五阳煤矿漳河水体下综放开采技术研究.pdf

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1、第2期矿山测量No．22013年4月MINESURVEYINGApr．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．02．27五阳煤矿漳河水体下综放开采技术研究彭程芳(山西潞安环能股份有限公司五阳煤矿，山西长治046205)摘要：五阳煤矿水体下压煤比较严重，并且严重制约着矿井的生产接续。文中在分析综放开采导水裂缝带发育规律的基础上，计算了7802工作面水体下综放开采所需防水安全煤岩柱尺寸，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。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；综放开采；导水裂缝带；

2、效果中图分类号：TD823．83文献标识码：B文章编号：1001—358X(2013)02—0081—02水体下采煤关系到煤矿安全生产，是矿井面临m／d。3#煤层顶板由泥岩、砂泥岩、粉砂岩和中细砂的主要技术难题之一。而综采放顶煤，一次采全高，岩等交替组成，根据顶板岩石力学试验结果分析，覆开采强度大，必然导致煤层顶板覆岩破坏加剧，导水岩结构为中至坚硬类型。裂缝带比较发育，为水体下安全开采带来了较大隐2覆岩破坏及导水裂缝带发育规律患。本文拟通过五阳煤矿7802工作面水体下采煤实例对这一问题进行研究，为类似工程提供参考。工作面开挖卸荷导致周围岩体应力状态发生变化并重新分布，应力分布直至达

3、到新的平衡。根据1工程概况与开采条件岩层的移动变形和破坏形式，上覆岩层一般形成垮五阳煤矿是潞安矿区一座大型现代化矿井，目落带、裂缝带、弯曲带，简称“三带”。综放采场推进前生产能力已达到400万t／a，生产水平主要集中在方向上方覆岩“三带”结构如图2所示。+600m水平。矿井采用立井水平大巷上下山开拓方式，开采二迭系下统山西组3#煤层，煤层厚度一般为6～7m，煤层倾角6。一8。，属稳定可采煤层，煤层结构简单。区内地表水系发育，主要河流为浊漳河西源，一般流量0．7～2m／s。河床第四系松散层较薄，很多地方基岩直接出露。浊漳河西源位于7802工作面上方，工作面与河流的相对位置如图1所示。

4、Nh。一垮落带；h2一裂隙带；h3一弯曲带；f图2采场推进方向覆岩结构演化示意图，一一《I萨蟊}导水裂缝带发育高度的合理确定，是实现水体下采煤安全与否的前提。本文采用现场实测、数值仿真等手段综合分析研究，确定了本矿井特殊地层￡√／＼＼O＼t条件下导水裂缝带的发育高度。2．1现场实测图17802工作面井上下对照图采用工作面上方地表钻孑L探测。通过简易水工作面采用综采放顶煤一次采全厚采煤方法，文观测，包括冲洗液消耗量、上下钻动水位、注水全部陷落法管理顶板，采煤机割煤高度为3m，剩余量等，综合确定导水裂缝带发育高度。图3为相煤厚放顶煤，割放比约为1：1，平均推进速度3—4邻王庄煤矿620

5、6综放工作面地面探测钻孔典型81第2期矿山测量2013年4月Ⅲ‘璜水文观测曲线。表1导水裂缝带高度实测资料御mm懈狮m注水．m3／h冲洗液消耗量。I『m(a】K1孔牲水，nl冲洗液约束，底部为铅垂和水平方向位移约束，上表面受松鞘耗量，H／m散层向下的均布载荷。采空区上方覆岩运动动态发育过程如图4所示。17O'∞I工作面推进48in，∞粕II工作面推进6421OK2孔图3导水裂缝带观测孔水文观测曲线图将五阳煤矿七三采区漳河水体下分层综采导水ⅡI工作面推进88ITI裂缝带高度观测结果、本矿区王庄煤矿及高河煤矿综采放顶煤开采导水裂缝带高度实测结果(开采煤层均为山西组3#煤层)，列于表1。

6、IV工作面推进112Ill通过现场实测资料分析，综采放顶煤一次采全图4覆岩破坏动态发育过程模拟结果高导水裂缝带发育高度基本与煤层采厚成正比，比数值模拟得出其导水裂缝带发育最大高度为值为19．1～20．1，分层综采初次采动裂高采厚比为120m，裂高采厚比为20。覆岩导水裂缝带是随着工20．3～23．4，两者裂高采厚比基本相同。作面从切眼向前推进不断向上位岩层发展，随着采2．2数值仿真空空间不断增大，裂缝带高度发育到某一岩层层位，采用平面应变模型模拟覆岩破坏垮落过程。模便趋于稳定。型沿水平方向取300m，铅垂方向取180m，上方至2．3导水裂缝带发育高度基岩风化带底界面，底部至3#煤层

7、老底。模型基元综采放顶煤一次采全厚导水裂缝带发育高度基取1m×1m，共划分为54000个单元。采用长壁式开本与煤层采厚成正比，比值19．4～20．1，分层综采初采，垮落法管理顶板，采高为一次采全厚6m，开采强次采动裂高采厚比为20．3～23．4，具有相似性。根度为4m／d。模型边界条件为左、右侧水平方向位移据表1导水裂缝带高度实测资料，回归出如下经验82公第2期式：彭程芳：五阳煤矿漳河水体下综放开采技术研究2013年4月日=2全开采。工作面涌水量为20～30m。／h，