红树梁煤矿薄基岩首采面河流下开采方案论证.pdf

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1、第3期矿山测量NO．32012年6月MINESURVEYINGJun．2012doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2012．03．032红树梁煤矿薄基岩首采面河流下开采方案论证任新龙，孙波，孙利辉(1．中煤邯郸设计工程有限公司，河北邯郸056031；2．中煤国际沈阳设计研究院，辽宁沈阳110015；3．河北工程大学资源学院，河北邯郸056038)摘要：浅埋深薄基岩工作面河流下开采极易发生涌水溃砂事故，文中针对红树梁煤矿4106首采工作面过地面羊塔沟河流问题，提出两个开采方案，通过理论分析、技术

2、经济比较确定合理的河流下开采技术方案。分析表明：采用地下工作面限厚开采方案需要经验积累和采取河流下开采相应的技术保障措施，目前新建矿井首采面实施跳采方案比较保险，也可为后期开采提供矿压数据经验。关键词：浅埋薄基岩；涌水溃砂；方案比较中图分类号：TD823．83文献标识码：B文章编号：1001—358X(2012)03—0096一o3河流下开采技术是一项复杂的系统工程，因板厚度4．25rtl，岩性为砂质泥岩。地下煤炭开采，造成覆岩破断与运动的采动岩体其羊塔沟是罐子沟的一条支流，夏季水流量在0．5应力场变化和采动裂隙是

3、引起井下突水事故的根本～2m／s，洪水爆发期瞬间水量可达1O一15m。／S。原因。长期以来，国内外学者积累了丰富的水体下由西向东贯穿井田，沟底基岩出露。由4106工作面采煤经验，我国水体下采煤技术已处于领先地副回风顺槽距切眼866m流人4106工作面，由辅运巷距切眼755m处流出，贯穿4106工作面南北方向位。本文针对红树梁煤矿首采面回采过程中需要长度159m，开采至沟底将有92组支架位于沟底部穿过地表羊塔沟河流，提出工作面限厚开采和跳采位。工作面煤层顶板距离沟底表面26．5～32m之两种方案，通过经济技术比较确定

4、了合理的开采方间。羊塔沟在4106工作面上方现有2个养鱼坑，面案。积分别约为3500m、2000m，参见图1。1红树梁煤矿概况2浅埋深薄基岩煤层两带高度计算红树梁矿井生产能力5．00blt／a，该矿位于内蒙2．1导水裂隙带高度预计古准格尔煤田的南端，井田南侧约2．0km处有黄河因地质体中覆岩岩性是连续变化的，所以提出通过。井田内地形总体趋势是西北高、东南低，地面以岩体综合强度为变量的裂高法，计算公式：标高+930～+1254m。地表大部分被厚黄土层覆HI盖，冲沟纵横交错，主要沟谷为罐子沟，其余沟谷均．=M／(a·M

5、+b)(1)式中：H为裂隙带高度，m；M为采高，4In；a、b为其支流，平时两侧基岩裂隙水以泉水的形式补给为岩体综合强度系数，a=0．1075—0．0241nR，b=沟内地下水及地表水；在暴雨时，沟谷又汇集了洪水0．155—0．02991nR；R为覆岩的综合强度，MPa。注入黄河。依据该矿地质报告，本区井田覆岩综合强度为：4106首采工作面是红树梁煤矿投产的第一个高32～38MPa，计算得首采面裂隙带高度约为：27．1～端大架型综采工作面，该工作面位于首采4号煤层31．5nl。一盘区的东部。工作面北侧是切眼位置，南

6、侧是42．2冒落带高度预计号煤层的三条大巷，东、西侧毗邻4107及4105综采一般情况下，冒落高度以4～8倍的采高预计，经工作面。首采工作面自北向南开采。4106工作面走计算得出冒落带高度H：4×(4～8)=16～32m。向长2145m，倾斜宽240nl。煤层倾角0。～4。左右，考虑岩石碎胀系数K。=1．3～1．5。平均厚度4m。伪顶厚0—0．1m，岩性为泥岩或砂冒落带公式：质泥岩。直接顶厚1．0～1．3m，岩性砂质页岩。老H=M／[(K。一1)COSO~](2)顶厚度7．0～14．7m，岩性为中粒砂岩或粗砂岩。底

7、96第3期任新龙等：红树梁煤矿薄基岩首采面河流下开采方案论证2012年6月了地表，所以必须采用有效的方法保证工作顺利通／／＼l过沟底，不发生涌水溃砂事故。—H．1●0：3开采方案比较●：＼／z，r；＼／l：t3．1限厚开采方案、、、—／本方案采用工作面直接推过沟底，但在过羊塔一盘l～ll沟时适当降低采高至3．5m，尽量减小两带发育高度。：＼～羊4一／3．2跳采方案4106工干IlB本方案在冲沟两侧各留100m保护煤柱(工作、面可采走向减少400m)，重新开切眼回采，对冲沟l工作面运_巷工作面回巷予以保护，通过煤柱阻

8、隔地表水涌入到工作面。如、·厂一厂图2所示。4105工作i4107工嚆I盘盈区蓉变泵电房所＼'"，摄、ITt’图14106工作面与羊塔沟河流关系图式中：日为冒落带高度，m；为煤层厚度，4m；。为岩石碎涨系数，取1．3—1．5；为煤层倾角，1。～3。。图2留设煤柱跳采方案示意图由公式(2)经计算得出冒落带高度H=8～l3．3m。为安全起见取16～32m。3．3