前不久，在晉能控股集團塔山煤礦綜采一隊8117工作面作業(yè)現(xiàn)場，班長賈二旦正在有序組織生產(chǎn)。這是該礦開采的第5個小煤柱工作面。

作為晉能控股集團主力生產(chǎn)礦井，塔山煤礦經(jīng)歷了從傳統(tǒng)作業(yè)留設的38米區(qū)段大煤柱，到如今的6米小煤柱開采。相差的32米，可比一個籃球場地的長度。這其中究竟有怎樣的蛻變過程？近日，筆者一探究竟。

科學布置，縮小尺寸，緩解應力

一般來說，3米到8米的區(qū)段煤柱統(tǒng)稱為小煤柱。通俗理解，小煤柱留設技術就是把工作面的順槽布置在相鄰采空區(qū)的邊緣。這樣不僅可以提高資源回收率，而且將順槽布置在低應力區(qū)，有利于巷道維護，保證了安全回采。目前，國內(nèi)采用小煤柱井下作業(yè)并不鮮見，而該項技術落戶于晉能控股集團則意義非凡。

大同礦區(qū)煤層賦存復雜，雙系煤層及特厚煤層開采普遍存在。晉能控股集團地處其間，開采厚煤層及18米至23米的特厚煤層的礦井比比皆是。

以往，這些礦井作業(yè)往往留置煤柱38米，最大寬度可達43米。保守估算，每1000米煤柱損失的煤炭量為50萬噸至100萬噸。而小煤柱開采的優(yōu)勢正是通過科學布置，縮小煤柱尺寸，有效減小工作面煤柱集中應力影響，提升安全保障能力，提高煤炭資源回收率，延長礦井服務年限。

從2012年起，晉能控股集團領導下定決心，攻克特厚煤層堅硬頂板小煤柱開采技術。于是，該集團開始了數(shù)年的研發(fā)及應用之路。

在特厚煤層應用小煤柱開采技術

針對堅硬頂板的特殊條件，研究人員開始了屢番測試。晉能控股集團選擇在中厚煤層堅硬頂板條件的四臺礦81215工作面51215回風平巷，試驗小煤柱開采技術。

該項技術實現(xiàn)了煤層群開采堅硬頂板條件下留設小煤柱護巷，改善了沿空巷道圍巖的惡劣應力環(huán)境，減小了工作面沿空巷道圍巖的變形，減少了冒頂、片幫等礦壓事故。

應用小煤柱開采技術后，四臺礦412盤區(qū)東翼多采出原煤55萬噸，使每米沿空掘巷所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益達2106元。2016年，《四臺礦煤層群開采堅硬頂板條件下留設小煤柱護巷技術研究》獲得了山西省科技進步獎二等獎。

首戰(zhàn)告捷，研發(fā)團隊更加信心滿滿。他們堅定步伐，研究試驗在特厚煤層條件下應用小煤柱開采技術。

作為晉能控股集團先進產(chǎn)能的主力生產(chǎn)礦井，塔山煤礦年產(chǎn)量在千萬噸以上，主采3-5號煤層的厚度在18米以上，沿用留置38米的大煤柱作業(yè)，是典型的特厚煤層作業(yè)礦井。因為地質環(huán)境復雜，國內(nèi)尚未有小煤柱開采技術在特厚煤層條件下應用的先例。

憑借四臺礦中厚煤層小煤柱作業(yè)的牛刀初試，該集團率先以塔山煤礦為試點，進一步與河南理工大學合作，研發(fā)并試驗特厚煤層條件下的小煤柱開采技術。

試驗小煤柱開采技術的作業(yè)現(xiàn)場選在塔山煤礦8204工作面。由于已有成功經(jīng)驗，研發(fā)團隊通過對礦壓理論、微震、數(shù)值模擬等進行分析，綜合考慮巷道寬度、煤層厚度、煤柱變形情況等，確定在8204工作面留設6米小煤柱。

伴隨采煤機的智能截割，身形嬌小的留置煤柱頂住了壓力，8204工作面實現(xiàn)安全高效作業(yè)。相較38米的大煤柱，實施6米小煤柱開采，可有效減小回采過程中的臨空動壓影響，實現(xiàn)在源頭避讓壓力，資源回收率可提高20%。

小煤柱開采技術讓“余糧”盡收

塔山煤礦率先在18米至23米特厚煤層成功應用了6米小煤柱開采技術，為企業(yè)創(chuàng)造了高光時刻。2013年起，該項技術在晉能控股集團全面推開。

作為小煤柱開采技術的領跑者，塔山煤礦已成功開采4個小煤柱工作面。截至2020年底，該礦已累計多采出煤炭511.91萬噸。

此外，同忻礦、麻家梁煤業(yè)等主力生產(chǎn)礦井的136個工作面，均實現(xiàn)特厚煤層的小煤柱開采，將煤柱從38米減至6米，使煤炭開采技術突破了“舒適區(qū)”。

2021年，晉能控股集團具備條件的工作面均按要求進行了?。o）煤柱開采規(guī)劃。規(guī)劃回采的小（無）煤柱工作面有63座礦井、113個工作面，預計可多回收資源903萬噸。規(guī)劃掘進的小（無）煤柱工作面有84座礦井、156個工作面。

此外，隨著小煤柱開采技術的持續(xù)優(yōu)化，目前在晉能控股煤業(yè)集團直屬礦井及直屬子公司管轄礦井中，已有33座礦井的72個工作面逐步找到適合自身生產(chǎn)實際的?。o）煤柱開采技術實施方案，本年度預計可多產(chǎn)煤1827萬噸。大同礦區(qū)回采率提高7%至9%，延長礦井服務年限5年以上。