煤矿残采区上行开采技术基础研究

２、残 采 区 上 行 开 采 是 下 部 煤 层 开 采 围 岩 稳 定 状 况对 层 间岩 层的 结 构以 及 上行 开 采可 行性 都 会 有 不 同 的影 响 ，考 虑 上部 煤 层 顶板 岩 层及 其组 合结 构
状 况进 行 残 采 区上 行开 采 的理 论 研 究还 需要 深 入进 ３ 、垮 落法 残 采 区上 行 开采 层 间岩 层 控制 层 结构
电力与能源
பைடு நூலகம்
煤矿残采区上 行开采技术基础研究
文／ 泗军 伏开营 张军 杨
摘 要 ：在 目前我 国有许 多生产矿井 中，在工作 面采 空区上方遗 留 了很 多还可 以开采 的煤层 ，利用科 学合 理的方 法和 技术 回收这 部分 的煤 炭资源 ，这对 我 国经济 实现 可持续 发展 有 着很重要 的作 用，并且也 符合 我 国倡 导 的建设 节约型社会 的要求 。本 文从 结构 的 角度 出发 ，考 虑上下煤层 开采对层 阀岩层的共 同作 用影响 ，对层 问
沉 一般不 同步 。为 此可 视其 为层 间岩 层控 制层 。 需 要做 进一 步的深 入研 究 与完善 。
②断裂 后 由于块 体从 原岩应 力 中解 脱 ，剪胀效 应 之和 ，产 生 巨大推 力 ，此 为诸 接触 面 的挤压 力源 。
③结 构块 体在 垮落 前可认 为 遵循块 体 理论 。
２４ 工 博 ２１・ １ 会 览－ ０１ ６中旬刊
程．０ ９ ） ２０（ ． ３ 【 苗法 田， ３ 】 程卫 民， 孟祥 军 ． 长综放工 作面终采线处 煤炭 自燃 防 超 治技 术［ ． Ｊ 煤炭科学技术 ．０ ６４ ． ］ ２ ０ （）
电力与能源
约型 社会 的要求 。 下式 的 判定 为可 以进行 上行 开采 。
存储 ，也 增加 了煤炭 的 可 放性 ，避 免 了 因为存 放 煤 燃 的 三个 基 本 条件 ，提 出 了一 系列 的 防治 煤 矿 自然 炭时而 产 生的 大量 煤尘 。
发 火 的 有 效 策 略 ，笔 者 坚信 ，只 要 煤 矿 企 业 坚 持
７ 、矿 井巷 道喷 层 内压注 凝胶
正 确地 开拓 巷道 布 置 ，合 理有 效的 开采 方法 ，对 开采 产 量 ，加 快 完成 季 度 的生 产任 务 ，而 且 煤 矿 回 煤 层 发生 自燃 发火 的控 制影 响 非常 大 ，这 就 要 求我 采可 以 减 少煤 炭 的堆 积 量 ，同时 降低 煤 体水 分 的 散 们 煤 矿采 矿 技 术人 员必 须从 开 采设 计 到 煤矿 开 采 的 失 ，有 效 减 少煤 炭 的 自燃 发火 ，对 防止 煤 炭 的 自然 施 工 管 理 ，都 必须 考 虑 煤 层 自然 发火 的 问题 ，既 要 发 火具 有 十分 重 要 的作 用 。 回采 的 高效 率 进行 可 以 保 证 煤 矿生 产 又 要兼 顾 防 止煤 炭 自然 发 火 。从 防 止 为 煤炭 的 自然 发火 的防 治有 着 巨大的 影响 。
“ 防 为主 ，防灭 结 合 ”的 基 本原 则 ，把 各 项措 施 以
为 了防止 出现 因为长期 漏风 氧化 而积 蓄 的热量 ， 都 落 实 到位 ，把 安 全 施 工放 在 管理 首 位 ，就 能够 切 除 了采 取 喷浆 以 外 ，煤 矿 矿 井还 应 当在 喷 浆 层 内压 实有效 地预 防煤 层 自然发火 。
区上 方 遗弃 的 残 留煤 层 实 质上 是对 残 采 区 的煤 层 进 下式 的判 定 为可 以进行 上行 开采 。
层结 构及 其 上部 煤 层 底板 移 动 变形 规 律 的重 要 性 ，
同时 要深 刻 理解 和 分析 这 两 个 方面 ，这样 才 能 很好 的结 构 形 式 、结 构机 理 、上 部 煤 层底 板 的移 动 变形 的 解 决相 关 问题 而 深入 奠 定 残采 区上行 开 采 的 理论 规 律 及 预 测模 型 进行 了详细 的 研究 ，初 步取 得 了一
使 得采 空 区倾 向空 间长 度 小 于诸 破 断块 体 自然 长 度 平 衡 后 ，再 开 采上 部 煤 层 ，其上 部 煤 层不 同 的顶 板
２ 、下 部煤 层开 采层 间岩 层损伤 范 围分析 上的横 断 面为矩 形 ，开采 高度 远远 小于开 采宽 度 。
３ 、垮 落法 残采 区上行 开采 机理 研究
根据 有关 资料 和实践 经 验 ，对于 回收 工作 面采 空
行 上 行开 采 。所 以 ，我们 进 行 残采 区上行 煤 层 的 开 采 的 同时 ，必 须要 充分 的认 识 到残 采 区 上行 层 间岩
第 ５ ，对于 盆 地 四周 区 的煤 层 ，通 过 计算 满 足 步 四．结语
综 上 所 述 ，本 文 从 结 构 的 角 度 出 发 ，考虑 上 下 煤 层开 采 对 层 间岩 层的 共 同作 用影 响 ，对 层 间岩 层
岩 层 的 结 构 形式 、 结 构机 理 等进 行 了详 细 的 研 究 。 关键词 ：垮 落法残采 区ｌ上行开采 ；层 间岩层结构
中图分类号 ：Ｔ ８ ２ Ｄ ２
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１ ０ － １ ６（ ０ １ １（ ） ０ １ － ２ ０ ９ ９ ６ ２ １ ）０ ７Ｃ－ ２４ ０
支 撑 作用 下 自成结 构 的上 覆 岩 层 ，第 二种 情 况是 岩 与理论 分析 。
层 在 下部 垮 落 冒矸 体 支撑 作 用下 自成结 构 本 身 ，第
４ 残采 区 上行 开 采 的理 论 与技 术 ，在 西 山煤 电 、
三 种情 况 是 直接 底 岩 层为 垮 落岩 层 。对 于 前 两种 情 自家 庄 矿的 应 用取 得 了成 功 ，但 鉴 于 煤岩 层 的复 杂 况 ，残采 区 上行 开 采是 层 间 岩层 在 下部 垮 落 冒矸 体 性 与 不 同地 域 的差 异性 ，残 采 区上 行开 采 理论 与 技
注 凝胶 ，进行 有 效 降温 及 隔 热 。在 煤矿 回采 前 ，在 作者 单位 ：连 云港 市煤 炭工 业公 司贵 州省金 沙 县 巷 道 顶 板处 每 隔２ ４ ，均 匀 布 置２ 钻孔 ，孔 深 川 达 煤 矿 — 米 个 直 至煤 层 的顶 板 ，板下 直 径２ 毫米 进 行 套管 ，将凝 ０
为残 采 区 资源 回收提 供 理论 依 据 和技 术 支 持 ，具 有 影 响 ）涉 及 学 科 门 类 较 多 （ 岩 石 力学 、 断 裂 力 如
重要 的 学 术意 义 与应 用 价值 。考 虑 到煤 矿 多有 蹬 空 学 、分形 力学 、损 伤 力学 、材料 学 、岩 石 矿物 学 、 状态 的 “ 遗弃 ” 资源 ，本项 目有广 泛 的 应 用价 值 和 测 量学 ） ，因此 作 者认 为 还应 从 以 下几 个 方面 做 更 广 阔的 应 用前 景 。对 于 实现 可 持续 发 展 ，建 设 节 约 加深 入的 研究 。
基础 。
一
些 研 究 成果 。但 由于 残 采 区上 行开 采 影 响 因素较 多 煤 矿残采 区上 行开 采技 术所 处地位 （ 整体 岩 层 岩性 及 其组 合 、下层 煤 采 高 、上 下煤 如
、
该研 究 为煤 矿残 采 区上 行开 采 的基础 性研 究 ，可 层 开 采动 载 荷 的特 点 与规 律 以 及对 层 间岩 层 的 损伤
对于 长壁 工作 面开 采 ，形成 的采 空 区在推进 方 向 行 。
与 下部 冒矸体 之 间有 相 互 作用 ，冒矸 体 的碎 胀 充填
下部 煤 层 开 采后 ，上部 煤 层在 开 采时 直 接 底 存 特 性 、强 度以 及 压实 均 匀 度与 层 间岩 层 控制 层 结构 在 三 种情 况 ：第一 种 情况 是 岩 层在 下部 垮 落 冒矸 体 的定 量 关 系还 不甚 清 楚 ，还 需 要做 大 量 的实 验研 究
１ 、垮落 法残 采 区上行 开采 层 间岩 层特 点
学 、岩 石矿 物 学 、测 量 学等 诸 多 学科 。 客观 开 采条
①层 间岩层 结构 主要 由底 层为 坚硬 岩层 的岩 层组 件 与煤 岩 层组 合状 况 复 杂 多样 ，开 采 方 法也 不尽 相 组 成 。其 和 上覆 岩 层 协调 同 步下 沉 ，和 下 部 岩 层下 同 ， 因此 ，在 力学 结 构 的模 型 及机 理研 究方 面 ，还
效防 治 井下 自然 发火 。 ６ 、采用 高压 注水
或受 到条件 限制 ，就 极有 可能 发生 自燃 发火 。
结 语 ：煤 矿 自然 发 火 是 煤 矿 安 全 生 产 的 重 要 隐
在 高 压作 用之 下 ，让高压 水通 过煤 层 的裂 隙渗 透 患 ，本 文 从 煤矿 自燃 发 火 的原 因入手 ，客 观 条理 地
参考文献 ：
【】 １程卫 民 ． 井 煤炭 自燃 的综 合防 治技 术 及其 实践 【】西 北煤 矿 Ｊ．
胶 均 匀 的压 注 到喷 层 内 。 因为凝 胶 具 有堵 漏 、阻化 炭．０ ７ ） ２０（ ． ３ 【 】 刚 ． 析 影 响 煤 层 自然 发 火 的 因素 及 对 策【 １ 煤 炭 工 ２邓 浅 Ｊ． 等 良好 的隔 热性 能 ，并具 有 良好 的 热 稳定 性 ，能够 起 到阻 止煤炭 氧化 防止 煤炭 自燃 发火 。 ８ 、提高 回采 效率 ，加快 回采进 度
型社会 ，更有鲜 明的 时代 特色 和深 刻的社 会意 义 。
理 研究
１ 由于残 采 区上 行 开采 是 上 下煤 层 都要 开 采 的 、
岩石 力 学 、断 裂 力学 、分形 力学 、损 伤 力学 、材料
二 、残采 区上行 开采 层 间岩层 结构 及上 行 开采机 系 统开 采 ，其 理 论 内容 涉及 到 矿 山压 力 及其 控 制 、
煤炭 自燃 发火 的 角 度 ，我 们应 当考虑 对 巷 道进 行 合
如 果 回采 的速 度较快 ，那 么煤 炭在 氧化 带 内停 留
理 的布 置 ，也 要 求 矿井 的 通风 系统 必须 完 善 、煤 层 的时 间较 短 ，煤炭 自然 发火 之 前就 能 进入 窒 息带 ， 切割 较 少 、回采 率 较高 、采 空 区容 易封 闭 ，能够 有 就 不 会 发生 自燃发 火 ；反之 ，如果 回采 的速 度较 慢
到 煤 体 的 层理 、节 理 当中 ，当煤体 吸 收 了大 量 的 水 分 析 了随 着 矿井 的 开采 深 度逐 渐 加深 ，影 响煤 炭 自 分 之 后 ，煤 质 会 变软 变 酥 ，这 样 的煤 质适 合煤 炭 的 燃 的地 质原 因 、开 采 原 因 、通风 原 因 ，根 据 煤炭 自
引言 ：众所 周知 ，随 着 国民经 济的 不断 发展 ，科 位 。所 以 ，对 于每 一 个 人来 说 ，都 应 该节 约 煤 炭能
学技 术 的 日新 月异 ，我 国的 能源 需 求 量也 在 不 断的 源 ，提 高煤 炭 资 源的 回收利 用 率 。在 目前我 国 有许 加 大 ，特 别 是对 煤 炭能 源 的 需 求量 ，我 国的 能 源需 多生 产 矿 井 中 ，在 工作 面采 空 区上 方 遗 留 了很 多还 求 量 与煤 炭 资源 的供 应量 之 间 的矛 盾 越来 越 突 出 ， 可 以开 采 的煤 层 ，利 用 科学 合 理 的方 法 和技 术 回收 而 由于新 生 的 能源 ，如 太 阳能 、核 能 和风 能 等 ，这 这部 分 的 煤炭 资 源 ，这 对 我 国经 济 实现 可 持续 发 展
些 又 不能 够 代 替 煤炭 资 源 ，成 为能 源 供 应 的主 体 地 有 着很 重 要 的作 用 ，并 且 也 符合 我 国倡 导 的建 设 节
环境 。 ５ 正 确 开 拓 ，合 理 开 采 、
科 学进 行组 织 开采 工 作 、提 高煤 矿 的 回采 率 、
加 快 回采的 推 进 速度 ，这样 做 不仅 仅 是提 高 煤 炭 的