储灰沉淀池下采煤的实践探讨.pdf

2 0 0 3 年 第1 期 童瞧晨 斜技 4 7 储 灰沉淀池下 采煤 的实践探讨 山东省武所屯生建煤矿赵道辉王清悦 摘要该文介绍了电厂储灰沉淀池下采煤的可行性分析论证和在实践操作过程中所采取的技术措施与方法， 并对实践效 果和经济效益作了说明， 为类似条件下全柱式采煤积累了经验。 关键词 煤柱 池下采煤全柱 武开采 山东省武所屯生建煤矿坑口电厂储灰沉淀池位于井田 内二采区北部， 南北长约 3 4 0 m， 东西宽约 2 9 0 m。储灰沉淀池 东北角原为李店中学， 后废弃改迁。 1 9 8 6 年二采区回采时， 李店中学留设的保护煤柱南北长 1 5 0 m， 东西宽 1 7 0 m， 北边和东边与储灰沉淀池北边和东边分 别一致 。 煤柱 1 2 煤层厚度约为 1 ． 2 m， 煤层倾角约为 4 o ， 平均采 深约 1 5 0 m， 顶板为砂质页岩。1 9 9 8 年 1 2月至 1 9 9 9年 3月对 煤柱进行 了回采 ， 回采方式 为全柱式 ， 全部跨落 法管理顶板 。 安全采 出原煤 3 ． 6 万 t 。 1 储灰 沉淀池下采煤 的可行性分析 1 ． 1 需要注 意的几个 问题 1 储灰沉淀池中有一定的水量， 虽水量不太大， 但如果 开采过程中灌人工作面 ， 足以造成工作面人员伤亡， 所 以开 采过程中必须保证不发生透水事故。 2 在开采过程中， 地表发生移动和变形， 作用于储灰沉 淀池堤岸的应力不能使堤岸发生大的裂缝， 否则， 池内水流 入池外， 冲毁堤岸， 造成一定的经济损失。 3 储灰沉淀池东堤岸架有一路输灰钢管， 在开采过程 中， 地表移动与变形作用于钢管的拉伸力不能使钢管出现拉 裂现象， 否则会影响电厂正常生产。 1 ． 2 有 利因素和不利 因素分析 1 考虑到经济效益， 必须采用全柱式回采， 全部跨落法 管理顶板。这种方法使覆岩破坏最为充分， 对回采不利。 2 --采区下部的四采区开掘巷道过程中， 施工疏水钻 孔 3 个， 对二采区老空水进行 了疏放， 所以煤柱回采不受二 采区老空水威胁， 对回采较为有利。 3 根据矿井生产地质报告预计， 1 2 T煤隔水层上距侏 罗统底界面平均为 4 0 m左右。而按经验公式计算， 1 2 T煤层 的“ 两带” 高度 为 H2 0 M 1 0 2 0 1 、 2 1 0 3 2 m， 所 以开采 1 2 煤后， “ 两带” 一般波及不到上侏罗统砂砾含水岩 层。但根据 以往开采经验 ， 小断层及 裂隙发育密集 区出现 过 突水 的情 况。所 以在 回采过程中应密切注 意小 断层和裂 隙， 尤其是密集地段， 以免出现异常， 导通上侏罗砂砾岩含水岩 层 该含水层与松散层流砂 以及地表 水连通密切 ， 造 成储 灰 沉 淀池 内积水和含水岩层水突透工作面 。 4 储灰沉淀池堤岸为粘土成份 ， 抗拉强度较大， 但 回采 过程中亦不容忽视 ， 特别是回采后盆地边缘穿过储灰沉淀池 东岸和北岸 。 根据上述分析， 煤柱回采在理论上是可行的。 2 采煤 实践 中采取的技术措施与方法 2 ． 1 不再 回收冒落的粘顶煤 冒落到采空区内的岩块和煤块能靠其碎胀性充填采主 区 ， 阻止覆岩继 续 冒落 。1 2 煤层 粘顶 煤厚 度约为 1 5 c m， 正 常回采时 ， 对冒落到采空 区内的粘顶煤尽 可能 回收。在本次 回采过程 中 ， 不再回收顶煤 ， 一是减小 覆岩破坏 高度 ， 避免水 从裂 隙或断层导入 井下 ， 二是减小 地表 下沉量 ， 以减 小地表 移动变形作用于堤岸与输灰钢管的拉伸应力。 2 ． 2， 呆 持正规循环 即保证工作面匀速推进， 防止顶板隔水层超前断裂， 保 持隔水层的隔水性能， 以防回采过程中发生突透水现象。 2 ． 3 快速回采 实现连续开采 在保证工作面正规循环的同时， 加快工作面推进速度， 因为煤柱回采属充分采动， 充分移动或接近充分移动盆地的 中央区， 移动稳定后各种地表变形值都很小， 但在工作面推 进过程中， 盆地中央区曾随工作面推进而发生过变形。实践 证明， 超前影 响角 随工作面 推进速 度增大 而增大 ， 所 以推进 越快， 超前影响距越小， 上方地表变形值越小。 因此， 工作面推进速度为 2 m ／ d ， 且实行连续开采。 2 ． 4 尽可 能硬过断层 实现无煤柱 开采 残留在采空区内的煤柱宽度超过一定尺寸后， 其上方地 表会出现变形值的累加现象， 造成上方地表成倍的移动和变 形 。在本 工作 面回采过程 中， 出现 0 ． 5 m一1 ． 1 m的断层 累计 4 条 ， 均通过细致观察、 分析， 保证无导水可能性的情况下， 采 取加强密集支护、 平推硬过的方法进行推采， 切实做到了干 净回采， 不残留煤柱， 以达到减小地表变形而保护堤岸与输 灰钢管的目的。 3 实践结果观测及效果分析 回采过程中， 沿东堤岸与北堤岸各布设一条观测线， 截 止到 1 9 9 9年 8 月底止 ， 地表 移动 与变形 基本完毕 ， 堤岸没有 发生裂缝现象， 最低点下沉 0 ． 7 9 m 。 维普资讯 4 8 童 撼蔗 科技 2 0 0 3 年 第1 期 基 岩 与 第四 系 底 界 粘 - - L共 同 作 为 防 水 煤 柱 提 高 开 采 上 限 的 研 究 与 实 践 淄博矿业集团 孙希奎徐新启 马光军 摘要 该文介绍了1 3 0 2工作面提高开采上限的情况， 在煤层顶板基岩留做防水煤柱不足的前提下， 通过对第四系底界粘土 层的岩性、 厚度、 分布情况的补勘分析， 利用该粘土层与顶板基岩共同组成防水煤柱， 既回收了大量永久性防水煤柱煤炭资 源， 又确保 了矿井的安全， 取得了较好的经济效益。 关键词 防水煤柱 开采上 限含水层 煤层厚度 许厂煤矿是淄矿集团在济北矿区建设的新矿井， 属全隐 蔽式华北石炭二迭 系煤 田， 上 覆地层 为新生 界 冲积 层 ， 矿井 首采、 主采煤层为下二迭统山西组 3 F煤层， 该煤层属不稳定 一 较 稳定煤层 ， 煤厚 08 ． 1 7 m， 全 区平均厚 2 ． 5 7 m， 可采系数 6 9 ． 4 7 ％ ， 煤厚变异系数 8 5 ． 8 0 ％， 可采范 围内平均厚 3 ． 5 8 m。 1 开采上限的提 出及提高 上限 的必要性 1 ． 1 开采上 限的提 出 1 9 8 6 年 6月提交的 许厂井田精查地质报告 及矿井初 步设计中确定 ， 3 T煤层露 头以防砂煤 岩柱 4 0 m留设 ， 1 9 9 9年 山东省煤管局批复 建井地质报告 以防水煤岩柱按基岩向 下垂高 6 0 m留设。而 1 3 0采区南翼开采 3 T煤层时， 煤层顶 板距 冲积层底界面 较近 ， 开采 上限 的变更 ， 使矿 井增加 永久 性防水煤柱储量 1 5 3 2 5万 t 。 1 ． 2 提高开采上限的必要性 1 ． 2 ． 1 回收煤炭资源 的需要 经分析矿区地质资料， 发现许厂矿不仅在 3 T煤层露头 区存在永久防水煤柱增加的问题， 而且由于受煤层埋藏浅及 褶曲的影响， 在 1 3 0 采区的深部区域也存在着大面积基岩防 水煤柱小于6 0 m的现象。如果放弃回采， 第一水平的服务年 限将缩短 5 ． 8年， 同时浪费大量的煤炭资源。 1 ． 2 ． 2 采煤面接续 的需要 矿井设计一区一面达到设计生产 能力 ， 正式投 产的首采 1 3 1 5 综放面为了避免出现孤岛工作面， 其接续工作面是 1 3 02 面， 该工作面顺槽从 1 9 9 9年9月份开始施工， 到 2 0 0 0年 3 月 份掘进工作基本完成。省局批复调整开采上限后， 发现该工 作面基本处于6 0 m防水煤柱范围内， 如果不提高开采上限． 该工作面将无法回采。从时间上来讲， 放弃该面再开拓新的 工作面已经来不及； 从采场情况上看， 1 3 0采区内也没有其它 区域立即可以布置新的走向长壁工作面， 所以只有提高开采 上限才可以解决矿井采掘失调的被动局面。 1 ． 2 ． 3 提高经济效益的需要 许厂煤矿是集团公司利用 日本第三批能源贷款和国家 开发银行贷款建设的， 如果在生产之初就发生采掘失调， 不 仅短期内效益无法体现， 而且负面影响也相当深远， 只有解 决开采上限的问题， 才能保证矿井效益的大幅度提高。 2 基岩与第四系底界粘土共 同做 防水 煤柱 提高开采上 限依 据与计算 2 ． 1 1 3 0 2工作面概 况 1 3 0 2 工作面位于一2 5 5 m水平 1 3 0 采区南翼深部， 走向长 8 4 0 m， 倾斜宽 1 6 0 m， 开采 3 煤层 ， 采煤方法为综采放顶煤， 煤厚 4 ． 6 4 m一5 ． 1 4 m， 倾角 0 8 o ， 面内地质构造简单， 在面的 中部存在一背斜构造， 造成工作面煤层中部高， 两头低。 2 ． 2 水文地质条件 1 3 0采区处于规模较大的孙氏店支 下降盘， 落差大于 1 0 0 m， 不导水 与孙氏店支 上升盘， 落差大于 l oom， 不导水 断层之间， 总体上呈略带波状起伏和局部微突起的穹隆平台 状， 导致含水层受这两条断层制约 ， 边界外补给条件不畅， 储灰沉淀池内没有出现裂缝， 没有发生透水现象。东岸 砖墙共出现裂缝 1 9条， 最终宽度为 2 m m 6 m m不等。输灰 钢管接头处出现了一定的拉伸， 但没有拉裂 ， 移动处理后即 可使用。 通过本次实践， 安全 回收原煤 3 ． 6万 t ， 按现行价格计 算 ， 可创 产值近 5 OO 万元。 4 结束语 1 本次实践的成功为同类地质条件下的“ 三下” 采煤工 作积累了经验， 特别是为既要顾及水下采煤， 又要考虑减小 地表变形的情况提供了依据。 2 作为实践， 只是在分析论证、 采取开采技术措施的情 况下取得了成功， 属微观范畴， 所以有必要建议有关技术研 究单位， 广泛收集有关资料， 研究论证出宏观方面切实有效 的理论， 以便更好地指导复杂情况下的“ 三下” 采煤工作。 作者简介赵道辉男， 1 9 6 3年生， 大专文化， 工程师， 现为 山东省武所屯生建煤矿总工程师， 曾发表论文多篇。 维普资讯