井筒小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采技術(shù)研究.pdf

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1、第5期礦山測(cè)量NO．52013年1O月MINESURVEYING0ct．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．05．25井筒小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采技術(shù)研究刊、迎輝(河南煤礦安全監(jiān)察局豫西監(jiān)察分局，河南洛陽(yáng)471000)摘要：為有效減少深部井筒的壓煤量，挖掘礦井生產(chǎn)潛力，結(jié)合某礦深部井筒煤柱開(kāi)采實(shí)例，研究提出了井筒小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采技術(shù)。該方法根據(jù)井筒采動(dòng)變形特點(diǎn)，綜合了小保護(hù)煤柱和充填開(kāi)采技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠有效減小井筒受到的采動(dòng)變形影響，保證井筒運(yùn)行安全，而且能夠解放大部分煤炭資源，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞

2、：井筒；安全；小保護(hù)煤柱；充填開(kāi)采-中圖分類(lèi)號(hào)：TD823．7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—358X(2013)05—0076—02某礦目前即將進(jìn)入深部三水平開(kāi)采，為改善礦井深部開(kāi)厚750mm，砼強(qiáng)度為C?在12m位置設(shè)計(jì)一個(gè)壁座。200采通風(fēng)條件．增強(qiáng)礦井提升能力，該礦在深部新建了進(jìn)、回風(fēng)m往下采用素砼支護(hù)，壁厚450mm，砼強(qiáng)度為C。進(jìn)風(fēng)井還井系統(tǒng)。進(jìn)、回風(fēng)井深達(dá)800多米，按照我國(guó)《建筑物、水體、用于物料提升和人員上下，罐道為鋼罐道，單層罐籠提升。鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》等有關(guān)要求，2小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采減沉機(jī)理風(fēng)井系統(tǒng)需留有

3、足夠的保護(hù)煤柱，壓煤量?jī)H該礦己組煤就達(dá)880萬(wàn)t，致使大量的煤炭資源無(wú)法開(kāi)采，極大地縮短了礦井井筒是構(gòu)筑于地下巖(土)層內(nèi)的結(jié)構(gòu)工程，其破壞主要服務(wù)年限，同時(shí)嚴(yán)重影響了采區(qū)工作面的布置，制約了礦井的來(lái)自巖層移動(dòng)和變形。大量井筒煤柱開(kāi)采的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，可持續(xù)發(fā)展。豎井的采動(dòng)變形呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，其變形形式主要表現(xiàn)為為此，該礦擬對(duì)風(fēng)井保護(hù)煤柱進(jìn)行矸石充填開(kāi)采，即在井豎向壓縮或拉伸變形、偏斜變形、水平斷面變形、錯(cuò)動(dòng)變形下利用開(kāi)采己l4保護(hù)層產(chǎn)生的矸石充填采空區(qū)，置換出風(fēng)井等。而這些變形形式中，尤以豎向拉伸變形和錯(cuò)動(dòng)變形保護(hù)煤柱煤量(己15煤層為突出煤層)

4、。近年來(lái)，充填開(kāi)采對(duì)井筒的破壞最為嚴(yán)重，也最為難于防治。因此，減小或抵消方法在我國(guó)山東、河北、河南、安徽等數(shù)十家煤礦企業(yè)得到了開(kāi)采引起的井筒豎向拉伸、錯(cuò)動(dòng)變形是井筒保護(hù)的關(guān)鍵。應(yīng)用，取得了一定的技術(shù)效果。但是，從大量的充填開(kāi)采大量開(kāi)采實(shí)踐表明，采礦引起覆巖內(nèi)部的變形分布狀態(tài)實(shí)踐效果來(lái)看，充填開(kāi)采并不能完全控制開(kāi)采引起的巖層與大致可以分為四個(gè)區(qū)域I9(見(jiàn)圖1)：雙向壓縮區(qū)：大致位于地表沉陷，充填開(kāi)采后巖層與地表還將產(chǎn)生沉陷變形，危及巖體內(nèi)井筒的安全。為此，本文結(jié)合井筒采動(dòng)變形特點(diǎn)，研＼II＼『／III／究提出綜合小保護(hù)煤柱和充填開(kāi)采技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，解決深

5、部井、＼0～-j0L粵一一一一筒壓煤與開(kāi)采的技術(shù)難題。＼fII／1礦井概況＼／～一1＼＼占／該礦于1958年6月建井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3O萬(wàn)t／a。礦井I開(kāi)采已組(己、已、己)和庚組(庚)煤層。其中，庚圖l采動(dòng)巖體中變形分布示意圖21煤層厚度0．20～2．93nl，平均厚1．04m，大部可采；己，采空區(qū)兩側(cè)煤柱支撐壓力區(qū)上方，見(jiàn)圖中I區(qū)；雙向拉伸區(qū)：煤層厚度0．8l～7．90m，平均厚度4．1lm，全區(qū)可采；己煤大致位于采空區(qū)上方的下部，見(jiàn)圖中Ⅱ區(qū)；水平拉伸豎向壓縮層厚度0～5．50m，平均厚3．40131，大部可采。礦井目前的生區(qū)：大致位于支撐壓力區(qū)

6、上方的上部，見(jiàn)圖中Ⅲ區(qū)；水平壓縮產(chǎn)水平為第一、第二水平，現(xiàn)正在向深部第三水平延伸。豎向拉伸區(qū)：大致位于采空區(qū)上方的中上部，見(jiàn)圖中Ⅳ區(qū)。顯為了礦井深部煤炭資源的開(kāi)采，該礦新建了進(jìn)、回風(fēng)井。然，如果在井筒中心周?chē)粢恍《蚊褐徊?即留小保護(hù)煤回風(fēng)井于2000年9月開(kāi)2002年6月26日與采區(qū)皮帶下柱)，則井筒在豎向上處于壓縮變形狀態(tài)，就能夠有效避免井山貫通?；仫L(fēng)井井筒凈直徑5．5I11，井深約865m。井頸段0筒的豎向拉伸和錯(cuò)動(dòng)等變形，減小采動(dòng)對(duì)井筒的致命破壞。～16m采用雙層鋼筋砼支護(hù)，壁厚700mrll；基巖段16m下采同時(shí)，再利用充填開(kāi)采控制巖層

7、與地表移動(dòng)變形的效果，對(duì)小用素砼支護(hù)，壁厚450min，砼強(qiáng)度為C，。進(jìn)風(fēng)井于2005年保護(hù)煤柱外圍部分進(jìn)行充填開(kāi)采，就能夠極大地減小開(kāi)采對(duì)11月19日開(kāi)工，2007年3月20日與三水平上車(chē)場(chǎng)貫通，井簡(jiǎn)帶來(lái)的采動(dòng)損壞。2007年5月對(duì)該進(jìn)風(fēng)井進(jìn)行了簡(jiǎn)易裝備。進(jìn)風(fēng)井井筒凈直小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采技術(shù)有效結(jié)合小保護(hù)煤柱和充填開(kāi)徑6．5m，井深約867131。0～200nl采用雙層鋼筋砼支護(hù)，壁采技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠有效減小井筒受到的采動(dòng)變形，而且76第5期孫迎輝：井筒小保護(hù)煤柱充填開(kāi)采技術(shù)研究2013年10月能夠避免井筒的致命變形，再輔以必要的安全開(kāi)采措施

8、和監(jiān)式中：日為開(kāi)采深度，II1；S為煤柱的留設(shè)寬度，m；L為煤測(cè)、維修措施，是能夠?qū)崿F(xiàn)深部井筒壓煤安全開(kāi)采的。柱的留設(shè)長(zhǎng)度