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亭南矿井采煤方法之浅见 第六图书馆 根据彬长矿区亭南矿井的煤层赋存情况,从回采工艺上对分层高档普采和π型梁放顶煤两种开采方案进行比较。根据彬长矿区亭南矿 井的煤层赋存情况,从回采工艺上对分层高档普采和π型梁放顶煤两种开采方案进行比较。采煤法 高档普采 放顶煤 煤矿陕西 煤炭技术王卫东 彭小林 [1]西安煤矿设计研究院 [2]陕西地方煤矿运销公司1998第六图书馆 第六图书馆 第 2 期 王卫 东 彭小林亭南矿井采 煤方法之浅见 1 3 问题探讨{ ．1 一 ／ 亭南矿井采煤方法之浅见 ． 三墨盘 一 西安堞矿 设计研 究院7 1 0 0 5 4 芝 1 s 2 _ 7 陕西地 方煤 矿运 销公 司 7 1 0 0 5 4 豢 关 键 词 墨 兰 墨 壹 丝 兰 苎 塑L 尊 芹 1 矿 井概 况 亭南 矿井 位于 陕西省彬 县 长 武 矿 区 中部 ， 行政区划属长武县亭 口镇管辖 。 井 田东 西 长约 5 ． 7 k m， 南 北 宽约 4 ． 4 k m， 井 田面 积 2 4 9 k m 。 地 质储量 3 9 8 8 3万 t ， 可采储 量 1 9 9 1 7万 t 。矿井的设计生产能力初期为 6 O万 t ／ a ， 后期为 1 2 0万 t ／ a ， 矿井设计服务年限约 1 2 4 a。 亭南 井 田内唯一 的可采 煤层为 中下侏 罗 纪 延 安 组 8号煤 层 ， 厚度 在 0 ～ 2 O ． 4 6 m 之 间 ， 平 均厚 度 为 8 ． 2 9 m。该煤层 一般 在上部 或 下部 台 有 1 ～2层 夹 矸 ， 其 夹 矸 厚度 小 ， 仅 为 0 1 ～0 2 m， 最 大 0 7 5 m， 夹 矸岩 性为炭 质 泥 岩 、 泥 岩 及 泥 质 粉 砂 岩 ， 属结 构 简 单煤 层 。 8号煤层 顶板 为泥 岩及砂 质泥岩 ， 底板 为 有底臌 现象 的铝 土质混 岩 井 田 内地 形 以黄土 台塬 为 主 ， 煤 层 埋深 一 般在 5 0 0 m 左 右 。矿井 工业场 地位 于泾河 岸边 的阶地 上 。初 期采用 一对立 井单 水平上 下 山 开拓 ， 井 深 3 9 0 m 左 右 。主 井 净 直径 5 m， 装备一对 6 t 箕 斗提煤} 副井净 直径 5 ． 5 m， 装 备 1 t 矿 车 双层 四车 罐 笼进 行 辅 助提 升 。 井下 主要 运输及 回风 大巷基 本沿 8号煤 层布 置 ， 煤炭 采用胶 带输 送机 连续 运输 ， 辅 助 运输采 用蓄 电池胶 轮机 车牵 引 1 t 矿车 。 矿井 为高 沼气 矿井 ， 相 对 沼气 涌 出量 1 5 m。 ／ t 。矿井 的涌水 量初 期 为 1 2 0 m ／ h ， 最 大 为 1 8 0m。 ／ h。 煤 层有 自然 发火 倾 向， 发火 期 一般 4 ～ 6 个 月 。煤尘有 爆炸 危险性 。 2 设计 采用 的采煤 方法 影 响本 矿井采 煤方法 选择 的 主要 因素是 上覆的下白垩统宜君洛河组孔隙一裂隙承压 吉水层。 该层是基岩 中富水性最强的台水层 ， 主 要 由 中、 粗 粒 砂 岩 构 成 ， 厚 约 2 6 1 ． 5 ～ 3 4 4 6 m， 平 均 厚 度 2 9 0 m， 单 位 涌 水 量 为 0 ． 1 6 9 ～0 ． 4 8 1 I ／ sm， 渗 透 系 数 为 0 ． 0 9 5 9 ～O ． 4 7 1 9 m／ d 。该含水层的富水性具有非均 质性 ， 一 般 在 裂 隙 孔 隙 不 发育 的区 段 富水 性 弱 ， 在 裂隙 孔隙 发育 的 区段 富水 性强 。 该 台 水 层距 下伏 的 8号 煤层 的 6 3 1 8 ～1 5 2 ． 1 0 I T 1 ， 平均 间距 1 0 0I T 1 左 右 。 8号 煤 层 以厚 及特 厚煤 层 为 主 ， 其 中厚 度 大 于 6 I T 1 的 煤 层 占全 井 田面 积 的 三 分 之 二 以上 ， 储量 占 8 O 以上 。根 据 建 筑物 、 水 体 、 铁路 及 主要井 巷 煤 柱 留设 与 压 煤 开采 规 程 中推 荐的 公式进 行计 算 ， 在 分层 开采 条件 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 1 4 陕西煤炭技术 1 9 9 8芷 下， 导水裂隙带的高度 为 2 4 ． 8 ～6 2 ． 1 m， 导 水 裂 晾 带 顶 面 与宜 君 洛 河砂 岩底 面距 离 为 3 7 ． 6 ～ 9 0 ． 0 m。又 由于在 宜君洛 河砂岩含 水 层 与 8号煤 层 之 间 有 3个 隔水 层存 在 ， 可 以 认 为在 分层 开 采条 件 下 ， 宜君 洛 河砂 岩 含水 层 对 8号煤 层 的开采 无直接影 响 。 设 计 布置 的 首采 区煤 厚 小 于 6 m， 采 用 走 向长壁倾 斜分 层金 属 网假 顶下行 垮落 采煤 法 ， 高档普 采 回采工 艺 。 初期 布置 3个 回采工 作 面 ， 每 个 工 作 面 长 度 1 4 0 m， 采 高 为 2 ． 3 m， 年 推进度 7 2 0m， 年产 量 3 0万 t 左 右 。回 采工作面采用单体液压支柱与金属绞接顶粱 组成的走向棚子支 护， 错 粱齐柱布置， 排距 1 ． 2 m ， 柱距 0 ． 6 m， 支 护密 度 为 1 ． 4根／ m。 ， 支 护强度 0 ． 3 4 MP a 。 3 ～{排控 顶 ， 最 大控顶 距 为 4 ． 8 m ， 最 小控 顶 距 为 3 ． 6 m， 为 了防止 支柱压人底煤 底板 ， 每根单体液压支柱配 有 P 3 0 0 mm 的底 座 柱 鞋 工 作 面 上 下端 头采用工字钢长粱配以单体液压支柱 支护 ， 顺槽采动影响范围内采用单体液压支柱加强 支护 。 3 建议 的采煤 方法 由于 8号煤层厚度变化幅度大 0 ～2 O 、 4 6 m ， 分成多层开采在技术上不尽合理， 其 经济效益肯定比采用放顶煤开采要差 ， 再加 上该煤层属易 自燃的煤层 ， 分成多层开采时 ， 势 必要 颓 纂 开启 已密 闭的 采 空 区， 极 易 引起 采空区浮煤的 自然发火。 另外， 巷道的掘进率 高 ， 采掘接 替矛 盾大 。 至于 采用放 顶煤 开采会 不会 形成 通达 上覆 的宜君 洛河砂 岩强 含水层 的 导 水 裂隙 带 ， 以及 宜 君 洛 河砂 岩强 含水 层 的含水量大小， 都需要通过科学研究及生产 实践进一步加以证实。邻近的彬县下沟矿井 4 5 万 t ／ a 主、 副斜井均通过该含水层， 井简 掘 进 时 的 涌 水 量 为 1 O ～ 2 0 m ／ h ， 用 水 泵强 排 后 即安 全 通 过 ， 并没 有 采用 其它 特 殊 的施 工 工艺 。 对于放顶煤开 采导水裂 障带 高度的确 定， 现在还缺乏足够的理论依据 ， 只有在生产 实践中进一步探索和总结 。亭南矿井作为彬 长矿 区 的试验 井 ， 应 在矿 区大规 模开 发前 ， 对 放 顶煤 开采进 行 大胆试 验 ， 无论 成功 与否 ， 都 对 彬 长 矿 区其 它 矿 井 的 建 设 有 着 积极 的 意 义 。 陕西的铜川、 蒲 白、 澄台及韩城矿务局各 矿 ， 开采 的煤层 厚度 变化很 大 ， 地质 条件 较 为 复杂， 以前使用炮采或高挡普采回采工艺时， 工作 面产 量低 ， 经济 效益很 差 ， 安全性 差 。 自 改为单体液压支柱与 型金属长顶粱组成 的 对棚支护， 使用放顶煤回采工艺后， 取得了二 高二低二好的效果， 即产量高、 效 率高、 掘进 率低、 成本低、 安全性好、 经济效益好 根 据本 矿 井 的具 体 条件 ， 建 议 在 煤层 厚 度小于 6 m 的首采区， 将原设计的单体液压 支柱与金属绞接顶粱组成的棚子支护 ， 改 为 单体 液压 支柱 与 型金 属长 顶粱组 成 的对 棚 支护。 型长钢粱的长度为 2 ． 2 m， 每对棚子 由 2根长钢粱和 5根单体液压支柱组成 ， 主 粱 为 一粱 三 柱 ， 副粱 为 二粱 二 柱 ， 主 、 副粱 中 心 间 距 为 0 ． 2 m ， 各个 对 棚 的 中 心 距 为 0 ． 7 m， 支 柱的 排距为 1 m。 最 大控 顶距 3 ． 2 m， 最 小控 顶 距 2 ． 2 m。在钢 粱 上措 工作面 走 向铺 设 顶 网 ， 顶 网 为规 格 1 ． 2m8m 的 尼龙 网 ， 网孔尺 寸为 3 0 mm3 8 m m。采用 这种 回采 工艺的优点是具有一定的灵活性 ， 既 可以进 行分 层 开采 ， 又可 以进行 放顶 煤开 采 。 为了进一 步 了解宜君 洛河 砂 岩含水 层 对 8号 煤 层 开 采 的 影 响 ， 建议 首 采 区 的 两 个 回 采工作面均配备单体液压支柱与 型金属长 顶粱 ， 一个工作面进行分层开采， 另一个工作 面进行放顶煤开采试验。进行放顶煤开采试 验 的工 作 面 要加 强 对 涌水 量 的 观 测 和记 录 。 如 果 放顶 煤 试验 取 得 成功 ， 可考 虑 进 一 步推 广 应用 。 收 稿 日期 ； 1 9 9 8 一 O 3 3 0 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆