王紅勝，李森林，李樹(shù)剛，雙海清，李　斌，李　磊

(1．西安科技大學(xué) 能源學(xué)院，陜西 西安 710054；2．西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054；3．教育部 西部礦井開(kāi)采及災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054)

?

近距離煤層群下伏厚煤層綜放開(kāi)采下上行開(kāi)采技術(shù)*

王紅勝1，3，李森林1，李樹(shù)剛2，3，雙海清2，李斌1，李磊1，3

(1．西安科技大學(xué) 能源學(xué)院，陜西 西安 710054；2．西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054；3．教育部 西部礦井開(kāi)采及災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054)

為提高煤炭資源回采率、延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限和實(shí)現(xiàn)厚薄煤層間合理配采，開(kāi)展了近距離煤層群下伏厚煤層綜放開(kāi)采下上行開(kāi)采可行性研究。基于燕家河煤礦近距離煤層群5-1，5-2及8煤地質(zhì)條件，采用理論分析、物理模擬、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等研究方法分析了8煤綜放開(kāi)采采場(chǎng)覆巖運(yùn)移規(guī)律及破斷特征，掌握了上覆5-1，5-2煤層與巖層的破壞特征及變形規(guī)律，確定了5-1，5-2煤層上行開(kāi)采可行性。研究表明，8煤覆巖冒落帶高度為16～26.7 m.5-1煤位于8煤裂隙帶下層位，處于8煤冒落帶之上，5-1煤及其頂?shù)装咫m有明顯彎曲變形下沉，但無(wú)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)，整體連續(xù)性好。5-2煤位于8煤裂隙帶與冒落帶過(guò)渡層位，接近8煤冒落帶；巷探表明了5-2煤處于整體下沉，頂?shù)装鍩o(wú)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)，整體連續(xù)性較好。除內(nèi)錯(cuò)采空區(qū)0～25 m的5-1，5-2煤層破壞較嚴(yán)重外，其余范圍的5-1，5-2煤層結(jié)構(gòu)連續(xù)完整，均可上行開(kāi)采。

近距離；煤層群；厚煤層；綜放開(kāi)采；上行開(kāi)采；臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)；巷探

0　引　言

燕家河煤礦建井初期為快速達(dá)產(chǎn)，優(yōu)先開(kāi)采了8煤，經(jīng)過(guò)了近15 a的高強(qiáng)度、大規(guī)模開(kāi)采，8煤層的一、二采區(qū)基本回采完畢，只剩余三、四采區(qū)未開(kāi)采。如果繼續(xù)只開(kāi)采8煤層，后期礦井產(chǎn)量會(huì)大幅度下滑，這對(duì)礦井后期發(fā)展極為不利。為實(shí)現(xiàn)礦井持續(xù)穩(wěn)定開(kāi)采[1]，提高煤炭資源回采率和延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，必須實(shí)現(xiàn)厚薄煤層間合理配采，但首先要解決好5-1，5-2煤上行開(kāi)采難題。目前，8煤采用綜放開(kāi)采，采場(chǎng)覆巖運(yùn)移范圍大，尤其是覆巖冒落帶高度大，且5-1，5-2煤層處于8煤冒落帶與裂隙帶過(guò)渡層位，這為確定5-1，5-2煤上行開(kāi)采難度增大。眾多學(xué)者對(duì)上行開(kāi)采進(jìn)行了深入研究與工程實(shí)踐[2-5]，其中文獻(xiàn)[6]闡釋了近距煤層上行開(kāi)采機(jī)理并分析了可行性判別準(zhǔn)則；文獻(xiàn)[7]提出基于力學(xué)分析的長(zhǎng)壁采空區(qū)上方的煤層上行開(kāi)采安全層間距；文獻(xiàn)[8-9]分析了影響近距離煤層群上行開(kāi)采因素，提出可行性判別指標(biāo)模型；文獻(xiàn)[10]提出了極近距離煤層群上行開(kāi)采機(jī)制。但國(guó)內(nèi)外關(guān)于近距離煤層群下覆厚煤層綜放開(kāi)采條件下開(kāi)展上行開(kāi)采方面的研究鮮有報(bào)道，針對(duì)燕家河煤礦近距離煤層群5-1，5-2及8煤地質(zhì)條件，采用理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等手段，開(kāi)展了8煤綜放開(kāi)采條件下5-1，5-2煤上行開(kāi)采研究，為近距離煤層群厚煤層綜放開(kāi)采條件下上行開(kāi)采提供理論指導(dǎo)與技術(shù)支持。

1　采礦地質(zhì)條件

可采煤層共3層，為中侏羅統(tǒng)延安組，自上而下分別為5-1，5-2煤和8煤。5-1煤厚為0.25～3 m，平均為1.38 m，大部分可采。5-2煤厚為0.15～2.75 m，平均為1.07 m，局部可采。8煤厚為0.37～7.64 m，平均為4.78 m，大部可采。5-1，5-2煤層間距為0.55～7.63 m，平均為3.03 m；5-2，8煤層間距為10.31～49.64 m，平均為30.62 m.巖層綜合柱狀如圖1所示。

2　上行開(kāi)采理論分析

采用比值判別法、“三帶”判別法、圍巖平衡法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法、波蘭上行開(kāi)采判別法、前蘇聯(lián)上行開(kāi)采判別法等6種判別方法[11-12]對(duì)5-1，5-2，8煤相互重疊區(qū)域的17個(gè)鉆孔進(jìn)行上行開(kāi)采判別，結(jié)果表明5-1煤處于8煤冒落帶之上、裂隙帶下層位，認(rèn)為5-1煤可以上行開(kāi)采；5-2煤位于8煤冒落帶與裂隙帶過(guò)渡層位，煤層破壞較嚴(yán)重，部分鉆孔區(qū)域不滿足上行開(kāi)采。判別分析過(guò)程詳見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。

3　采場(chǎng)覆巖破斷特征物理模擬分析

3.1模型設(shè)計(jì)

參照X4鉆孔柱狀圖，采用規(guī)格為長(zhǎng)×高×寬=5.0 m×3.0 m×0.3 m的平面應(yīng)力模型試驗(yàn)臺(tái)模擬工作面開(kāi)挖，模型鋪設(shè)規(guī)格為5.0 m×1.5 m×0.3 m.根據(jù)相似三定理[13]，確定模型幾何相似比α1=100，容重相似比αγ=1.67，時(shí)間相似比αt=10，強(qiáng)度相似比為αR=167.模型鋪設(shè)39層，總厚度為1.5 m，上覆354 m覆巖以物理配重實(shí)現(xiàn)均勻加載。8煤采高為7 cm，距模型右側(cè)邊界80 cm處開(kāi)切眼，開(kāi)挖步距為10 cm，共計(jì)開(kāi)挖34次，開(kāi)挖總長(zhǎng)度為340 cm.

圖1　綜合柱狀圖Fig.1　Generalized geological section

3.2模擬結(jié)果及分析

工作面推進(jìn)20 m時(shí)，由于上覆巖層壓力，直接頂開(kāi)始出現(xiàn)離層，并隨著頂板暴露面積增大而迅速發(fā)育；工作面推進(jìn)40 m時(shí)，直接頂出現(xiàn)明顯離層，并發(fā)生大面積垮落；工作面推進(jìn)60 m時(shí)，基本頂發(fā)生斷裂，工作面出現(xiàn)初次來(lái)壓，來(lái)壓步距為60 m；隨著工作面繼續(xù)推進(jìn)，基本頂發(fā)生周期性破斷。工作面推進(jìn)190 m時(shí)，頂板充分垮落；隨著工作面繼續(xù)推進(jìn)，直至340 m，冒落帶高度不在增加，采空區(qū)后方覆巖開(kāi)始進(jìn)入壓實(shí)階段，裂隙壓實(shí)逐漸閉合。工作面開(kāi)挖過(guò)程如圖2所示。

圖2　上覆煤巖層變形與破壞特征Fig.2　Deformation and failure characteristics of the overlying coal and rock seams(a)開(kāi)挖40 m　(b)開(kāi)挖60 m　(c)開(kāi)挖80 m　(d)開(kāi)挖100 m(e)開(kāi)挖140 m　(f)開(kāi)挖180 m　(g)開(kāi)挖190 m　(h)開(kāi)挖340 m

由圖2可知，工作面開(kāi)挖圍巖穩(wěn)定后，采場(chǎng)覆巖冒落帶高度為15～25 m，裂隙帶高度為35～60 m。5-1，5-2煤位于裂隙帶下部，工作面中部裂隙及破斷巖層隨工作面推進(jìn)逐漸擠壓閉合，5-1，5-2煤層結(jié)構(gòu)連續(xù)性保持完好。除切眼、停采線上部局部區(qū)域以外，5-1，5-2煤層未出現(xiàn)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)。

4　采場(chǎng)覆巖運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬分析

4.1模型建立

采用非線性數(shù)值計(jì)算軟件UDEC2D4.0參照X4鉆孔柱狀圖建立模型。模型尺寸為600 m×260 m，左、右及下邊界固定，上覆巖層表土層以均布載荷形式加在模型上邊界，節(jié)理特性考慮采動(dòng)影響，圍巖本構(gòu)關(guān)系采用Mohr-Coulumb模型。分別建立傾向和走向模型，模擬工作面開(kāi)挖。

4.2傾向模擬結(jié)果及分析

8煤工作面傾向長(zhǎng)300 m，上端頭位于模型中X=150 m處，下端頭位于模型中X=450 m處，模型采用一次開(kāi)挖。分別提取8煤開(kāi)采后5-1煤隨覆巖移動(dòng)的垂直位移、水平位移、傾斜以及應(yīng)力變化曲線。

4.2.15-1煤垂直移動(dòng)規(guī)律

5-1煤垂直位移如圖3所示。5-1煤最大垂直位移發(fā)生在工作面中部，最大值達(dá)1.32 m.5-1煤整體彎曲下沉，完整性未受到嚴(yán)重破壞，煤層賦存穩(wěn)定；在工作面上下端頭附近，因受煤柱支撐作用，導(dǎo)致巖層出現(xiàn)離層，裂隙發(fā)育豐富，5-1煤層頂?shù)装鍙澢冃屋^大，垂直位移偏??；所以5-1煤垂直位移呈現(xiàn)中間大，兩頭小的分布特征。

圖3　5-1煤層垂直位移Fig.3　Vertical displacement of the No.5-1 coal seam

4.2.25-1煤水平移動(dòng)規(guī)律

5-1煤水平位移如圖4所示。工作面中部水平位移趨近于零，上下端頭附近5-1煤水平位移變化較大，最大達(dá)到0.24 m.因工作面中部大范圍內(nèi)5-1煤未發(fā)生水平移動(dòng)，而在上下端頭因受煤柱支撐，5-1煤隨覆巖彎曲，產(chǎn)生拉伸變形，故在上下端頭水平位移明顯。

圖4　5-1煤層水平位移Fig.4　Lateral displacement of the No.5-1 coal seam

4.2.35-1煤應(yīng)力變化規(guī)律

圖5　煤層應(yīng)力變化規(guī)律Fig.5　Stress variation law of the coal seams

煤層應(yīng)力變化規(guī)律如圖5所示。8煤回采后，傾向上工作面直接頂及上覆巖層內(nèi)應(yīng)力呈分區(qū)特征，應(yīng)力分布可劃為4個(gè)區(qū)：原巖應(yīng)力區(qū)(0～100 m，500～600 m)，煤層應(yīng)力未受影響；支承應(yīng)力區(qū)(100～150 m，450～450 m)，上覆巖層形成壓力拱，在此區(qū)域?yàn)楣暗囊粋€(gè)支撐點(diǎn)，應(yīng)力升高；應(yīng)力釋放區(qū)(150～250 m，350～450 m)，由于端頭附近巖層彎曲，裂隙發(fā)育并起到卸壓作用，此處應(yīng)力降低；應(yīng)力恢復(fù)增加區(qū)(250～350 m)，隨基本頂跨落壓實(shí)，將再次支撐上覆巖層重量，從而使應(yīng)力升高。經(jīng)測(cè)算8煤直接頂中最大支承應(yīng)力為27.89 MPa，在超前煤壁5～15 m范圍內(nèi)，最大應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)2.19.隨著覆巖垮落穩(wěn)定，工作面中間位置應(yīng)力恢復(fù)。而5-1煤層中最大支承應(yīng)力24.34 MPa，超前煤壁25 m，最大應(yīng)力集中系數(shù)為1.82.

4.2.45-1煤層傾斜變化規(guī)律

5-1煤層傾斜變化規(guī)律如圖6所示。在工作面250～350 m范圍內(nèi)5-1煤斜率值大多集中在X軸附近，其值變化不大，5-1煤結(jié)構(gòu)相對(duì)平穩(wěn)，無(wú)較大彎曲變形，煤層連續(xù)性較好。但在工作面上下端頭處，因煤柱對(duì)5-1煤支撐作用，在煤柱外側(cè)采空區(qū)附近25 m范圍內(nèi)，5-1煤彎曲較嚴(yán)重，傾斜變化劇烈，最大傾斜達(dá)18.97 mm/m，對(duì)5-1煤層上行開(kāi)采影響大。

圖6　傾斜曲線Fig.6　Inclination curve

傾向模擬結(jié)果表明，5-1煤層處于8煤冒落帶之上、裂隙帶下層位穩(wěn)定巖層中，除工作面上下端頭外，工作面中部直接頂充分垮落壓實(shí)，基本頂中裂隙重新閉合，5-1煤層處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。除8煤層上下端頭對(duì)應(yīng)的局部區(qū)域移動(dòng)變形、應(yīng)力變化較大外，5-1煤垂直和水平移動(dòng)變形、應(yīng)力及傾斜不大，煤層整體性完好，無(wú)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)。因此，5-1煤可上行開(kāi)采。

4.3工作面走向模擬結(jié)果及分析

不同推進(jìn)距離5-1煤垂直位移變化規(guī)律如圖7所示。隨著工作面推進(jìn)，5-1煤垂直位移不斷增加；當(dāng)工作面推進(jìn)250 m時(shí)，移動(dòng)盆地中部已出現(xiàn)平底，盆地總體呈盤(pán)形，此時(shí)5-1煤已達(dá)到最大垂直位移，后方直接頂充分垮落，并逐漸被壓實(shí)，同時(shí)基本頂中裂隙重新閉合。在切眼和停采線煤壁附近25 m范圍內(nèi)，5-1煤受煤柱支撐作用，垂直位移未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，但移動(dòng)盆地中部5-1煤結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。

走向模擬結(jié)果表明，8煤層開(kāi)采后沿工作面走向的冒落帶高度約為25 m，為采高3倍左右。5-1煤處于冒落帶之上，除8煤層開(kāi)切眼和停采線對(duì)應(yīng)的局部區(qū)域外，5-1煤層保持穩(wěn)定，整體破壞程度不大，煤層表現(xiàn)較連續(xù)，未出現(xiàn)明顯臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)，故5-1煤可上行開(kāi)采。

圖7　不同推進(jìn)距離5-1煤垂直位移變化規(guī)律Fig.7　Vertical displacement change law of the No.5-1coal seam with different advance distance

5　覆巖冒落帶高度現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)分析

5.1探測(cè)地點(diǎn)

在8103軌道順槽內(nèi)，距離8煤軌道下山約700 m處，向8102采空區(qū)上方布置5個(gè)鉆孔，鉆孔呈扇形分布。采用YTJ20型巖層鉆孔窺視儀探測(cè)8102工作面覆巖冒落情況。

5.2鉆孔參數(shù)

鉆孔深度以預(yù)測(cè)冒落帶高度為準(zhǔn)，孔口間距以便于鉆孔施工和鉆孔維護(hù)為宜，一般為0.2～0.5 m.鉆孔布置參數(shù)如圖8所示。

圖8　鉆孔布置參數(shù)Fig.8　Layout parameters of the drillings

5.3探測(cè)結(jié)果及分析

通過(guò)對(duì)比分析5個(gè)鉆孔錄像對(duì)比分析，8102工作面覆巖冒落帶高度為16～26.7 m，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果15～25 m基本一致。5-1煤結(jié)構(gòu)完好，待8煤采空區(qū)上覆巖層穩(wěn)定后，即可上行開(kāi)采；5-2煤靠近冒落帶，存在明顯裂隙。鑒于5-2煤底板部分區(qū)域接近8煤冒落帶頂部，破壞相對(duì)嚴(yán)重，因此，5-2煤可采性有待進(jìn)一步確定。

6　5-2煤頂?shù)装鍘r層運(yùn)移規(guī)律巷探分析

為進(jìn)一步確定5-2煤可采性，提出向5-2煤層內(nèi)掘一條探巷，實(shí)測(cè)5-2煤層連續(xù)性和整體性，以及觀測(cè)其頂、底板破壞程度，最終確定5-2煤層是否可上行開(kāi)采。

6.1巷探方案

探巷空間位置關(guān)系如圖9所示。在5211工作面膠帶順槽內(nèi)533.6 m處，即PD9～PD10測(cè)點(diǎn)之間，沿煤層頂板掘探巷。沿傾向按359°58′方位角掘探巷T1～T4段，長(zhǎng)度為60 m，與5211皮帶順槽成70°夾角；5-2煤沿走向按69°58′方位角掘走向巷道T4～T5段，并平行于5211皮帶順槽，設(shè)計(jì)掘進(jìn)長(zhǎng)度為60 m.過(guò)T1點(diǎn)作Ⅰ—Ⅰ剖面，得探巷空間位置關(guān)系，如圖9(b)所示。5211皮帶順槽距8212采空區(qū)邊界20 m，并內(nèi)錯(cuò)8211皮帶順槽8 m布置。5-2煤層底板距8煤層頂板30 m.

圖9　探巷空間位置關(guān)系Fig.9　Exploration entry’s spatial position(a)平面圖　(b)Ⅰ-Ⅰ剖面

6.2巷探結(jié)果及分析

6.2.1傾向探測(cè)結(jié)果及分析

圖10　5-2煤層沿傾向變形規(guī)律Fig.10　Inclination deformation law of the No.5-2 coal seam

探巷沿5-2煤傾向掘進(jìn)60.2 m，在探巷T2-1～T3段內(nèi)長(zhǎng)度約13.49 m范圍內(nèi)，5-2煤層變形大。當(dāng)探巷掘進(jìn)到T2-1測(cè)點(diǎn)，煤層出現(xiàn)變形；探巷T2-1～T2-2段，煤層傾角約為6°；到探巷T2-2～T2-3段，煤層傾角已經(jīng)為15°，此時(shí)在T2-2測(cè)點(diǎn)附近出現(xiàn)大量“V”型張開(kāi)裂隙，煤層破壞較嚴(yán)重；而探巷T2-3～T2-4段內(nèi)時(shí)，煤層傾角達(dá)到最大值20°，煤層彎曲最為嚴(yán)重。除T2-1～T3范圍外，探巷內(nèi)5-2煤相對(duì)平穩(wěn)，其煤層傾角多集中在2～3°，5-2煤層沿傾向整體下沉量為2.24 m，煤層整體性破壞不大，利于5-2煤上行開(kāi)采。5-2煤層沿傾向傾角變化及整體下沉變形規(guī)律如圖10所示。

探巷與8煤采空區(qū)位置關(guān)系如圖11所示。5-2煤變形區(qū)域始末邊界距8212采空區(qū)邊界11.32～21.04 m，T3測(cè)點(diǎn)距離8212采空區(qū)邊界為23.74 m.因此，8煤采空區(qū)一側(cè)為實(shí)體煤層和8煤區(qū)段煤柱為寬煤柱(>20 m)時(shí)，開(kāi)采采空區(qū)上方5-2煤時(shí)，則5-2煤順槽應(yīng)內(nèi)錯(cuò)8煤采空區(qū)至少25 m.

圖11　探巷與8煤采空區(qū)位置關(guān)系Fig.11　Relationship between the exploration entry and the goaf of the No.8 coal seam

6.2.2走向探測(cè)結(jié)果分析

探巷掘到T4測(cè)點(diǎn)后，沿煤層走向繼續(xù)掘進(jìn)至T5測(cè)點(diǎn)，T4～T5測(cè)點(diǎn)距離為46.2 m.T4～T5段掘進(jìn)過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)頂?shù)装逵忻黠@臺(tái)階下沉現(xiàn)象，但在頂?shù)装寰植康胤搅严栋l(fā)育，且裂隙擴(kuò)展方向大致垂直探巷掘進(jìn)方向。在距離T4測(cè)點(diǎn)10～24 m之間，頂?shù)装宄霈F(xiàn)波浪式起伏變化，波峰最大值達(dá)130 mm，波谷最大值達(dá)290 mm，但煤層連續(xù)性完好，沒(méi)有出現(xiàn)臺(tái)階下沉。探巷T4～T5兩側(cè)點(diǎn)垂直落差為1.135 m，水平距離為46.2 m，探巷傾角為1.4°，局部為2°～3°，與煤層走向傾角(2°～3°)基本一致，5-2煤層處于整體下沉，煤層連續(xù)性完好。因此，走向探測(cè)結(jié)果表明5-2煤可上行開(kāi)采。

7　結(jié)　論

1)5-1煤處于8煤冒落帶之上、裂隙帶下層位，5-1煤可上行開(kāi)采；5-2煤部分區(qū)域接近冒落帶，處于8煤冒落帶與裂隙帶過(guò)渡層位，煤層破壞較嚴(yán)重；

2)采場(chǎng)覆巖冒落帶高度為15～25 m，裂隙帶高度為35～60 m.5-1煤層處于8煤冒落帶之上、裂隙帶下層位穩(wěn)定巖層中，除工作面上下端頭外，工作面中部直接頂充分垮落壓實(shí)，基本頂中裂隙重新閉合，5-1煤層處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，可上行開(kāi)采。除8煤層工作面上下端頭對(duì)應(yīng)局部區(qū)域移動(dòng)變形、應(yīng)力變化較大外，5-1煤垂直和水平移動(dòng)變形、應(yīng)力及傾斜不大，煤層整體性完好，無(wú)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)。除8煤層開(kāi)切眼和停采線對(duì)應(yīng)的局部區(qū)域外，5-1煤層保持穩(wěn)定，整體破壞程度不大，煤層表現(xiàn)較連續(xù)，未出現(xiàn)明顯臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)；

3)鉆孔探測(cè)表明8煤冒落帶高度約為16～26.7 m，與實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果基本一致；5-1煤結(jié)構(gòu)完整，可上行開(kāi)采；5-2煤靠近冒落帶，不利于上行開(kāi)采；

4)5-2煤層頂?shù)装逦闯霈F(xiàn)臺(tái)階下沉，5-2煤層處于整體下沉，煤層連續(xù)性完好，可上行開(kāi)采；8煤采空區(qū)一側(cè)為實(shí)體煤層或8煤區(qū)段煤柱為寬煤柱(>20 m)時(shí)，布置5-2煤工作面時(shí)，5-2煤順槽應(yīng)內(nèi)錯(cuò)8煤采空區(qū)至少25 m；

5)綜合以上分析，8煤采用綜放開(kāi)采后，上覆5-1，5-2煤層處于整體下沉，煤層結(jié)構(gòu)連續(xù)性完好；除切眼、停采線及工作面上下端頭上部局部區(qū)域以外，5-1，5-2煤層未出現(xiàn)臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)，均可上行開(kāi)采。

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Ascending mining technology on condition of the underlying thick coal seam of the closed distance seam group with fully mechanized caving

WANG Hong-sheng1，3，LI Sen-lin1，LI Shu-gang2，3，SHUANG Hai-qing2，LI Bin1，LI Lei1，3

(1.CollegeofEnergyScienceandEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China；2.CollegeofSafetyScienceandEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054，China；3.KeyLaboratoryofWesternMineExplorationandHazardPrevention，MinistryofEducation，Xi’an710054，China)

To improve the coal resources recovery rate，extend the mine service life and realize the reasonable mining between thick coal seam and thin one，the ascending mining feasibility study was carried out on conditions of the underlying thick coal seam of the closed distance seam group with fully mechanized caving.Based on the geological conditions of the close distance coal seam group in Yanjiahe coalmine，the overlying strata migration regularity and fracture characteristics of the No.8 coal seam was analyzed by methods of the theoretical analysis，physical simulation，numerical simulation，and field measurement.The failure characteristics and deformation regularity of the No.5-1and No.5-2coal seam and rock strata were mastered，and the ascending mining feasibility of the No.5-1and No.5-2coal seam was determined.The result shows that the height of caving zone of No.8 coal seam is 16 to 26.7 meters.The No.5-1coal seam，which locates in the lower position of the fracture zone of the No.8 coal seam，is on the top of caving zone of the No.8 coal seam.The No.5-1coal seam and its roof and floor have obvious bending deformation with no steps dislocation，and the continuity of the No.5-1seam is good as a whole.The No.5-2coal seam，which locates in the transition position between the No.8 coal seam’s fracture zone and its caving zone，is close to the No.8 coal seam’s caving zone.Exploration entry shows that the No.5-2coal seam sank as a whole，and its roof and floor have no step diastrophism，and its integral continuity is relatively good.The No.5-1，5-2coal seam is feasible for mining，except for the area interior goaf 0 to 25 m.

close distance；coal seam group；thick coal seam；full-mechanized caving mining；ascending mining；step diastrophism；exploration entry

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2016.0503

1672-9315(2016)05-0621-07

2016-03-09責(zé)任編輯：劉潔

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2015CB251600)

王紅勝(1976-), 男,安徽池州人,博士,副教授,E-mail:cumtwhs@xust.edu.cn

TD 325

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