煤礦上行式開采可行性分析 立項(xiàng)可行性分析報(bào)告

煤礦上行式開采可行性分析立項(xiàng)可行性分析報(bào)

告煤礦上行式開采可行性分析立項(xiàng)可行性分析報(bào)告煤礦上行式開采可行性分析立項(xiàng)可行性分析報(bào)告摘要。在以往傳統(tǒng)的煤礦開采中，大多數(shù)采用下行式開采的方式進(jìn)行，而近些年來(lái)，煤礦開采的實(shí)踐以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，煤礦上行式開采在特定的條件下存在很大的可行性，并且能夠帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過(guò)分析影響上行開采的主要因素，探討了上行開采機(jī)理，說(shuō)明了上行開采技術(shù)的判別方法，從而深刻地剖析了該論題。關(guān)鍵詞上行開采；可行性分析；煤礦中圖分類號(hào)82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼在我國(guó)傳統(tǒng)的煤礦開采的過(guò)程中，若煤礦是多煤層，則大多數(shù)采用的是下行式開采。原因是依據(jù)我國(guó)的傳統(tǒng)理論，影響上行開采的主要因素是上、下煤層間的層間距以及下位煤層的采高。采用下行開采，是先開采上煤層之后再開采下煤層，上層開采對(duì)下層的擾動(dòng)較小，若采用上行開采，則先開采下煤層，則較容易引起其上覆巖層的變形、斷裂或崩塌，破壞上部煤層的完整性。然而，實(shí)踐及科學(xué)研究證明，在某些地質(zhì)和開采技術(shù)條件下，上行式開采有著自身的優(yōu)勢(shì)，尤其是在安全、開采技術(shù)以及提高經(jīng)濟(jì)效益方面具有很大的幫助。本文以某礦區(qū)煤礦的開采為例，對(duì)影響上行開采的主要因素做了介紹，闡述了上行式開采原理，并對(duì)現(xiàn)行的上行開采可行性方法進(jìn)行了分析。1煤礦概況。某煤礦地處丘陵地帶，地面高低起伏，地層多為單斜構(gòu)造與水平構(gòu)造。礦井地質(zhì)儲(chǔ)量豐富，在不同的地質(zhì)層其開礦的環(huán)境不同，如土質(zhì)、土壤的黏性、煤層的厚度等都存在很大的差異。以其中一個(gè)含煤地層為例，共含煤12層，全區(qū)共分為兩層8和14煤層。煤層的特征是，8煤層為突出煤層，其平均厚度為2.5米，煤層的平均傾斜角為15度，頂板的直接頂是粉砂巖，厚度約為3.5米，老頂為灰?guī)r，厚度為4.0米。而底板的直接底為粘土巖，老底為灰?guī)r。14煤層的平均厚度為1.2米，煤層平均傾角為19度，頂板的直接頂為炭質(zhì)頁(yè)巖及粉砂巖，厚約6.2米，老頂為硅質(zhì)燧石灰?guī)r，厚度為5.4米。底板的直接底為粉砂巖，老底為石灰?guī)r。兩個(gè)煤層的煤間距均為4555米之間?？傮w而言，該礦井的儲(chǔ)煤量大，瓦斯含量也較高，整個(gè)礦井地質(zhì)構(gòu)造較單一，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。2上行式開采機(jī)理。（1）采場(chǎng)上覆巖層裂隙場(chǎng)發(fā)展規(guī)律。上行開采容易造成上覆巖層的原始應(yīng)力失衡，導(dǎo)致巖體應(yīng)力的重新分布。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)巖層的承受范圍時(shí)，必定會(huì)引起上覆巖層的變形甚至是破壞，進(jìn)而產(chǎn)生大量的采動(dòng)裂隙，并且破壞煤層，但在一段時(shí)間之后，此采動(dòng)裂隙會(huì)再次閉合、壓實(shí)。煤層的臺(tái)階錯(cuò)動(dòng)，使煤層結(jié)構(gòu)被破壞，這是阻礙上行開采的根本因素。因此，采用上行式開采，控制層間巖性錯(cuò)動(dòng)、保持巖層結(jié)構(gòu)的平衡是其關(guān)鍵之一。（2） 圍巖平衡機(jī)理。上覆巖層體可分為垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶。從圍巖平衡的角度來(lái)說(shuō)，可分為非平衡帶、部分平衡帶以及平衡帶。根據(jù)走向可分為離層區(qū)、原始應(yīng)力區(qū)、重新壓實(shí)區(qū)、穩(wěn)定區(qū)及煤壁支撐區(qū)。其中，在煤壁支撐區(qū)內(nèi)的壓縮變形最劇烈。在離層區(qū)，由于垂直方向受到拉伸作用，因此，上下離層的變形最充分；斷裂帶巖層在下沉的過(guò)程之中，由于巖塊間的相互咬合進(jìn)而平衡巖層結(jié)構(gòu)。所以，在上煤層在與下煤層的平衡巖層距離較近時(shí)，適合上行開采條件。（3） 圍巖平衡高度。下煤層頂板與平衡巖層頂板之間的高度稱為圍巖平衡高度。圍巖平衡高度受到下位煤層采高以及煤層間巖層的性狀的影響，此外，還與礦山壓力等有關(guān)。也就是說(shuō)，煤層間平衡結(jié)構(gòu)與煤層間的巖性、下位煤層采高以及上位煤層覆巖條件都有關(guān)系。在進(jìn)行上行式開采的可行性分析時(shí)，要綜合考慮。3影響上行式開采的主要因素。（1）采高的影響。影響上覆巖層的破壞狀況以及其高度的根源在于采高。采高越大，開采的空間也越大，變形越大，上覆巖層的結(jié)構(gòu)越不平衡，必然會(huì)導(dǎo)致采場(chǎng)上覆巖層受到嚴(yán)重的破壞，且隨著煤層開采數(shù)的增加，其穩(wěn)定性也逐步下降，因此，采用上行開采難度就越大。（2） 層間距的影響。上、下煤層的層間距越大，上覆煤層的移動(dòng)就越平緩，變形越小，越適合上行開采。如果層間距過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致上覆煤層產(chǎn)生很大的變形，但在一定的技術(shù)改善的條件下，仍可采用上行式開采。（3） 采煤方法的影響。采煤方法是控制覆巖破壞的高度的一個(gè)重要因素，在采煤方法中，其煤層頂板的管理方式?jīng)Q定了覆巖破壞的空間形式及高度。若采用垮落法來(lái)管理頂板時(shí)，常常會(huì)導(dǎo)致覆巖的開裂性破壞，頂板下沉量隨采高的變化而變化。（4） 巖性及層間結(jié)構(gòu)的影響。冒落帶及裂隙帶的發(fā)育程度隨著頂板巖層硬度的增大而增高，采空區(qū)空間高度也高，冒落越充分，所以，巖層主要是用斷塊來(lái)補(bǔ)充采空區(qū)，若采空區(qū)高度不足，冒落不充分，則巖層以巖層彎曲來(lái)補(bǔ)充采空區(qū)。當(dāng)上覆巖層在下沉中形成平衡巖層結(jié)構(gòu)，其上部的煤層會(huì)緩慢下沉，這非常有利于上行式開采。4上行式開采可行性分析。（1）比值判別法。目前，比值判別法是較為常用的上行開采判別法之一，所謂的比值判別法，即當(dāng)下部開采一個(gè)煤層時(shí)，可比值的大小判別，，其中，表示冒落帶高度，表示下煤層采高。上行開采的實(shí)踐和研究證明得知當(dāng)上、下煤層之間為堅(jiān)硬巖層時(shí)，6.3，為中硬巖層時(shí)，6.0，為軟弱巖層時(shí)，5.5。只有當(dāng)綜合比值大于或等于6.3時(shí)才適合上行式開采。此種方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，但數(shù)據(jù)比較保守，只適宜作參考數(shù)據(jù)。（2）"三帶"判別法。當(dāng)上、下煤層的層間距比下煤層的垮落帶高度小時(shí)，上煤層的形態(tài)會(huì)受到嚴(yán)重的破壞，于是不可進(jìn)行上行式開采；當(dāng)上、下煤層間距比斷裂帶高度小或兩者高度相當(dāng)時(shí)，上煤層的形態(tài)會(huì)受到些許破壞，但采取一定的有效安全措施之后，即可進(jìn)行上行開采；當(dāng)上、下煤層的層間距比下煤層的斷裂帶的高度大時(shí)，上煤層會(huì)出現(xiàn)整體移動(dòng)的現(xiàn)象，而形態(tài)未被破壞，因此，可進(jìn)行上行式開采；當(dāng)上煤層在下煤層開采引起的垮落帶內(nèi)時(shí)，其上煤層的結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重的破壞，下位煤層先采后上煤層就無(wú)法進(jìn)行開采。巖層以及覆巖不同，其移動(dòng)和破壞規(guī)律也不同。在緩斜煤層，當(dāng)頂板覆巖之內(nèi)是堅(jiān)硬、中硬、軟弱以及極軟弱巖層時(shí)，垮落帶的最大高度可依據(jù)分層開采時(shí)的垮落帶高度進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)下煤層的垮落帶在上煤層范圍之內(nèi)時(shí)，此時(shí)上煤層的斷裂帶最大高度使用該煤層的厚度來(lái)計(jì)算；而下煤層的斷裂帶最大高度應(yīng)取按上、下煤層的最大開采厚度計(jì)算，作為上、下煤層的斷裂帶的最大高度。"三帶"判別法的公式是統(tǒng)計(jì)而來(lái)或者是由破斷巖體的碎漲系數(shù)反推而來(lái)，但實(shí)際上，在下位煤層開采之前，是無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)出其垮落帶高度及碎漲系數(shù)的。（3）圍巖平衡分析法。上行開采會(huì)導(dǎo)致上覆巖層的原始應(yīng)力失衡，進(jìn)而引起上覆巖層的橫向和縱向的變形甚至是破壞，產(chǎn)生采動(dòng)裂隙。此時(shí)，上行開采需遵守的基本準(zhǔn)則是當(dāng)上覆巖層中存在堅(jiān)硬巖層時(shí)，上煤層與下煤層的平衡巖層距離最近時(shí)，可正常進(jìn)行上行開采；而當(dāng)上覆巖層為軟巖時(shí)，上煤層位于斷裂帶之內(nèi)，上煤層的開采在下煤層開采引起的巖層移動(dòng)穩(wěn)定之后進(jìn)行方可。結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上綜合的分析論證，我們可以看出，在特定的條件下，上行式開采在技術(shù)上及經(jīng)濟(jì)上都是合理可行的。具有節(jié)約投資、縮短工期以及提高效率的優(yōu)點(diǎn)。此外，在上行式開采的過(guò)程中，需根據(jù)計(jì)算所得的有關(guān)參數(shù)值，只有均滿足上行開采的要求才可，為了安全起見，應(yīng)該上行開采營(yíng)造良好的開采條件，上煤層開采應(yīng)采取必要的安全措施，盡可能保障開采的安全可靠。參考文獻(xiàn)1付金強(qiáng).鑫運(yùn)煤礦采用上行式開采的可行性分析.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì).20xx（25）.2杜計(jì)平，