艾友矿106采区村庄下开采方案设计

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1、http://www.paper.edu.cn艾友矿106采区村庄下开采方案设计张春，题正义，周云鹏辽宁工程技术大学职业技术学院，辽宁阜新（123000）E-mail：zhang_chun_110@163.com摘要：本文利用大量的国内资料回归分析了地表移动和变形的预测参数，得出了具有参考价值的经验公式。根据艾友矿的地质、采矿条件，对各种可行的采煤方法进行了分析，并利用模拟软件对地表移动和变形的各个数据进行了模拟计算，得出了适于本采区的开采方法。通过模拟计算可知，回归分析的经验公式安全可靠，可以用于工程计算

2、。关键词：村庄下采煤，预测，参数，地表移动和变形，条带开采0前言在我国的煤矿中“建筑物下、水体下、铁路下”压煤情况比较严重，其中主要是建筑物下压煤。建筑物下压煤又以村庄下压煤所占的数量最大，其次就是工业场地以及公用和民用建筑物下压煤。尽管采出建筑物下的煤有很多困难，但是对资源的有效利用、对经济的可持续发展等都是十分有利的。因此解决建筑物下采煤问题，不论是从理论上、技术上，还是经济上，对发展煤炭科技及煤矿生产都有重要意义。1艾友矿106采区简介1.1采区地质概况阜新矿务局艾友矿106采区位于井田的东北部，采区

3、煤层产状：走向由南至北，NW0～40度，倾向NE，倾角一般8.5～12度，NW局部倾角变大，最大15度；F18断层附近受断层牵引使倾角变小，最小5.5度。本采区可采煤层2层，其中4、6煤层全区发育，为可采煤层；其余煤层均为不可采煤层。1.2地面村庄概况106采区地表村庄比较密集，南部为艾友矿及伊马矿工业广场，西部为伊马图乡艾友村和艾友矿北山矿住宅、伊马矿选煤厂以及农村中、小学，北部为伊马图乡山嘴村，东部为已报废的艾友矿一井和东露天（开采深度标高为＋18米），以及村办小煤矿多处。2设计要求内容及原则其主要内容

4、如下：（1）在设计的最终方案中，建筑物损坏程度不大于Ⅱ级损坏。（2）在整个设计中，应充分考虑最大限度地减少资源的丢失，提高回采率。设计原则说明：（1）针对要求“106采区在留设煤柱时应尽可能准确，不应多留或少留，安全系数合理为好”，所以，只能从既“充分考虑最大限度减少资源的丢失，提高回采率”又使受采动建筑损坏程度减小，从而使煤矿赔偿最少的原则出发，选取最佳方案。（2）提出了建筑物损坏程度一般不超过Ⅱ级标准的要求，所以，给方案的设计研究提出了一个刚性的上限。但是，实际设计中煤炭回采率与建筑物损坏程度相互矛盾，

5、必须二者兼顾取其最佳开采方案。在设计的最终方案中，应在保持地表破坏程度不超过Ⅱ级标准的同时，尽可能的提高煤炭的回采率。-1-http://www.paper.edu.cn3采煤方案的选择由于地表的移动和变形直接与采区的大小和形式有关。因此选择正确的采煤方案是使地表移动和变形满足要求的关键。正确的选择采煤方案必须符合几个基本原则：①开采安全。②技术可行。③经济合理。经过对比分析及结合本矿井的生产技术条件与煤层埋藏地质条件，初步将开采方案确定为四种，依次为：1）4煤层全采，6煤层全采；2）4煤层全采，6煤层条采

6、；3）4煤层全采，6煤层不采；4）4煤层条采，6煤层条采；从四种方案不难看出，它们的回采率依次是减小的，煤层开采对地表的影响程度也是依次减小的，因此，从资源回收率的角度上讲，此四种方案的优先选取程度依次降低。4采煤方案的各参数的确定能否准确的确定预测地表移动和变形的各参数，直接会影响到预测地表移动和变形的精度。因此，准确的确定预测地表移动和变形各参数是十分重要的。确定预测地表移动和变形所需各参数的方法很多，如概率积分法、类比分析法、设立地表观测站法等等。由于预测地表移动和变形的各参数受地质采矿因素的影响很大

7、，因此本文主要通过收集大量的相关数据，并利用回归的方法来确定地质采矿因素与预测地表移动和变形各参数的关系，最终用来确定本采区预测地表移动和变形的各参数值。4.1主要影响角的正切与地质采矿因素的关系主要影响角的正切是预测地表下沉中的重要参数。它一般是根据采深与通过实测资料获得的主要影响半径的比值来求得。主要影响角的正切值与覆岩的性质、采深及煤层倾角有关。主要影响角则主要是作为反映煤层上覆岩层岩石力学性质的一个参数，当岩性较软时，岩层容易弯曲，影响范围小，主要影响角大，则正切值就大，在1.8～2.6之间；坚硬岩

8、层主要影响角的正切值较小，在1.0～1.8之间；中硬岩层主要影响角的正切值在1.4～2.2之间。主要影响角的正切值随着采深的增加而增加，随着煤层倾角的增加而减小。根据表1可得主要影响角正切与煤层倾角关系如图1所示。表1.煤层倾角与主要影响角正切值关系表矿区名称倾角正切矿区名称倾角正切本溪彩屯矿一采区152.5焦作焦西矿106工作面91.7本溪彩屯矿三采区153.0焦作马村矿102工作面82.5本溪彩屯矿五采区15