特厚煤层综放开采采空区内侧向覆岩运动特征及应用.doc

特厚煤层综放开采采空区内侧向覆岩运动特征及应用

特厚煤层综放开采采空区内侧向覆岩运动特征及应用

摘要：在水帘洞煤矿主采特厚煤层采空区内回风巷进行了本安在线矿压观测，。基于得到的（研究了）特厚煤层综放开采采空区边缘的巷道支护有效（好像不通顺）和覆岩运动特征，建立了沿空覆岩侧向结构模型；根据直接顶充填系数和岩层结构说明了侧向煤体压力较小的原因；确定了3801回风巷沿空所砌隔离墙“应力-应变”关系，研究结果表明其承载力能保持采空区内顶板稳定，能有效防止贯穿煤柱的裂隙发育；实测采空区侧向支承压力峰值与采空区边缘距离16m,考虑侧向煤体压力较小及煤柱裂隙发育预计，取区段煤柱宽度为8m。按设计施工3802运输巷后变形量较小，监测的CO和CH4浓度说明区段煤柱隔离采空区效果良好，试验在掘进下区段巷道期间取得了成功。（是否改为：3801回风巷区段煤柱设计参数在3802运输巷施工中得到成功应用，监测表明3802运输巷变形量较小，CO和CH4浓度低，说明煤柱隔离采空区效果良好，）研究结果较以往（去掉）区段煤柱宽度较常规设计（是否合适？）减少了73%,可多采出区段煤柱44万吨，大大提高了资源回收率。
关键词：特厚煤层综放开采采空区覆岩运动特征区段煤柱

特厚煤层综放开采技术是国际上近年来发展起来的一项新的开采技术，通过众多科技工作者的努力，取得了大量有益的研究成果，大大推进了特厚煤层综放开采技术的进步[孔令海]。但至今为止，对于特厚煤层综放工作面的区段煤柱还没有一种能适应不同条件的完善的设计理论和方法。如果利用理论计算确定煤柱宽度，为简化计算模型，可能会忽略一些重要的影响因素，同时合理的计算参数的确定难度较大，计算结果的可靠性无法保证。如果利用经验方式确定，由于不同采面煤层埋深、强度、厚度、围岩岩性、夹矸、倾角等各不相同，确定的煤柱宽度不一定能适应实际工程的需要。因此，现场的实测技术就显得更加重要，其可靠性相对来说也比较有保证。
彬长矿区水帘洞煤矿4#煤均厚9.6m，为易燃高瓦斯工作面，采用综放一次采全高。水帘洞煤矿以往未开展采空区内侧向覆岩运动的实测，使得侧向覆岩结构位态和侧向应力分布规律不明确。为防止煤柱裂隙发育诱发发火及瓦斯溢出采空区，选择大煤柱（30m）方案以保证巷道稳定,使采区资源回收率降低18%左右，约损失煤炭320万t，使大量煤柱资源无法采出，这已是亟待解决的重大工程问题
本研究采用最新的本安在线传输和抗干扰、抗深孔信号衰减的矿压监测技术，对水帘洞煤矿4#煤3801综放工作面进行监测，解决了采空区侧向覆岩运动观测的难题，通过对数据的分析，结合矿压理论，期望在安全开采的基础上，减少煤柱尺寸，同时对矿区类似条件的煤层开采有借鉴价值。

彬长矿区水帘洞煤矿4#煤均厚9.6m，为易燃高瓦斯工作面。采用综放一次采全高，这种开采技术是国际上近年来发展起来的一项新的开采技术，尤其是中国众多科技工作者的研究，大大推进了特厚煤层综放开采技术的进步[孔令海]。
水帘洞煤矿以往未开展采空区内实测采空区内侧向覆岩运动，不明确侧向覆岩结构位态，由此侧向应力分布规律不明确，为防止煤柱裂隙发育诱发发火及瓦斯溢出采空区，选择大煤柱（30m）方案以保证巷道稳定,使采区资源回收率降低18%左右，约损失煤炭320万t，使大量煤柱资源无法采出，这已是亟待解决的重大工程问题。
至今为止，对于特厚煤层综放工作面的区段煤柱还没有一种能适应不同条件的完善的设计理论和方法。通过理论建立计算模型确定煤柱宽度的很多因素(可能是重要的因素)被忽略，很多重要参数确定的难度极大，其可靠性都无法保证。如果利用经验的方式确定，由于煤层埋深、强度、厚度、围岩岩性、夹矸、倾角等各不相同，由此确定的煤柱宽度不一定能适应实际工程的需要。现场的实测技术就显得更加重要，其可靠性相对来说也比较有保证。
本文采用最新的本安在线传输和抗干扰、抗深孔信号衰减的矿压监测技术解决了采空区侧向覆岩运动观测的难题，通过对数据的分析，结合矿压理论，得出合理煤柱尺寸并进行应用验证。
1试验工作面生产地质条件
因此在该矿3801综放工作面开展研究，期望在安全开采的基础上，减少煤柱尺寸，同时对矿区类似条件的煤层开采有借鉴价值。（与前面合并啦）
3801综放工作面为首采工作面，埋深370m左右，走向长1918m，地质储量403.1万t，煤层倾角7°，f=3.5，柱状图如图1示。采用综放采全高。回风巷留底煤1.5m布置巷道。
钻孔应力计

图1煤层顶板柱状图及顶板多点位移计安装剖面图
2采空区内侧向覆岩运动特征
2.1矿压观测设计
在3801综放工作面推进过程中设两个测区。在回风巷内布置4个顶板运移测孔，共8个位移测点（如图1示）；布置16个锚杆测力计、16个钻孔应力计，如图2示。观测目的在于揭示覆岩运动特征，掌握导致侧向煤体