村庄下反条带充填开采工作面支护

行 的支 架选型理 论 一般按采 高 ６ ～ ８ 倍顶板 岩重估
算支架荷 载和支护 强度 ；后者 由于空 区内充 填体的
移动 变形 远大 于 Ｉ 级 ，但 充填 成本 达 １ ２ ０元 ， ｔ 煤， 首采 区全 部充填 开采 将亏 损 ４ ． ５ 亿 元 ；反 条带 充填
开采 是在 ２ ／ ３ 工 作面 长度 内实施 边采边 充填 ，利用
平均 ３ ． ６ ｍ，倾 角 ２ — １ ６ ｏ ；地 表村庄 密集 ，分 布有西 孙 吾 、东 孙 吾 、王村 、胡 村 等 １ １ 个 村 庄 ，资 源压
覆率 ９ ８ ％。
根据 通用矿压 理论模 型 ，同一个 回采 工作面部 分垮落 、部 分充填 开采过程 中 ，将 形成两种形 式的
２ ． ２ １ ３ ０ ６工作 面 支护方案
２ ０ １ ６ 年 第 １ １ 期
填 区”与 “ 垮落 区” ，二者交汇处 是前述两种 支撑 体 系的 “ 分界线 ” ，且 向 “ 充填 区”偏移 。当该处
１ ３ ０ １ 工作 面的充采 实践 ，检 验了其支护体系 的 合理 性 、可靠 性 ，顺利 采 出煤 炭 ４ ５万 吨 ，折算 单
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童 撼晨 斜技
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村庄 下反 条带充填开采工作 面支护
王志洋 谷 国家 王子升
（ 山东裕 隆矿业集 团有 限公 司，山 东 曲阜 ２ ７ ３ １ ０ ０）
摘 要 义能煤矿 首采 区煤层 厚度 ３ ． ６ ｍ、埋 藏深度 平均 ８ １ ０ ｍ，全部被 村庄 占压 。在 同一个综合机械 化长壁 工作 面 内实 施２ ／ ３ 充填 、１ ／ ３ 垮 落开采 ，充填与垮 落法管理顶板 ；以新研 发 的新 型充填 支架、隔 离支架、新 型充填垮 落两用支架等 。
收 稿 日期 ２ ０ １ ６ — ０ ９ — ０ ２
尚无 理论计算依 据 ，研究确定 以高于垮 落支 架工作
阻力 ３ ０ ％ 确定其支 护强度 。 在该工作面长度方 向上 ， 架后老空 区将形成 “ 充
作者简介
王志洋 （ １ ９ ７ ６ ． ），男，工程师 ，学士。
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媳晨 斜 技
形成 的 “ 宽充填 带 ”支 撑覆 岩 ，另 １ ／ ３ 垮 落开 采 ，
从 而最 大 程度 地 回收 资源 、降低 充 填成 本 ３ ３ ％ 至 ８ ０元 ／ ｔ 煤 、延长 首采 区服务 年 限 ６ ａ ，同时 使 地面 建构筑物损坏等级小 于 Ｉ 级。
２ 反条带充填开采工作面支护
支撑作 用 ，直接顶 以弯 曲下沉 、裂缝不垮落 为主要
移动形 式 ，充填 支架支撑 的是 一边 固支 于煤壁 、一 边 简支 于充 填体 、宽 ６ ～ ８ ｍ、连 续 的 “ 弯 曲裂缝 板 梁 ” ，支架作用是 控制其过度 下沉 ，尽可能 维护支 架后部 充填空 间的高度 ，实现最大充填 效果 ，达到 控制覆 岩及地 表下沉 的 目的 ，因此 ，从上述 角度 出 发 ，其 工作阻力 应越大越好 ；目前 ，充填支 架选型
（ １ ）由 “ 煤壁 一 回采工作 面支架 ． 采 空区 冒落
矸石”形成 的垮落开采 区支撑体系 。
ｔ ，按 目前 煤价 可获 利 ２ ． ５ 亿 元 ，净 亏 ８ ． ５亿元 ，企 业无法 生存 ；根 据开采技术 条件 和概率积分 法预计
结果 ，采 取 条带 开 采 、采 留宽为 ６ ０ ｍ、８ ５ ｍ时， 地 面建构 筑物损 坏等级不 大 于 Ｉ 级 ，资 源 回收率为 ３ ９ ％，可 获利 １ ． ５ 亿 元 ，但 资 源浪 费严 重 ；该矿 为 新建矿 井 ，初期 无矸石 、周 边无河 沙或粉煤灰 等充 填开采 骨料 ，采 取超高水 充填是 唯一选择 ，其 地表
行深入研究 ，提 出了两套支架 配套技术方案 。
２ ． １ １ ３ ０ １工作 面 支护 方 案
义 能煤 矿 首 采 区主 采 ３ 煤 层 ，煤 层 面 积 约 ３ ． ９ ８ ｋ ｍ２ ， 可采储量 ７ ５ ０ 万ｔ ， 埋藏深度 ６ ０ ０—９ ５ ０ ｍ （ 第
四系松散层厚 ２ ６ ０ ｍ） ， 平均 ８ １ ０ ｍ， 煤层厚度 ２ ． ４ ． ２ ｍ
解决 了工作面 支护体 系的 可螽 陛、稳 定性 ；既最大程度降低超 高水 充填成本 ，又全面回收资源 ， 保 护村庄、农田 ，是经济
型绿 色开采范例。
关键词 村庄下大采深 中厚煤层 反条 带充填 开采 支护 中图分 类号 Ｔ Ｄ ８ ２ ３ ；Ｔ Ｄ ３ ５ ５ 文献标识码 Ａ
（ ２）由 “ 煤壁 一 回采工作 面充填支架 一 采空 区
充填体 ”形成 的充填 区域支撑体系 。
两种支撑 体 系的结构形式 不 同，引起覆 岩移动
的特征 显著不 同 ；前者 以直 接顶断裂 和垮落 、老顶
缓慢 弯 曲下沉 为主要移 动形式 ，支架支撑 的是 固支 于煤 壁后 、宽 ５ － ６ ｍ、碎裂 的 “ 悬臂 板梁 ” ，按现
支撑体系 。
１ ． ２ 反 条 带 充填 开采 方案 的提 出
首 采 区搬 迁 开 采 能 够最 大 程 度 的 回收煤 炭 资 源 ，但 地 面 １ １ 个村 庄 、４ ３ ８ ６户村 民的搬迁 及设 施 配套费用 约 １ １ 亿元 ，可采 出煤炭 ７ ５ ０ ×０ ． ８ ５ ＝ ６ ３ ７万
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目前 ，我 国煤矿无 论是长 壁还是短壁综 合机械
１ 村 庄下 反条 带 充填 开采 方案
１ ． １ 资 源赋存 状 况
化开采 工作面 ，均采取垮落法 或充填法顶板 管理方 式 ，尚无 同时采 取两种顶板 管理方式 的先例。要在 同一个 工作 面内实现反条 带充 填开采 ，液压 支架 的 设计 和选型是关 键 。为此 ，在 支架制造厂家 密切配 合下 ，对超高水 反条带充填 开采工作 面支护方式进