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趙家寨礦新近系含水層下綜放開采安全煤巖柱留設研究

文檔作者：熊法政1 陳江峰1 楊達明2 馮建超3 文檔來源： 1．河南理工大學資源環(huán)境學院 2．河南理工大學能源科學與工程學院 3．河南省新鄭煤電有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年05月04日
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趙家寨礦新近系含水層下綜放開采安全煤巖柱留設研究
熊法政1, 陳江峰1, 楊達明2, 馮建超3
(1． 河南理工大學資源環(huán)境學院, 河南焦作454000; 2． 河南理工大學能源科學與工程學院, 河南焦作454000;
3． 河南省新鄭煤電有限責任公司, 河南新鄭451100)
[摘　要] 　為解決趙家寨礦新近系砂礫石層含水層下安全煤巖柱合理留設問題, 對該礦12 采區(qū)
松散層地質和水文條件進行評價, 根據(jù)評價結果, 12 采區(qū)工作面需要留設防水煤巖柱。結合UDEC 軟
件數(shù)值模擬煤層開采時裂縫帶發(fā)育高度, 擇優(yōu)選取綜放開采公式預計導水裂縫帶高度, 采用“最小有
效隔水厚度法” 選取保護層厚度; 最終計算出防水煤巖柱留設高度。研究結果表明: 12205 工作面需
要留設95． 42m 高防水煤巖柱, 12211 工作面需要留設112． 93m 高防水煤巖柱, 12201 工作面需要留設
86． 56m 高防水煤巖柱。2015 年5 月12211 工作面試采成功, 驗證了防水煤巖柱留設的安全性。
[關鍵詞] 　新近系; 松散含水層; 防水煤巖柱; 導水裂縫帶
[中圖分類號] TD745． 21　[文獻標識碼] A　[文章編號] 1006-6225 (2016) 03-0085-04
Safety Pillar Design for Full-mechanized Top Coal Caving under
Neogene Aquifer of Zhaojiazhai Coal Mine
XIONG Fa-zheng1, CHEN Jiang-feng1, YANG Da-ming2, FENG Jian-chao3
(1． Resource &amp;amp; Environment School, Henan University of Science &amp;amp; Technology, Jiaozuo 454000, China;
2． Energy Science &amp;amp; Engineering School, Henan University of Science &amp;amp; Technology, Jiaozuo 454000, China;
3． Xinzheng Coal and Electricity Co． , Ltd． , Xinzheng 451100, China)
Abstract: In order to solve the problem of safety coal pillar design, which under the gravel aquifer of Neogene in Zhaojiazhai coal
mine, the geological situation of loose seam and hydrological of 12 mining zone were evaluated, waterproof coal and rock pillar should
be set for working face in 12 mining zone according the results, the development height of diversion fissure zone that appeared during
coal mining process was simulated by UDEC, the diversion fissure zone height was predicted by the optimal formula of full-mechanize
caving mining, and protective layer thickness was selected by method of ‘the minimum and effective waterproof thickness’, and
worked out the height of waterproof pillar at the end． The results showed that waterproof pillar height were 95． 42m, 112． 93m and
86． 56m of 12205, 12211 and 12201 working face, respectively, the safety of waterproof pillar was verified by success mining of
12211 working face．
Keywords: Neogene; loosen aquifer; waterproof rock pillar; diversion fissure zone
[收稿日期] 2015-09-06 [DOI] 10． 13532/ j． cnki． cn11-3677/ td． 2016． 03． 023 [基金項目] 國家自然科學基金(U12612031); 河南省國土資源重大改革創(chuàng)新問題研究項目(2014YGT09)
[作者簡介] 熊法政( 1990-), 男, 河南南陽人, 在讀碩士研究生, 主要從事礦井水防治和特殊煤層開采方面的學習與研究。
通迅作者: 陳江峰(1965-), 男, 河南南陽人, 博士后, 教授。
[引用格式] 熊法政, 陳江峰, 楊達明, 等． 趙家寨礦新近系含水層下綜放開采安全煤巖柱留設研究[J]. 煤礦開采, 2016,21(3):85-88．
　　在煤層隱伏露頭附近和薄基巖區(qū)采煤時, 煤礦
安全生產(chǎn)主要受上覆松散含水層水和地表水體威
脅。基巖厚度在0 ~ 70m 時, 如果開采強度過大,
還時刻面臨著水砂涌突的可能[1-5] 。煤層開采時導
水裂縫帶是否導通煤層上覆砂巖裂隙含水層和松散
含水層水, 主要取決于導水裂縫帶高度和開采煤層
至含水層之間的距離[6-8] 。近年來, 華東、華北、
西北等地的許多煤礦在松散含水層下采煤已經(jīng)取得
了成功實踐, 積累了一定的經(jīng)驗[9-11] 。孟召平等學
者還研究了第四系松散含水層下煤層開采突水危險
性評價和防水煤柱留設的理論與方法[12] , 但都是
針對特定礦井的研究成果, 目前還沒有一個通用的
方法[13-14] 。
趙家寨礦12 采區(qū)東翼煤層受到新近系底部砂
礫石層含水層威脅, 為了解決松散含水層水下壓煤
問題, 本文首先對12 采區(qū)地質和水文條件分析評
價, 確定需要留設的安全煤巖柱類型; 其次結合
UDEC 軟件數(shù)值模擬煤層開采時裂縫帶發(fā)育高度,
擇優(yōu)選取公式預計導水裂縫帶高度, 合理選擇保護
層厚度; 最終確定安全煤巖柱留設高度。采用上述
方法比直接選擇保守的導水裂縫帶高度計算公式降
低了22． 9m 高防水煤巖柱, 大大提高了開采上限,
取得了較好的經(jīng)濟效益。對有類似地質條件礦井留
設安全煤巖柱有重要的借鑒意義。
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第21 卷第3 期(總第130 期)
2016 年6 月
煤　礦　開　采
COAL MINING TECHNOLOGY
Vol． 21No． 3 (Series No． 130)
June　2016

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