高 超，霍軍鵬，鄧偉男，盧少帥

(1.天地科技股份有限公司，北京 100013；2.陜西陜北礦業(yè)韓家灣煤炭有限公司，陜西 榆林 719315)

近些年，國家積極推進煤炭資源整合和礦井兼并重組改造，中小型礦井被合并重組，以提高煤炭資源回收率。被整合前的地方煤礦對淺部煤層采用房柱式開采后，采空區(qū)遺留了大量小煤柱，頂板巖層尚未完全垮落，處于懸空狀態(tài)。隨時間的推移，殘留房采煤柱長期處于受壓狀態(tài)，其穩(wěn)定性逐步降低，在自然狀態(tài)下也有可能發(fā)生失穩(wěn)垮塌現(xiàn)象。若在房采區(qū)上部進行上煤層的采煤活動，在外力的擾動下，房柱式采空區(qū)易發(fā)生大面積煤柱失穩(wěn)。為此國內(nèi)外學(xué)者圍繞該類問題進行了相關(guān)研究。馮國瑞[1]應(yīng)用相似材料模擬刀柱式采空區(qū)上行開采層間巖層結(jié)構(gòu)，并提出了蹬空房柱式采空區(qū)的可行性定量判定方法；宋長賀等[2]得出寸草塔煤礦上煤層在采取一定的安全措施條件下可實現(xiàn)蹬空房柱式采空區(qū)的安全回采。楊國樞等[3]應(yīng)用相似材料模擬研究了極近距離煤層群開采的覆巖結(jié)構(gòu)及應(yīng)力特征；關(guān)瑞斌[4]分析了房柱式采空區(qū)的煤柱穩(wěn)定性，應(yīng)用鉆孔窺視方法探測了房柱式空區(qū)的覆巖破壞特征，對其蹬空開采可行性進行了論證；武劍[5]采用多種理論分析方法基于榮泰煤礦的地質(zhì)采礦條件對上組煤蹬空開采可行性進行了研究；慈忠貞等[6]提出了近距離煤層群上下交替、協(xié)同開采配套技術(shù)，并實現(xiàn)安全回采；李竹、馮國瑞等[7]提出地面注漿充填加固下部殘留煤柱的方法，并對注漿體的各參數(shù)進行了規(guī)律研究；楊文博[8]應(yīng)用多手段研究了10#煤層開采對上部9#殘留煤柱的超前失穩(wěn)影響特征，論述了10#遺留煤層的開采可行性；程志恒、齊慶新等[9]采用相似模擬分析了距離煤層群采動影響下圍巖應(yīng)力-裂隙分布及演化規(guī)律；張春雷[10]采用二維相似模擬試驗對煤層群開采過程中覆巖破斷和移動變形特征進行了監(jiān)測分析研究；龐冬冬[11]采用理論分析和數(shù)值計算的方法，對某礦8煤上行開采對上部11煤的影響底板變形、應(yīng)力擾動進行了分析，論證了其上行開采的可行性；趙勸[12]研究得到下部3-1煤工作面的推進過程中使得上部殘留煤柱大范圍失穩(wěn)，進而傳遞給關(guān)鍵塊體使之荷載增加從而產(chǎn)生強烈動壓；李崗偉等[13]論證了陶忽圖煤礦近距離厚煤層上行開采可行性；張曉春等[14]分析了紅一礦5煤開采對上部4煤的影響特征，驗證了其上行開采的可行性；汪北方等[15]研究得到極近距離厚煤層綜放工作面過房式采空區(qū)頂板破斷失穩(wěn)特征；曹鵬[16]基于數(shù)值模擬和相似材料模擬得到近距離煤層長壁工作面擾動影響的下煤層工作面采動過程中頂板具有隨采隨冒的特征；趙毅鑫等[17]以草垛溝煤礦為研究對象，分析了8-2煤層蹬空11煤巷柱式采空區(qū)的頂板巖層結(jié)構(gòu)和受載特征，建立頂板-煤柱系統(tǒng)力學(xué)模型，推導(dǎo)出頂板巖梁彎曲下沉函數(shù)；齊學(xué)元等[18]模擬分析了房柱式采空區(qū)殘留煤柱的塑性區(qū)寬度，并對不同尺寸的煤柱應(yīng)力在底板中的傳遞特征進行了研究；李勝等[19]研究得到煤層群下行開采煤柱應(yīng)力垂直傳遞受到自身寬度、埋深、采高和煤層傾角的影響；張杰等[20]建立“箱梁橋”結(jié)構(gòu)模型，得到韓家灣2-2煤房柱式采空區(qū)上行綜采1-2煤的工作面參數(shù)；馮國瑞等[21]針對房柱式殘留煤柱的失穩(wěn)計算，提出了遺留煤柱群的最弱失穩(wěn)致災(zāi)模式。綜合上述眾學(xué)者研究成果，從應(yīng)力傳遞、支架壓力、裂隙發(fā)育、變形傳遞等角度對近距離煤層群條件下的殘留煤柱和頂板控制進行了理論研究，并依據(jù)理論分析或數(shù)值模擬等手段論證蹬空開采的可行性；對于房采區(qū)一般采用充填或房柱爆破后再采用蹬空開采工藝回收上部資源，地方煤礦往往缺少開采圖紙及開采尺寸參數(shù)，尚需要增加可靠的采空區(qū)現(xiàn)狀探測手段、論證房柱式采空區(qū)影響的近距離煤層群開采方法。本文以韓家灣煤礦三盤區(qū)上部1-2上與1-2實體煤、中部2-2煤房柱式采空區(qū)、下部3-1與4-2實體煤為研究對象，對其近距離煤層群的安全開采技術(shù)進行研究，為礦井后續(xù)生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 礦井概況

韓家灣煤礦行政區(qū)劃隸屬陜西省榆林市，位于黃土高原與毛烏素沙漠接壤地帶，屬近水平、淺埋、近距離煤層群開采，平均煤層傾角為1°，礦井自上而下賦存有1-2上、1-2、2-2、3-1與4-2煤共計5個可采煤層。各煤層厚度、與相鄰煤層間距、巖性及簡易柱狀圖如圖1所示。

圖1 三盤區(qū)簡易柱狀圖

韓家灣煤礦三盤區(qū)于1988—2006年采用房柱式對三盤區(qū)2-2煤層進行了大范圍回采，同時也存在部分周邊礦井越界開采，共同形成1-2上和1-2煤呆滯煤量551萬t，同時還壓覆下部3-1煤約392萬t的煤炭資源。

2 2-2煤采空區(qū)覆巖破壞及煤柱穩(wěn)定性分析

在上部的1-2上、1-2煤層還未開采的情況下，先應(yīng)用房柱式對2-2煤層完成了采掘，采空區(qū)遺留大量房柱式煤柱。這些煤柱尺寸較小，一般為6～8 m，在經(jīng)過長期的承壓和風(fēng)化作用后，煤柱的穩(wěn)定狀況不明確。2-2煤房柱式采空區(qū)煤柱的存在，不僅對上部1-2上和1-2煤開采造成蹬空開采安全隱患，還對下部3-1煤的開采造成局部應(yīng)力集中等隱患。

2.1 采空區(qū)鉆探勘察及分析

為對淺埋房柱式采空區(qū)精準勘查，選取了2個精查區(qū)(精查一區(qū)與精查二區(qū))。一區(qū)位于2208工作面中部區(qū)域，施工7個鉆孔；二區(qū)位于2215工作面中部區(qū)域，施工完成6個鉆孔。各精查區(qū)及鉆孔平面布置如圖2所示。

圖2 精查區(qū)及鉆孔平面布置

根據(jù)鉆孔揭露掉鉆及取芯結(jié)果情況可知：精查一區(qū)巖芯完整性好、孔壁完好，未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫發(fā)育痕跡；另外，從鉆井液消耗情況來看，至揭露2-2煤采空區(qū)前，鉆井液消耗量變化不大，基本不漏失，推斷該區(qū)采空裂隙區(qū)不發(fā)育。

2.2 房柱三維激光掃描及分析

引入三維激光掃描技術(shù)，探查房柱采空區(qū)的煤柱、采空區(qū)參數(shù)，采區(qū)內(nèi)縱置巷道位置及參數(shù)，追蹤采區(qū)運輸通道位置、參數(shù)及頂板垮落情況。

1)一區(qū)探測結(jié)果表明：煤柱長6.34～9.28 m，平均7.81 m；寬8.37～9.54 m，平均8.96 m；房倉寬6.15～8.38 m，平均7.27 m；探測高度2.2～3.05 m，平均2.63 m?？v置通道寬5.66～9.78 m，平均7.72 m；探測高度2.38～3.14 m，平均2.76 m。煤柱及房倉參數(shù)接近調(diào)查結(jié)果中采7 m留8 m的采煤方式。三維激光掃描勘查掌握精查一區(qū)的煤柱尺寸情況見表1，采空區(qū)參數(shù)尺寸情況見表2。

表1 三維激光掃描勘查煤柱尺寸統(tǒng)計

表2 三維激光掃描勘查采空區(qū)尺寸統(tǒng)計

2)精查二區(qū)三維激光掃描共施工完成4個鉆孔(K2-2、K2-3、K2-4與K2-6)，探測結(jié)果表明長方形煤柱長10.96～12.97m，平均11.97m；寬7.59～9.90m，平均8.75m；常規(guī)煤柱長6.68～8.01m，平均11.97m；寬7.59～9.90m，平均7.95m；房倉寬6.28～6.92m，平均6.60m；探測高度3.91～4.12m，平均4.02m；縱置通道寬6.20～9.36m，平均7.78m；探測高度3.91～4.12m，平均4.02m。煤柱及房倉的參數(shù)接近調(diào)查的采7m留8m采煤方式，空腔探測高度接近調(diào)查采高3.8m；采空頂板完好，未有明顯冒頂跡象。

綜合兩個精查區(qū)域鉆孔揭露掉鉆情況及激光掃描成果，得出冒落帶高度發(fā)育情況：采空區(qū)空腔頂呈拱形，且凹凸不平，采空冒落發(fā)育高度最大為6.68m，最小為1.01m，平均為4.76m。精查一區(qū)發(fā)生冒頂可能與2-2煤頂板巖性為砂質(zhì)泥巖、整體較為松軟、強度相對較低等因素有關(guān)。

2.3 巖芯物理力學(xué)性質(zhì)測試

根據(jù)采空區(qū)勘察孔施工取芯進行煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)測試，測試結(jié)果見表3。

表3 三盤區(qū)煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果

2.4 采空區(qū)積水探測與分析

依據(jù)精查一區(qū)的采空區(qū)精查成果，結(jié)合2-2煤層底板等高線分布情況(基于通過本次鉆孔，并結(jié)合三盤區(qū)及周邊以往鉆孔成果插值生成)，對精查一區(qū)的采空區(qū)積水進行了估算。K1-1鉆孔通過孔中窺視儀觀測2-2煤采空區(qū)有少量積水，測量積水高度為0.35m，K1-2鉆孔亦有少量積水，積水高度為0.15m；其余鉆孔均不積水。精查二區(qū)采空區(qū)不積水。

2.5 煤柱與覆巖穩(wěn)定性分析

根據(jù)韓家灣礦三盤區(qū)2-2煤層的賦存條件，房柱采空區(qū)平均采深為97 m，煤層厚度為3.0～5.26 m，平均采厚3.5 m，采留尺寸為采寬5～7 m，留寬6～8 m。

利用多層巖梁頂板載荷計算理論，取房柱式采空區(qū)煤房直接頂上作用的載荷為14.37 kPa。將煤房直接頂簡化為簡支梁，計算得到煤房直接頂?shù)臉O限垮落距為19.68 m，遠大于2-2煤煤房實際寬度6～8 m。三盤區(qū)2-2煤的煤房頂板具有一定的穩(wěn)定性，尚未出現(xiàn)大范圍垮落現(xiàn)象。

根據(jù)煤柱載荷和煤柱強度計算公式，得到不同開采尺寸條件下煤柱的穩(wěn)定性系數(shù)。

1)煤柱應(yīng)力計算：根據(jù)式(1)計算得到房柱式采煤法煤柱載荷，“煤柱應(yīng)力”數(shù)值見表4。

表4 不同開采尺寸房采區(qū)煤柱現(xiàn)有穩(wěn)定系數(shù)

式中，γ為上覆巖層平均容重，MPa/m；H為采深，m；W為煤柱寬度，m；B為煤房寬度，m；L為煤柱長度，對于一般的房柱式開采，L=W，m。

2)煤柱強度計算：根據(jù)式(2)計算得到房柱式采煤法煤柱強度，“煤柱強度”數(shù)值見表4。

式中，σ1為臨界立方體試樣抗壓強度，MPa；W為煤柱寬度，m；h為煤柱高度，m；σc為實驗室測試的煤的平均單軸抗壓強度，MPa；D為實驗室試塊的尺寸，當(dāng)為圓柱體時D為試樣的直徑，一般為50 mm；h為現(xiàn)場煤柱的高度，當(dāng)煤柱高度大于0.9 m時，取0.9 m。

3)煤柱穩(wěn)定性計算：根據(jù)式(3)計算得到房柱式采煤法煤柱穩(wěn)定性系數(shù)，“穩(wěn)定系數(shù)”數(shù)值見表4。

F=σp/Sp

(3)

式中，σp為煤柱強度，MPa；Sp為煤柱載荷，MPa。

對于房柱式開采，若安全系數(shù)F大于1.5，就可認為滿足長期穩(wěn)定條件。根據(jù)三盤區(qū)2-2煤層的地質(zhì)采礦條件，得到2-2煤房柱式采空區(qū)殘留煤柱穩(wěn)定系數(shù)為1.09～1.21，該數(shù)值小于1.5，不能滿足煤柱的長期穩(wěn)定性。

2.6 殘留煤柱穩(wěn)定性分析

1)根據(jù)對不同開采尺寸殘留煤柱穩(wěn)定性理論計算，可得2-2煤房柱式采空區(qū)的煤柱現(xiàn)有穩(wěn)定系數(shù)大于1而小于1.5，表現(xiàn)為現(xiàn)狀下暫時穩(wěn)定而不具備長期穩(wěn)定的特征。

2)結(jié)合采空區(qū)勘查、鉆孔窺視、三維激光掃描等多手段綜合勘查也證實了當(dāng)前2-2煤柱仍具有一定的穩(wěn)定性，沒有出現(xiàn)大范圍垮落現(xiàn)象。

3)房柱式采空區(qū)內(nèi)殘留煤柱長時間在空氣、水(實測三盤區(qū)部分區(qū)域積水高度為0.15～0.35 m)作用下，殘留煤柱逐漸風(fēng)化、劈裂，殘留煤柱的尺寸將逐漸減小，煤柱穩(wěn)定性變差。在外界擾動應(yīng)力(尤其采動影響引起的應(yīng)力集中等因素)影響下煤柱塑性區(qū)增加，局部煤柱穩(wěn)定性系數(shù)可能小于1.0，在外力擾動下發(fā)生失穩(wěn)的可能性較大。

4)類比榆林周邊類似淺埋深房柱式采空區(qū)內(nèi)殘留煤柱揭露房柱式采空區(qū)情況，殘留煤柱時間大于5 a時，在空氣和水作用下，煤柱核區(qū)逐漸變小、塑性區(qū)寬度逐漸變大，煤柱將不能滿足長期穩(wěn)定性。

3 房采區(qū)影響的近距離煤層群安全開采分析

在下部煤層為房柱式采空區(qū)的開采條件下，分析蹬空開采的可行性，關(guān)鍵是要判別在上部煤層采動應(yīng)力影響下房柱采空區(qū)內(nèi)煤柱的穩(wěn)定性，以及層間巖體的穩(wěn)定性。在長壁開采條件下，上部煤層采動應(yīng)力主要來自長壁工作面煤壁支承壓力和區(qū)段煤柱應(yīng)力集中，以及工作面采煤設(shè)備的動態(tài)壓力。對于上部煤層采動應(yīng)力情況，可分單工作面采動應(yīng)力和多工作面采動應(yīng)力情況。

3.1 1-2煤蹬空房柱式空區(qū)可行性分析

3.1.1 長壁單工作面開采條件下

不考慮對煤壁施加的側(cè)向支護力，采空區(qū)煤壁的塑性區(qū)寬度計算公式為：

根據(jù)1-2煤地質(zhì)采礦特征，將m=2.59 m，A=0.33，φ=30°，C=2.0 MPa，K=2，γ=0.025 MN/m3，H=75 m代入式(4)計算得：塑性區(qū)寬度b=0.54 m。

根據(jù)采空區(qū)煤壁下方應(yīng)力分布規(guī)律可知，在水平方向，在x/b=4.0的位置應(yīng)力集中程度最大。因此，在計算1-2煤長壁工作面開采支承壓力在底板巖層中應(yīng)力分布及其對2-2煤殘留煤柱穩(wěn)定性時，可取x=4.0，b=2.16 m，z=25 m，K=2，H=75 m，代入可得2-2煤層頂板處受1-2煤層長壁開采支承壓力影響的附加應(yīng)力大小為：

可見，1-2煤開采對2-2煤產(chǎn)生的附加應(yīng)力較大，2-2煤層房柱采空區(qū)煤柱在1-2煤層長壁開采支承壓力影響下煤柱所受的實際應(yīng)力和穩(wěn)定性系數(shù)見表5。在1-2煤長壁開采支承壓力影響下，2-2煤房柱采空區(qū)煤柱的穩(wěn)定性系數(shù)降低，穩(wěn)定系數(shù)在0.93～1.04之間，大部分煤柱的穩(wěn)定性小于1.0，不能夠保持穩(wěn)定。

表5 2-2煤殘留煤柱受1-2煤長壁單工作面開采的煤柱穩(wěn)定系數(shù)

3.1.2 連續(xù)多工作面影響情況

在多工作面開采條件下，下部煤層的附加應(yīng)力，除了受采空區(qū)邊界支承壓力影響外，工作面之間留設(shè)的區(qū)段煤柱產(chǎn)生的應(yīng)力集中，也是附加應(yīng)力的重要來源。即多工作面開采產(chǎn)生的附加應(yīng)力要大于單工作面開采產(chǎn)生的附加應(yīng)力影響。因此，1-2煤長壁多工作面開采支承壓力影響下，2-2煤房柱采空區(qū)煤柱的穩(wěn)定性系數(shù)將更小，煤柱的穩(wěn)定性更差。

3.2 強制處理殘留煤柱后蹬空開采分析

如上所述，三盤區(qū)地質(zhì)采礦條件下，由于2-2煤房柱采空區(qū)的存在，直接蹬空2-2煤開采1-2煤存在煤柱大面積失穩(wěn)風(fēng)險。為此分析2-2煤房柱式采空區(qū)充填或強制放頂后的順序開采方案如下：采空區(qū)充填后開采1-2煤：要實現(xiàn)1-2煤的安全開采，對2-2煤房柱采空區(qū)進行局部充填加固、為殘留煤柱進行支撐，消除煤柱失穩(wěn)和頂板大面積垮落的安全隱患，但充填方案存在工藝復(fù)雜、管理程度要求高、需要增加獨立的充填系統(tǒng)、成本高、周期長等不足，在經(jīng)濟角度出發(fā)，2-2煤采空區(qū)充填后再進行1-2煤開采的經(jīng)濟合理性較差。強制放頂后再開采1-2煤：根據(jù)煤礦開采實踐，如果能夠在開采前對不穩(wěn)定采空區(qū)進行強制放頂或?qū)埩裘褐M行爆破，此時強制放頂后的2-2煤層房柱采空區(qū)將等價于長壁開采垮落法管理頂板的長壁采空區(qū)；等待巖層重新壓實穩(wěn)定后再開采上部近距離煤層，就能夠消除安全隱患，實現(xiàn)安全高效開采。強制放頂?shù)募夹g(shù)有水壓致裂、深孔爆破、二氧化碳冷爆破等，目前在國內(nèi)外均有應(yīng)用，技術(shù)應(yīng)用成熟。

3.2.1 采動影響倍數(shù)法判別

1-2與2-2煤間距19.46～30.57 m，均值為24.75 m。在不考慮先采3-1煤層條件下，若對2-2煤房柱式采空區(qū)煤柱強制放頂，1-2煤為單一煤層上行開采，則采動影響倍數(shù)K計算為(房采區(qū)按采出率70%計算，等效平均采厚M=3.5 m×70%=2.45 m)：

煤礦上行開采的生產(chǎn)實踐證明，下部單一煤層開采，當(dāng)K>7.5時，一般可進行正常的上行開采。根據(jù)采動影響倍數(shù)法的判斷，對2-2煤房柱式采空區(qū)煤柱強制放頂后，且考慮2-2煤層70%的采出率條件下，采動影響倍數(shù)K=10.1>7.5；2-2煤房柱式采空區(qū)強制放頂并采取一定的安全技術(shù)措施后，1-2煤層在2-2煤采空區(qū)上可進行正常的上行開采。

3.2.2 兩帶高度法判別

對2-2煤層房柱式采空區(qū)強制放頂后，且考慮2-2煤70%的采出率條件下，等效采厚M=2.45 m。結(jié)合韓家灣煤礦的中硬巖性條件，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與開采規(guī)范》得到，對2-2煤層房柱式采空區(qū)強制放頂后，且考慮2-2煤70%的采出率條件下，2-2煤垮落帶的最大高度Hk=10.23 m，導(dǎo)水裂縫帶Hli=38.18 m。

兩帶高度依據(jù)判別式(7)計算：

1-2與2-2煤的層間距D=24.75 m>19.55 m，當(dāng)上、下煤層的層間距大于下煤層的裂縫帶高度時，上煤層內(nèi)部雖然有一定程度的裂隙但只發(fā)生整體移動，結(jié)構(gòu)不受破壞，2-2煤房柱式采空區(qū)強制放頂并采取一定的安全技術(shù)措施后，1-2煤在2-2煤采空區(qū)上部可進行正常的上行開采。

3.3 3-1煤開采后1-2煤蹬空開采可行性分析

2-2煤的下方約35 m處，還存在3-1煤；3-1煤平均采厚2.6 m，平均采深115 m。可考慮先用長壁采煤法開采3-1煤，利用采動影響的上覆巖層移動變形實現(xiàn)破壞2-2殘留煤柱穩(wěn)定性、房柱采空區(qū)強制放頂?shù)哪康?，待上覆巖層移動穩(wěn)定后，再開采1-2煤層，為此開展如下論證。

3.3.1 采動影響倍數(shù)法

1-2與2-2煤的間距19.46～30.57 m，均值為24.75 m；2-2與3-1煤的間距32.44～38.82 m，均值為35.47 m。2-2煤房柱式采空區(qū)按采出率70%、等效采厚M=2.45 m計算；3-1煤平均采厚2.6 m。

3-1煤為多煤層上行開采(先采3-1煤，再采1-2煤)，將以上數(shù)據(jù)代入式(8)，則采動影響倍數(shù)K為：

根據(jù)采動影響倍數(shù)法的判斷，三盤區(qū)多煤層(先采3-1煤，再采1-2煤)上行開采采動影響倍數(shù)K=7.03>6.0；先用長壁采煤法開采3-1煤層，利用采動影響的上覆巖層移動變形實現(xiàn)破壞2-2殘留煤柱穩(wěn)定性、房柱采空區(qū)強制放頂?shù)哪康模细矌r層移動穩(wěn)定后，1-2煤在2-2與3-1煤采空區(qū)上部可進行正常的上行開采。

3.3.2 兩帶高度法判別

先用長壁采煤法開采3-1煤，利用采動影響的上覆巖層移動變形實現(xiàn)破壞2-2殘留煤柱穩(wěn)定性、房柱采空區(qū)強制放頂?shù)哪康模细矌r層移動穩(wěn)定后，再采1-2煤，且考慮2-2煤70%的采出率條件下，等效采厚M=2.45 m。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與開采規(guī)范》得到，在考慮2-2煤70%的采出率條件下，應(yīng)用長壁式采煤法開采3-1煤后，近距離煤層群(3-1煤與殘留2-2煤柱區(qū))的Hk=10.23 m，Hli=38.18 m。

近距離煤層群下的兩帶高度法判別公式：

1-2與2-2煤間距D=24.75 m>19.55 m，當(dāng)上、下煤層的層間距大于下煤層的裂縫帶高度時，上煤層內(nèi)部雖然有一定程度的裂隙但只發(fā)生整體移動，結(jié)構(gòu)不受破壞，韓家灣煤礦三盤區(qū)1-2煤層滿足多煤層(先采3-1煤層，再采1-2煤層)上行開采條件，即先用長壁采煤法開采3-1煤層，利用采動影響的上覆巖層移動變形實現(xiàn)破壞2-2殘留煤柱穩(wěn)定性、房柱采空區(qū)強制放頂?shù)哪康?，待上覆巖層移動穩(wěn)定后，1-2煤層在2-2煤層與3-1煤層采空區(qū)上部可進行正常的上行開采。

4 結(jié) 論

1)“采空區(qū)鉆探與取芯+漏失量觀測+三維激光掃描+積水探測”的綜合性手段可實現(xiàn)缺乏資料的房采區(qū)殘留煤柱賦存情況精確探測；應(yīng)用綜合探測法結(jié)合理論分析計算得到韓家灣三盤區(qū)2-2煤房柱式采空區(qū)內(nèi)的殘留煤柱現(xiàn)有穩(wěn)定系數(shù)大于1而小于1.5，具有現(xiàn)狀下暫時穩(wěn)定而不具備長期穩(wěn)定的特征。

2)蹬空2-2煤房采區(qū)、直接實施1-2煤長壁工作面的開采方案，在1-2煤工作面支承壓力影響下，2-2煤房柱采空區(qū)內(nèi)的殘留煤柱穩(wěn)定性系數(shù)介于0.93～1.04，殘留不能保持穩(wěn)定。

3)應(yīng)用采動影響倍數(shù)判別法與兩帶高度判別法等理論計算，提出“先采下組煤層，利用礦山壓力對2-2煤殘留煤柱破壞后，再在擾動破壞后的房柱式采空區(qū)上實施上組煤蹬空開采”的方案。