富含水砂层下的综采放顶煤技术

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1、富含水砂层下的综采放顶煤技术辽源矿业集团公司生产技术部吉林辽源136200摘要：梅河矿四井是在含水砂层覆盖条件下，用综采放顶煤采煤方法开采急倾斜特厚煤层的矿井，多年来水患直接威胁安全生产，以往生产中曾多次发生采空区顶板溃水、溃泥事故。近年来，依靠科技进步，引进先进设备，与科研单位合作，采用“防、堵、疏、排、截”综合措施，并坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，加大矿井水害隐患排查整改力度，确保了矿井的安全生产。关键词：含水砂层；综釆放顶煤；开釆技术1概述梅河煤矿四井位于梅河煤田的最东部，设计能力为21万吨/年。矿井经过技术改造，2006年核

2、定能力为78万吨/年，矿区地表为平缓的农W和部分丘陵，地表标高为+340.9〜357.30,平均+344.4m，矿区走向长3.3km,宽0.5km,矿IX面积1.65km2o第四系冲积层覆盖整个矿区，其下普遍发育有15m左右厚度的砂砾层，该砂砾层含水丰富、透水性较强，与煤层露头不整合接触，构成了砂层水进入矿井的直接通道，是矿井水的主要来源。随开采深度的增加，流砂水不断渗入井下，H积月累在采空区中，逐步形成了较大面积的积水区域。由于是急倾斜特厚煤层,在势能压力和采动扰动的作用下，对后续工作面的开采带来溃水、溃泥、泥砂流等事故的重大安全隐患。为此，若要放顶煤综

3、放开采，必须解决水患的安全隐患问题。2地质采矿条件梅河四井煤系地层为新生界下第三系，12层煤和13层煤为可采煤层,其中12层煤为主采层。煤层稳定，厚度10m〜58m，平均25m。顶板为灰褐、黑褐色泥岩，底板为灰黑色或黑色泥岩，层理发育。井田煤层走向为N45°E,倾向N135°E,煤层平均倾角45°〜65°属于急倾斜特厚煤层。煤层中部厚两翼薄、深部厚浅部薄。地质构造。梅河煤田位于抚顺〜密山断列带中段，成煤盆地的形态受华夏式构造体系控制，早第三系含煤沉积于该带的断裂位置，呈N450E向展布的凹陷聚煤盆地。本矿区由于F3断层和F2

4、断层的切割，向斜的轴部和南翼都被断失，因此本井田是单斜构造，其产状为倾向N131°E，走向N41°E，倾角65°。根据生产水平揭示，矿区内断层在20m以上的有七条，均为正断层。梅河四井粘土层厚5〜20m,含水砂层厚7〜20m，渗透系数19.9〜23.6m/日，单位涌水量为1.5〜2.5L/s.m。梅河煤矿四井历史最大涌水量为242m3/h,矿井现有两套排水系统，最人排水能力为400m3/h,保证了排水能力的合理性。开拓方式为斜井片盘式开拓，以石门划分采区。采煤方法为综采放顶煤采煤方法，采用由FYC400支架改装的低位支架放顶煤。开采

5、上限为+300m。0前已开采六个水平，最低生产水平-115m,生产采区为7101区。采区沿走向布置，工作面水平斜切布置，采放高度在13m左右，由浅及深逐步幵采。3依靠科技进步，探清工作面周边安全的影响因素为了确保安全生产，加大了防治水工程的资金投入，采取了与科研单位合作研究并引进先进设备和技术，以实现全面掌握开采工作面的压力规律，准确弄清积水区域，从而为矿井防治水害提供准确的基础依据。3.1采区开采影响范围的监测随着采区工作面开采的不断延深和开采强度的加大，地面己出现多处沉陷坑，为了掌握规律，在已开采工作面的对应地表设立了岩移观测站定期观测,直至采区结束稳

6、定，之后，根据观测数据分析、绘制成采区开采影响地表范围等高线图。通过分析，得出深部开采对地表的影响角。顶板移动角为β=40°，底板移动角为λ=55°。3.2采空区积水区域的探测辽矿集团紧密与北京煤科院进行合作技术攻关，对采空区水源、通道及积水区域，水的治理、探放水方法都进行了系统的探测与研究，总结出了积水的规律性。根据EH-4探测结果，绘制了EH-4探测剖面图，根据电阻率值变化情况判断出水源及水的通道，确认了开采区域水源的基本特征。通过采用WDJD-I型多功能直流电测仪的高分辨三极电测法，对上部采空区积水区域6101

7、-2和6101-3工作面上方16m,32m,48m三个水平切面和剖面两次探测结果，制出工作面顶板垂向富水性分析图和富水性分析水平切面图，明确了积水区域3.3矿井涌水量的日常观测平吋对每个分层的采区涌水量定期观测，有效的掌握涌水水量的大小。分析对比掌握规律，发现水患问题，采取措施立即处理。4制定严格措施，加强综采工作面管理4.1综采工作面管理技术措施4.1.1回采前要在工作面上、下顺槽对煤厚进行实测。4.1.2在老顶初次来压和周期来压期间，加强冋采工作面顶板管理，并搞好工作面端头支护，防止冒顶、漏顶事故的发生。一旦冒顶、漏顶时，立即向矿总工程师汇报并及吋进行

8、处理。4.1.3做到冋采工作面连续快速和匀速推进，以使覆岩破坏发育