上行式开采技术在兴安煤矿实践与应用

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兴 安煤矿位 于鹤岗煤 田南 部 ， 田地层走 向为北 井 １ ｌ。 ， Ｏ— ８东 总体为 向东倾 斜 的单 斜构造 ， 角在 ｌ 倾 ５～ ４。 间 ， ５之 年设 计 能 力 ４ ０万 ｔ 目前 矿 井 主 要 生 产 集 ５ 。 中于三水平 。为 了解决开采 接续 ， 高矿井 煤炭资 源 提 回收率 ， 延长矿井水平 服务服务年限 ， 兴安煤矿 自２ ０ ０７ 年开始对 ２ 层 已采 区三水平南 ２ ７ ４层煤进行 “ 蹬空 ” 开 采——上行开采 ， 后 回采 了三 段 （ 块 ） 一 段 （ 先 两 、 于 ２０ ０ ９年 ｌ ２月采完） 总计采 出煤 量 １２ ３万 ｔ取得 了 ， ４． ， 较 好 的应 用 效 果 及 经 济 效 益 。
一
则 Ｋ＝ ０ ３。 我 国上行开采 实践与研究 表明 ： Ｋ＞ ． 当 ７ ５时 ， 一
般可 以上行开采 ， ２ 而 ７层 与 ２ ４层 之间 的采动影 响倍 数为 ３ ， 分说 明可以进行上行开采。 ０充 １ ２ 上行 式开采 的“ ． 三带” 判别 当下部煤层开采后 ， 上部顶板随之要 发生垮落 、 断 裂及弯 曲下沉 ， “ 即 三带 ” 变化 ， 式 当上部 煤层 位于 断 裂带之上 ， 即位于弯曲下沉带 内或其上部 ， 则进行上行 开采是完 全可行 的 。２ ７层 开 采后 ， 落带 、 隙带最 垮 裂
１３ 上 行 式开采 的间 隔时 问 ． 根 据 国内上行 开采 实践经验 ， 当上下煤 层 间为坚 硬 岩层 时 ， 煤 层 开 采 间隔 时 间 ｔ ０ １ 上 ＝ ． Ｋ＋３＝ ６个 月 。
安全开采 ， 最基本 的条件 就是要保 证 ２ ４层 处在 ２ ７层 采 空 区弯 曲带 内 。 根 据 国 内开 采研 究 表 明 ， 采 下 部 煤 层 时 ， 动 影 先 采 响倍数 由下式进行计算 ：
大高度计算 ： Ｈ ＝ ［ ｋ ）ｏａ ， （ —１ ｃｓ］ （） ２ 式 中 ： 一采高 ， ｍ； 尼 垮 落 岩层 碎 胀 系 数 ，． ５ ．５ 取 １２ ； 一 １２ ～１ ， ． ５ ０ 煤层 倾 角 （ ） 一 。。 ２ ７层煤采高 Ｍ ＝ ｍ， 层倾 角 ０＝ ７ ， ３ 煤 ２ 。 带入 （ ） ２
Ｋ＝Ｈ （） １
间隔短 ， 压力大 ， 开采不 利； 间隔长 ， 垮落 带、 使 断裂 带 高度增 加 ， 压力趋 于稳定 。从 时 间间隔上 ，４层 间 但 ２ 隔２ ７层 开采 大 于 ６个 月 ， 因此 上 行 开 采 可 行 。
２ 上行 式开 采在兴 安煤矿 的实践
式 中：－ 上下煤层层间距与下煤层采厚 的比值 ； ＿ 日 上下煤层层间距 ， 一 ｍ； 下 煤层 的 采厚 ， ｍ。 ２ ７层煤采高 Ｍ＝ ２ ３ｍ， ７层与 ２ ４层 间距 Ｈ＝ ０ ９ ｍ，
式 ， ＝ １ ． Ｈ． ２ ５ ｍ。
断裂带高度按下式计算 ：
／２ ０ Ｍ／（ ． Ｍ ＋５ ｔ ＝１０ ３１ ）一２ Ｔ ５Ｉ。 Ｉ
由于 ２ ４层与 ２ ７层间距 ９ ｌ２ ０ｎ，７层采后 ，４层煤 ２ 及顶板 只能发生弯曲变形 ， 不会产生裂隙及其它 变形 ，
因此 上 行 开 采 是 可行 的 。
１ 上 行 开 采 的 技 术 要 求 上 行 式 开 采 是 指 在 一 个 煤 系 地 层 内 ， 有 两 层 以 含 上并有一定距离及 开采价 值的煤层 ， 在开采手段 上是 先开 采 下 部 煤 层 ， 然后 再 开 采 上 部 煤 层 。 １ １ 上 行 式 开 采 的 比 值 判 别 ． 兴安 矿三水平南 ２ ７层进行 长壁综 合 机械化采 煤 后 ， 覆岩 层 “ 带 ” 上 三 型垮 落 可 能 性 最 大 ， 保 证 ２ 要 ４层
・收 稿 日期 ：００— ４—２ ２１ ０ ３ 作 者 简 介 ： 连 成 （ ９ ６一 ） 男 ，９ ２年 毕业 于 鹤 岗 矿 务 局 工 学 王 １５ ， １８ 院综采专业 ， 大专学历 ， 工程师 ， 任黑龙江省龙煤 矿业集 团股 份有 现
限责任公司鹤岗分公 司科技信息部矿 山技术研究室科长。
兴安煤矿南 ２ ４层 为复 合煤层 ， 一般很 少开 采 ， 其 层含有两层 １ ３～１５ｍ的煤层 ， 问夹有一层 ０ ４～ ． ． 其 ． ０ ８ｍ 的岩石标 志层 。二水平局 部开采时 只采 Ｏ ８ｍ ． ． 厚矸石 以上部分 ， 煤厚一般在 １５ｍ左右 ， ． 由于其 夹矸 以下 ， 含矸较大 ， 之矸石 以上部分 采后未铺 网， 后 加 采 冒落大块较多 ， 按当时支护工艺 ， 回采 后对顶板控 制较 困难 ， 因而夹矸 以下未采 。其煤层柱状 如图 １ 。 由于其下覆 ２ （ 均层间距 ９ 已采 ，４层 ７层 平 ０ｍ） ２ 开采在蹬空开采范 围 ， 煤层 处 于弯 曲下沉 带影 响范 围 内。在 巷 道 施 工 支 护 工 艺 方 面 ， 取 主 动 支 护 形 采 式——锚 钢筋 网（ ） 护。帮、 索 支 顶使用 ２ ｌ 右旋 ０ｎｌ ｌ ｌ 无纵筋螺纹 钢 ， ２ ０ｍ。锚杆排距 ０ ９ｍ， 杆 间距 长 ． ． 锚 ０ ８ｍ， ． 每根锚杆采用 ２根 Ｌ＝ ．５ｍ树脂锚 固剂进 行 ０４ 端头锚 固。金属网选用 １０ ２ ０ｍ的钢筋 网， ． × ． 网之 间 搭接 ０ １ｍ， ． 钢筋 网铺至底板。巷道施工净断面 １ｍ ， ２ 即梯形断面 ， 净宽 ４ ５Ｉ， ． ｌ 巷道 中高 ２７ ｍ ｌ ． 。沿巷 道走 向每 ２ ４ｍ施工一对锚索 ， 索使用 中１． ｉ 长 ６３ ． 锚 ７ ８ｍｌ ｌ 、 ． ｍ的钢绞线 ， 倾斜间距 ２０ｒ 根 。巷道每隔 ６ ８ ． ／ ｎ ０～ ０ｍ 在巷道 中心设置一 台机 械式顶板离层监测仪 。巷道 在 整个掘进过程 中， 尤其 进入“ 蹬空” 掘进后 ， 没有发现
上行开采 煤 层 间距 三 带 间 隔 时 问 旧 区复 采 横 底 式
开 采 实 践 ， 辨析 了上 行 开 采 的技 术 要 求 及优 越 性 ， 并 阐明 了延 长矿 井水 平 服 务 年 限 ， 潜 资 源 ， 行 开 采 具 有广 泛 的应 用 前 景 。 挖 上
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中图分 类 号 Ｔ ８３ ８ Ｄ ２．１
ｌ Ｏ童 斜技 瞧晨２１年 期 ０１ 第２
上 行 式 开 采 技 术 在 兴 安 煤 矿 实 践 与 应 用
王 连 成
（ 黑龙 江龙 煤 矿 业 集 团公 司鹤 岗分 公 司 科技 信 息部 ， 龙 江 黑 １４０ ） ５ １０
摘
要
兴 安煤 矿 因开 采 历 史 较长 ， 采 水 平 主 采煤 层 已基 本 回采 结束 ， 距主 采 煤 层 很 近 的 薄 煤 层 储 量 丰 富。 通 过 理 论 分 析 ， ２ 开 但 对 ４层 上行