井都有一定的防护作用，例如，放顶煤开采工艺中的黄泥灌浆、喷射阻化剂以及束管监测系统等技术的应用，都提高了采煤工作的安全性。

3 放顶煤开采工艺流程及技术应用要点3.1 放顶煤开采工艺流程在放顶煤开采工艺应用的过程中，首先需要利用采煤机对煤层进行切割工作，一般情况下，为了提高割煤效率，会采用双滚筒采煤机，并且沿着工作面进行割煤操作，在割煤的过程中，需要倾斜割煤，进而由挡煤板、滚筒叶片以及输送机内的铲煤板完成装煤处理，如果煤层倾角不正常，就需要进行单向割煤，从而确保生产的安全性。

新型无煤柱开采技术的研究应用【摘要】无煤柱开采是一项先进的开采技术，它有利于提高煤炭回收率，同时也可以消除或减少因煤柱引起的灾害。

长期以来，为减少巷道掘进及回采期间的动压影响，在工作面设计煤柱时一般按20m留设，从而造成大量的煤炭资源浪费。

为此各单位都在积极利用无煤柱开采技术，所采用的方法有粉煤灰充填技术、化学材料充填等技术。

根据矿井地质条件，该单位采取了锚索梁、密集及单体支柱作为沿空留巷的支护方式，并取得了成功。

留巷期间为了防止向采空区露风，采用水泥袋装入黄土砌墙的方法进行封堵；采用顶板离层指示仪与十字布置法观测巷道顶板、底板和两帮的相对移近量，提供巷道矿压显现规律，为沿空留巷提供科学依据。

【关键词】新型无煤柱开采技术；投入成本低；效益明显；在中小型企业应用前景广阔1 概况1.1矿井概况康保矿业公司张纪井1998年投产，设计生产能力30万t/a。

受成煤环境影响该地区为贫煤区，资源紧缺。

该井31503采面下顺槽位于+900m水平北翼一采区，长度为432m、煤层平均厚度为4.0m，煤层平均倾角15°，属倾斜煤层。

1.2顶板根据31503采面下顺槽掘进巷道的揭露情况，巷道的直接顶为灰黑色的砂质泥岩，纷砂状及泥质结构，钙质胶结，半坚硬断口层次状，含植物化石，厚度为4.2m。

无伪顶存在。

1.3矿压资料据相邻工作面矿压观测资料，预计该工作面老顶周期来压步距为10m～16m，来压强度为1.2～1.35Mpa。

1.4煤的自燃煤层属二类自然发火煤，有自燃倾向性。

1.5水文地质该巷道煤系直接充水含水层为煤系砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层，且富水性较弱，因此对留巷无直接威胁。

2 巷道规格31503采面下顺槽的净断面规格为净宽×净高=4.0m×2.6m，采用锚梁网支护；为保证沿空留巷后的断面能够满足31505采面的通风、行人、运输等安全生产需要，同时预留出巷道变形的基本要求，因此沿空留巷的断面尺寸定为净宽×净高=3.0m×2.5m。

薄煤层无煤柱综合机械化开采技术应用摘要：薄煤层无煤柱综合机械化开采技术的应用，可以实现无煤柱与安全高效共采。

文章针对薄煤层无煤柱综合机械化开采技术在东盛煤业的应用，阐述其开采项目背景、开采技术的应用、开采技术效果分析与经验总结，并对该技术应用时采煤工作面设备配套及改进做了介绍。

关键词：薄煤层;无煤柱;综合机械化;效果分析引言某井田面积为2．6604km2，批准开采1号、2号、3号、9+10号、11号煤层，核定生产能力90万t/a。

多年来，煤炭企业结合矿井地质情况，一直致力于薄煤层开采技术的探索和改进，摸索出了一套切实可行的薄煤层无煤柱综合机械化开采技术。

1薄煤层开采现状当前国内外许多学者对薄煤层开采装备及技术进行研究。

国外对薄煤层开采进行研究的国家以德国为主，技术装备主要有螺旋钻机及刨煤机。

上世纪八十年代，我国开始引进德国生产的刨煤机，但效果不理想。

目前我国薄煤层的开采方法主要有炮采、薄煤层综采等，产量也逐渐上升。

其中也对薄煤层开采的顶板控制及矿业显现规律进行研究，并取得了一定的成果。

但目前薄煤层的开采效率仍处于较低水平，大功率采煤机在薄煤层的开采应用中仍不多见且存在较多问题。

由于薄煤层工作面作业空间狭小且顶底板条件一般较差，因此，为了增加通风横截面积便于通风，工作面支架顶梁的长度必须加大。

为了满足工作面高度，应尽量将工作面采煤机与输送机的配套高度降低。

本文针对薄煤层采高小，作业面低、设备维修保养难等问题，对如何降低设备故障率、提高开采效率进行研究。

2切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术2.1技术原理切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术即是采用双向聚能拉伸爆破新技术对巷道靠近工作面侧顶板进行预裂爆破，充分利用岩石抗压怕拉的特性，进而在工作面走向方向上创造结构弱面，利用采场周期来压的作用，使得采场顶板按照设定高度垮落成巷帮，采用一定的巷旁支护技术控制矸石帮的稳定性，此时，垮落的矸石就能够在一定程度上控制老顶的回转和弯曲下沉，以此来实现卸压作用；采用此技术形成的巷帮，既能隔绝采空区有害气体又能满足工作面下顺槽的重复使用，实现“单面单巷”的开采方式。

放顶煤采煤法:具有掘进率低、效率高、适应性强及易于实现高产等明显优势,综合机械化放顶煤工艺过程如下: 在沿煤层或分段底部布置的综采工作面中, 采煤机割煤后, 液压支架及时支护并移到新的位置。

推移工作面前部输送机至煤帮。

此后, 操作后部输送机专用千斤顶, 将后部输送机相应前移。

这样, 采过1~3刀后, 按规定的放煤工艺要求, 打开放煤窗口, 放出已破碎的煤炭, 待放出煤炭中的矸石含量超过一定限度后, 及时关闭放煤口, 完成上述采放全部工序为一个采煤工艺循环。

1、放顶煤采煤法的几种分类方法:按采面工艺:炮采放顶煤开采普采放顶煤开采综采放顶煤开采按液压支架结构类型及输送机数目:单输送机液压支架（放顶煤开采）双输送机液压支架（放顶煤开采）按放煤口及其位置:高位放顶煤液压支架（放顶煤开采）中位放顶煤液压支架（放顶煤开采）低位放顶煤液压支架（放顶煤开采）按回采巷道的布置方式:缓倾斜特厚煤层一次采全厚放顶煤开采特点:沿煤层底板布置工作面, 一次采出煤层的全部厚度。

适用条件:该方法一般适用于厚度6~12m的缓倾斜厚煤层, 是我国目前使用的主要方法。

缓倾斜特厚煤层预采顶分层放顶煤开采特点:首先将煤层顶板布置一个普通长壁工作面（顶层开采）, 而后沿底板布置放顶煤工作面, 将两个工作面之间的顶煤放出。

适用条件:这样方法一般适用于厚度大于12m, 直接顶板坚硬或煤层瓦斯含量高需要预先排放瓦斯的缓倾斜煤层。

某些矿区由于已形成的开采条件, 需在顶分层已开采的条件下进行放顶煤层开采, 如兖州鲍店矿、徐州三河尖矿等已成功地进行了下分层放顶煤开采, 并且取得了较好的效果。

缓倾斜特厚煤层预采中分层放顶煤开采特点:中分层采面只采中分层, 上顶煤冒落不放, 堆积于采空区。

下分层采面：采底层煤, 放顶煤问题: 煤松易发火适用条件: 厚度为8~12m的煤层缓倾斜特厚煤层倾斜分段放顶煤开采特点:当煤层厚度超过15m~20m以上时, 可自煤层顶板至底板将煤层分为8~10m的分段, 依次进行放顶煤开采适用条件: 厚度大于15m的缓倾斜煤层。

无煤柱开采原理无煤柱开采是一种新型的煤矿开采方法，与传统的煤矿开采方式有着明显的区别。

它采用了先进的技术手段，旨在最大限度地提高煤矿的开采效率，减少对煤矿环境的破坏，并确保矿工的安全。

本文将介绍无煤柱开采的原理和相关技术。

一、无煤柱开采原理无煤柱开采的原理是在煤矿开采过程中，不留下任何煤柱来支撑矿井的顶板。

这意味着在煤矿开采过程中，矿井的顶板将会完全坍塌，形成一个巨大的洞穴。

为了保证矿工的安全，无煤柱开采使用了一种先进的支护技术，称为超前支护技术。

超前支护技术是指在煤矿开采过程中，提前进行顶板支护的一种方法。

它通过在煤矿开采的同时，使用钢架等材料对顶板进行支撑，以确保矿工的安全。

超前支护技术的关键是选择合适的支护材料和支护方式，以达到最佳的支护效果。

无煤柱开采的原理是基于煤层的力学性质和岩层的稳定性原理。

煤层是由多个煤柱组成的，煤柱之间存在一定的相互作用力。

传统的煤矿开采方式是通过留下一定的煤柱来支撑矿井的顶板，以保证矿井的稳定。

而无煤柱开采则是利用超前支护技术来替代煤柱的作用，使矿井的顶板得到有效的支撑，从而实现煤矿的安全开采。

二、无煤柱开采的优势无煤柱开采相对于传统的煤矿开采方式有许多优势。

首先，它能够提高煤矿的开采效率。

传统的煤矿开采方式需要留下一定的煤柱来支撑矿井的顶板，这样会导致煤矿的开采效率较低。

而无煤柱开采则不需要留下任何煤柱，可以实现全面开采，大大提高了煤矿的开采效率。

无煤柱开采能够减少对煤矿环境的破坏。

传统的煤矿开采方式会留下大量的煤柱，这些煤柱会对矿井的顶板和地下水系统造成破坏。

而无煤柱开采不需要留下任何煤柱，可以减少对煤矿环境的破坏。

最重要的是，无煤柱开采能够提高矿工的安全。

传统的煤矿开采方式由于需要留下一定的煤柱来支撑矿井的顶板，这些煤柱可能存在不稳定性，会对矿工的安全构成威胁。

而无煤柱开采采用了超前支护技术，能够有效地支撑矿井的顶板，提高矿工的安全性。

三、无煤柱开采的应用无煤柱开采技术目前已经在国内外的一些煤矿中得到了应用。

综采工作面沿空留墙无煤柱开采技术王涛;赵曦;宋宇鹏【摘要】为解决王庄煤矿3#煤开采采掘衔接紧张的问题,提高煤层的资源回收率,降低煤炭生产成本,提高矿井综合效益,提出了沿空留墙无煤柱开采的技术原理.通过对该技术的理论分析,结合3503工作面的开采条件,制定了具体的支护设计方案,并在现场进行了工程应用,取得了令人满意的技术经济效果.该技术为有效解决矿井采掘衔接紧张,避免资源浪费,提供了科学依据,具有良好的推广应用前景.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2018(033)002【总页数】7页(P7-13)【关键词】沿空留墙;无煤柱开采;巷道支护;柔模混凝土墙【作者】王涛;赵曦;宋宇鹏【作者单位】山西煤炭运销集团长治有限公司,山西长治046000;山西煤炭运销集团长治有限公司,山西长治046000;山西煤炭运销集团长治有限公司,山西长治046000【正文语种】中文【中图分类】TD353我国井工开采煤矿的回采工作面主要采用双巷布置形式,即工作面两侧布置进风和回风两条巷道,两个工作面之间留设一定宽度的区段保护煤柱[1-3].这种回采方式导致工作面之间的区段煤柱资源丢失,回采率比较低,不仅造成巨大的资源浪费,也影响了正常的采掘衔接,缩短了煤矿的生命周期[4-10].因此,研究出一种经济合理且技术可行的巷道支护方法,实现回采工作面的无煤柱开采,对于缓解采掘衔接紧张局面,减少开采损失,提高资源回收率,降低煤炭生产成本具有非常重要的意义.王庄煤矿是山西晋能集团下属的一家现代化矿井,主采煤层为山西组3#煤,根据矿井采掘衔接,3#煤目前仅剩2个储量较大的采煤工作面,可采储量不足800 万t,3#煤服务年限仅剩3年左右.为延长3#煤的可采期,急需通过无煤柱开采技术回收区段煤柱.王庄煤矿在3#煤开采完毕后,将转向15#高硫煤开采,通过在目前效益较好的3#煤中试验无煤柱开采技术,研究出一种更加合理的开采模式及巷道支护技术,并在15#煤的开采中推广应用,以减少15#煤的掘进工程量,提高资源回收率,确保矿井经济效益.1 工程概况3503工作面的运输巷道担负着3503工作面的进风、行人和原煤运输任务,3503工作面地面标高1 224～1 365 m,井下标高976～1 004 m,巷道北侧为3503工作面实体煤,南侧为接续的3505工作面,西侧为35采区的3条采区巷道,东侧为井田边界.3503工作面开采煤层为3#煤,赋存于下二叠系山西组地层,参照工作面临近巷道掘进揭露情况和矿井地质资料,3#煤层厚度4.20～6.07 m,平均厚度5 m,煤层倾角平均5°.3503工作面的运输巷道为沿煤层顶底板掘进的全煤巷道,基本顶为中细粒砂岩和砂质泥岩,平均厚度17.35 m,直接顶为泥岩,平均厚度6.45 m,煤层和直接顶之间存在一层厚度0.1～0.5 m的炭质泥岩伪顶;直接底为砂岩和泥岩互层,平均厚度1.47 m,基本底为砂质泥岩和中细粒砂岩,平均厚度19.76 m.2 沿空留墙技术理论分析2.1 技术原理超前3503工作面切眼300 m的距离,在3503工作面的运输巷道副帮进行扩帮,并进行锚网(索)支护,然后预留700 mm的变形量在扩帮区域浇注混凝土墙体.待3503工作面开始回采后,采空区岩层活动趋于稳定,紧贴混凝土墙体掘进3505工作面的回风巷道,从而实现工作面无煤柱开采.沿空留墙无煤柱开采的技术原理如图1所示.图1 沿空留墙技术原理2.2 沿空留墙围岩压力计算图2 分离岩块法的力学模型沿空留墙墙体上方的压力分布,可采用“分离岩块法”进行计算.该理论认为,隔离墙处于未采动工作面的高应力区和已采工作面的采空区之间,工作面回采后,在沿空巷道和支护体上方一定范围内形成了分离岩块.工作面采空区为分离岩块提供了自由面,岩体在一定高度上产生离层,进一步导致岩块沿煤壁方向以α角断裂,断裂后形成的自由岩块成为墙体的载荷[11].分离岩块法的力学模型见图2.隔离墙上方的载荷分布为(1)式中: q为隔离墙上方的载荷;b为隔离墙内侧到相邻工作面煤壁的距离,取3505工作面的回风巷道宽度5 m;x为隔离墙的宽度,取1.5 m;a为隔离墙外侧悬顶距,取0.3 m; γ为顶板岩块的容重,取25 kN/m3;h为工作面的采高,取5 m;α为剪切角,取26°;θ为煤层倾角,取5°.将以上数据代入式(1),计算可得隔离墙上方的载荷为q=3.25 MPa.回采工作面的动压系数取2,则采用分离岩块法计算隔离墙承受的围岩压力为Q=9 750 kN/m.根据分离岩块法的计算结果,隔离墙上方的围岩压力为9 750 kN/m.2.3 沿空留墙承载能力验算根据GB50010-2010《混凝土结构设计规范》[12],由于隔离墙支承在巷道顶底板之间,属于具有弹性移动支座情形,因此取隔离墙计算长度l0=1.5H,式中H为墙的高度.墙体的正截面承载能力为N=φfccAc.(2)式中:N为墙体的承载能力;φ为混凝土构件的稳定系数,当l0/b=1.5H/b=1.5×5 m/1.5 m=5时,查阅规范φ取0.97;fcc为混凝土轴心抗压强度设计值,墙体采用C35混凝土浇筑,取16.7 MPa;Ac为墙体单位长度的正截面面积,取1.5 m2/m.将以上数据代入式(2),可得混凝土隔离墙的承载能力为N=φfccAc=24.3 MN/m=24 300 kN/m.混凝土隔离墙的计算承载能力为24 300 kN/m,大于墙体上方的围岩压力9 750 kN/m,沿空留墙的支护强度满足安全要求.3 支护设计3503工作面的运输巷道的支护包括3个阶段:巷道掘进期间的基本支护、超前工作面回采的扩帮支护和巷内柔模混凝土墙体充填支护.3.1 基本支护巷道掘进期间的支护叫基本支护,3503工作面的运输巷道掘宽5.5 m,掘高5.0 m,掘进断面积27.5 m2,基本支护参数如下:1)顶板支护巷道顶板每排采用8根Φ20 mm×2 400 mm高强度螺纹钢锚杆支护,间距700 mm,排距1 000 mm,两边锚杆外斜10°布置,其余锚杆垂直顶板布置.顶板加强支护采用Φ18.9 mm×6 000 mm的锚索,间距2 000 mm,排距1 000 mm,“五花”型布置,垂直顶板打设.顶板金属网采用10#铅丝焊接而成的矿用经纬网,网孔尺寸50 mm×50 mm,网片宽1 050 mm;顶钢带采用Φ14 mm圆钢焊制加工的钢筋梯子梁.2)两帮支护巷道两帮每排各采用6根Φ18 mm×2 200 mm高强度螺纹钢锚杆支护,间距800 mm,排距1 000 mm,最上部锚杆距顶板300 mm,上斜10°布置,其余锚杆水平布置. 两帮金属网和钢带的材质及规格同顶钢带和顶网.3503工作面的运输巷道掘进期间的基本支护见图3.图3 3503工作面的运输巷道基本支护断面3.2 超前扩帮支护1)扩帮位置及断面从3503工作面切眼位置开始向停采线方向进行扩帮,扩帮宽度2.2 m,高度5 m. 2)扩帮区顶板支护扩帮区顶板每排采用3根Φ20 mm×2 200 mm高强度螺纹钢锚杆支护,间距750 mm,排距1 000 mm,中间2根锚杆垂直顶板布置,最外侧锚杆距巷帮350 mm,外斜10°布置.顶钢带宽80 mm,长1 800 mm,采用Φ14 mm圆钢焊接而成;顶板金属网的网孔规格50 mm×50 mm,网片长2 200 mm,宽1 050 mm,由10#铅丝制成.顶板加强支护采用Φ18.9 mm×6 000 mm的锚索,排距2 000 mm,迈步式交错布置,相邻两排锚索分别距离巷帮500 mm和2 000 mm,锚索垂直顶板打设.3)扩帮区煤帮支护扩帮区巷帮每排采用4根Φ18 mm×2 000 mm玻璃钢锚杆进行支护,间距1 100 mm,排距1 500 mm,最上部锚杆距顶板500 mm,上斜10°布置,其余锚杆水平布置. 帮网采用长3 500 mm宽1 050 mm的塑料网,网孔尺寸50 mm×50 mm.3503工作面的运输巷道扩帮后支护方式见图4.图4 扩帮区巷道支护断面3.3 隔离墙支护设计施工混凝土隔离墙的墙体时,在煤帮侧预留变形量500 mm,巷道侧预留变形量200 mm,墙体厚度1 500 mm,使用C35混凝土和矿用柔性模板浇筑.混凝土墙体自上而下每排布置6根螺栓,间距800 mm,排距750 mm.锚栓的规格为Φ18 mm×1 650 mm的高强螺纹钢,杆体两端设有丝扣,各配一套高强度托板、调心球形垫和尼龙垫圈;墙体两侧采用钢筋梁将每排锚栓组合为整体,钢筋梁宽80 mm,长4 400 mm.墙体浇筑成型3天后,给锚栓施加预紧力,扭矩不小于150 N·m.3503工作面的运输巷道隔离墙支护见图5.图5 隔离墙支护断面4 工程效益4.1 支护效果3503工作面的运输巷道在扩帮和浇筑隔离墙期间,根据矿压观测结果,巷道和墙体均未发生明显变形,顶板岩层深基点和浅基点的离层量均为0 mm,巷道支护满足掘进期间的安全生产要求.目前3503工作面已经开始回采,根据安装在隔离墙墙体中的YH-60型围岩载荷压力计的观测结果:距离3503工作面20 m以外,墙体承载的压力较小且基本稳定;距离工作面20 m以内,墙体承载的压力明显增大,且距离越小压力增加越快.图6 沿空留墙支护效果3503工作面的运输巷道在工作面回采期间两帮最大位移量达到190 mm,顶底板最大位移量达到110 mm,两帮位移量大于顶底板位移量,回采过程中巷道断面面积保持在25 m2以上,巷道变形量在合理范围内,能够满足矿井的安全生产需要.3503工作面的运输巷道沿空留墙支护效果见图6.4.2 经济效益1)回收煤柱资源,提高煤炭采出率3503工作面沿空留墙长度1 830 m,煤层平均厚度5 m,密度1.4 t/m3,工作面采出率93%,按区段煤柱宽20 m计算,可多回收煤炭资源23.8×104 t.王庄煤矿2016年底的煤炭价格约400 元/t,原煤完全成本约200 元/t,则回收煤柱可以创造经济效益4 760 万元.2)节省相邻3505工作面回风巷道的支护费用3503工作面的运输巷道采用浇筑隔离墙人造帮以后,3505工作面的回风巷道掘进期间副帮不必支护.根据王庄煤矿的工作面回风巷道支护标准,每米巷道可节省6根帮锚杆和锚固剂,1根帮钢带和5 m2金属网,降低支护成本约200 元/m,合计可节省支护材料费用约36.6 万元.综合分析,3503工作面的运输巷道采用沿空留墙技术后可创造经济效益4 796.6 万元,减去施工沿空留墙的工程费用约1 372.5 万元,实际创造利润3 424.1万元,经济效益显著.5 结论1)通过“分离岩块法”计算出沿空留墙上方的载荷为3.25 MPa,墙体承受的围岩压力为9 750 kN/m,对混凝土隔离墙的承载能力进行验算,理论承载能力为24 300 kN/m,远大于墙体上方的围岩压力,支护强度满足安全要求.2)设计了沿空留墙巷道的具体支护参数,巷道掘进期间基本支护和工作面回采期间超前扩帮支护均采用锚杆(索)+钢筋梁+网片联合支护方式,隔离墙采用矿用柔性模板+C35混凝土浇筑,墙体厚度1.5 m,高度5 m,两侧采用锚栓和钢筋梁配套成整体.3)沿空留墙支护技术在3503工作面进行了成功的应用,巷道支护满足安全生产要求,多回收了煤柱资源23.8×104 t,并节省了相邻3505工作面的回风巷道掘进期间的副帮支护,取得了令人满意的技术经济效益,具有良好的推广应用前景.4)存在问题和改进方向:3503大采高工作面回采期间矿压显现剧烈,个别混凝土柔模出现了变形和劈裂现象,在工作面回采期间必须加强矿压观测,根据观测结果及时对巷道和墙体进行补强支护.关于墙体的施工工艺和施工人员组织可进一步优化,以加快沿空留墙的施工进度,提高工程质量.参考文献:【相关文献】[1] 杜计平,孟宪锐. 采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009:54-56.[2] 王茂林. 综采工作面实用技术[M].北京:煤炭工业出版社,2012:48-54.[3] 钱鸣高,石平五. 矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003:109-110.[4] 杨俊彩. 浅埋深厚煤层柔模混凝土沿空留巷矿压规律研究[J]. 煤炭科学技术, 2015(s2):29-32.[5] 段伟. 上湾煤矿大采高综采工作面沿空留巷技术[J]. 能源技术与管理, 2015, 40(6):100-102.[6] 魏吉祥. 金凤煤矿柔模泵注混凝土全断面沿空留巷技术的应用[J]. 煤矿现代化, 2014(5):60-62.[7] 陈志平. 大采高综采面大断面沿空留巷技术研究应用[J]. 煤炭与化工, 2013, 36(9):4-6.[8] 周金城. 柔性模板泵注混凝土在沿空留巷支护中的应用[J]. 煤炭科学技术, 2012(s1):36-39.[9] 田臣, 刘英杰. 神东矿区沿空留巷应用技术研究[J]. 煤炭工程, 2016(s1):50-53.[10] 崔亚仲. 神东矿区快速沿空留巷技术研究及应用[J]. 煤炭科学技术, 2014, 42(1):129-133.[11] 张智强. 双突矿井中柔模混凝土沿空留巷应用研究[D]. 西安:西安科技大学, 2012.[12] 国家标准化委员会.GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国标准出版社，2010.。