矸石充填采煤法在盛泉公司的应用.doc

矸石充填采煤法在盛泉公司的应用 矸石充填采煤法在盛泉公司的应用 摘 要新汶矿业集团盛泉公司自2005年推行矸石充填以矸换煤采煤技术,成功采出了部分建筑压煤,代写硕士论文保护了地表地貌,对类似矿井的采煤工作有很好的借鉴作用,矸石充填后获得的地表岩移观测成果也有较高的参考价值。 关键词矸石充填；条带开采；移动变形；地质地貌 1. 概述 盛泉公司位于新泰市莲花山南麓,是一个建井30多年的老矿井,隶属于新汶矿业集团。经过多年开采,资源枯竭,周边村庄、农田破坏严重,往往新工作面开采半年后,地面就出现明显斑裂线,房屋逐渐出现裂缝,地表下沉。由于多层煤重叠开采,有此地面下沉达3m多,原来的农田成了低洼地,农作物减产,甚至绝产。 盛泉公司是最早推行井下矸石充填开采技术的煤矿之一,早在2005年就在工业广场中离井口较远的地方试采了一个小工作面,面宽40m,采用采7m留3m煤柱的方法,全部用矸石充填采空区,充填至顶板。由于工作面是一个条带,又采用留煤柱的方法,采后地表无下沉。 在总结开采经验的基础上, 2006年下半年又开采了3采11层煤。11层煤厚1. 58m,平均采深280m,两个工作面总宽160m,走向长360m,接近充分采动,至2007年开采完毕。地表移动稳定后,地面岩移观测最大下沉值207mm,若采用全部垮落管理顶板,下沉系数0. 7,下沉值应为1. 580. 71. 106m,可见充填的效果是很明显的。 2．矸石充填采煤法在盛泉公司的应用 矸石充填采煤法是把矿井其它采掘地点产生的废矸石,用矿车运至充填面矸石仓,通过各段转载皮带溜子等运输工具,经上风巷转运至采煤工作面,再用抛矸皮带抛入采空区,一般是随着工作面的推进,后面就由运输平巷起沿采面顺序充填至上风巷,再进入下一个循环。原理很简单,虽增加了部分采煤成本,所取得的效果还是很显著的。 在3采区11层煤开采过程中,地面按预计盆地位置沿煤层走向和倾向布置岩移观测线,每月固定日期进行岩移观测。至2009年6月8月,确定地表稳定后,总结观测成果 地表最大下沉值Wmax207mm; 地表最大倾斜值在上山方向Imax2.4mm/m; 地表最大曲率值在上山方向Kmax0. 04510-3/m; 地表最大水平移动值Umax62mm; 地表最大水平变形值εmax1.1mm/m; 最大下沉速度Vmax2.1mm/d。 地表开始移动是在采面接近采完时开始的,地表移动过程总时间t24月。 地表临界变形值,对一般砖石结构建筑物为I3mm/m,K0.210-3/m,ε2mm/m 由此可以看出,盛泉公司3采11层煤这样的条件采用矸石充填采空区后,对地面建筑物无破坏作用,地面各种变形值均大幅小于垮落采煤对地表的影响。在用矸石充填工作面时地表起动时间滞后,下沉速度变慢,地表移动时间拉长,下沉较垮落采煤和缓,更有利于对地面建筑物的保护。 由于用矸石充填工作面采煤,可以显著降低地面下沉量,在地表无重要建筑物的情况下进行多煤层开采也可以不至使地面形成洼地在基本保护地貌环境的情况下采出更多煤炭资源。考虑到3采区地面无重要建筑物,2009年下半年开始又采用矸石充填开采3采13层煤,13层煤采厚1.4m,与11层煤层间距42m。经岩移观测,原来的岩移测点还未有重复下沉。 相比3采区,盛泉公司7采区7209工作面,地面附近有泉沟镇中学、矿宿舍等重要建筑物, 2层煤采厚2.1m, 7209工作面面积较小,工作面走向长200m,倾向70m,埋深390m。盛泉公司资源枯竭,为了采出这一小块资源,2008年7月份开始进行开采,采用矸石充填工作面,在地面布置岩移观测站,并同时在镇中学建筑物上设观测点,连续观测,观测至2010年6月份,地面最大下沉5㎜,由于7209工作面较小远未达到充分采动,采用矸石充填预计最大下沉不会超过200mm,对地面建筑无破坏作用。 对矿井地面有特别重要建筑物的块段,如果采煤面积较大,为了保证安全,可采用条带法采煤并结合矸石充填采空区,条带法采煤在采出率50的情况下下沉系数只有0.1,如果结合矸石充填,根据3采区观测的成果分析,地表应该无下沉;条带开采关键是要留设好煤柱宽度,一般留设的煤柱承压安全系数k1.62.0,可保证煤柱支撑的稳定性。 矸石充填的另一好处是,减少了地面矸石排放量。井下矸石采出后,在地面占用大量农田,至2005年经测量盛泉公司矸石山占地面积75亩之多,自2006年开始,盛泉公司井下掘进及巷修等产出的矸石全部用于井下充填,不再提至地面,节约了大量耕地。 3. 结语 盛泉公司经过几年的实践,矸石充填采煤工艺,技术逐步成熟,并积累了很多宝贵的技术性数据。本论文来源于无忧论文网（http// ）效果取得如下 1有效减小井下采煤对地表地貌的破坏,保护了农田水利工程及地面建筑物。 2减少了煤柱留设量,增加了矿井回采率,保证对不可再生资源的合理有效回收。 3以矸换煤,变废为宝,减少了矸石山对地面农田的占用。 4更好地维护了工农关系,减少了煤矿因地表塌陷每年的赔偿费用。