工业场地煤柱优化开采方案设计.pdf

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1、第5期矿山测量No．52015年1O月MINESURVEYING0ct．2O15doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．05．021工业场地煤柱优化开采方案设计张连海(开滦集团蔚州矿业有限责任公司，河北唐山063000)摘要：对于煤炭资源近枯竭型矿井，为延长矿井服务年限，需对其工业场地煤柱进行优化设计，在满足工业场地建(构)筑物安全使用的前提下最大程度采出煤炭资源，以达到较好的经济效益。文中采用开滦煤矿实测参数对工业场地煤柱进行优化，为相似矿井工业场地煤柱优化开采提供

2、了参考。关键词：工业场地煤柱；设防标准；优化设计中图分类号：TD82文献标识码：B文章编号：1001—358X(2015)05—0062—03开滦某矿于1979年建成投产，设计生产能力锅炉房、材料库、调运楼以及各生产维修车间等生产120万t。随着该矿近30余年高强度的开采，煤炭资设施及建(构)筑物。源已近枯竭，为了有效解决矿井采掘衔接紧张问题，各建(构)筑物结构各异，既有建筑结构较好的延长矿井服务年限，矿方拟对位于工业场地煤柱西办公楼，又有结构简单的简易平房，建筑物高度从一南部边缘的9煤层a工作

3、面进行回采。层到六层不等，其中受a工作面开采影响的区域位为了确保在a工作面开采过程中，工业场地的于工业场地西南部，地面重要建(构)筑物有：培训重要建(构)筑物，如培训楼、宿舍楼、矿井绞车房、压楼、宿舍楼、变电站、主副井绞车房及压风机房等。风机房、变电站以及井筒附近的设施等能够安全正对地表变形十分敏感的建(构)筑物主要是矿井常使用，同时又能形成正规开采的工作面，达到一定主、副井绞车房以及压风机房、变电站等，这些建生产规模，需对该工作面的开采范围进行设计，并对(构)筑物及其设备对地表变形的要求较高，

4、且直接该工作面开采引起的地表移动变形进行预计，确保关系到整个矿井的生产能否安全、顺利进行。工作面开采对地表建(构)筑物造成的影响符合其安1．1地表建(构)筑物的设防标准全正常使用的要求。我国原煤炭工业局[2000]第81号文颁布的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤1建(构)筑物概况及设防标准确定开采规程》(以下简称为“三下采煤”规程)第271．1地表建(构)筑物概况条对砖混结构建筑物损坏等级规定I级变形标准矿井工业场地地表建(构)筑物十分密集，有矿为：水平变形占≤2．0mm／m、倾斜，

5、≤3．0mm／m、办公楼、采区楼、培训楼以及综合楼等办公建筑，职曲率k≤0．2×10-～／m。工业构筑物的地表允许工宿舍楼．、食堂、医院、浴室等生活设施及建筑，还有和极限变形值见表1。主副井井筒及附属设施、绞车房、压风机房、变电站、表1工业构筑物的地表(地基)允许和极限变形值工业场地煤柱的留设标准为I级损坏，但工业多选用地质采矿条件与本矿区相似的其他矿区实测场地煤柱留设一般在矿井开采初期，由于矿井还未参数。因此在工业场地煤柱回收期间，应根据本矿进行大规模开采，并未取得适合本矿区的较为合理区实测资

6、料取得的地表移动变形参数对工业场地煤的地表移动变形参数，所以工业场地煤柱留设参数柱进行优化，以达到既能采出部分呆滞煤炭资源又62第5期张连海：工业场地煤柱优化开采方案设计2015年1O月能保证工业场地建(构)筑物安全使用的目的。为确保工作面开采过程中及开采后，地面重点受护建(构)筑物的安全正常使用，根据采动影响经验，受护建(构)筑物区域的地表移动变形值控制在“三下”规程规定的I级变形值一半以内(即水平变形≤1．0mm／m，倾斜≤1．5mm／m)o2工业场地区域地质采矿条件2．1该区域地层情况开平

7、煤田位于燕山南麓，在大地构造上位于中朝地台燕山沉降带的东南侧。燕山南麓煤田在地质图1a工作面开采尺寸及位置图力学体系上处于天山一阴山纬向构造带、新华夏系3．2地表移动变形预计构造带和祁吕一贺兰山山字形三个巨型构造体系的3．2．1地表移动预计参数选取交汇部位。开平煤田受新华夏构造体系影响，由一经过对该矿3094、3096、2092东及1021工作面系列NNE向的褶曲及逆断层组成，北部受纬向构造四条观测线所取得的观测资料进行整理，依照“三下影响逐渐向南弯转成走向近EW向。煤系地层由石采煤”规程综合分

8、析，确定本区概率积分法地表移动炭系中统唐山组，上统开平组、赵各庄组及下二叠系与变形预计参数为：大苗庄组、唐家庄组等组成。岩性以砂岩、泥岩为下沉系数．．．q=0．95；主，基底地层为中奥陶系马家沟组石灰岩，分布于煤水平移动系数：b=0．4；田周边地带，与煤系地层呈不整合接触。设计区域下山影响角正切：t下=1．2；第四系厚度约150m，基岩厚度约160m。上山影响角正切：t=1．4；2．2煤层开采条件影响传播系数：k=0．6。该区域主要可采煤层为9煤、11煤、12—1煤和3．2．2地表移动变形预计1