1、濟三煤礦十四采區煤炭開采技術條件分析    摘要：本文介紹濟三煤礦主材每層的頂底板工程地質條件，并對帽落帶與導水裂隙帶發育及地表移動情況情況進行了分析預測，并對礦山壓力的特點進行了總結分析。 關鍵詞：開采技術條件；帽落帶；礦山壓力；工程地質條件 中圖分類號： F407.21 文獻標識碼： A 文章編號： 濟三煤礦為設計年生產能力500萬噸的大型礦井，3上、3下煤層是前期主要開采煤層。采用豎井分區開拓方式，主要水平大巷分區式開拓，采用走向長壁綜采放頂煤采煤法開采3下煤層，采用長壁式一次采全高采煤法開采3上煤層。 1、3下煤層頂、底板工程地質條件 頂板以細砂

2、巖、中砂巖、粉砂巖為主，厚26.3039.72m。粉砂巖頂板和泥巖頂板的分布范圍較小，其余較大面積頂板均為砂巖。偽頂分布較零散，主要為泥巖和炭質泥巖偽頂，厚0.150.56m，偽頂之上的直接頂板主要為中、細砂巖，厚1.866.32m。 底板以粉砂巖、泥巖、砂質泥巖為主，厚度變化較大。 據測試成果，各類頂底板巖石的抗壓強度平均值：泥巖為35.3Mpa，粉砂巖為54Mpa，細砂巖為77.2Mpa，中砂巖為67.6Mpa。 根據上述煤層頂底板巖石特征分析認為：3下煤層為中等穩定穩定頂板， 3下煤層底板以粉砂巖、泥巖為主，為中等穩定底板。 2、冒落帶與導水裂隙帶發育高度分析、預測 (1) 冒落帶與導水

3、裂隙帶發育高度的影響因素 據興隆莊煤礦的研究成果，冒落帶與裂隙帶發育高度主要與以下因素有關系： 開采厚度：覆巖破壞范圍的最大高度一般與開采厚度呈正比關系，但破壞高度與采厚的比值隨著采厚的增加而減小。據興隆莊煤礦實測資料，全煤厚綜放工作面導水裂隙帶高度與采厚比的實測值為7.711.3，其擬合關系式為：。 采煤方法：對比全煤厚綜放、網下綜放兩種條件下冒落帶、導水裂隙帶實測高度可知，網下綜放開采條件下的冒高與裂高均小于全煤厚綜放開采條件下的，因而可用網下綜放采煤法控制導水裂隙帶發育高度。 開采煤層上覆基巖厚度：一般情況下，巖柱厚度較大時，導水裂隙帶發育高度也較大。采厚越大，裂高隨巖柱厚度減小而降低的

4、幅度也越大，這主要是采厚越大巖柱厚度越小時，導水裂隙帶進入基巖風化帶的比例就越高，而基巖風化帶對裂高發育具有一定的抑制作用，因而使其裂高降低。 時間因素：煤層開采引起巖體原始應力場發生變化，隨之導致覆巖發生變形、位移、冒落及開裂破壞，由于煤層開采是逐步進行的，因而覆巖破壞的發生與發展也是逐步完成的，其與回采工作面的位置變化有直接的聯系。實際情況表明，冒落帶與導水裂隙帶是在工作面后方一定范圍內發育、生成的，并于巖層變形與移動的劇烈活動期內很快達到最大值，其后，隨著巖層變形與移動的終止，冒高與裂高將開始出現不同程度的降低。據興隆莊煤礦實測資料，冒落帶和裂隙帶形成最大高度的時間，在回采工作面以70m

5、/月推進時，全煤厚綜放開采約為工作面推過60100m，即約為1個月。 (2) 十四采區冒落帶與導水裂隙帶高度的分析、預測 按上述擬合關系式預測十四采區冒落帶高度小于30m，導水裂隙帶高度小于75m。根據冒落帶和導水裂隙帶發育高度影響因素，對比本采區與興隆莊煤礦在煤層厚度、煤層埋藏深度、煤層頂板上覆基巖柱厚度、上覆基巖巖性組合等方面，本采區與興隆莊煤礦在煤層厚度、上覆基巖巖性組合方面相似，但在煤層埋藏深度、上覆基巖柱厚度方面有所不同，實際回采時，冒高與裂高可能會比此預計值偏大。 3、地表移動和變形的分析、預測 鄰區興隆莊煤礦5306為傾斜長壁工作面，面寬160m，傾向長度400m，煤層厚68.5

6、m，平均厚7.83m。采煤機割煤高度約2.76m，放煤高度為3.166.34m，獲得的主要觀測成果為：最大下沉3292mm；最大水平移動走向為1303mm，傾向為1145mm；最大下沉速度47.3mm/d。4314綜放工作面為走向長壁開采，面長160m ，沿走向推進1579.2m，煤層平均厚8.22m。割煤高度2.8m，放煤高度5.42m，最大水平移動走向為1125mm，傾向為1356mm，最大下沉速度(工作面推進速度3.6m/d)116mm/d。觀測成果表明，綜放開采與分層開采引起的地表移動相比，下沉速度明顯大，但是其移動盆地范圍小；最大下沉速度滯后角大；最終下沉量小；水平移動系數小，對地表

7、變形控制較為有利。 十四采區首采工作面為走向長壁工作面,預計采面寬約250m，走向長約2300m，煤層一般為4.74m。工作面與興隆莊煤礦4314面條件基本類似,只是煤層厚度小、煤層埋藏深度大，因而開采時所造成的地表移動、變形的幅度要比興隆莊煤礦4314工作面小。 4、地壓特點 濟三煤礦已采工作面開采3下煤層的頂煤初跨步距、直接頂初跨步距、老頂初次來壓步距、周期來壓步距，頂板來壓顯現強度。 本礦的礦山壓力有以下幾個特點： （1）頂煤的厚度越大，頂煤初跨步距越大；頂煤的完整性越好，頂煤初跨步距越大；頂煤的硬度越大，頂煤初跨步距越大。 （2）煤層的厚度越大，直接頂的垮落越充分，老頂的范圍也越大，支

8、架的工作阻力也隨之增高。 （3）工作面內的斷層對頂板的垮落步距和來壓步距有很大影響。 （4）超前支承壓力對沿空順槽有很大影響，一般會造成很大的巷道兩幫移近量，最大時達到1215mm，有時會造成巷道底鼓，給正常生產帶來困難。 （5）由于工作面內巖石的厚度、裂隙發育的不均一性，造成工作面內來壓的不一致性。有的區域來壓早一些，有的區域來壓晚一些，有的區域來壓步距稍大一些，有的區域來壓步距稍小一些。 （6）來壓過程一般持續12天，周期來壓步距在2030m之間，工作面每天的進尺在10m以上時，整個工作面內的來壓階段與相對穩定階段區分不明顯。 十四采區3下煤層埋藏深度、上覆基巖厚度及巖性組合等同鄰區相似，因此礦壓對回采工作面和回