【摘 要】以枣矿集团田陈煤矿为例，介绍了煤炭生产过程中留巷支护、高水充填和无煤柱开采的创新工艺，大大提升了采煤效率和矿井的经济效益。
　　【关键词】田陈煤矿；留巷支护；高水充填；无煤柱开采
　　枣矿集团田陈煤矿于1983年建井，1989年12月正式投产使用。长期以来，田陈煤矿以打造科技创新型矿井为目标，始终坚持走科学发展的道路。该矿采用立井多水平上、下山开拓方式。目前，主采三下煤层运用倾斜长壁采煤方法和综采的回采工艺。煤矿井下地质情况较复杂，为了能够充分地开采煤炭资源，该矿与中国矿业大学合作；该矿围绕安全生产、环境保护、绿色开采等方面开展了一系列的技术研究，在急倾斜煤层走向长臂综采关键技术和超薄煤层开采等方面取得了突破性进展，达到了国际领先水平，授权了多项国家发明专利。
　　1、留巷支护工艺
　　田陈煤矿在3下324综采工作面组织实施的“特种组合支护充填沿空留巷技术”研究，具有工艺简单，对工作面生产影响小和对煤层厚度变化适应性强等优点，并且能同时在采区集中生产时进行施工。该技术可节省煤巷的掘进，有效缓解采掘工作面接替紧张局面，同时实现了无煤柱开采，充分地回收区段煤柱，并且提高了煤炭的回收率。经统计发现，通过对324运输巷沿空留巷，可节省补掘巷道510米，节省掘进材料消耗133.62万元，节省掘进人工费用93.83万元；多回收煤炭资源6885吨，按原煤830元/吨（市场价）创效571.46万元；综合经济效益可获利442.41万元；同时缓解了我矿安装撤除、生产接续紧张局面，又节约出了一支掘进队伍可从事其他生产作业。为推广该技术的应用，该矿结合煤矿生产过程中普遍存在的问题不断改进和提升留巷支护工艺。
　　2、高水充填工艺
　　3下324工作面位于北三采区四阶段右翼，324运输巷留巷后作为3下322工作面的轨道巷使用，324面高水充填工艺选用ZBYSB700/8.0-55型双液泵，进行充填材料输送。充填材料使用中国矿业大学研制的ZKD型高水速凝充填材料。该材料由甲料、乙料两种构成，甲、乙料以质量比1：1配合使用。其中，甲料是以硫酸铝盐水泥熟料为基材，与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成；乙料是由石灰、石膏、悬浮剂和符合速凝早强剂等混磨而成。
　　高水材料充填袋由田陈煤矿恒邦公司自行加工生产，预设8棵锚栓。工作面生产前期，为确保初次放顶期间顶板管理的安全和增大充填体的强度，充填袋设计规格为2.4×3.5×2.7m，充填体积为22.68m3；后期该矿结合煤层厚度和工作面压力显现情况，对充填袋的尺寸进行改进，将充填袋尺寸改为2.4×3.0×2.5m，充填体积为21 m3，最大限度地降低充填成本。同时，采用模板支设充填框架，使充填袋浆液按设计要求凝固成型，充填体成型后次日拆除模板。工作面正常生产时生产班进行架前铺金属网护顶，架后打锚杆。为确保工作面生产前期安全，防止老塘矸石初次来压戗入充填区域，在机头1#-11#架铺金属网；后期正常生产时，在机头1#-8#架铺金属网，以降低成本费用；6#、7#支架滞后0.6m，确保人员支设单体液压支柱时的人身安全。324充填体正巷侧采用四排单体配合铰接顶梁进行支护，工作面走向推采100m后对正巷的中间两排单体进行回撤，作为循环单体进行维护使用；对副巷侧倾斜2.8m的宽度范围内采用单体配合铰接顶梁进行全控顶维护，副巷侧维护距离为15m-16m，副巷维护随着工作面的推采及时回撤；整体维护充分考虑最大限度的减少单体占用量，降低支护用品占用成本。
　　為确保324运输巷沿空留巷高水充填的效果，与山东科技大学合作安装了KJ-24型矿压在线监测设备，通过在线监测工作面支架承受顶板的应力、充填体承受顶板的垂直应力、充填体的水平应力以及留巷区域的顶板离层变化，来全面掌握工作面的顶板来压规律，确保工作面沿空留巷的施工安全。
　　3、无煤柱开采
　　在3下324综采充填面，田陈煤矿打造山东能源枣矿集团首家“采、充、留”采煤工作面，实现高效采煤、充填、留巷一体化，在推行无煤柱开采，不仅对生产矿井进行技术改造、缓和采掘关系和延长矿井寿命具有现实意义，而且也是使煤炭企业改善安全条件和技术经济指标，增产、增盈减亏的主要途径之一。目前，无煤柱开采护巷分为沿空留巷、沿空掘巷，其中沿空留巷有5种护巷形式。各矿根据具体情况选用合适合理的方案，类似的矿井都应优先采用留巷形式实施无煤柱开采。
　　4、结论
　　枣矿集团田陈煤矿研究了煤炭生产过程中采煤和高效充填等高新技术，特别是针对充填过程中原煤产量低推采速度慢的情况，将原来的“以充定产”工艺改为“边采边充”工艺，大大提高了矿井生产过程的采煤效率和经济效益。