摘 要：通過(guò)分析反程序開(kāi)采的條件，結(jié)合隆泰礦的地質(zhì)條件和生產(chǎn)實(shí)踐，從技術(shù)理論和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)兩個(gè)方面闡述了該礦進(jìn)行反程序開(kāi)采的可行性和必要性，并為該礦反程序開(kāi)采提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：泰隆礦；反程序開(kāi)采；煤層厚度；煤層間距

中圖分類(lèi)號(hào)：TD821 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.068

1 概述

隆泰礦的初步設(shè)計(jì)是由山西春成煤礦勘察設(shè)計(jì)有限公司編制的，經(jīng)晉煤辦基發(fā)〔2010〕1634號(hào)于2010-12-06批復(fù)；初步設(shè)計(jì)變更是經(jīng)過(guò)晉煤基局發(fā)〔2014〕116號(hào)于2014-05-15批復(fù)，設(shè)計(jì)先行開(kāi)采7下#煤層，再開(kāi)采9+10#煤層。如果按照設(shè)計(jì)順序開(kāi)采，將會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題，不利于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。根據(jù)晉煤行發(fā)〔2013〕880號(hào)文件的有關(guān)規(guī)定，該礦認(rèn)真分析和研究了7下#煤層和9+10#煤層的開(kāi)采順序，決定變更7下#煤層和9+10#煤層的開(kāi)采順序。

2 煤層開(kāi)采的條件

7下#煤層位于太原組中部，煤層厚度為0.00～1.05 m，平均厚度為0.56 m，可采區(qū)煤厚平均為0.75 m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸，層位穩(wěn)定，主要可采范圍在井田西北部，南部?jī)HHS-1、404號(hào)鉆孔一帶達(dá)到了可采厚度。頂板巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為炭質(zhì)泥巖，底板巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖、細(xì)粒砂巖，屬于局部可采的較穩(wěn)定煤層。

9+10#煤層位于太原組下段的頂部，上距7下#煤層21.20～52.90 m，平均距離35 m，煤層厚度為1.15～3.90 m，平均厚度為2.58 m，煤層分布穩(wěn)定。除了102、鐵6、JH號(hào)鉆孔受斷層影響，煤層變薄外，其余鉆孔煤層厚度均在2.00 m以上，煤層結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，含0～2層夾矸。煤層直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，老頂為K2石灰?guī)r，底板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為細(xì)粒砂巖，偶見(jiàn)炭質(zhì)泥巖，屬于全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。

3 變更煤層開(kāi)采順序的必要性

7下#煤層薄，構(gòu)造多，開(kāi)采難度大。7下#煤厚度在0.8 m左右，分布不均勻。按晉政發(fā)〔2009〕10號(hào)、18號(hào)文件的要求，對(duì)于單獨(dú)保留的礦井，要求其生產(chǎn)能力達(dá)到9×105 t以上，隆泰礦也是基于文件的要求，設(shè)計(jì)其生產(chǎn)能力為9×105 t。如果先開(kāi)采7下#煤層，礦井很難達(dá)到產(chǎn)能要求。

按照煤炭市場(chǎng)的需求，先開(kāi)采7下#煤層。由于該煤層較薄，目前，并沒(méi)有適合其的回采工藝和設(shè)備，而且其產(chǎn)量較低。由于煤層頂板存在偽頂，就會(huì)造成煤質(zhì)差、礦井效益差，進(jìn)而使得礦長(zhǎng)期處于嚴(yán)重虧損的狀態(tài)，嚴(yán)重影響了職工的收入和正常生活，影響企業(yè)和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。

如果先行開(kāi)采9+10#煤層，礦井會(huì)盡快投產(chǎn)并達(dá)產(chǎn)。隆泰礦9+10#煤層的煤質(zhì)好，煤層較厚，非常適合綜采，而礦的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等各項(xiàng)工作都步入了正軌，未來(lái)，它將會(huì)為政府、主體企業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。所以，從生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、企業(yè)發(fā)展、企業(yè)穩(wěn)定等各方面來(lái)看，變更7下#煤層和9+10#煤層的開(kāi)采順序是非常必要的。

為了保證礦井的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，其下一步將向南部延伸。由于南部7下#煤層局部可采，如果等現(xiàn)井田儲(chǔ)量全部采完再轉(zhuǎn)移到礦井南部生產(chǎn)，按照下行開(kāi)采的順序，9+10#煤層將不能布置工作面。這樣，將會(huì)嚴(yán)重制約礦井的產(chǎn)量，并且礦井銜接也將出現(xiàn)較大的問(wèn)題，不能保證其正常、健康的發(fā)展。

4 變更煤層開(kāi)采順序的可行性分析

4.1 比值判別法

使用該方法可參考式（1）：

K=H/M2. （1）

式（1）中：K為兩層煤間距與下層煤采高的比值；H為兩層煤的間距，m；M2為下層煤的采高。

由垮落上行順序開(kāi)采的生產(chǎn)實(shí)踐和研究可知，當(dāng)比值K>7.5時(shí)，先采下層煤，同時(shí)，可以在上層煤層中進(jìn)行正常的采掘活動(dòng)。

經(jīng)計(jì)算，K=13.56>7.5，所以，先開(kāi)采9+10#煤層不會(huì)影響7下#煤層的正常采掘活動(dòng)。

4.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法

北京開(kāi)采所根據(jù)我國(guó)煤礦上行開(kāi)采部分實(shí)例分析得出，受下部一個(gè)煤層采動(dòng)影響的上行開(kāi)采的必需層間距H的計(jì)算公式為：

H≥1.14M2+4.14+Ms. （2）

式（2）中：M為下層煤采高，m；Ms為上層煤厚度，m。

由此可得，上行開(kāi)采必需的層間距為12.5 m，7下#煤層與9+10#煤層的間距為35 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行開(kāi)采必需的層間距12.3 m，所以，可以進(jìn)行上行開(kāi)采。

4.3 “三帶”分析法

9+10#煤層頂板石灰?guī)r抗壓強(qiáng)度為51.3 MPa，抗拉強(qiáng)度為1.89 MPa，抗剪強(qiáng)度為3.93 MPa，頂板穩(wěn)定性較好。開(kāi)采空間和垮落巖層本身的空間可由頂板下沉和垮落巖石碎脹后填滿(mǎn)。

垮落帶公式為：

HK=[（100）ΣM/（2.1ΣM+16）]±2.5. （3）

在式（3）中，M=2.58 m，經(jīng)過(guò)計(jì)算得，H KMAX=14.5 m，HKMIN=9.5 m。

由此可知，7下#煤層與9+10#煤層的間距為35 m左右，遠(yuǎn)大于14.5 m，所以，不會(huì)影響7下#煤層的正常開(kāi)采。

4.4 導(dǎo)水裂隙帶高度分析

9+10#煤層頂板為堅(jiān)硬石灰?guī)r，導(dǎo)水裂隙帶最大高度按以下公式計(jì)算：

Hd=[100ΣM/1.2ΣM +2.0]+8.9. （4）

代入數(shù)值得，Hd為59.52 m，遠(yuǎn)大于35 m。

由此可知，即使開(kāi)采9+10#煤層，導(dǎo)水裂隙帶的高度已經(jīng)超過(guò)了7下#煤層，7下#煤頂板含水層的水會(huì)由于9+10#煤層的開(kāi)采而疏放。7下#煤層底板細(xì)粒砂巖單向抗壓強(qiáng)度為28.6 MPa，抗拉強(qiáng)度為1.27 MPa，抗剪切強(qiáng)度為3.53 MPa，所以，其穩(wěn)定性屬中等，含水性微弱，不會(huì)因?yàn)?下#煤的含水層對(duì)9+10#煤層的開(kāi)采造成影響。

4.5 上行開(kāi)采的成功經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)突出煤層的開(kāi)采辦法，必須先開(kāi)采保護(hù)層，保護(hù)層分為上保護(hù)層和下保護(hù)層。國(guó)內(nèi)很多煤礦采用上行開(kāi)采順序都取得了成功，而開(kāi)采結(jié)果證明，開(kāi)采下部煤層不會(huì)破壞上部煤層。

5 結(jié)論

通過(guò)上述必要性和可行性分析，先行開(kāi)采9+10#煤，在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，尤其在目前煤炭市場(chǎng)形勢(shì)急劇低迷，企業(yè)面臨困難的時(shí)候，先開(kāi)采煤層較厚、煤質(zhì)較好的9+10#煤層十分必要。同時(shí)，此分析也將為其他礦區(qū)類(lèi)似條件下的煤層開(kāi)采提供了有利的借鑒，進(jìn)而提高員工的人均收入，使員工安居樂(lè)業(yè)、家庭和諧，為企業(yè)和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

作者簡(jiǎn)介：劉瑞鵬（1986—），男，山西忻州人，助理工程師，2011年畢業(yè)于河北聯(lián)合大學(xué)采礦專(zhuān)業(yè)（本科）。

〔編輯：白潔〕

Abstract： By analyzing the reverse program mining conditions， geological conditions and production practices Longtai mine， both explained the feasibility and necessity of anti-mine exploration program from technical theory and practical production， and for anti-mine program mining provides a scientific basis.

Key words： Longtai mine； anti-mining program； seam thickness； seam pitch