维普资讯 http://www.cqvip.com 村庄下采煤工作面开采技术研究 尹承水，董合友，刘厚刚 （新汶矿业集团盛泉公司，山东新泰２７１２０７） 摘要该文通过对村庄下压煤开采技术选择、地面岩移分析、经济效益比较，确定合理开采方案，找到了一条村庄压煤安全经济开采的有效 方法，对其它矿区类似条件下采煤工作有一定的借鉴作用。 关键词 冒落法条带法地面岩移 中圈分类号ＴＤ８２３．８３ 文献标识码Ａ １采区地质开采环境特征 盛泉公司位于山东省新泰市泉沟镇镜内，五采区 已开采结束，５２０１及５４０１块段是五采区的一个残留块 段，其范围：东以北风井保护煤柱为界，西以Ｆ１３断层 （Ｈ＝２５ｍ）为界，南至７ｍ的逆断层，北以Ｆ１２边界断层 为界。工业储量：－－层煤１４．０万ｔ，四层煤６．１万ｔ。 该块段西、南均为采空区，在该块段上方有前组六 采区总回风巷穿过，地面西北部有部分民房，东部为本 矿北风井 其余均为农田。 采区地质构造较复杂，特别是在靠近大断层处可 能伴生小断层，对生产有一定影响。该块段水文情况 比较简单，顶底板均不属含水层，地面亦无积水区，因 该块段在老空区的上部，故也不受老空区积水的威胁， 在掘进中可能出现少量顶板淋水，但对正常生产没有 什么威胁。 ２压煤开采方案设计 ２．１采煤方案 由于该块段为块段，对该块段的开采设计为 四个方案： （１）冒落法开采二层１４．０万ｔ煤炭；（２）冒落法开 采二、四层２０．１万ｔ煤炭；（３）条带法开采二层９．０万ｔ 煤炭；（４）条带法开采二、四层ｌ２．５万ｔ煤炭。 ２．２条带法开采的采留宽度确定 ２．２．１开采宽度的确定 开采宽度一般不应大于采深１１５，采宽Ｂ应为： Ｂ＜ｌ／５Ｈ＝１／５Ｘ２００＝４０（ｍ） 为留有安全系数，取开采宽度为３０ｍ。 ＊收稿日期：２０ｏ７—０９—１８ 作者筒介：尹承水，男，毕业于山东科技大学，采矿专业，现任新汶 矿业集团盛泉矿业公司技术科科长。 ２．２．２煤柱留设宽度的确定 开采宽度Ａ应满足下列公式要求： Ａ＝Ｂ Ｘ Ｓ÷（１～｜ｓ） （１） Ｓ＞＝０．１ Ｘ ｙ Ｘ剧 煤 （２） 式中取：ｙ＝２．５ｔ／ｍ３、Ｈｚ＝２１０ｍ、风＝２３０ｍ（煤的 采深）、 煤＝１９６ｋｇ／ｅｍ３ 则二层煤 ＞＝０．１ Ｘ２．５ Ｘ ２１０／１９６＝２６．８％ 四层煤Ｓ４＞＝０．１ Ｘ２．５×２３０１１９６：２９．３％ 代人公式（１）则有二、四层煤柱宽度应为： 二层煤Ａ２＞＝３０ Ｘ ２６．８％÷（１—２６．８％）＝１１（ｍ） 四层煤Ａ４＞＝３０ Ｘ ２９．３％÷（１—２９．３％）’１２．４ （ｍ） 为留有安全系数，取Ａ＝２０ｍ。 ３地表移动变形预计 该块段二、四层煤因开采方式不同所造成的影响 程度有所不同，对走向长壁式开采及条带式开采两种 变形预计。 ３．１走向长壁式开采 最大下沉值：ｗｏ＝Ｍｑｃｏｓａ＝（２．２＋１．２）×０．７× ＣＯＳ５￣＝２．３７ｍ 式中：肼一煤层采出厚度； ｇ一下沉系数； ａ一煤层倾角。 该块段地表红土层厚度大于基岩厚度，按本矿六 采区开采影响实测资料，正常下沉系数为０．７ｄ ’ （１）主要影响半径ｒ＝ｈ／ｔｇ３＝２１７／ｔｇ６０＂＝Ｉ２５ｍ 式中： 红层，基岩综合角度。 （２）最大下沉值： ＝Ｍｑｅｏｓａ＝３．４×Ｏ．７×ｏｏｓＹ ＝２．３７ｍ （３）最大倾斜值： 一＝ ／ｒ＝２．３７÷１２５ ＝ｌ８．９７ｉｎｌ￣ｍ （４）最大水平移动值： ＝６ 一＝０．３ Ｘ ２．３７＝ 维普资讯 http://www.cqvip.com
７ｌｌ１１１１１３ ５。１ 二、四层冒落开采的费用概算 （１）采煤费用。二层：２７３．６万元；四层：１３５。８万 元。（２）巷道掘进费用总计：１８９．５６万元。（３）运输费 用总计：５７．５＋１６＋５３＋９．９＝１３６．４万元。 （５）最大水平变形值： ￡～＝１．５２ｂｉ．￣＝１．５２×０．３×１８．９７：８．６５ｍｍ／ｍ （６）最大曲率值： ～：１．５２ 一／ｒ：１．５２×１８．９７÷１２５ ５。２条带开采费用概算 （１）采煤费用。采煤费用除上述费用外，由于二层 分为五个条带需增加四次般家，增加费用４．０万元；四 ：Ｏ。２３１（１０一 ／ｍ） 长壁式开采对地表及建筑物造成影响较重，预计 建筑物达到的破坏程度Ⅳ级。 ３．２条带式开采 沿走向每隔６０ｍ布置切眼，切眼长度２００ｍ，推采 ３０ｍ停采，在留设３０ｍ的煤柱中沿倾向每５０ｍ打以贯 眼，方便回料和柱子，溜子转运。 条带式开采（５０％），不充填下沉预计（按中国采煤 方法 取０．１２）。 （１）主要影响半径ｒ：ｈ／ｔｇ￣＝２１７／ｔｇ６００：１２５ｍ （２）最大下沉值： ：Ｍｒｌｃｏｓａ＝３．４×０．１２×ＣＯＳ５￣ ＝０．４０６４ｍ （３）最大倾斜值： ： ／ｒ：０．４０６４÷１２５ ：３．２５ｍｍ／ｍ （４）最大水平移动值： ：６ ：０．３ ｘ ０．４０６４ ＝１２２ｍｍ （５）最大水平变形值： ￡一：１．５２ｂｉ一＝１．５２×０．３Ｘ３．２５：１．４８２ｍｍ／ｍ （６）最大曲率值： Ｋ一＝１．５２ｉ一／ｒ：１．５２×３．２５÷１２５ ：０．０４０ｆ １０一 ／ｍ） ４开采方案论证 根据开采块段的地质采矿条件，采用唐山煤炭科 学院编制的变形预计软件，对拟开采的四个开采方案 运用网格法进行了地表移动变形预计，预计结果为： （１）从地表移动变形结果分析，四个方案均可行。 （２）第二方案采出量最多，同时移动变形也最大， 达到了四级变形，但从四种方案的倾斜变形图可以看 出，第二方案的四级破坏的范围很小。 （３）尽管方案一、方案四均为三级变形，但方案四 远不如方案一优越，仅从采煤管理来看，方案四两层共 需开采九个条带面，工作面得搬家七八次，同时掘进工 作量也很大，且地面要受到两次采动影响，而方案一地 表仅受到一次采动影响。 （４）方案二、一、四、三的采出量分别为：２０．１万ｔ、 １４．０万ｔ、１２．５万ｔ、９．０万ｔ，方案二优越。 ５经济效益预测分析 层四个条带增加３．０万元。 （２）巷道掘进费用。二层为２０９．２万元；四层为 ８６．４万元。 （３）其它费用同冒落开采。 （４）土地赔偿费。 方案一、二、三、四影响的土地面积分别为：１９．０ 亩、２６．０亩、１２．０亩、１５．０亩，四种方案的赔偿费用依 次为：５．７万元、７．８万元、３．６万元、１．５万元。 （５）房屋赔偿费用概算。有关赔偿标准，上述各方 案的赔偿费用依次为；３５．１万元、５８．５万元、２７．９万 元、１７．３万元。 ５．３经济效益类比分析及方案选取 （１）从产值上比较方案二最好；（２）从利润上比较 方案二最大；（３）从煤成本上比较方案二最低；（４）从安 全方面考虑方案二不及方案一安全；（５）方案一尽管风 险小但要丢失四层６。１万ｔ优质煤，即使以后能再采， 就必然会引起二次赔偿，那时综合计算经济效益就不 如方案二。综合分析，推荐方案二为最佳方案。 ６煤层开采情况 （１）二层煤于２００６年１月开采，８月结束。为倾斜 长壁式采煤法，冒落法管理顶板。该块段储量２４．０万 ｔ，采出煤量２１．５万ｔ，工作面回收率９３．６％，采区回收 率９１．５％。 （２）四层煤采用走向长壁采煤法开采，冒落法管理 顶板，于２００６年１月开采，１１月结束，储量７．６万ｔ，采 出煤炭５万ｔ。 （３）受开采影响的土地有１５亩，但不影响耕种；民 房斑裂基本控制在Ⅲ级范围之内，赔偿资金约３０万 元，均没有超出预计范围。 ７经济与社会效益分析 通过对村庄下压煤开采技术研究，共采出煤炭 ２６．５万ｔ，共创经济效益１５００余万元．通过开采五采区 西块段，地面村庄房屋受采动影响控制在Ⅲ级破坏以 内，符合安全使用要求，经济补偿合理。
