11904工作面上行開采可行性研究

李洪謙

(板石一礦,吉林琿春 133300)

11904工作面上行開采可行性研究

李洪謙

(板石一礦,吉林琿春 133300)

11904工作面在上行開采條件下掘進(jìn)成巷已成功完成,根據(jù)實(shí)際揭露的地質(zhì)情況,對11904工作面上行開采條件下回采的可行性研究。

上行開采 層間距

板石一礦11904工作面與12004工作面為重疊布置(回風(fēng)順槽完全重疊、運(yùn)輸運(yùn)輸內(nèi)錯(cuò)5m)、反程序開采。

1 11904上行開采的地質(zhì)條件分析

11904上行開采，在12004采高及采煤方法一定的條件下能否成立，主要因素即19、20號煤層的層間距及“三帶”(冒落帶、裂隙帶、整體移動(dòng)帶)的高度問題。首先要了解這兩點(diǎn)，才能分析反程序開采的可行性。而19、20號煤層的層間巖性及其結(jié)構(gòu)、煤層傾角及20號煤層的開采時(shí)間等因素，對上行開采的影響也是至關(guān)重要的。

1.1 層間距

11904與12004工作面范圍內(nèi)的19號煤層與20號煤層的層間距，在開掘巷道初期，曾根據(jù)地質(zhì)資料做過初步分析，掌握了其在走向上及傾向上的賦存規(guī)律，均能滿足上行開采對層間距的要求。

以此分析巷道在“三帶”中所處的實(shí)際位置，為開采的可行性提供了依據(jù)。

1.2 12004回采工作面冒落帶、裂縫帶

板石井田主含煤段巖石單向天然抗壓強(qiáng)度最小值0.80MPa，最大值66.13MPa，平均值25.00MPa，巖石性質(zhì)為中硬。因此運(yùn)用(85)煤生字第785號《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中的中硬巖石冒落帶、裂縫帶高度計(jì)算公式。

1.2.1 冒落帶

12004工作面平均采厚2.70米，其回采后的冒落帶高度是:

式中:Hm——冒落帶高度

ΣM——累計(jì)厚度；公式應(yīng)用范圍:單層采厚1～3m，累計(jì)采厚不超過15m。(以下同)

注:計(jì)算公式中±號項(xiàng)為中誤差。

從上面的中誤差取值上看，不同的中誤差取值使得其計(jì)算結(jié)果差別是很大的。而以往在工作中為了安全起見，往往取最大值，帶有片面性。

1.2.2 (導(dǎo)水)裂縫帶

12004工作面回采后裂縫帶高度是:

式中:HLi——裂縫帶高度

ΣM——累計(jì)厚度

結(jié)合本礦探測“兩帶”鉆孔的資料分析，板石井田冒落帶的取值以參考(三下規(guī)程)中的計(jì)算公式，取“中硬”的最小值、“軟弱”的最大值為宜，即冒落帶的高度在6.32～7.07m間。冒落帶的取值以參考

(三下規(guī)程)中的計(jì)算公式之一，同樣以取“中硬”的最小值、“軟弱”的最大值為宜，即裂縫帶的高度在18.69～28.49m之間。

1.3 開采時(shí)間

煤層開采后，其上覆巖體從開始移動(dòng)、變形、冒落，至移動(dòng)穩(wěn)定，需要經(jīng)初始期、活動(dòng)期及衰退期。因此，在上行開采條件下，上、下煤層的開采要滿足一定的間隔時(shí)間。

有資料說明，當(dāng)上、下煤層之間的巖層為中硬時(shí)，開采的間隔時(shí)間可按下式計(jì)算。

當(dāng)上、下煤層之間的巖層為軟弱時(shí)，開采的間隔時(shí)間可按下式計(jì)算。

式中，k——采動(dòng)影響系數(shù)

按以上公式計(jì)算19號煤層與20號煤層開采需要滿足的間隔時(shí)間:巖層為中硬時(shí)，開采的間隔時(shí)間為3.6月，巖層為軟弱時(shí)，開采的間隔時(shí)間3.4月。

1.4 煤層傾角

煤層傾角的大小，決定了采場覆巖冒落后的堆積形態(tài)。

傾斜煤層:其冒落和充填隨巖層傾角變化而不同，總的趨勢是，傾斜下方的空間不同程度的被充填，冒落不充分。而傾斜上方的巖體失去冒矸的支撐，巖體冒落充分。

12004回采工作面的巖層傾角在16～8度間，屬緩傾斜煤層。

1.5 層間巖性及其結(jié)構(gòu)

采場覆巖的力學(xué)性質(zhì)及層間結(jié)構(gòu)，直接影響到覆巖的破壞程度，板石井田為第三系含煤地層，屬覆巖硬度較低的巖石，冒落帶及裂縫帶發(fā)育較低。

2 上行開采的可行性

上行開采是要有一定條件的，其主要條件就是要滿足反程序開采的合理層間距，在理論上有“比值(K)判別法”，“三帶判別法”等，現(xiàn)用以上兩種方法對11904的反程序開采進(jìn)行可行性分析。

“三帶”判別法，即是根據(jù)采空區(qū)形成后產(chǎn)生的“三帶”對空區(qū)上覆巖層破壞的程度不同，來確定能否反程序開采。

“三帶”判別法認(rèn)為，從巷道實(shí)際揭露的情況結(jié)合“三帶”理論分析，11904工作面大部分巷道是處在裂隙帶上位巖體與整體移動(dòng)帶巖體的交合部位。還有部分巷道是處在整體移動(dòng)帶巖體中。只有少部分是處在裂縫帶上位巖體中，煤的結(jié)構(gòu)從總體上看沒有被破壞，可以進(jìn)行上行開采。

3 結(jié)語

從分析的結(jié)果看，11904上行開采各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了理論要求。

19、20號煤層的層間距也符合上行開采的要求，其層間巖性與結(jié)構(gòu)、巖層的緩傾斜，都有利于巖層的平穩(wěn)沉陷。唯一存在的主要問題是，被空區(qū)水浸泡過的區(qū)域，圍巖的強(qiáng)度降低，易產(chǎn)生支柱(架)鉆底(頂)的現(xiàn)象，而以鉆底的可能性為大，回采該段期間，支柱要“穿鞋戴帽”，回采工作面推進(jìn)速度要快，要保證工作面有足夠的支護(hù)強(qiáng)度，以滿足控頂?shù)囊蟆?/p>

11904工作面從地質(zhì)條件、客觀條件上分析，均具備上行開采的條件；再從管理的細(xì)節(jié)上著手，11904工作面上行開采一定會(huì)成功的。

[1]近距離煤層孤島區(qū)域上行開采技術(shù)[J].煤炭網(wǎng).

[2]黃健利,鄭有雷,劉寶月,周嘉玲.錨網(wǎng)支護(hù)在上行開采巷道掘進(jìn)中的實(shí)踐[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2007,35(05).

[3]張仲春,余耀鋒,楊洪濱.上行開采近距離煤層群的探討與應(yīng)用[J].煤,2007(09),95.

[4]建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社,1986.

[5]礦井水文地質(zhì)規(guī)程[M]煤炭工業(yè)出版社,1984.

李洪謙,副科長,遼寧工程技術(shù)大學(xué),采礦工程,板石一礦。