張秉德（黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司益新煤礦，黑龍江鶴崗 154100）

益新煤礦含水礫巖層下分層開采的可行性

張秉德
（黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司益新煤礦，黑龍江鶴崗 154100）

益新煤礦最早前身為原鶴崗礦務(wù)局新一煤礦，礦井始建于1950年9月20日，1955年9月21日竣工投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力90萬噸。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》計(jì)算出防水安全煤巖柱垂高，確保開采期間采空區(qū)冒落不波及頂板含水礫巖層，為防止頂板垮落斷層活化導(dǎo)通礫巖含水層，在頂板含水礫巖下開采的每個(gè)采煤工作面開采前在機(jī)道施工疏水巷或是施工臨時(shí)水倉，確保安全開采。

頂板礫巖 涌水量 導(dǎo)水裂隙帶

益新煤礦經(jīng)過多次技術(shù)改造、擴(kuò)大井田范圍、水平延深，2011年核定生產(chǎn)能力為130萬噸/年。礦井涌水主要來自裂隙導(dǎo)水，除3#層頂板礫巖層含水較豐富外，其他煤層頂板自身含水均不豐富。礦井開拓方式為立井多水平集中大巷分區(qū)石門開拓。益新煤礦礦井最大涌水量 1982 m3/h，正常涌水量1220m3/h，二水平最大涌水量 390 m3/h，正常涌水量190m3/h，三水平最大涌水量 602m3/h，正常涌水量500m3/h四水平最大涌水量 990m3/h，正常涌水量530m3/h。

益新煤礦2011年開采三水平北一石門3層左一段，該面為綜合機(jī)械化放頂煤開采（開采標(biāo)高：-46.47～-87.56m），工作面走向180m，傾斜130m，平均煤厚5.0m，傾角平均20°。開采期間受采動(dòng)影響，涌水量在7.65～138.4 m3/h，平均約為90 m3/h。開采約至140m時(shí)，涌水量達(dá)到最大值138.4 m3/h，其后涌水量平均110 m3/h。2012-2013年開采三水平北一石門3層右一段，該面為綜合機(jī)械化放頂煤開采（開采標(biāo)高：-78.35～-134.30m），工作面走向180m傾斜130m，平均煤厚5.8m，傾角平均25°。開采期間受采動(dòng)影響，涌水量在36.9--127.9 m3/h，平均約為50 m3/h。開采約至149m時(shí)，涌水量達(dá)到最大值127.9 m3/h，其后涌水量平均120 m3/h。2013年開采四水平南一石門3層C區(qū)一分段，該面為滑移支架放頂煤開采（開采標(biāo)高：-277.65～-331.23m），工作面走向110m，傾斜100m，平均煤厚9m，傾角平均25°，開采期間受采動(dòng)影響，涌水量在15.2--1438m3/h，開采前期平均約為40m3/h。開采約至38m時(shí)，采面初次來壓頂板垮落，使頂板斷層活化導(dǎo)通礫巖含水層，最大涌水量達(dá)1438m3/h，其后涌水量平均700m3/h。通過對(duì)出水原因、煤層上覆巖柱防隔水性的分析以及防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度的計(jì)算等，得出結(jié)論三個(gè)工作面開采過程中采空區(qū)的冒落波及到了頂板含水礫巖層，為確保頂板含水礫巖層下采煤的安全，最終確定了后續(xù)工作面礫巖含水體下“分層開采”的原則。

2013年我礦開采三水平北一石門3層右一段，工作面走向長127m，傾斜長83--106m，煤層平均傾角18°，平均煤厚3.5m，儲(chǔ)量7. 8萬噸。采煤方法為走向長壁后退式分層采煤法。采煤工藝為滑移支架機(jī)采。采空區(qū)處理方法為全部跨落法。本區(qū)8號(hào)煤層上方存在F35斷層上盤為含水礫巖層，距礫巖層67--110m。

三水平北一石門3層右一段按《煤礦防治水規(guī)定》，煤厚取最大煤厚5m。分層開采導(dǎo)水裂隙帶高度按公式計(jì)算，結(jié)果為54.7m.分層開采防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度按最大值計(jì)算為，結(jié)果為12m.防水安全煤巖柱垂高為Hsh≧Hli+Hb，因此Hsh≧54.7m+12m=66.7米。如該煤層采用放頂煤開采，導(dǎo)水裂隙帶高度按公式計(jì)算放頂煤開采防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度按最大值計(jì)算為4A，結(jié)果20m.防水安全煤巖柱垂高為Hsh≧Hli+Hb，因此Hsh≧72.6m+20m=92.6米。本區(qū)煤層距南嶺礫巖含水層67--110m，由計(jì)算結(jié)果可以看出，分層開采不會(huì)波及到含水礫巖層，而放頂煤開采則會(huì)波及到含水礫巖層。

三水平北一石門3層左二段采煤工作面走向長203m，傾斜長135m，煤層平均傾角18°，該區(qū)內(nèi)煤層厚度3.2--6m，平均煤厚5.5m，儲(chǔ)量20噸，工作面布置采用走向長壁后退式分層采煤法，采高2.2m。

三水平北一石門3層左二段按《煤礦防治水規(guī)定》，煤厚取最大煤厚6m。分層開采導(dǎo)水裂隙帶高度按公式計(jì)算結(jié)果為分層開采防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度按最大值計(jì)算為，結(jié)果為18m.防水安全煤巖柱垂高為Hsh≧Hli+Hb，因此Hsh≧8m+18m=76m。如該煤層采用放頂煤開采，導(dǎo)水裂隙帶高度按公式計(jì)算放頂煤開采防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度按最大值計(jì)算為4A，結(jié)果為24m.防水安全煤巖柱垂高為Hsh≧Hli+Hb，因此Hsh≧82.6m+24m=106.6m。本區(qū)煤層距含水礫巖含水層90--120m，由計(jì)算結(jié)果可以看出，分層開采不會(huì)波及到含水礫巖層，而放頂煤開采則會(huì)波及到含水礫巖層。為安全開采防止頂板垮落斷層活化導(dǎo)通礫巖含水層，益新煤礦在頂板含水礫巖下開采的每個(gè)采煤工作面開采前在機(jī)道施工疏水巷或是施工臨時(shí)水倉，確保排水設(shè)備運(yùn)行正常，排水暢通。流水線路無雜物影響。

三水平北一石門3層右一段一分層、三水平北一石門3層左二段一分層已開采完畢，開采期間上下兩道及采空區(qū)均無出水現(xiàn)象。三水平北一石門3層右二段一分層還有100米開采完畢，開采期間上下兩道及采空區(qū)均無出水現(xiàn)象。分層開采可以減少煤炭資源的浪費(fèi)，三水平北一石門3層右一段和三水平北一石門3層左二段減少浪費(fèi)原煤2萬噸，按每噸煤500元計(jì)算，多增收1000萬元。3號(hào)煤層平均煤厚在4m以上，在益新礦屬于可采煤層，益新礦在近幾年準(zhǔn)備開采三水平北一石門、南一石門3號(hào)煤層。但是3號(hào)煤層頂板上方為白堊系穆棱組礫巖層孔隙含水巖系對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。選擇正確的采煤方法與采煤工藝以及采取合理的疏排水措施可以保障安全生產(chǎn)，減少資源浪費(fèi)。

［1］楊孟達(dá).煤礦地質(zhì)學(xué)［M］.煤炭工業(yè)出版社，2000.

［2］徐永圻.煤礦開采學(xué)［M］.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.