1. 矿井概况

山西方山金晖瑞隆煤业有限公司为兼并重组整合矿井，井田内含主要可采煤层为5、8+10号共2层，5号煤层位于山西组中下部，直接顶为泥岩，底板为砂质泥岩，煤层厚度5.54～7.04m，平均厚度6.5m。8+10号煤层位于太原组中部，直接顶为K₂灰岩，底板为泥岩，煤层厚度9～10.5m，平均厚度9.5m。两层煤平均间距53m，5号煤位于8+10号煤上部，由于井田范围开采历史长久，在井田北部历史时期小窑开采形成古空区，上覆煤层形成5号煤层的蹬空区，蹬空区可采储量约为15.62万t。

矿井在竣工验收后开始大规模机械化开采，矿井地质储量不断减少，加之矿井在兼并重组前小窑开采的不规范，导致矿井面临的地质条件愈加复杂，煤炭开采难度显著增加，通过上行（蹬空）开采技术研究，对缓解矿井采掘接替紧张，深挖矿井潜力，延长服务年限具有深远意义。

2. 5201综放工作面技术特征及生产条件

2.1工作面基本情况

5201工作面位于5#煤层二采区中部，北至蹬空区保护煤柱，东邻f₄₁断层，南临5200集中运输巷保护煤柱，西临f5断层。工作面下覆为8+10#煤层采空区，5201工作面推进到一定距离后进入蹬空区，蹬空区平面积为21217m²。5201工作面采用走向长壁综采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板，工作面走向长度520m，工作面倾斜长为132m，回采平面积69670㎡，煤层厚度为5.54～7.04m，平均煤厚为6.5m，工作面煤层倾角平均为13°，5#煤的容重1.35 t/m³，可采储量61.1万t，放顶煤工作面采出率为85%，可采期9个月。

2.2工作面煤层顶底板岩性

5号煤层直接顶板为砂质泥岩，厚度为3m左右，节理、裂隙不发育，极限抗压强度26.0～60.0Mpa，平均46.23 Mpa，极限抗拉强度0.8～1.2 Mpa，平均1.0 Mpa，底板为砂质泥岩，极限抗压强度36.9～44.8 Mpa，平均39.9 Mpa，极限抗拉强度0.7～1.7 Mpa，平均1.2 Mpa。该煤层顶板属中等稳定顶板，底板属于中等稳定底板。

2.3工作面上下端头及两巷支护

5201工作面上、下端头支护各使用两对4mπ型梁加强支护，π型梁要求一梁三柱，单体均匀布设，π型梁之间交错布置，迈步前移，单体支柱（柱径100mm）初撑力不低于90KN，π型梁与工面首尾端头支架间距不得超过0.5m，长梁随工作面向前推进，及时前移。

5201工作面进入蹬空区后两巷顶板压力变大，巷帮移近量增大等矿压显现加剧，采取加长支护长度措施，两巷自工作面煤壁向外30m范围为单体支护配合铰接梁支护，自煤壁向外20米范围一梁两柱，柱距为0.6m；20～30米范围一梁一柱，柱距为1.2m。两巷超前支护顺巷布置，使用单体配合铰接梁时，若铰接梁接顶不实，采用架设木垛背顶，上部接顶要严实。单体柱要迎山有力，并拴好防倒链。

3.5201综放工作面上行开采的管理方法

3.1工作面煤壁“注浆+麻绳”全长锚固，提高破碎煤体整体强度。

在工作面煤壁片帮严重地段采取超前注浆加固，防止煤壁片帮造成端面顶板冒落。主要是施工方法是垂直煤壁打直径为42mm的注浆孔，注浆孔深3m，孔间距为3m为宜，注浆孔高度距底板2m左右高度，然后把直径为20mm麻绳缠绕在注浆管上，插入注浆孔内，最后把波雷因的混合液体（A液与B液配比为1：1）通过注浆泵加压注入含有麻绳的注浆管内，浆液迅速扩散进入煤壁裂隙并凝固，使煤体强度提高，根据浆液的扩散半径，每个孔注入6组混合液。见图1.1

3.2施工工艺的技术改进

（1）根据《煤矿安全规程》规定，采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内支护长度不小于20m，考虑5201工作面受蹬空及采动影响，采取加长超前支护长度，两巷自工作面煤壁向外超前支护改为30m，两边超前支护方式为单体配合铰接梁，一梁两柱，柱距为600mm，巷中在加一排长梁支护，一梁三柱均匀布置，顶板压力增大时，采用一梁四柱均匀布置，有效的改善了两巷支护及顶板条件。

（2）回采工作面过蹬空区加强三个重点时段的管控，首先是工作面进入蹬空区时主要管控煤岩层交错面；当工作面出现煤壁片帮、顶板破碎时，通过采取适当降低采高，顶板破碎段超前支护，缩小控顶距等方法。其次是通过8号采空区的保护煤柱时主要管控煤岩层交错面；技术员及跟班人员每班至少观测两次顶板离层仪及两巷支护情况，主要是对蹬空区内巷道的顶底板移近量进行观测，发现顶板破碎、支护失效、底鼓、两帮回缩等影响设安全生产时，立即采取措施进行处理，并制定安全技术措施。最后进入停采范围以后主要管控煤层顶底板的变化；如果矿压监测数据出现异常，要及时的采取相应措施；必要时停止回采，研究、制定解决方案。

4．结论

5201工作面已成功通过蹬空区,工作面在蹬空区内推进134m，在蹬空区内回采面积达17806m²，多回收边角煤资源15.62万t，5201综放工作面上行（蹬空）开采技术在瑞隆矿成功应用。通过采取一系列举措，最大限度地回收了煤炭资源，5#煤精煤回收率38%，精煤利润283元/吨，新增利润1679万元，在没有增加成本的情况下成功应用，具有市场竞争力。

作者简介：关佳林，河北南宫人，1988年7月出生，大学本科学历，助理工程师职称，现主要从事矿井采掘技术管理工作。

参考文献：

1. 杨胜利，孔德中. 大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用[J]. 煤炭学报, 2015, 40(06): 1361-1367

2. 王家臣，张锦旺（著），放顶煤开采基础理论与应用，科学出版社