近距離采空區(qū)下回采巷道位置研究

王萬亮

(七臺(tái)河市不動(dòng)產(chǎn)登記中心，黑龍江 七臺(tái)河 154600)

1 近距離采空區(qū)下回采巷道上、下煤層頂?shù)装骞こ檀嬖诘膯栴}

在前期下層煤巷道掘進(jìn)過程中，由于上層煤的開采對(duì)底板擾動(dòng)造成了間隔層裂隙，巷道掘進(jìn)后多次出現(xiàn)冒頂漏頂事故，巷道變形量顯著，多次維護(hù)仍不能滿足工業(yè)性回采的需要，維護(hù)難度相當(dāng)大、成本較高，導(dǎo)致對(duì)下層煤的開采未能成功。

未開采成功的原因：

(1)下層煤層頂板即為上層煤層底板，其厚度較小，總厚度平均為1.7 m，并且分布極不均勻，厚度最小處僅為0.15 m，這對(duì)下層煤巷道掘進(jìn)時(shí)采取何種支護(hù)方式、對(duì)頂板的科學(xué)有效控制造成困難。

(2)上層煤層開采時(shí)預(yù)留有寬度為1.5 m的煤柱，在開采后由于應(yīng)力的重新分布，煤柱下方易出現(xiàn)應(yīng)力集中，對(duì)下層煤頂板及煤層出現(xiàn)大于原巖應(yīng)力的應(yīng)力分布，這對(duì)下層煤層掘進(jìn)時(shí)巷道位置的選擇產(chǎn)生較大影響，一旦頂板破碎會(huì)導(dǎo)致較大變形甚至冒頂事故。

(3)下層煤層頂板強(qiáng)度低，且經(jīng)過上層煤采動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，極易出現(xiàn)擾動(dòng)裂隙。因此，下層煤開采時(shí)的采場(chǎng)頂板控制成為必須面臨的問題。

2 下層煤采準(zhǔn)巷道布置方式的確定

在上層煤開采過程中，曾預(yù)留有1.5 m的隔離煤柱，按照現(xiàn)有的礦壓理論，煤柱下方一定范圍內(nèi)的底板必然會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，上層煤采空區(qū)底板的較大范圍內(nèi)則可能有一定的應(yīng)力釋放。下層煤采準(zhǔn)巷道的合理位置確定對(duì)于掘進(jìn)過程中適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方式、在巷道試用期內(nèi)有效控制巷道冒漏頂現(xiàn)象起到關(guān)鍵的作用。

2.1 上下煤層采準(zhǔn)巷道相對(duì)位置的種類

按照幾何關(guān)系，上下兩層煤層相近位置工作面的布置方式大體有以下四種，即內(nèi)錯(cuò)式、外錯(cuò)式、平錯(cuò)式及重疊式，如圖1，上下層煤頂?shù)装逯鶢顖D所示。

圖1 上下層煤頂?shù)装逯鶢顖DFig.1 Histogram of upper and lower coal roof and floor

(1)圖中，4.8 m細(xì)砂巖的巖性描述：厚層狀，均勻?qū)永?。斜交層面裂隙較發(fā)育，充填黃鐵礦，含豐富植物根部化石。(2)圖中，3.5 m砂質(zhì)泥巖的巖性描述：灰黑色，頁理厚約0.1～0.2 mm，較發(fā)育，可剝成薄片，炭質(zhì)分布均勻，較硬，局部有黃鐵核。(3)圖中，3.24 m9號(hào)煤巖性描述：黑色，粉末狀，質(zhì)地較軟。(4)圖中，2.0 m砂質(zhì)泥巖的巖性描述：黑色，層狀，均勻?qū)永戆l(fā)育。斜交層面裂隙較發(fā)育，充填黃鐵礦，含豐富植物根部化石。有滑面，強(qiáng)度一般較低。(5)圖中，2.0 m10號(hào)煤的巖性描述：煤層穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層傾向東，傾角為7°左右。煤層厚度為1.3 m～2.8 m，由南部到北部逐漸變厚。(6)圖中，2.2 m砂質(zhì)泥巖的巖性描述：灰色，厚層狀。石英為主，暗色礦物次之。鈣泥質(zhì)孔隙狀膠結(jié)，具粉砂質(zhì)條帶，波狀層理。充填鈣質(zhì)，半堅(jiān)硬，過渡接觸。(7)圖中，5.0 m細(xì)砂巖的巖性描述：中粒砂巖：灰白-白色，在區(qū)內(nèi)由北向南顆粒變細(xì)，Ⅷ線以南漸被粉砂巖代替，以本層砂巖底界作為界線。

2.2 下層煤采準(zhǔn)巷道布置方式的選擇

按照煤礦具體情況，首先確定利用原有上層煤開拓巷道對(duì)下層煤進(jìn)行聯(lián)合開采，鑒于下層煤開采存在的問題，巷道位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)必須符合以下幾個(gè)條件：

第一，采準(zhǔn)巷道布置首先要本著保護(hù)煤礦煤炭資源的角度，盡可能提高煤炭資源回收率。第二，采準(zhǔn)巷道位置布置必須盡可能避開上層留設(shè)煤柱的應(yīng)力集中區(qū)。第三，采區(qū)各工作面采準(zhǔn)巷道的布置方式盡可能選擇一致。第四，采準(zhǔn)巷道的布置必須有利于利用原有上層煤開拓巷道的銜接。

基于以上四項(xiàng)要求的具體內(nèi)容，按照煤礦上層煤開拓巷道的布置方式和下層煤層層位關(guān)系，初步確定下層煤采準(zhǔn)巷道運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷的布置方式采用平錯(cuò)式布置，開切眼的布置應(yīng)該采用內(nèi)錯(cuò)式，這樣不但可以將巷道布置在上層煤的煤柱應(yīng)力集中區(qū)以外，還能保證最大的煤炭資源回收率，達(dá)到對(duì)原有開拓巷道的有效利用。

3 結(jié)語

通過對(duì)之前未開采成功進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在幾個(gè)問題：對(duì)頂板的科學(xué)有效控制造成困難；對(duì)下層煤層掘進(jìn)時(shí)巷道位置的選擇產(chǎn)生較大影響，一旦頂板破碎會(huì)導(dǎo)致較大變形甚至冒頂事故；對(duì)近距離煤層下層煤開采時(shí)礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)和規(guī)律的掌握，可以針對(duì)具體情況采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)下層煤的安全開采。下層煤采準(zhǔn)巷道的合理位置確定對(duì)于掘進(jìn)過程中確定合理的支護(hù)方式、在巷道試用期內(nèi)有效控制巷道冒漏頂現(xiàn)象起到關(guān)鍵的作用。針對(duì)下層煤開采存在的問題，巷道位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)必須符合以下條件：采準(zhǔn)巷道布置首先要本著保護(hù)煤礦煤炭資源的角度，盡可能提高煤炭資源回收率；采準(zhǔn)巷道位置布置必須盡可能避開上層留設(shè)煤柱的應(yīng)力集中區(qū)；采區(qū)各工作面采準(zhǔn)巷道的布置方式盡量選擇一致；采準(zhǔn)巷道的布置必須有利于利用原有上層煤開拓巷道的銜接?；谝陨弦?，初步確定下層煤采準(zhǔn)巷道運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷的布置方式采用平錯(cuò)式布置，開切眼的布置采用內(nèi)錯(cuò)式，保證最大的煤炭資源回收率和對(duì)原有開拓巷道的有效利用。