_三下_条带开采

收稿日期:2003-01-30
作者简介:郭四新(1966-),男,广东揭阳人,1989年毕业于黑龙江矿业学院,采煤工程师,现任扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿综采队副队长。

“三下”条带开采
郭四新,于德永
(扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿,内蒙古满洲里　021412)
摘　要:根据传统“三下”采煤成本高,造成很多老矿井,浅部有大量“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制,而面临矿井报废的状况,建议采用一种新的、经济的冒落条带开采方法,采出“三下”压煤,并对其实施依据,采宽与留宽设计尺寸等作了分析。

关键词:“三下”压煤;窄条带;冒落开采
中图分类号:TD823.6 文献标识码:B 文章编号:1671-749X(2003)02-0053-02
0　前言
很多老矿区,由于在建设之初缺乏周密的矿区规划,往往造成大量的建筑物下,通过矿区的自营铁路或国铁下,以及煤田表层水体下均可能压煤。

传统的“三下”开采成本高,造成很多老矿井,浅部有大量的“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制面临矿井报废。

如果采用一种新的、经济的开采方法,将“三下”压煤开采出来,则将延长矿井寿命,于国家于企业都将大有益处。

1　冒落条带法开采的依据
开采“三下”压煤既要不搬迁,又要不破坏地面铁路、建筑物和水体,采用冒落条带法开采最为理想。

这种开采方法的下沉系数较小(表1)。

表1　下沉系数表
顶板管理方式下沉系数冒
落法坚硬覆岩0.40～0.65中硬覆岩0.65～0.80软弱覆岩
0.80～1.00水沙充填0.10～0.22风力矸石充填0.30～0.45
采带式(冒落)0.12条带式(充填)
0.01～0.02
注:此表摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第20页。

表1所列下沉系数与巷道布置、煤柱留设等有一定关系。

部分矿井条带开采地表下沉值见表2。

表2　冒落条带法开采的地表下沉值
矿井
名称保护对象采宽/m
留宽/m
采深/m
采厚/m 地表最大下沉值/mm
蛟河矿市镇12～209～1160～110 1.039蛟河矿市镇
18～4213～17120～170
2.0297阜新平安一井工人村30～50
20
144
1.2～1.4168阜新平安六矿工人村60～6515～35100～200
2.0204河南王家岭矿村庄20～2810～1271 2.4800*四川南桐隧道3939140 4.9274鹤壁九矿
工人村
30
16
174
1.02.4
726
　*有临采区叠加影响
注:表2摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第5页。

从表1、表2可以看出,用冒落条带法开采其地表下沉值很小。

如果实际采宽比表2所列的还要小,而相对的留宽(保护煤柱)较大的话,就能达到对地表没有任何影响的目的。

例如在我们井下报废的一些木支护巷道(已经冒落的)、地表建筑物并没有受到任何影响。

2　冒落条带采宽与留宽设计尺寸
关于冒落条带采宽与留宽设计尺寸的原则,短时间(1～2a )地表不应该下沉。

有关文章曾对软岩矿井巷道冒落形状描述为抛物线型,其方程为
B 2=8P H
式中　B ——巷道掘进宽度,m;
　H ——冒落高度,m ;
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第2期 郭四新　于德永　“三下”条带开采
　P ——岩性系数。

P 值视岩性的不同而不同。

扎赉诺尔煤业公司西山矿软岩P 的统计值为0.38。

假如开采宽度“较小”,我们按一个“较宽的巷道”来计算其顶板冒落高度。

若取冒落条带的安全系数为10,即冒高为开采深度的10倍。

若开采深度为150～250m 。

则H =1/10×150～1/10×250=15～25m B =
8×0.38×(15-25)=6.7～8.7m
根据蛟河矿的经验(市镇下开采),采宽18～42m ,留宽13～17m ,采深120～170m ,采厚2.0m ,地表最大下沉值299m m (表2)。

若扎煤公司的软岩矿井采宽定为6～8m(浅部6m,深部8m ),是其宽度的1/4左右,若留宽取平均值15m,那么开采后的地表下沉系数无疑将大为减小,乃至在短期内不下沉。

开采后的大地剖面,就可能出现类似“石拱桥”的形状(图1)。

图1　条带冒落开采后的预想剖面示意图
条带开采的巷道按前述论证采用集中的方式进行布置,即在集中运输巷和集中回风巷间布置“条带”,因“采宽”较小,故采用单巷布置,即“扒大窑”的方式回采。

条带的长度按铺设一台运输机的长度安
排约为120m 左右。

布置一个回采条带,一个备用
条带兼回风,还要有一个准备条带,这样直至整个盘区回采完毕(图2)。

图2　盘区巷道布置示意图
生产过程为:在所掘的单巷两侧开邦,每侧2～3m (掘进巷道宽2m )架设支架,然后将采场的顶煤炮采放下,并用长柄工具回收一部分老塘煤。

在一个条带的开采初期可用老塘通风,若采空区冒严,则采用局扇通风。

一个条带的开采时间不得超过该煤层的自燃发火期。

一个条带采完,即进行永久封闭,然后再采下一个条带。

3　几点注意事项
用条带冒落法回收煤炭在技术上是可行的,但仍需做试验。

只有试验成功后才能付诸实施。

在生产过程中必须严格按设计尺寸组织生产。

对于重要建筑物,如在楼房、铁路专用线下开采
时应在其下面均匀布置条带,一旦出现下沉时,能够保证均匀下沉,这样对建筑物不致于造成损坏。

参考文献:
[1]　魏国栋.回采巷道围岩冒落形状与支护参数的确
定[J ].内蒙煤炭经济,1992.5.
陕北侏罗纪煤田
2003—2004年重点地质勘查项目正式启动
2003年5月8日,陕北侏罗纪煤田2003—2004年重点地质勘查项目合同签字暨开工典礼仪式,在榆神矿区曹家滩井田陕西省煤田地质局一八五队钻探施工现场隆重举行。

陕西省投资公司、陕西省煤田地质局、榆林市发展计划委员会及各施工单位代表出席仪式。

该项目是根据陕西省政府的要求,由陕西省煤田地质局组织实施,项目包括陕北侏罗纪煤田榆横矿区小纪汗勘查区普查、详查;榆神矿区凉水井、香水河、马王庙、神府矿区袁家梁、青龙寺勘查区详查,郭家湾预留区详查;榆神矿区金鸡滩井田、曹家滩井田勘探(精查)等10个地质勘探工程,预获普查区资源量41.9亿吨,七个详查区资源量57.43亿吨,两个井田勘探区资源量53.82亿吨,要求2003～2004年完成,施工单位通过招标取得2003年先进行的六个勘查区地质勘探项目。

陕北株罗纪煤田资源丰富,地质构造简单,煤质优良,适宜建设特大型高产高效矿井。

为科学有序地开发煤炭资源,经陕西省煤田地质局充分论证、省政府决定由煤田地质局和陕西省投资公司共同出资,选择资源和开发条件较有利的十个勘查项目进行勘探工程。

该项目是陕西省政府加快煤向电转化、煤电向载能工业转化、煤油盐向化工产品转化的具体实施,是推进具有陕西特色的新型工业化道路的重大举措。

对陕北能源重化工基地建设,开发榆神矿区优质煤炭资源,促进榆林经济发展,有重大的意义。

(拓宝生)
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陕　西　煤　炭 2003年。