摘要文章通過對9#層402盤區(qū)小窯破壞區(qū)域登空開采的實(shí)踐,分析

1、摘要：文章通過對9#層402盤區(qū)小窯破壞區(qū)域登空開采的實(shí)踐，分析了小窯破壞區(qū)域上伏煤層的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)了小窯破壞區(qū)的頂板垮落特征，提出了在小窯破壞區(qū)為刀柱開采時(shí)上伏煤層的開采方法。為類似條件下綜采工作面的布置和開采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，提供了有力的理論、實(shí)踐依據(jù)。 關(guān)鍵詞：小窯破壞區(qū)域；上伏煤層開采；綜采技術(shù) 一、盤區(qū)概況及地質(zhì)特征1、盤區(qū)位置及范圍本盤區(qū)位于晉華宮礦河南部，盤區(qū)范圍是東南部為大井301盤區(qū)采空區(qū)，東北部為大井870大巷保護(hù)煤柱，北部為工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，南部為小煤窯破壞區(qū)礦界，西至南山303盤區(qū)巷道。東西走向長1520米1980米，南北傾向?yàn)?0502200

2、米，面積4.74平方公里。2、自然地理概況本盤區(qū)對應(yīng)地表為山地地形，大部分被黃土覆蓋，沖溝內(nèi)有云崗基巖出露，盤區(qū)對應(yīng)地表內(nèi)無河流與積水。9#層埋藏最大深度294米；9#層埋藏最小深度174米。12#層埋藏最大深度380米；12#層埋藏最小深度293米。9#層與12#層間距平均為；3、盤區(qū)上下層開采狀況本區(qū)對應(yīng)上部為2-1 #層、2 -3#層、3#層、7-3 #層均已采空，現(xiàn)在南山303盤區(qū)9#層已采空,12#層正在開采。 二、地質(zhì)構(gòu)造     本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤巖整體走向東西，傾向南北，傾角010°平均為6°，盤區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有

3、兩條斷裂構(gòu)造，第一條F1正斷層，走向100°,傾向190°，傾角60°80°，落差為0.74米。第二條F2正斷層，走向50° ，傾向32°，傾角62°86° 。落差為0.25。 三、煤層賦存狀況本區(qū)內(nèi)9#煤層賦存狀況及特征說明如下：全區(qū)分布，可采煤層厚度為1.1，平均，賦存穩(wěn)定厚度變化不大，東部和南部較高，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂?shù)装迩闆r：直接頂：深灰色細(xì)砂巖，厚度為10米，層理發(fā)育；老頂：深灰色粉砂巖，厚度為4米，層理發(fā)育；直接底：深灰色細(xì)砂巖，厚度為4米，層理發(fā)育。盤區(qū)內(nèi)12#層煤大部分表現(xiàn)為12-112

4、-2 合并層，西北部局部分叉。西部及西北角較薄，北部較厚，底板呈東北部較低，西部和南部較高。煤層厚度為2.67, 平均,傾角0-10°，平均6º煤層賦存穩(wěn)定。煤層頂?shù)装迩闆r偽頂：炭質(zhì)泥巖，厚度,中南部局部存在；直接頂：粉砂巖，厚度23米，夾細(xì)砂巖和砂質(zhì)頁巖；老頂：粉砂巖，厚度2米，局部砂質(zhì)頁巖。（附:綜合柱狀圖）圖1         $Page_Split$ 四、瓦斯、煤塵本盤區(qū)為高瓦斯盤區(qū)，瓦斯絕對涌出量3/min, 瓦斯相對涌出量為6.026 m 3/min .CO2絕對

5、涌出量 3,相對涌出量3.723 m3。本盤區(qū)煤塵具有爆炸性，煤塵爆炸指數(shù)為24.4236.38%，煤層自燃發(fā)火期612個(gè)月。 五、水文地質(zhì)本盤區(qū)東翼水文地質(zhì)條件比較簡單沒能含水層，向斜軸部涌水量大，以層間水形式涌出。1、   盤區(qū)涌水量估算Q=60K式中：Q涌水量K涌水系數(shù)，最大為3 / min, 正常為3/min所以,盤區(qū)最大涌水量為126m3/h，正常涌水量42m3/h。2、上層采空區(qū)積水狀況本盤區(qū)上覆2-1 #、2-3 #、3#、7-3#煤層已采空，在采空區(qū)內(nèi)存有大面積積水，對將來盤區(qū)生產(chǎn)會有很大影響，在盤區(qū)開拓和生產(chǎn)前要進(jìn)行有效的探放水，嚴(yán)禁頂水開采。&

6、#160;六：盤區(qū)及小窯破壞情況1、          盤區(qū)范圍：盤區(qū)位于晉華宮礦河南部，盤區(qū)范圍是東南部為大井301盤區(qū)采空區(qū)，東北部為大井870大巷保護(hù)煤柱，北部為工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，南部為小煤窯破壞區(qū)礦界，西至南山303盤區(qū)巷道。東西走向長1520米1980米，南北傾向?yàn)?0502200米，面積4.74平方公里。2、          小窯破壞情況：河南402盤區(qū)12#層西南部已被小窯破壞，東西長350米，南北長

7、600米，破壞面積為0.21平方公里,小窯破壞區(qū)域9#煤層厚度為,破壞煤量36.57萬噸,圖上虛線為推測破壞范圍，小窯破壞區(qū)域內(nèi)，大部分為不規(guī)則刀柱式或倉房式開采，破壞區(qū)域回采面刀間距最大按25米考慮，采高按考慮。      七、盤區(qū)儲量盤區(qū)儲量計(jì)算采用地質(zhì)塊段法，其參數(shù)確定方法為1、面積用幾何法或求積儀法測算兩次取平均值。2、煤層厚度采用算術(shù)平均值。3、容重采用原有鉆孔煤樣分析結(jié)果。      9#層402盤區(qū)儲量表      

8、60;                           表1        單位：萬噸     層次工業(yè)儲量可采儲量煤柱小窯破壞9#合計(jì)$Page_Split$八：小窯破壞區(qū)域登空開采技術(shù)研究及方案：1、小窯破壞區(qū)域開采技術(shù)研

9、究為了提高有限的煤炭資源回收率，我們對河南9#、層402盤區(qū)小窯破壞區(qū)域及有關(guān)資料進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究;同時(shí)對9#層402盤區(qū)西南部小窯區(qū)域能否適應(yīng)綜采開采進(jìn)行了科學(xué)的論證;（1）、該區(qū)域9#12#層間距,大于48倍的小窯開采高度，小窯采高為,從理論上分析,小窯古塘頂板冒落高度最大為;H冒=H采×K=3×8=24米式中：H冒小窯采空區(qū)古塘頂板冒落高度，取24米：      H采小窯采高，取3米：      K頂板冒落系數(shù)：取8（2）、按自然拱高確定小窯古塘頂板冒落高度為；&#

10、160;     小窯破壞區(qū)域內(nèi)，大部分為不規(guī)則刀柱式或倉房式開采，破壞區(qū)域回采面刀間距最大按25米考慮；小窯古塘頂板冒落高度最大為;      H冒=L采=25米     式中：H冒小窯采空區(qū)古塘頂板冒落高度，取25米：      L采小窯工作面最大開采垮度，按25米：（3）、下層12#煤層小窯大部分為不規(guī)則刀柱式或倉房式開采，而該部采空區(qū)可通過鉆孔進(jìn)行灌漿充填，減小或消除對上部9#煤層及圍巖破壞和影響。因此，對上

11、部9#層進(jìn)行開采是有一定的可行的方法和措施，具有可操作性。如圖所示：                        圖1 圖2 冒落帶高度：h1=25米裂縫帶高度：h2 = M=彎曲下沉帶高度：h3 =2.5×M=2.5×3=<（4）按鉸接巖塊假說分析：12#層小窯破壞區(qū)域?qū)ι喜?02盤區(qū)9#層影響情況按鉸接巖塊假說分析，小窯破壞區(qū)域內(nèi)，大部

12、分為不規(guī)則刀柱式或倉房式開采，破壞區(qū)域回采面刀間距最大按25米考慮；小窯古塘頂板冒落高度最大為;      H冒=L采=25米     式中：H冒小窯采空區(qū)古塘頂板冒落高度，取25米：      L采小窯工作面最大開采垮度，按25米：h1=25米；則；9#12#層之間的巖石變化情況如圖所示；圖4 圖中：小窯采空區(qū)頂板冒落帶高度：h1=25米小窯采空區(qū)頂板裂縫帶高度：h2 = M=小窯采空區(qū)頂板彎曲下沉帶高度（9#層底板彎曲下沉帶高度）： 

13、;      h3 =2.5×M=2.5×3=<（5）、方案：將河南9#、層402盤區(qū)、8220、8222、8224工作面順槽巷，經(jīng)過12#層小窯破壞區(qū)域上部9#層實(shí)體煤，延伸到距礦界20米拐邊切，形成回采工作面，利用綜采進(jìn)行開采回收被破壞區(qū)域的煤炭資源。 在巷道掘進(jìn)期間，加強(qiáng)巷的頂板和圍巖的礦壓觀察和離層監(jiān)察，待工作面掘出后，利用工作面的巷道進(jìn)行鉆探，一方面探清下部煤層小窯破壞情況，另一方面利用鉆孔對下部12#層小窯破壞區(qū)域進(jìn)行灌漿充填。2、具體方法：（1）、在巷道掘進(jìn)開采期間，加強(qiáng)巷道和工作面的頂板和圍巖

14、的礦壓觀察和離層監(jiān)察，及時(shí)采取有效的支護(hù)措施：對有害氣體進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測,特別是對小窯破壞區(qū)域的上部巷道掘進(jìn)期間更應(yīng)重點(diǎn)以觀察,發(fā)現(xiàn)有異常 突出現(xiàn)象,必須采取打鉆灌漿措施。 在巷道開口40米設(shè)置第一道頂板離層監(jiān)察站,以后每隔100米設(shè)置一道,及時(shí)了解 頂板的離層, 巷道的圍巖變化（巷幫及底板）采用宏觀觀察了解其變化情況。破壞區(qū)域上履巷道掘進(jìn)期間，每班進(jìn)行三次重點(diǎn)對有害氣體的監(jiān)測。（2）、待工作面掘出后，利用工作面的巷道進(jìn)行鉆探，一方面清下部煤層小窯破壞情況，另一方面利用鉆孔對下部12#層小窯破壞區(qū)域進(jìn)行灌漿充填。$Page_Split$十、具體實(shí)施情況：巷道掘進(jìn)期間，我們對巷道的頂板和圍巖進(jìn)行了有效的礦壓觀察和離層監(jiān)察，其結(jié)果和有關(guān)數(shù)據(jù)顯示與未受小窯破壞區(qū)域基本相同，該區(qū)域巷道頂板下沉量為1030毫米，巷道的圍巖變化（巷幫及底板）采用宏觀觀察未發(fā)現(xiàn)其有較大的變化，如炸幫和底鼓現(xiàn)象的發(fā)生。，根據(jù)上述實(shí)際情況，我們未進(jìn)行對工作面的巷道進(jìn)行鉆探和對下部12#層小窯破壞區(qū)域進(jìn)行灌漿充填。對該區(qū)域煤層按常規(guī)方法進(jìn)行了直接開采。 十一、取得的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益：1、為今后對小窯破壞凳空區(qū)域進(jìn)行煤碳開采積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；今后再有小窯破壞凳空區(qū)域發(fā)生時(shí)，如果上下煤層間距大于小窯破壞區(qū)域采高M(jìn)的8倍（小窯破壞區(qū)域的頂板冒落帶高度）2.5