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。

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.

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。