中煤公司大同北辛窑矿11号煤层破坏资源复采可行性研究

中煤公司大同北辛窑矿11号煤层破坏资源

复采可行性研究

中煤公司大同北辛窑矿11号煤层破坏资源

复采可行性研究

摘要：为了消除易自燃煤层的自燃危险性，采用分析易自燃煤层的复采可行性分析，和通风保障系统分析，并且建立各种防灭火系统保障煤层安全。

关键词：易自燃;复采；防灭火

The datong coal company north of Michael essien kiln ore 11 coal seam repeated mining destroyed resource feasibility

study

LITAO

(China university of mining safety engineering college safety 08-class 4, jiangsu xuzhou 221116) Abstract: I n order to eliminate the risk of spontaneous combustion seam spontaneous combustion easily, the analysis of coal seam spontaneous combustion to repeated mining feasibility analysis, and ventilation security system analysis, and to establish various fire extinguishing system guarantee the safety of coal seam.

Keywords:Easy to spontaneous combustion; Repeated mining; Fire extinguishing

中图分类号：TD71

中煤公司大同北辛窑煤矿基本情况

北辛窑矿于2009年11月由三家乡镇煤矿：北辛窑煤矿、碾盘沟煤矿、东梁煤矿组合而成。井田东距大同市约33km，北距新荣镇15km。行政规划隶属于大同市新荣区。矿区有简易公路向南4km至白庙处与109国道相接；向北到达新荣镇。交通条件极为便利。

井田面积6.65km，含煤地层为侏罗纪系下统大同组，地层平均厚度189.12km。井田共含煤11层，分别为2、3、4、7、8、9、10-11、12、13、14、15号煤层。其中可采煤层8层，即2、3、4、7、11、12、13、14号煤层。煤层总厚度为11.03m含煤系数7.30%。

11号煤层：为本矿主采煤层之一，上距9号煤层19.30~26.18m，平均22.41m，赋存于全井田，并可采，煤层厚4.32~5.80m，平均5014m，常含一层夹矸，可采性指数100%煤层变异指数28%，该煤层属于稳定性煤层，顶板为粉砂岩、细砂岩，底板为粉砂岩，细砂岩。

矿井开采情况

北辛窑矿11号煤层全部采空，井田部12号煤层已采空，由于层间距小，两层采空区相互蹋通。11号煤层采空区内浮煤较多，普遍存在火区，各盘曲之间普遍有穿通现象。

东部11号煤层下面12号层未采。工作面采用前进式布置。工作面采用后退式刀柱采煤法，爆破法落煤，人工装煤，1吨U型矿车，工作面长度50m。刀间距为13m，采宽为8m，留5m煤柱，煤层厚度4-5m，采高3.5m一般留1m煤顶，顺槽间煤柱16m，在工作面退的过程中顺槽煤柱也随着进行刷帮，最终顺槽煤层厚度不足8m,但顺槽间贯通密闭保留，有时有顶板压力密闭压垮。盘区大巷正副巷间煤柱一般为20m，在退出时正副巷间密闭逐个打开压顶刷帮，每隔13m正副巷间打一横贯，采宽8m，留5m煤柱，采高一般为3.5m，留煤顶，特殊情况，如顶板好，有时也将顶煤采出。目前所有采空区都处于封闭状态。周围相邻矿井之间都有贯通现象。目前所有采空区都处于封闭状态，如果有采区漏风，过不了几天便会有CO气体流出。

北辛窑11号煤层可采储量计算

储量计算依据

1)原碾盘矿已完全报废，不考虑碾盘矿的复采问题。

2)原北辛窑矿72.6维度线以西因小煤窑开采及火区等原因，未计算复采储量。

3)火区范围煤量启封后应有部分可采，但考虑到种种不确定因素及一定的富余量，因

此按不可采煤量计算。

4)原北辛窑矿11#煤层厚度在5.5m左右，原东梁矿11#煤层厚度在2.5m左右，煤量计

算中按北辛窑矿5m、原东梁矿2m计算。

5)原小煤窑已经采部分计算：原小煤窑开采方法为刀柱式采煤法，采高为3.5m，房宽

8m左右。柱宽5m左右，回采率在40%左右。考虑小煤窑开采的不规范性与一定的富余量，回采率按60%计算。

6)火区损失量、已采出量和巷道损失量分别求得。

储量计算

原北辛窑煤矿储量计算结果为

1)新北辛窑11号煤层原始储量： 984.6万吨

2)新北辛窑11号煤层火区损失量： 206.1万吨

3)新北辛窑11号煤层已采储量： 229万吨

4)新北辛窑11号煤层巷道损失量： 78万吨

5)新北辛窑11号煤层剩余储量： 471.5万吨

根据储量计算结果可知：新北辛窑11号煤层虽然经历小煤窑的开采，但尚余煤量471.5万吨。如果直接开采12号煤层，采空区开采塌陷后，11号煤层将无法进行开采，则这么多的煤炭资源将会白白浪费，根据目前的开采技术和条件，采空区的复采安全是完全可以得到保障的。考虑到11#煤层复采的难度、小煤窑开采时的不规范性、陷落性、可能出现的一些特殊情况以及复采回采率较低等原因，则11#煤层可采储量为180万吨左右，相当于新北窑矿2年的设计年产量。

同时，由于北辛窑矿火区和水区较多，如果在本层进行火区和水区的治理工作，无论是从技术上还是从经济上都比从地面或者穿层治理要简单和经济有效。因此，11#煤层的复采，无论是从资源的回收还是从灾害的治理都是有利的。

北辛窑11号煤层复采采煤方法可行性分析

北辛窑11号煤层复采分析

北辛窑11号煤层全部采空，井田部12#煤层已经采空，由于层间距小，两层采空区相互塌通。11#层采空区残浮煤较多，普遍存在火区，各盘区普遍存在穿通现象。

原小矿开采时，工作面采用后退时刀柱采煤法，爆破落煤。工作面走向长度50m。刀间距13m，采宽为8m，留5m煤柱，采高3.5m，顺槽间煤柱16m，在工作面后退的过程中顺槽煤柱也随着进行刷帮，顺槽最终煤层厚度不足8m，但是顺槽间横贯密闭保留。

由于刀柱式开采边界的不确定性、11#与12#煤层层位关系复杂、11#煤层存在大量空洞和老巷，应力集中、围岩破坏，如不对11#煤层进行复采，不仅会造成煤炭资源的大量浪费，而且会对下一步12#煤层开采造成安全隐患，造成12#煤层应力集中和自然发火危险，迫切需要随该区域的资源条件、采空区分布、围岩条件、生产系统等进行系统分析和论证，提出相应的开采技术方案和安全保障措施。

残采区煤柱的赋存特性决定了其开采使用的大型综采设备和现有的工艺装备有一定的困难，并且现场技术管理也有难度。由于边角煤和受才懂破坏的残煤几何尺寸和赋存条件的个异性，采用的开采方式也千差万别，应根据具体条件灵活应用，国内常用的边角煤开采工艺方式包括：

神东集团采煤工作面以长壁综采为主。同时，对矿井、盘区的边界区域，构造附近以及大巷煤柱等不能布置长壁综采地段资源回收探索采用房柱开采，提高资源才出率。先后使用了煤柱支撑房柱式采煤法、使用两台支柱线性采煤法和使用四台线性支架全部跨落发房采工艺等不同的连采房柱式采煤法共采出煤炭近5000余万吨。

中煤平朔公司正在探索对小煤窑的穿采区域采用高水充填材料、发泡材料充填方法充填老空区空洞，控制围岩垮落，实现综采放顶煤工作面的连续推进。

北辛窑煤矿在长期的开采过程中形成了大量的边角区，特别是在矿井11#煤层东部有大量的刀柱式开采采空区域，残留大量刀柱和大量顶底煤，开采厚度和范围变化大，采空区长期封闭，存在大量有毒有害气体和积水。因此，应立项加强对北辛窑煤业有限责任公司11#煤层煤炭资源条件、采空区、煤柱分布等地研究，根据具体的煤炭资源状况，提出合理的采空区区域煤层的机械化开采技术方案、巷道布置方案、工作面围岩的控制技术、通风系统改造和防灭火技术等，提高边角煤采出的安全高效性有重要的理论意义，同时可为山西等地的煤炭资源整合提高矿井的机械化程度、提高煤炭资源的采出率提供样板。

新北辛窑11号煤层复采的采煤方法分析：

由于11#煤层的工作面原先采用后退式刀柱采煤法，根据11#已经开采的情况，建议复采采用短壁采煤法。

短壁采煤法

短壁采煤法的基本特点及应用情况

短壁采煤法是株式采煤法的总称，一般以短工工作面采煤为主要标志。短壁采煤法包括：房柱采煤法、巷柱采煤法及在特定条件下地短壁采煤法，根据不同的矿山地质条件和开采技术条件，每类采煤方法又有很多种变化。