高河煤矿E1302工作面浊漳河水体下综放开采技术研究.pdf

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1、第4期矿山测量No．42013年8月MINESURVEYINGAug．2013doi：10．39691J．issn．1001—358X．2013．04．30高河煤矿E1302工作面浊漳河水体下综放开采技术研究张高青(山西高河能源有限公司，山西长治046205)摘要：文中针对高河煤矿首采面E1302开采面临地表浊漳河水体、第四系松散含水层水体以及基岩风化带含水层复合水体下开采问题，在分析工作面开采水文地质工程地质条件的基础上，计算了E1302工作面水体下综放开采所需防水安全煤岩柱尺寸，评价了水体下开

2、采安全性，并通过制定详细的安全开采技术措施和防治水技术措施保证了水体下综放安全开采。开采实践表明：工作面充水未与地表水体产生水力联系，实现了地表水体下综放安全开采，研究成果对类似条件压煤开采具有重要的参考借鉴作用。关键词：水体下采煤；综采放顶煤；导水裂缝带；安全中图分类号：TD823．46文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)04—0088—03水体下采煤关系到煤矿安全生产，是矿井面临1工程概况与开采条件分析的技术难题之一¨。煤层开采后顶板覆岩破坏，可能导通地表水体与井下开采空间，

3、为水体下安全高河煤矿是潞安集团与亚美大陆公司合资开发开采带来了隐患。综放开采方法对煤层赋存地质条的一座大型现代化矿井，设计生产能力600万t／a，件具有良好的适应性及高产高效优越性，但一次采生产水平主要集中在+4501TI水平。矿井采用立井全高，开采强度大，导水裂缝带充分发育，更加不利水平大巷盘区式开拓方式，开采二迭系下统山西组3于水体下安全开采。高河煤矿E1302首采工作面即#煤层，属稳定可采煤层，结构简单。E1302首采面面临地表浊漳河水体、第四系松散含水层水体以及位于本井田东一盘区，区内地表

4、水系发育，主要河流基岩风化带含水层水体下开采问题，通过分析研究为浊漳河西源，一般流量0．5～2m／s，为常年有水并采取工程技术措施，实现了复合水体下综放安全河流，E1302工作面井上下对照如图1所示。开采，为类似工程提供参考。—

5、奎：二][=][=】[=】[=：]【——F——1厂]r————1r1：_=lⅡFI—_l—1r—eI口lI●～Bl3跬工幻r鞠瞳：蛳1I置I’■_^强。＼疆曩Il譬门、、●——●一～＼_Hl、Ⅱ)．，一—、JLJI}、、，。0图1E1302工作面井上下对照图工作面采用综采

6、放顶煤一次采全高采煤方法，至坚硬类型。河床下3#煤层开采标高+430～+540区域煤层厚约6lIl，倾角2。一8。，全部陷落法管理顶m，按河床最低标高+906in计算相应采深为360～板，采煤机割煤高度为2．8—3．2Ill，剩余煤厚放顶470m。本区新生界松散层厚约80～160m，3号煤煤，割放比约为1：1，平均推进速度2～4m／d。3#煤层顶板上基岩厚约280～340m。河床下第四系松散层顶板由泥岩、砂泥岩、粉砂岩和中细砂岩等交替组覆盖层厚，富水性中等至强。其下基岩风化带含水成，根据顶板岩石力

7、学试验结果分析，覆岩结构为中层发育，富水性中等至强，属于典型的复合水体下采88第4期张高青：高河煤矿E1302工作面浊漳河水体下综放开采技术研究2013年8月煤，开采难度较大。通过对统计资料分析得出，综采放顶煤开采情况下顶板覆岩破坏发育较高，导水裂缝带高度基本2综放导水裂缝带发育规律与煤层采厚成正比。综合表1实测资料，获取导水工作面开挖卸荷导致周围岩体应力状态发生变裂缝带最大高度计算经验公式如下：化并重新分布，应力分布直至达到新的平衡。根据Hli=20．2M+l0(1)岩层的移动变形和破坏形式，上

8、覆岩层一般形成垮式中：——煤层一次采放有效厚度(m)。落带、裂缝带、弯曲带，简称“三带”。综放采场推进式(1)可以用于计算高河煤矿3#厚煤层综放一方向上方覆岩“三带”结构如图2所示。次采全高导水裂缝带最大发育高度，可以作为井田内水体下采煤防水安全煤岩柱的留设依据。3可行性分析与安全技术措施及实践3．1水体下综放安全开采可行性分析本区新生界松散含水层覆盖厚度大，中等至强富水性，基岩风化带发育较深，富水性中等，属于典型的复合水体下采煤，留设防水煤岩柱时应考虑基岩风化带深度⋯。根据公式(1)计算综放一次

9、采全高导水裂缝带最大高度，同时参考比较《建筑物、水^．一垮落带；hz一裂隙带；h3一弯曲带；图2采场推进方向覆岩破坏发育图体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(“三导水裂缝带发育高度(h+h：)的合理确定，是下”采煤规程)坚硬覆岩导水裂缝带计算经验公式如下：实现水体下采煤安全与否的前提。综放开采目前为止还没有一个完善的导水裂缝带发育高度预测方=+8．9(2)法，通常是根据实测资料加以分析类比。国内有类似开采地质条件下厚煤层综放开采导水裂缝带高度；=30+10(3)式中：∑——