王家岭煤矿村庄下采煤设计浅析.doc

王家岭煤矿村庄下采煤设计浅析 程福生（安阳鑫龙煤业集团九龙山煤业有限公司，河南安阳 455133） 摘要矿井开采设计是矿井开采的基础，充分考虑井上下情况，合理进行开拓布置，有利于进一步提高煤炭采出率。阐述了王家岭煤矿村庄下采煤设计，尝试用概率积分理论，进一步分析采深采厚比与 程福生（安阳鑫龙煤业集团九龙山煤业有限公司，河南安阳 455133） 摘要矿井开采设计是矿井开采的基础，充分考虑井上下情况，合理进行开拓布置，有利于进一步提高煤炭采出率。阐述了王家岭煤矿村庄下采煤设计，尝试用概率积分理论，进一步分析采深采厚比与采动影响的联系，为矿井建筑物下开采设计提供理论依据。 关键词村庄下采煤；开采设计；条带开采 中图分类号TD82383 文献标识码B 文章编号 1003－0506（2009）06－0023－02 1 矿井概况 王家岭煤矿位于河南安阳龙泉镇境内油坊庄村附近，西邻鹤壁九矿，矿区南北长26￣34 km，东西宽18￣36 km，面积约829 km2。井田内可采煤层为二1煤层、一11煤层。一11煤层处于奥灰和太原组下部灰岩两强含水层之间，水文地质条件复杂，暂不考虑开采，可作为矿井的后备资源。目前只考虑开采二1煤层。二1煤层为低中灰、特低硫、低磷、高发热量、高熔灰分的贫煤、无烟煤，埋深440￣980m，煤厚40￣60 m，全区可采。 该井田含煤地层走向北西，倾向北东，倾角7￣17，一般10，为一伴有褶曲的单斜构造。井田地质储量（保有）7 215万，t工业储量4 434万，t可采储量1 934万t。井田内直接受开采影响的村庄有岭西村和吴家洞村。岭西村占地面积加上留设的村庄保护煤柱共计455 000 m2，共压煤336万；t吴家洞村庄占地面积加上村庄保护煤柱面积1 521 000m2，压煤1 235万t。矿井年设计生产能力45万，t服务年限30年。立井开拓方式，主要生产水平标高－450m，初期投产一个采区，一个综采工作面，即可保证产量。 岭西村位于首采区之上，村庄下二1煤埋深570￣610 m；吴家洞村为后期采区，二1煤埋深850￣980 m，两村庄压煤1 500万t。如按50％的采出率，可延长矿井服务年限12 a；如搬迁村庄，可延长服务年限178 a。所以，该矿存在村庄下采煤的开采设计问题。 2 方案设计分析 村庄下采煤分为搬迁村开采和不迁村开采2种方式。岭西村现有人口400余人， 100余户；吴家洞村人口2 000余人， 700余户。如从经济上考虑，根据目前的煤价，迁村较合适。但此次只是从技术、开采设计角度进行分析，考虑不迁村情况下的开采设计，以找出适合该矿村庄下采煤的经验。 要想合理采出两村庄下面的煤，首先要了解个村的民房情况。2个村庄旧房基本上是房屋前墙是砖砌，后墙和山墙是土坯，基础为片石垒砌，屋顶部分为矿渣加白灰捶顶，部分为木结构瓦房，但旧房现基本无人居住，后来盖房都在原旧房外围，均为砖石水泥结构，现浇顶和红瓦盖顶。 鉴于民房的结构，考虑到村庄下采煤如采用长壁推采会造成地面大面积沉陷，地表移动变形太大此法不可取。用条带法开采，因属于局部开采，可依据计算的条带宽度和留条带宽度支撑覆岩，控制岩层移动，保护地面村庄建筑。如阜新开安矿用条带法对村庄下压煤进行开采，采出率达64％，房屋完好率为95％。 3 开采方案确定 建筑物受采动影响的破环程度取决于地表变形值的大小，并与建筑物自身的形状、尺寸和结构相关。根据该矿具体情况，决定采用概率积分法计算W（x） ＝Wcmh ／π∫∞0e－h2（x－s）2ds W（x） ＝Wcm／π∫∞0πx／re－λ2dλ 其中，r为地面影响区半径（r＝H／tanβ，H为采深，tanβ为主要影响角正切）；λ＝h（x－s）；Wcm为充分采动时地表最大下沉值（Wcm＝qmcosα， q为下沉系数，m为采厚，α为煤层倾角）。 当x＝0，Ucm＝BWcm／r（B为水平移动系数）；Ucm＝bWcm，B＝br（b也称水平移动系数）。 U（x）＝bWcme－π（x／r）2ε（x）＝dU（x）dx＝－2πbWcmr（x／r）e－π（x／r）2其中，ε（x）为任意点水平变形值。 令 dε（x） ／dx＝0，x＝04rεcm＝152bWcm／r （1）式（1）中，b为地表水平移动系数；εcm为地表最大水平变形值。