B090404伊馬矿上行开采论证与实践.doc

伊马矿上行开采论证与实践 许凤国1 宋宏志1 苏 野2 吴洪波1 [1-阜新矿业集团公司，辽宁 阜新 123000；2-阜新矿业集团公司伊马煤矿，辽宁阜新123006] 摘 要 论证了伊马煤矿二水平北翼采区“上行”开采的理论上的可行性。通过开采实践证明，在符合条件的情况下，采用上行开采法不仅可行，而且会取得很好的技术经济效果。 关键词 上行 开采 论证 实践 ----------------------------------------------------------------------- 1 概 况 伊马煤矿二水平北翼采区共有2个可采煤层，即1-2和2-2煤层。1-2煤层厚1.4～1.6m，2-2煤层厚1.8～2.2m，两煤层之间层间距17～23m。2003年二水平接续时，为适应市场经济需要，首先开采了2-2煤层，采用高档回采，顶板管理为自然垮落法。2004年4月2-2煤层开采结束。经过两年多的时间，基本处于稳定状态。 采用上行开采的首采面2112工作面位于二水平北翼区，地表标高为120～124m，开采标高为-301～-329m，开采垂直深度421～453m，工作面下部为2-2煤层的2121工作面采空区。工作面伪顶为灰质泥岩，厚度0～0.2m；直接顶为白色细砂岩，厚度2.4～2.65m；老顶为白色中砂岩，厚度4.6～5.6m；底板为白色细砂岩，厚度1.4～2.6m。工作面布置为仰斜开采，煤层倾角3～6°，平均5°。1-2与2-2煤层间岩性及分布如图1所示。 图1 1-2与2-2煤层间岩性及分布如图 2 可行性论证 2.1 力学参数 1-2煤层底板与2-2煤层顶板间各岩性物理力学参数如表1所示。 表1 1-2煤层底板与2-2煤层顶板间各岩性物理力学参数 岩石名称 岩石密度 dt(g/cm3) 岩石抗拉强度 R(MPa) 岩石抗压强度 R(MPa) 抗压比 岩石凝聚力 R(MPa) 岩石内磨擦角 ∮(°) 弹性横量 EX×104MPa 松比 泥质页岩 2.40-2.47 2.43 2.09-2.69 2.49 42.72-80.65 63.63 0.039 4.0 31.0 8.10-9.4 8.70 0.50-0.39 0.39 细砂岩 2.07-2.12 2.10 0.91-1.45 1.24 25.05-28.47 26.83 0.046 3.0 28.3 1.30-2.10 1.76 0.10-0.19 0.15 中砂岩 2.23-2.25 2.24 1.19-1.92 1.49 18.91-21.75 20.49 0.073 2.5 34.0 1.79-2.01 1.87 0.17-0.36 0.25 粗砂岩 2.13-2.23 2.19 1.06-1.35 1.19 16.94-19.11 17.73 0.069 3.0 31.0 1.30-1.67 1.50 0.24-0.49 0.38 煤 1.41-1.55 1.49 0.51-2.51 1.41 13.81-17.08 15.90 0.072 2.5 32.0 0.98-3.43 2.04 0.17-021 0.19 注：横线上方为变化范围，下方为平均值。 从现场实际勘测及实验所获得各岩层的力学性能指标结果分析，各岩层力学性能指标差别不大，层节理不发育，围岩整体强度较强，属中硬性。但泥质页岩强度和弹性横量较大。 2.2 上行开采技术分析 2.2.1 上行开采层间距的论证 全部垮落采煤方法采空区上覆岩层自下而上分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。 冒落（破碎）带矸石不规则垮落，堆积充填采空区，裂隙带弯曲下沉离层形成裂隙仍排列整齐。根据论证，理论上处于冒落带以上的煤层可进行上行开采。 上下煤层间距与下煤层采高比： K=H/M 式中：K-上下煤层间距与下煤层采高比； H-上下煤层间距，实际最小距离为17m； M-下煤层采高，采高为2m。 我国开采实际及研究论证，当K7.5时可上行开采。目前，国内上行开采实例中，采厚比最小为4。计算K值为8.5，大于7.5，表明上行开采可行。 2.2.2 “三带”判别法论证 （1）冒落带高度的确定： HM=100M/(4.7M+19)±2.2 式中：HM-冒落带高度； M-下部煤层采高，2m。 根据计算，冒落带高度为4.84～9.24m，证明1-2煤层处在冒落带范围以上。 （2）裂隙带高度的确定： H=100M(1.6M+36)±5.6 式中：H-裂隙带高度； M-下部煤层采高，2m。 根据计算，裂隙带高度为23.81～35.01m。通过实际掘进探查和回采证实1-2煤层在裂隙带范围。 2.2.3 围岩平衡法判别论证 根据采场上覆岩层破坏和移动规律，从围岩平衡观点来判别上行开采的可行性