濟(jì)三煤礦十四采區(qū)煤炭開采技術(shù)條件分析

1、濟(jì)三煤礦十四采區(qū)煤炭開采技術(shù)條件分析    摘要：本文介紹濟(jì)三煤礦主材每層的頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)條件，并對(duì)帽落帶與導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育及地表移動(dòng)情況情況進(jìn)行了分析預(yù)測，并對(duì)礦山壓力的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)分析。 關(guān)鍵詞：開采技術(shù)條件；帽落帶；礦山壓力；工程地質(zhì)條件 中圖分類號(hào)： F407.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 濟(jì)三煤礦為設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力500萬噸的大型礦井，3上、3下煤層是前期主要開采煤層。采用豎井分區(qū)開拓方式，主要水平大巷分區(qū)式開拓，采用走向長壁綜采放頂煤采煤法開采3下煤層，采用長壁式一次采全高采煤法開采3上煤層。 1、3下煤層頂、底板工程地質(zhì)條件 頂板以細(xì)砂

2、巖、中砂巖、粉砂巖為主，厚26.3039.72m。粉砂巖頂板和泥巖頂板的分布范圍較小，其余較大面積頂板均為砂巖。偽頂分布較零散，主要為泥巖和炭質(zhì)泥巖偽頂，厚0.150.56m，偽頂之上的直接頂板主要為中、細(xì)砂巖，厚1.866.32m。 底板以粉砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，厚度變化較大。 據(jù)測試成果，各類頂?shù)装鍘r石的抗壓強(qiáng)度平均值：泥巖為35.3Mpa，粉砂巖為54Mpa，細(xì)砂巖為77.2Mpa，中砂巖為67.6Mpa。 根據(jù)上述煤層頂?shù)装鍘r石特征分析認(rèn)為：3下煤層為中等穩(wěn)定穩(wěn)定頂板， 3下煤層底板以粉砂巖、泥巖為主，為中等穩(wěn)定底板。 2、冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度分析、預(yù)測 (1) 冒落帶與導(dǎo)水

3、裂隙帶發(fā)育高度的影響因素 據(jù)興隆莊煤礦的研究成果，冒落帶與裂隙帶發(fā)育高度主要與以下因素有關(guān)系： 開采厚度：覆巖破壞范圍的最大高度一般與開采厚度呈正比關(guān)系，但破壞高度與采厚的比值隨著采厚的增加而減小。據(jù)興隆莊煤礦實(shí)測資料，全煤厚綜放工作面導(dǎo)水裂隙帶高度與采厚比的實(shí)測值為7.711.3，其擬合關(guān)系式為：。 采煤方法：對(duì)比全煤厚綜放、網(wǎng)下綜放兩種條件下冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶實(shí)測高度可知，網(wǎng)下綜放開采條件下的冒高與裂高均小于全煤厚綜放開采條件下的，因而可用網(wǎng)下綜放采煤法控制導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度。 開采煤層上覆基巖厚度：一般情況下，巖柱厚度較大時(shí)，導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度也較大。采厚越大，裂高隨巖柱厚度減小而降低的

4、幅度也越大，這主要是采厚越大巖柱厚度越小時(shí)，導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入基巖風(fēng)化帶的比例就越高，而基巖風(fēng)化帶對(duì)裂高發(fā)育具有一定的抑制作用，因而使其裂高降低。 時(shí)間因素：煤層開采引起巖體原始應(yīng)力場發(fā)生變化，隨之導(dǎo)致覆巖發(fā)生變形、位移、冒落及開裂破壞，由于煤層開采是逐步進(jìn)行的，因而覆巖破壞的發(fā)生與發(fā)展也是逐步完成的，其與回采工作面的位置變化有直接的聯(lián)系。實(shí)際情況表明，冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶是在工作面后方一定范圍內(nèi)發(fā)育、生成的，并于巖層變形與移動(dòng)的劇烈活動(dòng)期內(nèi)很快達(dá)到最大值，其后，隨著巖層變形與移動(dòng)的終止，冒高與裂高將開始出現(xiàn)不同程度的降低。據(jù)興隆莊煤礦實(shí)測資料，冒落帶和裂隙帶形成最大高度的時(shí)間，在回采工作面以70m

5、/月推進(jìn)時(shí)，全煤厚綜放開采約為工作面推過60100m，即約為1個(gè)月。 (2) 十四采區(qū)冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶高度的分析、預(yù)測 按上述擬合關(guān)系式預(yù)測十四采區(qū)冒落帶高度小于30m，導(dǎo)水裂隙帶高度小于75m。根據(jù)冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度影響因素，對(duì)比本采區(qū)與興隆莊煤礦在煤層厚度、煤層埋藏深度、煤層頂板上覆基巖柱厚度、上覆基巖巖性組合等方面，本采區(qū)與興隆莊煤礦在煤層厚度、上覆基巖巖性組合方面相似，但在煤層埋藏深度、上覆基巖柱厚度方面有所不同，實(shí)際回采時(shí)，冒高與裂高可能會(huì)比此預(yù)計(jì)值偏大。 3、地表移動(dòng)和變形的分析、預(yù)測 鄰區(qū)興隆莊煤礦5306為傾斜長壁工作面，面寬160m，傾向長度400m，煤層厚68.5

6、m，平均厚7.83m。采煤機(jī)割煤高度約2.76m，放煤高度為3.166.34m，獲得的主要觀測成果為：最大下沉3292mm；最大水平移動(dòng)走向?yàn)?303mm，傾向?yàn)?145mm；最大下沉速度47.3mm/d。4314綜放工作面為走向長壁開采，面長160m ，沿走向推進(jìn)1579.2m，煤層平均厚8.22m。割煤高度2.8m，放煤高度5.42m，最大水平移動(dòng)走向?yàn)?125mm，傾向?yàn)?356mm，最大下沉速度(工作面推進(jìn)速度3.6m/d)116mm/d。觀測成果表明，綜放開采與分層開采引起的地表移動(dòng)相比，下沉速度明顯大，但是其移動(dòng)盆地范圍小；最大下沉速度滯后角大；最終下沉量小；水平移動(dòng)系數(shù)小，對(duì)地表

7、變形控制較為有利。 十四采區(qū)首采工作面為走向長壁工作面,預(yù)計(jì)采面寬約250m，走向長約2300m，煤層一般為4.74m。工作面與興隆莊煤礦4314面條件基本類似,只是煤層厚度小、煤層埋藏深度大，因而開采時(shí)所造成的地表移動(dòng)、變形的幅度要比興隆莊煤礦4314工作面小。 4、地壓特點(diǎn) 濟(jì)三煤礦已采工作面開采3下煤層的頂煤初跨步距、直接頂初跨步距、老頂初次來壓步距、周期來壓步距，頂板來壓顯現(xiàn)強(qiáng)度。 本礦的礦山壓力有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）頂煤的厚度越大，頂煤初跨步距越大；頂煤的完整性越好，頂煤初跨步距越大；頂煤的硬度越大，頂煤初跨步距越大。 （2）煤層的厚度越大，直接頂?shù)目迓湓匠浞?，老頂?shù)姆秶苍酱螅?/p>

8、架的工作阻力也隨之增高。 （3）工作面內(nèi)的斷層對(duì)頂板的垮落步距和來壓步距有很大影響。 （4）超前支承壓力對(duì)沿空順槽有很大影響，一般會(huì)造成很大的巷道兩幫移近量，最大時(shí)達(dá)到1215mm，有時(shí)會(huì)造成巷道底鼓，給正常生產(chǎn)帶來困難。 （5）由于工作面內(nèi)巖石的厚度、裂隙發(fā)育的不均一性，造成工作面內(nèi)來壓的不一致性。有的區(qū)域來壓早一些，有的區(qū)域來壓晚一些，有的區(qū)域來壓步距稍大一些，有的區(qū)域來壓步距稍小一些。 （6）來壓過程一般持續(xù)12天，周期來壓步距在2030m之間，工作面每天的進(jìn)尺在10m以上時(shí)，整個(gè)工作面內(nèi)的來壓階段與相對(duì)穩(wěn)定階段區(qū)分不明顯。 十四采區(qū)3下煤層埋藏深度、上覆基巖厚度及巖性組合等同鄰區(qū)相似，因此礦壓對(duì)回采工作面和回