水库下三软煤层放顶煤开采实践.pdf

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1、2014年第1期中州煤炭总第217期水库下三软煤层放顶煤开采实践秦国留，王铁牛(1．郑煤集团公司，河南郑州450042；2．郑煤集团公司米村煤矿，河南新密452394)摘要：通过冒裂带计算确定地表水、地下水对煤层开采的影响程度，论证了水库下采煤的安全性；通过确定工作面推进方向与坝体长轴的关系，工作面开采尺寸、工作面位置和开采边界与坝体的相对位置，开采顺序和开采时间及工作面推进速度等因素来减少煤炭开采对坝体的影响，使坝体均匀下沉，保证了水库的安全。关键词：三软煤层；水库下；放顶煤开采中图分类号：T

2、D823．83文献标志码：B文章编号：1003—0506(2014)Ol一0024一o3米村煤矿位于郑州市西南50km，新密市西l0括灰岩溶裂隙含水层、砂岩裂隙含水层等，这些含水km的米村镇，矿井于1970年12月投产，生产能力层经煤炭开采疏放，富水性较弱，对26扩大区二。60万t／a，经过扩建后达到150万t／a，目前已处于煤层的开采已无影响。矿井生产后期，开采采区煤柱阶段。宋沟水库是26扩大区地表水体，采煤后上覆岩米村煤矿26扩大区位于工业场地南部边缘，地层破坏和导水裂隙带发育的高度是否波及

3、宋沟水库表有宋沟水库，26扩大区开采煤层标高为一20．0～底裂隙，是26扩大区实现水体下安全采煤的关键问一l18．0m，走向长200～1050m，倾斜宽340～590题。m，面积521400m，二．煤层坚固性系数为1，属豫1．2二，煤开采上覆岩层破坏高度计算西典型的三软煤层，煤厚1．7～12．3m，平均厚6．3影响上覆岩层破坏形态和导水裂隙带发育最大m。其位置对应的地面标高为+272．5～+280．6高度的因素很多，如上覆岩层的力学性质及结构特征、采煤方法、顶板控制方法、煤层倾角、煤层厚度及mo

4、开采强度等。当煤层埋藏深度和采煤方法确定后，1水库下放顶煤开采安全性分析则覆岩的力学性质及结构特征与覆岩的破坏高度密1．1影响煤炭开采的水体类型切相关。如果采区上覆岩层为脆性岩层，受开采影响后岩层容易产生断裂，覆岩破坏高度大；如果覆岩矿区内水体主要分为地表水和地下水2类。地为塑性岩层，受开采影响后不易断裂但容易下沉，则表水有宋沟水库，该水库位于26扩大区的中西部，覆岩破坏高度降低。水库面积约l3．8万m，蓄水量50万～80万m，水根据26扩大区内地面地质勘探钻孔柱状图分源主要为大气降水和矿井排水

5、，深度为17～20m，析，26扩大区煤层上覆岩层主要由中、细粒砂岩，粉水面标高一般为+275m。压煤量约250万t。砂岩，砂质泥岩，泥岩等岩层互层组成，经统计得出地下水按埋藏条件分为松散层内含水层和基岩砂岩、粉砂岩、泥岩所占比例为0．31：0．26：0．43，属内含水层2种。松散层内的水主要是由大气降水和中硬型覆岩。地表水体补给⋯。根据米村煤矿地质报告和26扩目前，煤炭开采形成的覆岩破坏高度尚无统一大区钻孑L资料，该区松散层含水层主要为第四系上的多元相关计算公式，大多采用经验公式，岩性中硬部及底

6、部冲击砾石、黄土砾石层含水层，富含水性较时冒落带高度计算公式：弱，与二．煤层开采无水力联系，基岩含水层通常包“Ⅳ一Q圣丝+2，4．7∑M+l9～一收稿日期：2013—08—09导水裂隙带高度计算公式：作者简介：秦国留(1964一)，男，河南唐河人，工程师，硕士，1987年Hli=6毕业于重庆大学，现从事技术管理工作。·24·2014年第1期秦国留，等：水库下三软煤层放顶煤开采实践总第217期其中，日为冒落带高度；Hi为导水裂隙带高度；∑M为累计采厚。采用放顶煤一次采全高时，其上覆岩层破坏高度与分

7、层开采更为严重。因此，为能更准确地反映实际冒裂带情况，公式中“士”一律取“+”号。按照上述公式，对宋沟水库下26扩大区不同埋深，煤厚取点计算冒落带、裂隙带高度。计算结果见表1。表1覆岩破坏高度计算结果图1工作面推进方向与坝体关系示意(2)工作面采宽确定。工作面采宽引起地表沉陷沿倾斜方向为非充分采动或极不充分采动，减小倾斜方向的采动程度系数，可以减轻采动对坝体的影响程度。工作面长度相对较小时，对围岩的破坏也较小，特别是对上覆岩层破坏较小。由于坝体附近的煤层埋藏深度在377m左右，根据条带开采由表1

8、知，26扩大区二．煤层开采后导水裂隙设计要求，工作面采宽为采深的1／10—1／4时地表带最大高度57．07m，而26扩大区最小埋深为移动平缓，同时考虑开采效率，工作面开采宽度292．5m，煤层开采造成的地表渗水裂缝实测不足5定为70m，即小于采深的1／5。m，中部完整岩层和第四系黄土厚度仍在200m以(3)工作面位置和开采边界的确定。在布置工上，起到了隔水作用，导水裂隙带不会涉及地表上的作面时调整工作面与坝体相对位置，尽可能使工作水体，开采宋沟水库下煤层是安全的。面开采后在坝体附近引起的地表变形