坚硬顶板不稳定薄煤层开采技术应用研究.pdfVIP

2010年第8期 中州煤炭 总第 176期 坚硬顶板不稳定薄煤层开采技术应用研究 张 留玉，郑春艳 ，王金垒 (平顶 山煤 矿设计研 究院 ，河南 平顶山 467000) 摘要 ：平顶 山韩梁矿 区一组煤层厚度在O．7m 以下，赋存不稳定 ，顶板致密坚硬 ，凹凸不平。矿 区现用薄煤层 开采方法不仅存在资源损失大、生产效率低 、采矿成本高等重大缺 陷，而且存在采场不能实现 自然通风，粉 尘 、瓦斯容 易积 聚，顶板控制 困难 ，抗水害能力低等不安全 因素。采用单元分割采煤法、分段跳采 、螺杆 出煤 、 无人工作面开采技术 ，取得 了良好效果 ，对开采薄煤层 的地方煤矿提供 了技术支持。 关键 词 ：坚硬顶板 ；薄煤层 ；巷道布置 ；回采工艺 中图分类号 ：TD823．85 文献标识码 ：B 文章编号 ：1003—0506(201O)O8—0017一O3 韩梁矿区中厚煤层储量 已基本开发殆尽，资源 2 研究区条件 枯竭 ，一些矿井进入开采一组煤薄煤层 。韩梁矿 区 一 组煤层位于太原群灰岩内，属不稳定薄煤层，煤层 2．1 煤层赋存条件 顶板为瘤状石灰岩，凸凹不平 ，且坚硬不易 冒落。煤 韩梁矿 区石炭 统太 原 组 一组 煤 ，主要指 一 、 一 层厚薄不均 ，揭露厚度 0．3～0．7m，平均厚度 0．5 、 一 煤层 ，煤层埋 深 130～220m。矿 区内一组 m，采用传统的中厚煤层采煤法无法开采 。现用的 煤层产状平缓 ，倾角 1。～14。，平均倾角 7。。揭露厚 方法为以掘代采 ，存在资源采出率低 、工人劳动强度 度在 0．3～0．7m，平 均厚度 0．5m，属不稳定薄煤 大 、作业环境条件差等 问题 。且采场不能实现全负 层。煤层结构简单 ，局部含厚 0，05～0．10m夹矸 ， 压通风 ，致使顶板 、透水 、瓦斯 、煤尘事故时有发生 ， 夹矸多为炭质泥岩，少数为泥岩。 给矿井的安全生产造成极大危害。因此 ，研究适合 2．2 煤层顶底板岩性 该地区厚0．7m 以下薄煤层的经济合理 、安全可靠 、 石炭系太原组地层主要 由灰 、深灰色灰岩、泥 资源采出率高的采煤方法 ，对矿区生存 发展及社会 岩、砂质泥岩 、砂岩和一组煤组成 ，依其岩性组合分 影响具有重要意义 。 为下部灰岩段 、中部砂泥岩段和上部灰岩段。 煤层直接顶板为深灰色灰岩，厚度较大 ，分布稳 1 现 开采状况 定 ，刚性较强 ，岩体质量分类为 Ⅱ类 ，属稳定岩层。 韩粱矿区的46对矿井井 田内赋存有一组煤薄 顶板 凹凸不平 、致密坚硬 ，呈瘤状结核与下伏煤层接 煤层 ，估算资源储量总计4500万 t，厚度 0．3～0．7 触。底板为泥岩及砂质泥岩 ，分布稳定 ，岩体质量为 m，占70％，储量约 3l50万 t。一组煤的开采服务 Ⅲ类 ，属 中等稳定岩层 。顶板正常情况下属弯曲下 年限大 多 3～5a。 目前 ，已有 9对矿 井进 入厚度 沉型，小面积开采顶板年下沉量为30mm，大面积开 0．7m 以下薄煤层 的开采 ，采煤方法多是 以掘代采 ， 采顶板弯曲下沉初次 冒落步距为40m。遇地质构 存在的缺陷是 ：① 以掘代采，独巷掘进开采范 围小 ， 造易冒落。 产量低 ，资源丢失多；② 没有完整的通风系统 ，靠局 3 提 出的开采方法 部通