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成巷已成功完成,根據(jù)實際揭露的地質情況,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(回風順槽完全重疊、運輸運輸內錯5m)、反程序開采。

1 11904上行開采的地質條件分析

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、整體移動帶)的高度問題。首先要了解這兩點，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構、煤層傾角及20號煤層的開采時間等因素，對上行開采的影響也是至關重要的。

1.1 層間距

11904與12004工作面范圍內的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度最小值0.80MPa，最大值66.13MPa，平均值25.00MPa，巖石性質為中硬。因此運用(85)煤生字第785號《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》中的中硬巖石冒落帶、裂縫帶高度計算公式。

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

注:計算公式中±號項為中誤差。

從上面的中誤差取值上看，不同的中誤差取值使得其計算結果差別是很大的。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——累計厚度

結合本礦探測“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 開采時間

煤層開采后，其上覆巖體從開始移動、變形、冒落，至移動穩(wěn)定，需要經(jīng)初始期、活動期及衰退期。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間。

有資料說明，當上、下煤層之間的巖層為中硬時，開采的間隔時間可按下式計算。

當上、下煤層之間的巖層為軟弱時，開采的間隔時間可按下式計算。

式中，k——采動影響系數(shù)

按以上公式計算19號煤層與20號煤層開采需要滿足的間隔時間:巖層為中硬時，開采的間隔時間為3.6月，巖層為軟弱時，開采的間隔時間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 層間巖性及其結構

采場覆巖的力學性質及層間結構，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”判別法認為，從巷道實際揭露的情況結合“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帶巖體的交合部位。還有部分巷道是處在整體移動帶巖體中。只有少部分是處在裂縫帶上位巖體中，煤的結構從總體上看沒有被破壞，可以進行上行開采。

3 結語

從分析的結果看，11904上行開采各項指標都達到了理論要求。

19、20號煤層的層間距也符合上行開采的要求，其層間巖性與結構、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”，回采工作面推進速度要快，要保證工作面有足夠的支護強度，以滿足控頂?shù)囊蟆?/p>

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

[1]近距離煤層孤島區(qū)域上行開采技術[J].煤炭網(wǎng).

[2]黃健利,鄭有雷,劉寶月,周嘉玲.錨網(wǎng)支護在上行開采巷道掘進中的實踐[J].煤炭科學技術,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用[J].煤,2007(09),95.

[4]建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(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,遼寧工程技術大學,采礦工程,板石一礦。