下保护层开采技术在渝阳煤矿的应用

ｌ 矿 井 概 况
松 藻煤 电有 限责 任公 司渝 阳煤 矿地处 重 庆市綦 江县 境 内 ， 用 斜 井 、 硐 综 合 开 拓 。矿 井 始 建 于 采 平
１６ ９ ６年 ， 计生产 能 力 ４ 设 ５万 ｔａ １７ ／ ，９ １年投 产 ，９ ０ １ ９ 年 开 始扩 建 ，０ ４年 ４月核 定 生产 能 力 ９ ２０ ０万 ｔａ ／。 矿 井含 煤地 层 为上 二 叠统 龙 潭 组 ， ７ ． ０～８ ． ４ 厚 ２２ ３４ ｍ， 均厚 ７ ． ３ｍ， 煤 ８～ 平 ７ ６ 含 ９层 ， 近距离 煤层 ， 为 可 采 和局 部可 采 的煤层 自上 而下分 别 为 Ｍ 、 、 煤 Ｍ， Ｍ 层 。其 中 Ｍ 煤层无 突出危 险 ， 均 厚 ０ ４ ｍ； 煤 平 ． Ｍ 层 为弱 突 出煤 层 ， 均 厚 ０ ９ ｍ； 煤 层 为 强 突 出 平 ． Ｍ 煤 层 ， 均厚 ２ ４ ｍ。开 采 过程 中一 般 以 Ｍ 、 煤 平 ． Ｍ 层作 为保 护层 ， 煤 层作 为 被保护 层 开采 。 Ｍ
１ ３ 泥 岩 ４８ ．３ ０６ ．５ ３８ ．２ １ ＭＩ 层 ４ Ｉ 煤 ｌ ５ 泥 岩
、 硬脆暗煤， 富含硫铁矿， 方解石
致 密 ， 质 泥 岩 、泥 岩 砂
＜
中部 夹 ００ 岩 ５ｍ泥
．
ｍ， 大裂 隙带 高度 为 １ ． ２ｍ。 最 Ｏ ９
综 上所 述 ， 。 层 开采后 其 最大 裂隙 带高 度 小 Ｍ。 煤 于 Ｍ。 Ｍ 。 至 煤 层 间距 ， Ｍ。 即 。 煤层 开 采 后 其 裂 隙 带 没 有到 达 Ｍ 煤 层 ， 。 层 开采 后 不 会 对 Ｍ Ｍ． 煤 煤 层 造 成破 坏性 影响 ， 以布 置工作 面 开采 。 可
５ ２ 工 作 面 布 置 ． 根 据 Ｍ。 层 赋 存 状 况 和 地 质 条 件 ， 大 限 度 ． 煤 最
作 者 简 介 ：徐
刚 （９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 四川 富 顺 人 ， 理 工 程 师 ，０ １年 助 ２０
毕 业 于 重 庆 工 程 职 业 技 术 学 院 ， 任渝 阳煤 矿 副 总工 程 师 ， 事 生 产 现 从 技术管理工作。
・
赋存稳 定 ， 均 煤 厚 ０ ６ 顶 、 板 条 件 较 好 ， 平 ． ５ ｍ， 底 其
的Ｍ 煤 层 无上保 护层 开采 ； 同时在 ＋ ０ ３ ０ ｍ标 高 以
下 Ｍ 煤 层 突出危 险性加 大 ， ＋１０Ｉ 水平 北 二 区 ， 自 ５ Ｉ Ｔ 投 产 以来 ， 煤 层共 发 生 突 出 ２ Ｍ ４次 。矿 井 于 １９ ９８
年 ４月 至 ２ ０ ０ ４年 １ 进 行 了 直 接 开 采 Ｍ 月 煤 层 的论
２４ ． ｏ
暗煤夹薄层亮煤
９ 泥 ２ ／ 岩 ０６ ｆ ． 莹耋 ６ ｌ Ｍ 层 ０ ． ３ ６
茔是
Ｉ 泥岩， １ 灰岩 １． ６０ ０ 宝宣
Ｅ妄妄
黑色泥岩， 致密， 富含黄铁矿
呈 硬 脆 暗煤 ， 碎 块 状
黑色泥岩， 灰色灰岩 细密，
１ Ｍｏ ０ ２ 、 ２ ｉ 煤层 ． ２
采 ， 煤 层 首采 面 Ｎ ７ ２工 作 面 于 １ ９ Ｍ ２０ ９ ９年 ２月投 产 。根 据北 二 区采掘 工程 揭露地 质 资料 ， 煤 层在 Ｍ， 北 二 区 中东 翼下 部 有 １条 呈 近 东 西走 向 、 北 宽约 南 ２ ０ｍ 的薄 化带不 可 采 ， 致北 二 区东 翼 １７万 ｍ ７ 导 ３
证 及现 场试 验 ， 由于 Ｍ 煤 层 透气 性 系 数 低 ， 预抽 煤 层瓦斯 相 当 困难 ， 作 面 在 准 备 过程 中共 发 生 突 ｝ 工 ｝ Ｊ ４次 ， 大一 次 突 出煤 量 ６ ５ ｔ瓦 斯 量 ４ ０ Ｉ 。 最 ９ ， １０ ０ Ｆ １ 经实践 证 明 ， 接开 采 Ｍ 直 煤 层 在 技术 上 是 可行 的 ，
但在 经济 上不可 行 。为此 ， 矿井 部署 接替 紧 张 ， 产 生
能力 骤 降 ， ＋１ ０ｍ 水 平 北 二 区东 翼 选 择 下 保 护 在 ５
层 开 采 是 矿 井 安 全 生 产 和 可 持 续 发 展 的需 要 。
３ 地 质 条 件
＋１０ ｍ水 平北 二 区除 了 中部 有 矿 井 Ｆ 主 断 ５ 层 、 边界 受羊 叉滩 背斜 轴及其 伴 生构造 影 响外 ， 东 尚
合柱 状 如图 １ 示 。 所
４ 下 保 护 层 开 采 可 行 性
４ １ 保 护 层 的 选 择 ．
Ｍ 煤 层 下 覆 有 Ｍ。 Ｍ 。 Ｍ Ｍ．四 层 煤 ， 中 、 、 其
收 稿 日期 ： ０ １— ５— ５ ２ １ ０ ２
Ｍ 、 。 层薄 ， Ｍ， 煤 灰分 、 硫分 高 ， 不可 采 煤层 ； Ｍ． 为 而 煤层仅 在靠 东边 界 埋 藏 稳定 ， 其 灰分 、 分偏 高 ， 且 硫 直接底 为铝 土泥 岩 ， 开采 较 困难 ； 只有 Ｍ． 层 全 区 ． 煤
护 层 不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ可 采 而面 临 的高 风 险 、 产 出 问 题 ， 解 了矿 井部 署 接 替 紧 张局 面 ， 产 能 力 逐 年 攀 升 ， 于 实 现矿 井 低 缓 生 对
安全 、 高效 生产 具 有 重 要 意义 。 关键词 ： 下保 护层 ； 采 技 术 ； 出煤 层 开 突 中 图 分 类 号 ：Ｄ １ ． １ Ｔ ７ ３ ３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ １ ９— ０ ０—０ １０ ００ （０ １ ０ ０ ７ ３
（） １ 开采 下 保 护 层 时 ， 部 被 保 护 层 不 被 破 坏 上 的最 小层 问距 计算 方 法为 … ：
当 ＜ ０ 时 ， ＝Ｋ ｏ ６。 Ｈ Ｍｃｓ （） １
Ｍ． 层顶 板 第 二 层灰 岩 为 巷道 顶 板 布 置煤 系瓦斯 。 煤
抽 采巷 。在 保护 层 工 作 面运 输 巷 、 回风 巷 以及 工 作 面 中部 专用 瓦斯 巷 内布置 上 向钻孔 抽采 瓦斯 。
压力 １ １ ａ 煤 的 破 坏类 型 为 Ⅲ类 ， 为 ０ ４ ， ． ５ ＭＰ ， ，值 ． ８ 属 突出煤 层 。但 在之前 采 掘 活 动过 程 中揭 露 Ｍ。 ， 煤 层时 从未 发生 过 突 出 ， 突 出危 险程 度较 小 ， 其 因此 选 择 Ｍ． 层作 为下 保护 层开 采 。 ， 煤
式 中 ， 为 冒落 带 高 度 ， Ｈｉ 日 ｍ； 为裂 隙带 高 度 ， Ｍ ｍ；
为 采高 ， １０ 为 煤 层 倾 角 ， ７ ； 为顶 板 取 ． ５ ｍ； 取 。ｔ ｏ 下 沉值 ， ∞：ｒ ＝ ． ０ 卵为下 沉 系 数 ， ０ １ ； ／ ０ １ ５ｍ（ Ｍ 取 ． ） 为 岩石 碎胀 系数 ， 由于 Ｍ． 层 至 Ｍ 煤 煤 层 之 间 主 要是 泥 质灰 岩和 泥岩及 砂 质泥 岩 ， １３ 。 取 ． ５ 通 过计 算 ， 。 层 开 采 后 冒落 带 高度 为 ２ ７ Ｍ。 煤 ．２
５ 岩 ２｜ 泥 ｌ １
４ Ｍ７１ 层 － 煤 ０
．
暗煤， 夹少量亮煤
３
．
６ Ｍ７煤 层 ２ ７ ８ 泥岩 Ｍｓ 层 煤
０
ｍ
９ ０
Ｉ
ｌ 及泥煤，散泥 半岩砂 上 亮下 岩 灰 松 暗 色 ，质 煤
‘
＝
＋３ ０ ＿
（ ３）
泥 岩及 砂 质 泥 岩
开 采突 出煤 层时 ， 必须 坚持 区域 防突措 施先 行 、 局 部 防突措 施补 充 的原则 。 区域 防 突措施 包括 开采 保 护层 和预抽 煤层 瓦斯 ， 当优先 使用 开采 保护 层 。 应 实 践证 明 ， 开采保 护 层 是 区域 性 防治 瓦斯 突 出 的有 效 措施 之一 。在 有 条件 的情 况 下 ， 优 先 选择 上 保 应 护层 开 采 ， 无上 保护层 开 采时 ， 究 和应用 下保 护 在 研 层 开采 技术 就具 有重要 的 意义 … 。
２ １ 年第 ９ ０１ 期
中州 煤 炭
第 １９期 ８
下 保 护 层 开 采 技 术 在 渝 阳 煤 矿 的 应 用
徐 刚
（ 庆 松 藻 煤 电有 限责 任 公 司 渝 阳煤 矿 ， 庆 綦 江 重 重 ４ １４ ） ０ ４ ８
摘 要 ： 阳煤 矿 在 进 入 深部 水 平 后 ， 保 护 层 薄 化 不 可 采 ， 接 开 采 强 突 出煤 层 成 本 高 、 险 大 ， 井 部 署 接 渝 上 直 风 矿 替 紧张 ， 生产 能力 低 。 渝 阳煤 矿 结合 煤 层 的赋 存 条 件 ， 过 下保 护 层 开 采 技 术 的应 用 － 践 ， 决 了 因 上 保 通 ９实 解
黑 色 泥 岩 ， 黄 铁 矿 结核 含
１层 沥铁 ｌ ／黑硬粒 ８ ３ 灰黄核 ７ ０ 色， ６ ９薹深，结 ． 亮多 Ｍ ６ 铝铁 石 ７ 煤矿 铝 ３ 色黄 ｉ０ 土隙 ２５ ．矿 灰 灰含 土 ，细 煤 岩 岩 质 青 味 含 裂
图 １ 北 二 区 煤 岩 层 综 合 柱 状 示 意
高 度为 ４ ０ 裂 隙带 高度 为 ９ ６ ． ４ｍ， ． ０ ｍ。
（） ２ 根据 理论 公式 计算 。
口 ＝万 ＿ ’ （ ２）
黑色， ２ Ｍ 层 ０ ／ 要 夹炭质泥岩， 呈块状 ６ ． 煤 ４ ０ 重 灰岩致密 ３ 岩 岩 ． ＾● 泥 ， ３ ● 泥岩节理发育， 灰 ８ ●● １
７ ・ ０
２１ ０ １年第 ９期
徐 刚 ： 下保护 层 开采技 术 在渝 阳煤 矿的 应用
总 第 １９期 ８
采 出煤 炭 通过 人工 拣 选 、 配采 以及 洗 选 等 工 艺 能 搭
满 足 市场要 求 。
序号 岩石名称 煤层真厚／ 柱 状 ｍ １ 硅质灰岩 ・
芒 ｂ
采厚 比为 ３ ６ ３ ８ ， 高 采 厚 比为 ８ ８ ９ １ 。 ． ８— ． ５ 裂 ． ８～ ． ４ 渝 阳煤 矿采 用 上 行 式 开 采 ， 冒高 采 厚 比取 ３ ８ 、 ． ５ 裂
高采 厚 比取 ９ １ Ｍ ．４， 煤层 采 高为 １ ０ 则 冒落带 ． ５ｍ，
岩性描述 灰色， 水平层理， 含腕足类化石
４ ３ 开 采 条 件 ．
面 。开采 Ｍ， 层 时 ， ， 煤 以抽 采 上邻 近层 的 Ｍ 煤 层
为主 ， 抽采其 他 煤层 为辅 。根据 煤 系地层 特 征 、 冒落
带 高度 和 冒落裂 隙 带 高度 ， 斯抽 采 巷 层 位 选 择 在 瓦
距 Ｍ 煤 层底 板 １． 距 Ｍ。 ０ ５ｍ、 ． 煤层 顶板 １ ｍ处 ， １ 以
５ 首 采 面 布 置 方 案
４ ２ 煤 层 突 出 危 险 性 ．
Ｍ。 。 煤层 的 突 出危 险性 通 过单 项指标 进 行 预测 ，
测 得 Ｍ， 层 最 大 瓦 斯 放 散 初 速 度 为 １ ， 大 瓦 斯 。 煤 ７最
５ １ 瓦 斯 抽 采 巷 布 置 ．
开 采保 护层 时 ， 同时抽 采被 保 护层 瓦斯 ， 防止 被 保 护 层 初 期 卸 压 瓦 斯 突 然 涌 人 保 护 层 采 掘 工 作
未发 现其 他大 型 断层和褶 皱 ； 内煤层 赋存 平缓 ， 区 略
向北 倾 ， 角 ５ 倾 。～７ ， 。 为一 单 斜 构 造 。 其 煤 岩 层 综
２ 下 保 护 层 开 采 必 要 性
经过 ３ ０多 ａ的 开采 和小 煤 矿 越 界 开 采 对 矿 产 资源 的破坏 ， 阳煤 矿 ＋ ５ 渝 ３ ５ ｍ水 平 已收 尾 ， 已进 现 入 ＋ ５ １ ０ｍ水 平北 二 区开采 ， 由于 Ｍ 煤 层全 区不可