浅谈冲积层下近距离煤层开采可采性研究
近距离煤层开采技术经验交流材料
近距离煤层开采技术经验交流材料近距离煤层开采技术经验交流材料篇一：近距离煤层开采技术经验交流材料近距离煤层开采技术经验汇报一、概况石圪台煤矿一盘区上水平可采煤层共四层，分别为12上煤、12煤、22上煤、22煤。
煤层赋存特征见下表：二、一盘区上下分层工作面布置方式1、开采情况12上煤共开采了5个工作面，分别是：12上101、12上102、12上104、12上105、12上106。
12煤计划布置4个工作面，其中12105工作面预计明年1月20日回采结束，12104、12103工作面已经准备完成，12102工作面正在掘进中。
2、近距离煤层设计由于12上煤与12煤层间距只有2～14m，所以在布置12煤巷道时坚持将巷道布置在实体煤下方或布置在压力较小的区域。
①② 除12102面外，工作面的回撤通道全部布置在实体煤下方；顺槽尽量布置在实体煤下方，不能布置在实体煤下方时，就布置在层间距相对较大的采空区下方；③ 在层间距＜6.5m的区域，将联巷间距离增大至75m，减少采空区下方联巷个数；④ 12102、12103工作面采用机轨分离布置，顺槽宽度由5.2m减小为4.8m，缩小了断面，减小了跨度；⑤ 切眼全部布置在实体煤下方且与12上煤工作面切眼保持一定的水平距离；3、附一盘区巷道布置图三、巷道支护设计及掘进安全技术措施1、掘进工作面支护参数为了保证薄层间距、采空区下方掘进的安全，我矿制定了详细的支护方案，根据现场情况，实时改变支护方式：①实体煤下方或层间距＞6.5m时：采用锚杆+网片+锚索支护；锚杆（φ18*1800螺纹钢）排距为1m，每排5根；锚索排距3m，每排2根。
②过层间距＜6.5m的采空区时，支护方式为:锚杆+网片+钢梁棚；锚杆（φ18*2100螺纹钢）排距0.8m，每排6根；钢梁棚排距0.8m，一梁两柱，单体滞后工作面不大于10m。
③上下分层巷道交叉点兼做上分层行车巷道的支护：采用下分层巷道架棚+吊挂钢带锚索+上分层巷道铺设钢梁+砼，保证顶板安全。
极近距离煤层开采技术探究
一
、
且 彼 此 间 存 在 显著 相 互 影 响 的 煤 层 为 极近 距 离煤 层 ； 从定 量 分 析 ×Ｈｓ ｉ ｎ ｃ ｚ ＿ １ ） 的角度定义 ，上部煤层 开采后所引起的底板压力集中现 象会随着 底板深度 的不断增加而逐渐减小 ，将应力小于等于底 板岩层承受 式中： ｑ ｙ — — 顶板 所 受 竖 向载荷 ； 能力时的底板 岩层 深度 ｈ 。 作为极近 距离煤层划 分的判据， 当煤层 ｑ ｘ — — 顶 板 所 受 横 向载 荷 ； 间距 ｈ 满足 公式 ｈ ＜ｈ 。 时， 该煤层为极近距 离煤层 。 Ｉ — — 裂 隙 面 之 间 的距 离 ； 二、 极 近 距 离 煤层 下 部 采 场 覆岩 结构 特 点 及 稳 定 性 分 析 三、 实 现 极 近 距 离 下部 煤 层 安 全 开 采 的技 术措 施 （ 一） 下部 煤 层 顶 板 加 固 与漏 顶 充 填 （ 一） 下部采场覆岩特 点 由于 上部 开采 所 导 致 的 应 力 重新 分 布 与集 聚 加 之 下 部煤 层 顶 就极 近 距 离 煤 层 来 说 ， 其 开 采 很 多 时候 是 在 采 空 区 下方 进 行 ，
工 作 面 顶 板 发 生 冒落 后 极 易 与 采 空 区形 成 联 通 进 而 造 成 更 严 重 的 冒顶事故 ；直接顶所承受 的载荷作用与上 部煤层 开采 中形成 的垮 落 带 高 度 有着 直接 关 系 。 （ ） 下 部 采场 覆 岩 结 构 稳 定 性 分 析 根据上文分析，下部采场直接顶可被 认为是由裂 隙分割 而成 的若 干 块 体 组 成 ， 其结构如图 １ 所示 ， 图中 Ａ 块 为 少 部 分 出 露 的块
特殊地质条件下近距离煤层开采技术
【 关键词］ 加强支护 漏顶 工艺 正压通风 采空区
０ ． 引 言
３ １ １ 盘 区工作面 是云冈矿矿井北翼开采煤层沉积边缘 区 ， 尤其 Ｉ １ 层与 １ １ － ｉ 层 间距较 薄， 给开采带来较 大难度 ， 具体条件 如下 ： （ １ ） 直接顶 为粉细砂岩互层 ， 性脆 、 含石英砂 岩和煤 屑 ， 层理特别发 育， 局部 含有一 层。 （ ２ ） ｉ Ｉ － 层与 ｌ １ 层间距 ６ ． １ ～ １ ０ ． １ 米， 属于近距离开采 。 （ ３ ） 工作面含有 １ Ｏ条断层 ， 最大落差为 Ｉ ． １ 米。 （ ４ ） 本工作 面上覆北部 为我矿伪顶 １ ｌ － ｉ ＃ 层８ ９ ０ ６ 、 ８ ９ ０ ８ 采 空区 ， 南部 为破鲁老窑沟煤矿破坏 区， 破 坏区具体情况不明 ， 导致两巷煤帮 炸帮严 重， 局部顶板压力集 中， 顶板破碎 ， 并有下沉 、 离层现象 。 １ ． 成果 内容 （ １ ） 在原有支护基础上加强支护 ２ １ １ ０ ６ 巷 规格 为 ： ４ ． ６ 米ｘ ２ ． ６ 米， 原 有支护 为 ： 锚杆加 锚 索联合 支 护， 锚杆间排距 为 Ｏ ． ８ ５ 米 ×１ ． ０ 米， 锚 索排距为 ３ 米 。加强支护 为 ： 在顶 板 压力集 中， 顶 板破碎处采 用金属网 、 锚索 、 钢梁 、 单体柱联合 支护 ， 金 属 网规格 为４ ． ０ 米 ×２ ． ５ 米， 钢梁长４ 米， 一根钢梁打 ３ 沿眼 ， 上３ 根锚索 ， 眼间距 为 １ ． ５ 米， 每根钢梁下 方支 ３ 根 单体柱 ， 钢梁头 尾 中间各 支设一 根， 并用铅 丝将单体柱 固定 ； 在顶板 下沉 、 离层严 重处除采用 上述加强 支护外 ， 还应采取注玛丽散 的支护 方案 ， 注玛丽散时需 由专 门打 眼工打 眼， 并 由生产厂家派 人指导 ； 在超前 工作面 １ ５ 米范围架设 ２ 组抬棚 ， 棚 腿为单体柱 ， 棚梁为废旧钢轨 ， 抬棚随工作面推进而 向前移动 。 （ ２ ） 根据层间距确定采煤工艺 生产对组 每 日检修班 （ 二班 ） 应 在工作面机道 ， 每隔 １ ０ 架利用 锚索 钻机探层 间距情况 ， 将相 关情况记录和汇报 ， 并根据探 明层 间距 及时调 整采煤工艺 。 工作 面层 间距在 １ ． ０ 米 以下 时 ， 支架初撑 力建议 控制在 ５ ～ ７ Ｍ Ｐ ａ ； １ ． ０ ～ ３ ． ０ 米之 间 ， 初撑力建议控制 在 ７ ～ １ ｌ Ｍ Ｐ ａ ； ３ ． ０ 米 以上 时 ， 按正常要 求 最低初 撑力 为 １ ９ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 。工 作面泵 站压力 要求 不低于 ２ ５ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 。工 作 面层间距 ２ ｍ以下范 围， 要 采取超前擦 顶移架方式 维护机道 顶板 ； 其 他范围仍采取及时移架方式 。工作 面层间距 ３ ｍ以下 范围 ， 在保证采高 ２ 米的情况下 ， 可根据 现场情 况适当留顶煤 开采。 （ ３ ） 改变通风方式 ， 采用正压通风 我矿工作 面通 风方式一 般采 用负压通 风 ， 由于 ８ １ １ ０ ６ ＿ Ｔ作 面上覆 （ 上接第 ４ ２ ９ 页） 化 沥青 、 外掺剂和水 ， 按一定 比例拌和而成 的流动状 态的沥青混合料 ， 将其均匀地摊铺在路面上形成沥青封层 。 根据微表处混合料 中最 大粒径和级配将之分成不 同的类 型。我国 规范 Ｊ Ｔ Ｇ Ｆ ４ ０ — ２ ０ ０ ４ 参 照国际经验并 结合 具体实践 ， 将微表处分为两类 ， 其集料级配范 围如表 １ 。 表 微 表处混合料级 配
近距离开采下煤层300m刮板输送机适用性研究
近距离开采下煤层300m刮板输送机适用性研究摘要：在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10米的可采储量占总储量的80%，木瓜煤矿主采10号煤层，工作面长度由250米延长设计为300m，为保证煤矿安全高效生产，所以研究近距离下煤层300m刮板输送机技术具有重要的现实意义。
针对木瓜煤矿近距离下煤层300m超长综放工作面刮板输送机适用性确定的技术难题，基于矿山运输机械设计原理，采用理论计算的方法，对300米综放工作面刮板输送机运输能力、功率、链条强度等指标进行理论验算。
通过计算分析表明，选取SGZ1000/2×1200刮板输送机各项工作指标达到了工作面加长后的要求，为相似矿井刮板输送机选型分析提供借鉴。
关键词：近距离煤层300m综采工作面刮板输送机工作指标校核Study on Applicability of 300 m Scraper Coveyor in ClosedAbstract：It has large proportion of the closed distance coal seam mining in China, and recoverable Mining coal reserves to total reserves of 80% is less than 10 m layer distance in Mugua mine of Lvliang, 10 coal seam is main mining coal mine, working face 250 m length design for extending to 300m. In order to ensure the efficient and safety production of coal mine, so the study of 300 m scraper conveyor technology on theclose coal seam has the important practical significance. And scraper conveyor is determined the applicability of 300 m mechanized working face in Mugua mine , the research based on the design principle of mining transport machinery, the theoretical calculation method is used in transport capacity, power, chain strength index of scraper conveyor were calculated in the 300 m fully mechanized coal face of Mugua mine. The results of calculation and analysis shows that, the work indexes of selecting SGZ1000/2 x 1200 scraper conveyor reached the request of extended mining face, and the study on scraper conveyor selection analysis of similar mine can provide reference.Key words：Close coal seam; 300 m mechanized working face; Scraper Coveyor; Performance index; Check1 引言在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10米的可采储量占总储量的80%，所以研究近距离下煤层安全开采技术具有重要的现实意义[1-3]。
近距离煤层群上行开采可行性判定研究
（ ２ ） 仅设定了上行开采可行 ｌ 生 的层间距的最小值 ，
对 于具 有 开 采解 放 层作 用 的上 行 开采 层 间 距 的最 大 值及 解 放 的范 围没有 涉及 。 １ ． ２ “ 三带” 判 别 法
煤层群 如何进行上行开采 ，及其 开采 的影响范围必
Ｈ ｉ ＝ ＿ ＿ １ ０ ０ Ｍ２ ±５６
．
式 中， 日为上 、下部煤层层间距 ， ｍ； 为下部煤 层采高 ， ｍ 。 当上 、 下煤层之间为坚硬岩层 时， Ｋ ＝ ８ ； 中硬岩层
时， Ｋ＝ ７ ． ５ ； 软 弱岩 层 时 ， Ｋ＝ ７ 。先 采 下 部 一个 煤层 ， 一 般可 以不 影 响在 上 煤层 内正 常准 备 和 采煤 。我 国煤 矿煤 层 群 上行 开 采 的实践 及 研究 证 明 ： 当上 、 下 煤 层 之 间为 坚 硬岩 层 时 ， ≥６ ． ３ ；中硬 岩层 时 ， ＝６ ． ０ ；
近距 离煤层 群上 行开采是指先开采下部煤层 ， 通过下部煤层 的开采 ，来释放上部煤层 的应力及瓦 斯， 达到上部煤层安全开采的 目的【 １ ＿ 。但是 ， 对下部煤
层 进 行 开采 时 ， 必 然 影 响到 上 部煤 层 ， 所 以对 近距 离
（ １ ） 没有针对具体的煤层条件与开采条件 ， 进行
式 中， 日 为 冒落带高度 ， ｍ； Ｈ 为裂隙带高度 ， ｍ ；
为下部煤层采 高 ， Ｉ ｎ 。
该方法的出发点是 ： 保持上层煤体 的连续性 。在
判定 上 行 开采 的可行 性 上 ，提 出层 间距 要 大于 下 部 煤层 开 采 的 冒落 带 。依 据是 ： 当上 位煤层 位 于下位 煤
须进 行 深入 的研 究嘲 。
采矿新技术在近距离下层煤开采的运用
采矿新技术在近距离下层煤开采的运用近年来我国采煤工艺发展已经获得了十分显著的成效，也能够间接满足诸多生产与生活在能源上的要求。
现如今，社会在能源方面的需求也在逐渐增长，研究采矿新技术之于采矿十分必要，特别是针对近距离下层煤开采而言。
文章重点围绕这一点开展了分析，并提出了几点关于近距离下层煤开采中采矿新技术运用的举措，对于提升煤矿开采率十分重要。
标签：采矿新技术；近距离下层煤；开采所谓近距离煤层，一般被认为是煤层之间间距较近，且开采过程中能够相互影响的煤层。
对其进行开采时对于采矿技术的要求比较高。
而煤作为一种不可再生的自然资源，对于社会发展具有重要意义，正因为如此也导致煤矿开采十分普及。
然而在采矿技术以及地质条件等因素的影响下，使得煤矿开采当中也存在极为严重的资源浪费现象，加之经济飞速发展，导致煤资源需求量逐渐增加，为煤矿开采工作带来了难度，同时地质条件也越来越繁琐。
所以，采矿新技术因此得以出现，将其运用于近距离下层煤开采中，不仅有利于提升中国煤炭资源开采效率，同时也能够有效缓解我国煤炭资源的需求压力。
1 采矿新技术优势煤矿开采具有很强的危险性，而在开采人员工作的过程中，如果一直严重传统的开采方式，即人力劳动开采，便会将煤矿开采当中的危险性加大。
近距离下层煤开采与其他开采的不同之处在于，一旦煤层间距比较近，那么下方煤层进行实际开采之前，其顶板的完整度便会受煤层开采损伤的影响，在其上方主要是上部煤层开采过程中掉落的矸石，加之上部煤层经过开采之后所遗留的区段煤柱，基于底板集中压力的作用下，会为下部煤层开采范围内的顶板结构、应力环境造成相应的改变，进而使得下部煤层开采过程中又面临了一些新的困难，这些问题主要体现于下部煤层开采过程，对其进行开采时，极为容易和上部煤层采空区进行交流，导致出现开采区域漏风的现象，进而导致上部采空区煤层燃点增加，容易造成自燃的问题[1]。
2 采矿新技术在近距离下层煤开采的运用2.1 硬顶板技术及硬顶煤技术其中硬顶板技术主要是对埋深以及低压等控制技术进行研究的开采技术，在实际运用的过程中，一般是在岩层定向水力压裂以及倾斜顶板作用下，对其进行处理，以此真正实现煤矿开采过程中的“随时随采随冒”。
近距离煤层上下层同时回采探讨
近距离煤层上下层同时回采探讨集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-近距离煤层上、下层同时回采探讨1上、下层同采方案的提出根据全国其它矿务局的实际开采，曾有过厚煤层进行分层开采，分层间铺网人工制造假顶进行上、下层同采过；而滴道煤矿十一井二斜右8路34#层，根据所揭露的煤岩层赋存条件，在8路～9路34#层外部，夹石厚度超过0.5m以上时，下分层已有一层0.5～2.5m的顶板，34#上、下层煤同时进行回采方案是可行的。
2方案设计首先，在二斜9路沿34#下分层进行掘送大巷至边界，送切割上山，进行回采；当夹石小于0.5m时，以此为界，9路34#层里部200m进行采全层，外部所剩500m进行上、下层同时回采，回采布置如图1。
上分层巷道布置：在34#下分层掘斜上，见34#上分层后，沿34#上分层掘送上分层切上，然后，在切上以外距切上60m处重新掘斜上、顺槽，并与切上贯通；回采时，顺槽设一部SGW-40T/60刮板输送机运输，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷胶带输送机，通过胶带输送机运至煤仓；斜上、顺槽超前工作面。
34#下分层直接掘切上，并滞后34#上分层工作面40～60m进行回采，如图2。
3顶板压力计算及支护设计3.1上分层顶板压力计算图1回采布置平剖面图图2上下分层回采步距剖面图（1）顶板压力P=1/(K-1)H·K1·K2=8.98MPa式中P——顶板压力MPa；K——顶板岩石冒落后的碎涨系数；H——最大采高；ρ——顶板岩石冒落高度范围内的平均容重；K1——动载系数，取1.3~1.6K2——悬顶、片帮系数；K2=（L1+L2+L3）L1=1.17(2)支护密度（强度）工作面的理论支护密度n1=P/·c=0.32式中P——计算顶板压力；——单体液压支柱额定阻力；c——单体液压支柱性能参数。
工作面的实际支护密度n2=N/（L1·E）=1.11式中N——最大控顶距内最小支柱根数；L1——作业规程规定的最大控顶距；E——工作面柱距（3）安全系数（n）n=n1/n2=3.53>23.2下分层顶板压力计算下分层的顶板压力为夹石灰石的重量与上分层冒落高度范围内岩石的重量之和。
采空区下极近距离煤层开采的问题与对策的探讨
采空区下极近距离煤层开采的问题与对策的探讨对于极近距离煤层，上下煤层间开采的相互影响较大。
受上部煤层开采的影响，下层煤层顶板将受到不同程度的破坏，使顶板结构发生变化。
工作面矿山压力显现特征、支架与顶板控制关系，回采巷道支护方式、回采工艺和安全技术措施均具有特殊性。
特别是对下层煤采用长壁式采煤法的条件下，下层煤受上层煤开采影响，工作面和巷道顶板产生破坏，极易冒顶、漏顶。
当与上层采空区沟通时，造成工作面漏风，严重影响矿井的安全生产。
标签：近距离;采空区;煤层开采;探讨对采空区下极近距离煤层开采的端面冒顶、工作面片帮、采空区的积水及其积聚的瓦斯提出了相应的处理措施，从而为工程实践提供一个参考。
一、概述对近距离煤层矿区的开采，工程技术人员进行了不同的尝试，如苏海图矿用窄机身采煤机和单体液压支柱配合11型钢梁支护留煤皮假顶开采方法;淮南矿已务局的谢二矿用近距离煤层联合开采;近距离煤层各层由同一工作面回采，近距离煤层放顶煤回收上层煤。
联合开采主要用于上下煤层间距比较大的情况。
当上层煤开采对底板破坏造成的裂隙贯穿底板岩层时，下煤层开采工作面就会面临上煤层开采后的影响。
而由同一工作面用放顶煤来回收上煤层的方法，存在大量的矸石处理问题，同时上下煤层间的距离的大小将影响开采方法的选择。
这就使得研究适合采空区下极近距离煤层开采方法极有必要。
二、近距离采空区下煤层开采端面冒顶的问题及对策端面冒顶的原因：顶板破碎，煤层节理发育，支架工作状态不良使煤壁片帮，实际空顶距离大，支架在前移时，初撑力小，接顶不严，造成顶板离层是造成冒顶事故的主要原因。
通过对冒顶原因的分析，采取相应的措施如下：（1）选择合适的综采支架及合理的三机配套，选用0.6m小循环（截深）的设计。
（2）控制合理的空顶距，提高端面帮顶的稳定性。
（3）采取合理的回采工艺，机组割煤过后及时带压擦顶移架，及时打开支架伸缩梁及护帮板。
（4）对顶板层、节理发育，难以控制的顶板可采取留顶煤的方法控制顶板。
近距离煤层采空区下开采的研究与应用
１
转载机 皮带 机
ＳＺ３／５ Ｚ ７ ０７ ＳＪ０ ／ Ｓ８ ０ ２×ｌＯ １
７ ５ ２×１０ ｌ １５ ２
１ １ １ １
乳化液泵 ＭＲ Ｚ ｏ ／ １５ Ｂ ２ ｏ ３ ． 移动变 电站 Ｋ Ｓ Ｙ Ｏ ｏ Ｂ ＧＺ １ ｏ
３ 煤层受上覆 ３ ｔ 煤层 采空 区及层 间距 的影 响 ， 根据上部采空塌落稳定后采空区及巷 间煤柱的压力传 递范 围， 同时结合宁汶煤 田近距 离煤层 开采经验 ， 择 选 ３ｔ 煤层工作面与 ３ 。 ： 煤层工作面采用 内错式布 置。为 ｔ
过程 中加大对两顺槽 的维 护管理 ， 由于煤 体本身强 度 较小 ， 两帮变形 较为严 重 ， 为避免两帮变形造 成棚梁侧 向受力 ， 棚梁失去受力 承载作 用 ， 棚梁两端 与巷道两帮 保持 ５ ｒ ０ ｍ的间隙。 ａ 由于两巷受 上下分 层工作 面 回采时 的重 复破坏 ， 工作面端头变形 严重 ， 支护难度较大 ， 工作 面两端头安
巷道布置 端 头支护
Ｂ
近距离煤层开采经验 ， 选择 ３ ２ 上 煤层工作面与 ３ １ 上 煤层工作面采用 内错式布置。
关键词 近距离煤层 设备配置
中 图分 类 号 Ｔ ８ ３ ８ Ｄ ２．１ 文献 标 识 码
新 驿 煤 矿 山东 宁 阳汶 上 煤 田， 定 生 产 能力 为 核 １１ Ｍ／ 。井 田东 西走 向长 ５— ｋ ， 北 宽 ５ ５～ ．０ ｔａ ９ｉ 南 ｎ ． ９ ｍ， ｋ 面积约 ５ ｋ 可采储量 ４ ３ ． ８ｍ ， ８３ ３万 ｔ 。主采 下 二 迭统 山西组 ３ 煤层 ， 平均厚度为 ２２ ｍ。 ．２
１ 工作 面地质 特 点
与老空区的间距 ， 当煤层 间距小于 ３ ５ ． ｍ时 ， 掘进 时预 留顶煤 ， 保证巷道 顶板 与老 空 区间距 为 ３ ５ 并 采用 ． ｍ，
近距离煤层群上行开采可行性研究与工程应用
中图分类号 ￣ Ｄ３５ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ９ ０ （０７ ０ — ０ １ ０ １７ － １２ ２０ ）４ ０ ０ — ５
传统理 论认 为上下煤层 之间 的层 间距 和下位煤层
平 衡状 态 ，引起 岩体 应力 重新分 布 、 当重新 分 布后 的
应力 超过岩 （ ） 限强度 时 ， 煤 极 必然 引起 上覆 岩 （ ） 煤 层 的横 向及纵 向变 形与 破坏 ． 上覆 岩 （ ） 的横 向及 纵 煤 层
时间延 长 ，此采 动裂 隙会重新 闭合压 实 、 纵 向剪 切 而
内关 于煤层 间或煤层 群间能 否采用上 行式开采 的各种
变形则表现为煤 （ ） 岩 层发 生 台 阶错 动 ， 坏 煤 层 结 破 构， 这是 影 响上 行 开采 的根 本 障 碍 ． 制 煤 （ ） 纵 控 岩 层
向 台阶错动 ， 就是 采场 围 岩力系 平衡 问题 ． 因此 ， 研究 层 间岩 性及 其形 成平衡 岩层 结构 的条 件 ， 是研 究 上行 开采 机理 的基 本方法 之一 ．
１２ 围岩平衡机 理 －
判别方法， 基本都围绕层间距和下位煤层采厚进行． 即通 过对 已成功 的上行 开采实例进行研究 ， 获取不同开采条
件下 和 的临界 值【 因此 ， 研究仅 局限于需要上行 开采 的上位煤层 的下伏岩层 ， 而没有对 上位煤层的覆岩
状况与上行开采的关系进行研究． 本文先对上行开采的 其主要影响 因素进行系统 的分析 ， 现行 的上行开采 并对
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第２ ２卷第 ４期 湖 南科技大 学学报（ 自然科学版 ） ． ２０ ０ ７年 ｌ 月 Ｊｕｎｌ ｆ ｕ ａ ｎ ｅｓｙｏ Ｓ ｉ ｃ ２ ｏ ｒ ｎｎ Ｕ ｉ ｒｔ ｆ ｃ ｎｅ＆Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙＮ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｉ ） ａｏ Ｈ ｖ ｉ ｅ ｅｈｏ ｇ （ ａ ｒｌ ｃ ｎｅ Ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｅ ｔ ｏ
B060202浅析近距离煤层开采巷道集中压力显现规律 (1)
浅析近距离煤层开采巷道集中压力显现规律杨宝智马云【大同煤矿（集团）公司马脊梁矿，山西大同市037027】摘要以马脊梁矿井下近距离煤层开采的实例为依据，从巷道布置方式、支护方式、地质构造等方面论述了近距离煤层开采巷道集中压力的显现规律以及在开采实践中采取的相应措施。
关键词近距离煤层集中压力显现规律随着煤炭开采强度的不断加大，近距离煤层开采技术已经成为摆在煤矿生产企业管理者面前的一个重要议题，近距离煤层开采矿山集中压力的显现更是直接影响煤炭开采过程中顶板管理的重要因素。
因此研究分析近距离煤层开采的集中压力显现规律将为安全、高效、合理地开采煤炭资源提供可靠的技术依据。
1 盘区开采概况大同煤矿（集团）公司马脊梁矿303盘区11#煤层于2000年3月开采结束。
按照矿井正常生产接替必须开采303盘区下部的14-2#煤层。
该盘区东西宽1100m、南北长1290m，北西为马燕矿界煤柱，南西305盘区实煤区，南东为本盘区大巷煤柱，北东为301盘区实煤区。
11#煤层和14-2#煤层层间距较稳定，一般在13.7～21.6m之间，平均为17.48m，属近距离煤层。
该盘区14-2#煤层回采巷道于2000年6月开掘，2004年9月掘进结束，历时51个月。
1.1 地质概况14-2#煤层在本盘区赋存稳定，煤厚2.04～4.80m，平均3.23m，煤层倾角1～3°，平均2°，属近水平煤层。
煤的类型属半光亮型，煤种属弱粘结煤。
煤层的伪顶厚0.32m，黑色炭泥岩及黑色泥岩，薄层状；直接顶厚1.0～4.29m，平均3.25m，砂泥岩互层，灰白色，节理发育细层状，易塌落；老顶厚1.23～4.29m，平均3.3m，灰白色粗砂岩，主要成份为石英。
14-2#煤层顶板中赋存有12#煤层（0.6～1.5m），与14-2#煤层的层间距不稳定（0～6.55m），在盘区的北西部三分之一的区域变为合并层。
本盘区内有2条落差为0.35～1.56m∠60°的正断层和1条2.4～3.6m∠81°的火成岩墙穿过。
近距离煤层群上行开采可行性研究
１ ． １ 比值 判 别法
该方法使用煤层 的开采高度与层间距的比值来 判 断上行 开 采 的可行 性 。该 方 法 与 “ 三带” 判 定方 法 具有相似之处 ，只是在对开采煤层的 冒落带与裂断
Ｌｉ ｕ Ｃｈ ｅｎ ｇ ｗｕ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ ｃ ｏ ａ ｌ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｓ ｕ ｎ Ｊ ｉ ａ ｃ ｈ ａ Ｌ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｕｓ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ， ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｆ ｕｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｍａ ｎ ｙ ｒ ｉ ｓ ｋ￣ ｃ ｔ ｏ ｍ ｄｕ ｒ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｗｉ ｔ ｈ ｄｒ ａ ｗａ ｌ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｆ ｕｌ ｌ ｙ ｍｅ ｃ ｈ —
井 Ｔ 作 面 的正 常接 续 ， 为 矿井 生 产赢 得 了宝贵 时 间 。
最小值 ，对于具有开采解放层作用的上行开采层间 距 的最 大值 及解 放 的范 围没 有 涉及 。 １ ． ２ “ 三带 ” 判 别 法 该方法的出发点是 ： 保持上层煤体的连续性 。 所 以在判 定上 行 开采 的可行 性 上 ，提 出层 问距要 大 于 下 部煤 层 开采 的 冒落带 。 该 判 定方 法 的前 提是 ： 冒落 带 内的岩 层具 有较 大 的破 碎 性 ，不 可 能保 持 岩层 的 连 续性 ， 不 能 保证 在进 一 步 的开 采 中保 持 煤壁 、 顶 板 的完整 性 ， 不 能保 证 采煤 Ｔ作 面 的持 续推 进 。
近距离煤层上行开采技术的研究
煤层厚 ３ ￣４２ ． ． ４ ｍ，煤层间距 ４３ ￣２ ．７ ．２ ２ ｍ，平均 １ ． ２ ４７ ｍ。 己 １００ 工作面走 向长 ８ ５ １ｍ，倾斜 长 １ ５ １３ ４ ￣９ ０ ３ ～ １９ ５ ｍ，可采储量为 ０ ４ 。该工作面南部为 己 ｌ １ １ ． Ｍｔ ２ ５ ０ ０采 —１
头处多～个过渡段 ，上、下机头处采用 ４ ｍ 花边工字钢对 ． ５ 棚迈步支护，保证机头替棚 两边 都有柱子支撑 ，将大梁抬住
替 棚 靠 上 帮 梁 头 迈 步 前 移 ，迈 步 距 为 １ ｍ， 过 机 头 时 要 保 ． ２
［】盖 增雪 ． 行 开采 与 下行 开采 混合 应 用技 术 的研 究 与实 践 ［． 炭 工 ２ 上 Ｊ煤 】
空 区 ，北 部 为 己 １０ ０采 空 区 ，东部 为三 矿 、四矿 井 田边 １５
行开采 ；当上下煤层间距小于或等于下煤层裂 隙带高度时， 上煤层整体性只发生中等程度的破坏 ， 采取一定 的安全措施 后 ，可正常进行上行开采；当上下煤层 的层 间距大于下煤层
的裂 隙带高度时 ， 上煤层只发生整体移动 ， 体性 不受破坏 ， 整
●＿＿＿＿＿＿＿＿＿一
（） ２ 裂隙带高度 ／１ ０ Ｅ ＋ ， ∑ ２ ｍ代入公 － ／ Ｆ１ ４ Ｍ ５ 将 Ｍ＝ ． ８
式得： ｉ ０ ２ ５２ ． Ｈ ＝ ． ＝ １ ｍ。 ｌ ４ ８＋ ７
从上述的计算结果可以看出，在 己 采取一定 的措施后 ，可 以进行开采 。
２ ２ 围岩 平 衡 法 ．
３ １ 两 巷 支护 管理 ．
机 、风两巷在施工过程中，需充分考虑采动压力和采煤
近距离煤层开采方法探讨
【 关键词 】 近距离煤层 ；开采方法 ； 探 讨
近距离煤层大采 高综合机械化放顶煤 开采技术 ，实现了多项技术 创新。为 了全面 提升煤 矿开采 效益 ，确 保近距 离煤层 安全 高效开采 ， 使 得我 国煤 矿开采技术处 于世界领 先水平。 因此 ，对 近距离煤层开 采 方法探讨有其必要性 。
含煤地层 煤层编号 ２ ５ ６ ９ １ ０ ｌ １
煤层厚度 ［ （ 最小 一 最大 ） ／ 平均 】 煤层 间距 【 （ 最小 一 最大 ） ／ 平 均】 结构及层数 原板 岩性 底板岩性
变异系数 可采系数
１ － ２ １
—
４ ． ３ ５ ／ ３ ． １ ９
＝、近距 离煤层开采方案的选择 般而言 ，近距离煤层 的开 采方案主要包括 以下 种 ，以下做具 体的说明 ： 首 先是单一煤层 的分 层开采 ，在具体 的实施 中 ，主要是先将一层 煤层 开采完 ，但 是这种开采方 案也存在着很 大的缺陷 ，如开采接续 时
一
另外 ，需要做好 两煤 帮打护处 理，以维护顶 帮的稳定 性 ，同时 ， 需要设置锚杆 ，最好在两煤 帮各 打２ 排 的锚杆 ，要求 间距控制在 ２ 米以 外 ，并在此 基础上 ，增加 尼纶 网。经过 实际测验 ，一般锚 杆对锚 同深 度 的要求在 ２ 。５ 米左右 ，因此 ，必须要达到这个 数值 ，确保采煤 的开 采压力 ，使得在煤柱集 中的应力作用下 ，还能够保持应有 的稳定性 。 四、开采过程 中的对策与方法 １ ． 超前 ｌ Ｏ ０ 米采用单体柱维护 ， 确保钢梁棚的稳定性 根据邻 近工作面的开采经 验 ，在开采推进过程 中，一般 的压 力传 递都会超过 １ ０ ０ 米 ，为此 ，近距离煤 层的开采方案 ， 一定要根据具体的 要 求 ，超前 １ ０ ０ 米对漏 顶 区进行设备 ，保 证在开 采时上下 煤层 的开采 互不影响 ，在形 成再生顶板 后 ，再开采另外 一层时 ，为 了保证 巷道 内 设 备的顺 利通 过和有效的工作空间 ，一定要保证较长的开采接续时 间， 控制维护成本 和掘进成本 ，提高上一层 的开采率 ，为解决矿 接续紧张
四台矿极近距离煤层采空下开采技术范文(三篇)
四台矿极近距离煤层采空下开采技术范文近年来，煤炭资源的开采一直是我国能源产业的重要组成部分。
在传统的煤矿开采中，由于采煤工艺不够先进，矿井的采空区域得不到有效的利用，导致资源的浪费和环境的恶化。
为此，为了实现煤炭资源的高效利用和节约能源的目标，我国众多煤矿都开始采用矿极近距离煤层采空下开采技术。
矿极近距离煤层采空下开采技术是一种新型的矿井开采方法，它主要是通过在主要煤层下方开掘一个或多个近似于底板的工作层，使得原本被直接采空的煤炭能够得到有效利用。
这种技术不仅可以提高煤炭的采收率，还可以减少对矿山环境的破坏和对矿工的危害，具有非常重要的意义。
首先，矿极近距离煤层采空下开采技术可以提高煤炭资源的采收率。
在传统的煤矿开采中，由于采动方式的限制，煤炭的回收率往往不高。
而采用矿极近距离煤层采空下开采技术后，煤炭的回收率可以大幅度提高。
因为在这种技术中，矿工可以利用已采空的矿井底板开掘出一个或多个近似于底板的工作层，并在其上进行煤炭的开采。
这样，原本被直接采空的煤炭可以得到有效利用，提高了煤炭资源的回收率。
其次，矿极近距离煤层采空下开采技术可以减少对矿山环境的破坏。
传统的煤矿开采中，煤炭的开采往往导致矿山上方的地表下沉，形成明显的矿山塌陷区。
而采用矿极近距离煤层采空下开采技术后，由于在底板上开掘工作层进行煤炭开采，可以有效地减少矿山塌陷的范围和程度，减少对矿山环境的破坏。
再次，矿极近距离煤层采空下开采技术可以减少对矿工的危害。
传统的煤矿开采中，由于煤炭的开采是从地表向下进行的，矿工往往需要在井下面对严峻的工作环境，存在一定的危险性。
而采用矿极近距离煤层采空下开采技术后，矿工可以在矿井的底板上进行工作，相对来说比较安全。
这样，不仅可以减少对矿工的危害，还可以提高工作的效率和安全性。
最后，矿极近距离煤层采空下开采技术可以提高煤矿的效益和竞争力。
在我国煤炭资源日益减少的情况下，只有通过提高煤矿的效益和竞争力，才能保证煤矿产业的可持续发展。
近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现
了一些研究成果。
随着计算机技术和测量技术的发展，数值模拟和现场实测的精度和可靠 性不断提高，为深入研究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现提供了更 好的手段和方法。
研究内容和方法
研究内容
本研究旨在探究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现 的规律和特点，分析上层煤柱对下层煤层开采矿压显 现的影响机制，为优化煤炭资源的开发利用和提高煤 矿的安全生产提供理论支持和实践指导。
研究方法
本研究采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的 方法，对近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现进行深 入研究。理论分析主要包括对近距离煤层开采矿压显 现的理论模型进行分析和推导；数值模拟主要包括利 用数值模拟软件对近距离煤层出上层煤柱开采矿压显 现进行模拟和分析；现场实测主要包括对近距离煤层 出上层煤柱开采矿压显现进行现场实测和分析。
在近距离煤层开采中，上层煤层的残留煤柱会对下层煤层的开采产生影响，导致 矿压显现异常，给煤矿的安全生产和煤炭资源的开发利用带来诸多问题。
因此，研究近距离煤层出上层煤柱开采矿压显现的规律和特点，对于提高煤炭开 采效率和安全性，以及优化煤炭资源的开发利用具有重要意义。
研究现状和发展趋势
国内外学者针对近距离煤层开采矿压显现开展了大量研究，取得了丰富 的成果。
实验中未能完全模拟真实的地质环境和开采条件，与实际开采可能存在一定差异。
研究不足与展望
• 研究中主要关注了近距离煤层出上层煤柱开采的矿压显现 ，未涉及对其他方面的影响，如瓦斯、水等问题的研究。
研究不足与展望
研究展望
未来研究可进一步增加实验样 本和实验条件，全面考虑各种 影响因素。
近距离煤层同步开采分析
动力 冲击 ， 同时不要使下煤层 回采后顶板 岩石移动 ， 波及上煤层
３ 采区布置分 析
矿 井设计 生产 能力 ０９Ｍｔ ，根据 煤矿 安全 规程 第 四十 ． ／ ａ 八 条之规定 ，一个采 区内 同一 煤层 的一翼最 多只能 布置一 个
的 回采 工 作 面 。 实 际 生 产 中 开采 的错 距 应 根 据 实 际 测 定 的 ４号 煤 层 初 次 及
是下层 回采所引起的岩层移 动 ，不致波及影响上层工作
面回采 ；二是上层 回采所引起 的顶板活动和垮落 ，不影响下层 （ 区段 ） 下 工作面回采 ； 三是上、 下层的采掘作业不互相影响。 采用下行式开采顺序 ，上层采煤工作面超前下层采煤工作 面的最小距离 ， 即上下层工作面的安全错距可用下式计算 ：
０ １ｎ 在此工作面正下方 ５号煤层 中布置一个综采一次采全高 ． ； ９Ｉ 工作面， 工作面长 度 １０Ｉ， ９ 平均采高 ２４ 两工作面平均垂 间 ｎ ．８ ｍ，
距 ２１ ｎ ．８ｉ 。
区内耕地贫瘠 ， 口稀少 ， 人 主要农产 品以豆类 、 谷类和玉 米 为主 ， 一年一收， 畜牧业不甚发达 ， 劳动力有较大剩余 。工业主要 为煤炭和农副产品加工等 ， 当地的主要经济来源 。 是 、
根据 以上分析 ，对于本矿 ４号层煤采用一次采全高高档普
采的采煤方法 ， ５号煤层采用一次采全高综采采煤法 ，两个回采
近距离煤层上行开采可行性探讨
作 者 简 介 ： 建文 （ ９０一） 男 ，１９ 冯 １７ ， ９ ４年 ７月 毕 业 于 山东 矿 业 学 院
采矿工程专业 ， 高级工程师 ， 现任山东鲁泰煤 业有限公 司太平煤矿 副
总 工 程师 。
的 ５ ．％ ， ５ ６ 矿井煤层稳定程度为三类 。 矿井地质构造 ＼ 煤层类型拟定为 ： Ⅲ 。 Ⅱ曲 Ⅱ （） ３ 生产 阶段 ： 矿井 已开 采 范 围。地 质 构造 复 即 杂程度统计采 用矿 井范 围 内 （ 包括未 采 范 围） 不 的主 采层 ２ 层 ， ３ 对落差 ３ 以上断层进行统计 ， ｍ 矿井平均断 层条数为 ７ 条 ， １ 平均断层密度为 ２ ４ ．５条／ ｍ ， ｋ 平均 断 层长度 ２ ６ ． ｍ ｋ ８ ９ ３ ／ ｍ 。根 据 断层 对 采 区正 常 合理 划 分、 对煤层开采 的影响 ， 断层构造复杂程度 拟定为二类
收 稿 日期 ：０ ０— ６— ３ ２ １ ０ ２
２ １ １ 上煤 和 １ ． ６ ７煤层 开采 的覆 岩破 坏 与移动规 律 １ 上煤层能否 安全 的上 行开 采 ， 中一个 重要 的 ５ 其
因素 就 是 １上煤 和 ｌ 层 开 采 的 导 水 裂 缝 带 高 度 与 ６ ７煤 煤 层 间 距 之 间 的关 系 。
２ ．８ 平 均 １ ． ９ 煤 层 厚 度 ０～１ ６ ｍ， 均 ３ １ｍ， ３ ４ ｍ； ．３ 平 ｌ 煤 和 ｌ 煤 之 问 的 间 距 为 ２ ． ２～ ７ ５ ｍ， ５ ６ ６８ ７ ．１
０ ８ ｍ， 不 稳 定 的 薄 煤 层 。 ．３ 属
平均 ４ ．９ ０ ３ ｍ。１ 煤层 顶板 为九灰 ， 部相变 为粉 砂 ５ 局
Ｆ ｎ ｉ ｎ— ｗ ｎ Ｍａ ｉ ・ ｉ ｇ Ｗ ｅ ｎ— ｌｉ ｅ ｇ Ｊａ — ｅ ｎ Ｈａ —ｙ ｎ ｎ Ｙａ — ｅ
近距离煤层群开采顶板管理措施
******矿业有限责任公司近距离煤层开采顶板控制安全技术措施编制部门：技术科编制日期：2019年9月1日近距离煤层开采顶板控制安全技术措施****煤矿矿区范围内可采煤层为8、9-2、16-1、16-2号四个煤层，根据可采煤层间距大小不同，将煤层划分为中组煤和下组煤，煤层倾角一般3-15°左右，东、西部陡，中部缓。
中组煤8#、9#煤层平均层间距5-8m,属近距离煤层联合开采。
现中组煤东翼8#煤层已全部回采完毕，上部煤层开采过程中，导致其底板中应力的重新分布，并产生应力集中，且下部9#煤层与上覆8#煤层交错布置，9#煤层工作面上覆8#煤采空区保安煤柱，上覆煤层的残留煤柱形成较大的应力集中，可能突然失稳，或造成冲击式来压，对下部近距离煤层煤层综采顶板管理造成安全隐患，为保障9#煤层采掘工作面顶板管理，特制定近距离煤层开采顶板控制安全技术措施。
一、地质概况1、煤层8号煤层赋存于下二叠统山西组第一岩段（P1s1）地层之中部，煤层厚度0.31—1.74m，平均厚度 1.46m，属区内主要可采煤层，全区可采，层位较稳定，结构较简单，含夹矸1—2层，夹矸厚度0.2—0.25m。
煤层顶板为河床相的中、粗砂岩，有砂质泥岩伪顶，底板为粘土岩、泥岩及炭泥岩，属较稳定煤层，距9-2号煤层3.83—14.78m，平均8.45m。
9-2号煤层位于下二叠统山西组第一岩段（P1s1）地层之底部，煤层厚度0.15—1.74m，平均1.4m，该煤层全区发育，属局部可采煤层。
结构简单，不含夹矸。
煤层顶板岩性为深灰色泥岩及炭泥岩，底板岩性为细、粉砂岩，属稳定煤层，距8号煤层间距3-8m,距16-1号煤层54.36—73.97m，平均63.61m。
2、煤层顶底板物理性质8号煤层，顶板以砂泥岩为主，次为中、细砂岩，中细砂岩呈不规则条带状分布。
砂泥岩：深灰色，风化后呈灰绿色，垂直节理发育，易风化成薄片状。
中、细砂岩：灰色，致密，较坚硬，裂隙不太发育，不易破碎。
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术探析
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术探析【摘要】成煤条件的不同造成了煤层的厚度、层间距大小的不同，而且在某些情况下可能会出现煤层分岔或合并的现象。
我国的大部分矿区在近距离煤层开放方面都有一定的困难。
本文首先介绍了及近距离煤层开采围岩的特征。
然后介绍了极近距离煤层巷道的支护形式以及评价，最后阐述并分析了极近距离煤层开采围岩控制原理及技术。
【关键词】极近距离煤层；围岩控制；巷道布置我国大部分的矿区在开采煤层时都存在着极近距离的煤层，在分层开采时经常性的出现下部煤层开采难的问题，尤其是巷道支护问题。
我国学者在此方面纷纷进行了一系列研究，本文从开采煤层过程中围岩的特征开始进行论述，对其变形规律作了详细分析，并且从支护形式和围岩控制原理和技术方面进行了探讨，希望有助于矿区开采工作的顺利开展。
1、极近距离煤层开采围岩特征在开采极近距离煤层的过程中会严重破坏其下部的煤层顶板完整性。
在开采上部煤层的过程中会破坏到下部的煤层顶板，从而造成下部煤层顶板的裂隙和节理更加的发育，进而不易控制顶板，在掘进巷道的过程中会发生漏顶的事故，甚至会有大面积冒顶事故发生，以致维护巷道顶板会有很大的难度。
下部煤层巷道的变形规律为：当开采上部的煤层后，由于下部煤层的顶板强度低、厚度薄，再加上开采上部煤层时受到破坏，则顶板的稳定性特别弱，只要有些许的变形，就能发生整体的垮落。
如果顶板的整体完整性可以保持下来，在提高其承载能力的情况下就可以维护顶板的稳定性。
2、极近距离煤层巷道支护形式及评价国内学者对极近距离煤层巷道的支护形式进行了深入的研究，得出其支护形式有架棚支护、“锚网+架棚”联合支护、锚杆桁架支护、“锚杆+注浆”混合支护四种支护形式。
2.1 架棚支护当开采了极近距离的上部煤层后，则下部煤层的顶板与采空区的距离就变得特别近，当向里掘进的时候就顶板岩层比较完整且顶板的压力较小，此时就可以采取架棚支护形式。
一般情况下都是采用工字钢或者U型钢，有支护成本适中、成巷速度较快、支护工艺简单的优点。
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浅谈冲积层下近距离煤层开采可采性研究摘要：范各庄矿属水文地质条件复杂型矿井，主要充水水源为煤系砂岩裂隙水、岩溶裂隙水和冲积层孔隙水。
在开采露头区附近煤层时，冲积层底部含水层是影响工作面开采的主要充水水源，由于冲积层底部含水层富水性强，开采露头区附近煤层时，必须留设防水安全煤岩柱。
根据矿井开采规划，范各庄矿拟对毕各庄风井煤柱区的12煤进行开采。
毕各庄风井煤柱区东部为煤层露头区，依据现有勘探资料和以往开采揭露情况，毕各庄风井煤柱区第四系冲积层底部砾石含水层为强富水性含水层，开采过程中若冲积层防水煤岩柱留设不合理，底部砾石层水将直接进入工作面，威胁矿井安全生产。
为科学合理的设计第四系冲积层防水煤岩柱，实现毕各庄风井煤柱区12煤的安全回采，对毕各庄风井煤柱区12煤层冲积层防水煤柱进行设计。
又由于设计区域距离冲积层较近，在工作面规划施工中，对地面设立沉降观测站，对沉降情况进行观测。
关键词：复杂性冲积层防水煤柱煤层露头沉降站安全生产1引言范各庄矿勘探和开发揭示出的地层自下而上有：奥陶系、石炭系、二叠系、第四系，井田均为第四系冲积层所覆盖。
冲积层主要由粘土层、砂层及卵砾石层组成，中上部多粘土及砂质粘土层，下部多粗砂及卵砾石层，与下伏地层呈角度不整合接触。
冲积层厚度变化较大，厚度约54~424m，由北往南逐渐增厚。
在范各庄矿区域厚度沿东西向变化较小，南北向变化较大；而在毕各庄区域基岩面出现近南北向的山沟和山脊，冲积层厚度在两个方向上变化均较大。
冲积层底部卵砾石层比较发育，局部厚度可达33.5m。
在井田内的大部分区域，卵砾石层直接沉积于基岩面之上。
底砾层是煤系地层上部的重要承压含水层，是煤系地层中含水层的补给水源。
为了有效回收煤炭资源，延长矿井寿命，对井田内边角煤、煤柱等进行开采论证研究。
设计开采区域距离冲积层较近，不但要对冲积层防水煤柱严格留设，而且对地面沉降情况进行密切观测，确保安全生产及提前制定地面沉降治理措施。
2设计区域冲积层水文情况2.1 含水层冲积层厚度由北往南逐渐增大，在此区域冲积层厚度为229m，含水层组由上部1个潜水含水层和下部3个承压含水层组成，即：浅部潜水含水层，其中等富水性；上部砂岩含水层，为中等富水性含水层；中部卵石层含水层，为强富水性含水层；底部卵砾石含水层，为强富水性含水层。
2.2 隔水层冲积层分为上、中、下部三个隔水层。
上部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内潜水层和上部砂岩含水层之间，埋藏深度为32m，厚11.7m。
中部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内上部砂层含水层和中部砂层含水层之间，埋藏深度为130m，厚11m。
下部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内中部砂层含水层和下部砂层含水层之间，埋藏深度227m，厚8m。
2.3充水通道（1）导水裂缝带导水裂缝带是指冒落带以上出现的大量切层、离层和裂缝发育带。
该带一般由下而上裂缝和离层程度由强到弱，但是当顶板岩性及其组合变化复杂时，也会出现不均匀发育的特点。
导水裂缝带是矿井涌水的主要通道，具有较强的导水性。
（2）断裂带范各庄矿井田煤系地层下部以奥陶系石灰岩为基底，上部有巨厚冲积层覆盖。
井田南北两翼均为向斜构造，中间为单斜构造，有良好的储水条件，地下水极易沿岩层的孔隙、裂隙集中而达到饱和，其结果使所有含水层均为承压状态。
3设计区域及周边开采现状设计区域上方的5煤、7煤、9煤、11煤层或不可采、或为冲积层防水煤柱，均未有过采掘工程，仅7煤、9煤于设计区域周边上方进行了部分开采。
各煤层开采对照见（图1）图1 各煤层开采对照图4设计区域煤层赋存设计区域位于范各庄矿一水平南四采区南部、南五采区东部的毕各庄风井煤柱区，其位置及范围见(图2)。
图2 设计区域范围及位置图12煤层赋存标高在-210~-370m，埋深235~395m，煤层结构简单，煤厚3.7m~7.0m，煤层倾角7~13°，属缓倾斜煤层，12、12下煤层在风井煤柱区形成合区。
此区域设计为分层开采，首采下分层。
5设计区域覆岩岩性结构在东部露头区附近煤层埋深浅、基岩变化大、分布不完整，设计区域深部12煤层上覆基岩为12煤层顶板至5煤层顶板风化带基岩段，浅部为12煤层顶板至11煤层顶板风化带基岩段。
毕各庄风井煤柱区12煤层覆岩结构具有以砂岩类岩层为主、砂岩泥岩交互沉积的特点。
5.1覆岩力学性能覆岩的破坏高度与覆岩的岩性及力学结构特征有密切的关系。
刚性、脆性岩层容易产生裂缝。
塑性、韧性岩层则不易产生裂缝。
刚塑搭配、薄厚搭配的岩层．其防水和抗裂性都较好。
因此，不同力学结构类型的顶板和覆岩，其破坏性的最大高度是不同的。
因此，覆岩力学性能是影响覆岩破坏高度的重要因素，参考设计区域周边各煤层顶底板岩性及强度，计算求得设计区域12煤顶板覆岩的综合强度为46.88MPa。
5.2覆岩岩性类型由于第四系底部部分区域存在粘土隔水层，粘土层厚度平均为7.39m。
考虑到区域部分钻孔位置第四系底部有厚度粘土隔水层和基岩风化带存在，底粘和风化带岩性软弱，对采动裂缝发育有抑制作用。
根据水体下采煤实践，第四系底部粘土层和基岩风化带可作为露头区基岩柱的组成部分，基岩风化带和底粘部分岩体强度已接近软岩条件，受底粘和基岩风化带影响，基岩柱整体强度显著降低，综合确定正常基岩段整体强度应在40MPa以内。
参照“三下采煤”规范中煤层覆岩岩性分类，可综合确定设计区域12煤覆岩属于中硬型覆岩类型。
6防水煤柱留设6.1导水裂隙带高度从垂向来看，第四系冲积地层岩性变化大，由多层砂、砂土、砂层和粘土交互沉积组成，天然条件下，含水层之间垂向水力联系具有明显的区域差异性，设计区域底砾含水层上部赋存有粘土层，对底砾含水层与上部含水层之间水力联系有一定影响；在松散层底部粘土缺失的地段，底砾含水层与煤系砂岩含水层直接接触，水力联系密切。
总的来看，第四系底部砾石含水层富水性较强，补给丰富，在生产期间应加以防范。
第四系底部粘土在水体下采煤、特别是露头煤柱的开采实践中起着重要作用，由于粘性土松软、具有可塑性的特性，不仅可以有效抑制导水裂缝带向上发育，而且可以有效阻止上部含水层向工作面直接充水，因此，底部黏土层赋存情况是设计防水煤岩柱必须考虑的。
根据本矿开采条件，规划对风井煤柱区进行分层综采，首分层设计采厚4.0m、二分层设计采厚2.5m，累计采厚6.5m。
12煤层分两层开采后的导水裂缝带高度如下：（1）首分层开采4.0m后，导水裂缝带高度为50.0m；（2）二分层开采2.5m后，累计开采厚度6.5m，导水裂缝带高度为60.99m。
6.2防水安全煤岩柱高度见(表1)表1毕各庄风井煤柱区防水安全煤岩柱高度（m）分层分层采厚累计采厚导水裂隙带高度保护层厚度防水安全煤岩柱高度首分层4.4.68.024.092.0二分层2.56.578.019.597.5根据上表范矿12煤层各分层开采防水安全煤岩柱高度如下：（1）首分层开采4.0m后，防水安全煤岩柱高度为92.0m；（2）二分层开采2.5m后，累计开采厚度6.5m，防水安全煤岩柱高度为97.5m。
根据计算的防水煤岩柱高度，结合12煤层底部等高线、基岩面等高线，综合划定了各分层开采后的冲积层防水煤岩柱线见（图3）。
图3防水煤柱线布置图7区域变形观测研究井下开采和地表沉降之间的关系，了解该区域地表移动变形规律，检验范各庄矿原有岩移参数在该区域的适用性。
7.1 沉降观测站设计（1）观测点制作与埋设观测点采用混凝土预制件。
规格：上部100mm×100mm，下部200mm×200mm，高500mm，用直径不小于18mm的钢筋做成L型，顶端上面刻成十字槽，将钢筋用混凝土浇筑在中间，钢筋漏出混凝土面2～5mm，观测点埋设要求坑底土面夯实，埋设后预制件顶端出漏地面30～50mm。
见（图3）。
图3 观测点制作及埋设样式（2）观测线布设要求观测线布设主要依托现场道路，走向观测线尽量与设计工作面走向一致，倾向观测线尽量与设计工作面倾向一致。
观测线控制点应设计在工作面波及范围线外，观测线一端也应设计到波及范围线外100m。
（3）观测线设计设计1条走向观测线和2条倾向观测线。
点间距30m；上述距离在实际埋点中可能存在一定偏差，将偏差控制在3m以内见（图4）.图4观测站布设图7.2观测周期（1）初始期前导线测量应至少进行两次，以两次观测成果的平均值作为初始成果；（2）下沉活跃期（即每月下沉值大于50mm）应进行不少于四次的全面观测；（3）当六个月内累积下沉值不超过30mm时，应进行最后两次全面观测，取平均值作为最终成果。
8.结论本文对毕各庄风井煤柱区覆岩结构类型、第四系底部含隔水层分布情况进行了充分分析。
根据本矿第四系冲积层防水煤岩柱留设经验，以及设计区域12煤层赋存条件、覆岩类型及第四系底部含隔水层情况，对设计区域防水煤岩柱进行了设计。
开采过程中严格按照设计采厚及冲击层防水煤柱线进行开采，地表观测详实记录井下回采位置、煤层厚度、采高、地质和水文地质情况等。
每次观测都检查地表、建筑物是否出现裂缝或毁损，发现问题及时填图注记，并形成台账资料。
通过对该区域煤柱的研究、分析、开采，对以后井田内其他区域冲击层煤柱的挖潜和安全回采具有借鉴意义。
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开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司煤矿生产地质报告[R].中国矿业大学资源与地球科学学院。
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作者简介李根明（1970-）男，汉族，河北唐山人，矿山地质技师，本科，研究方向为矿山地质，Tel:134****5868,Email:***************。
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