摘要文章通过对9#层402盘区小窑破坏区域登空开采的实践,分析

1、摘要：文章通过对9#层402盘区小窑破坏区域登空开采的实践，分析了小窑破坏区域上伏煤层的矿压显现规律，总结了小窑破坏区的顶板垮落特征，提出了在小窑破坏区为刀柱开采时上伏煤层的开采方法。为类似条件下综采工作面的布置和开采积累了宝贵的经验，提供了有力的理论、实践依据。 关键词：小窑破坏区域；上伏煤层开采；综采技术 一、盘区概况及地质特征1、盘区位置及范围本盘区位于晋华宫矿河南部，盘区范围是东南部为大井301盘区采空区，东北部为大井870大巷保护煤柱，北部为工业广场保护煤柱，南部为小煤窑破坏区矿界，西至南山303盘区巷道。东西走向长1520米1980米，南北倾向为20502200

2、米，面积4.74平方公里。2、自然地理概况本盘区对应地表为山地地形，大部分被黄土覆盖，冲沟内有云岗基岩出露，盘区对应地表内无河流与积水。9#层埋藏最大深度294米；9#层埋藏最小深度174米。12#层埋藏最大深度380米；12#层埋藏最小深度293米。9#层与12#层间距平均为；3、盘区上下层开采状况本区对应上部为2-1 #层、2 -3#层、3#层、7-3 #层均已采空，现在南山303盘区9#层已采空,12#层正在开采。 二、地质构造     本区地质构造简单，煤岩整体走向东西，倾向南北，倾角010°平均为6°，盘区内发现有

3、两条断裂构造，第一条F1正断层，走向100°,倾向190°，倾角60°80°，落差为0.74米。第二条F2正断层，走向50° ，倾向32°，倾角62°86° 。落差为0.25。 三、煤层赋存状况本区内9#煤层赋存状况及特征说明如下：全区分布，可采煤层厚度为1.1，平均，赋存稳定厚度变化不大，东部和南部较高，煤层结构简单。煤层顶底板情况：直接顶：深灰色细砂岩，厚度为10米，层理发育；老顶：深灰色粉砂岩，厚度为4米，层理发育；直接底：深灰色细砂岩，厚度为4米，层理发育。盘区内12#层煤大部分表现为12-112

4、-2 合并层，西北部局部分叉。西部及西北角较薄，北部较厚，底板呈东北部较低，西部和南部较高。煤层厚度为2.67, 平均,倾角0-10°，平均6º煤层赋存稳定。煤层顶底板情况伪顶：炭质泥岩，厚度,中南部局部存在；直接顶：粉砂岩，厚度23米，夹细砂岩和砂质页岩；老顶：粉砂岩，厚度2米，局部砂质页岩。（附:综合柱状图）图1         $Page_Split$ 四、瓦斯、煤尘本盘区为高瓦斯盘区，瓦斯绝对涌出量3/min, 瓦斯相对涌出量为6.026 m 3/min .CO2绝对

5、涌出量 3,相对涌出量3.723 m3。本盘区煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸指数为24.4236.38%，煤层自燃发火期612个月。 五、水文地质本盘区东翼水文地质条件比较简单没能含水层，向斜轴部涌水量大，以层间水形式涌出。1、   盘区涌水量估算Q=60K式中：Q涌水量K涌水系数，最大为3 / min, 正常为3/min所以,盘区最大涌水量为126m3/h，正常涌水量42m3/h。2、上层采空区积水状况本盘区上覆2-1 #、2-3 #、3#、7-3#煤层已采空，在采空区内存有大面积积水，对将来盘区生产会有很大影响，在盘区开拓和生产前要进行有效的探放水，严禁顶水开采。&

6、#160;六：盘区及小窑破坏情况1、          盘区范围：盘区位于晋华宫矿河南部，盘区范围是东南部为大井301盘区采空区，东北部为大井870大巷保护煤柱，北部为工业广场保护煤柱，南部为小煤窑破坏区矿界，西至南山303盘区巷道。东西走向长1520米1980米，南北倾向为20502200米，面积4.74平方公里。2、          小窑破坏情况：河南402盘区12#层西南部已被小窑破坏，东西长350米，南北长

7、600米，破坏面积为0.21平方公里,小窑破坏区域9#煤层厚度为,破坏煤量36.57万吨,图上虚线为推测破坏范围，小窑破坏区域内，大部分为不规则刀柱式或仓房式开采，破坏区域回采面刀间距最大按25米考虑，采高按考虑。      七、盘区储量盘区储量计算采用地质块段法，其参数确定方法为1、面积用几何法或求积仪法测算两次取平均值。2、煤层厚度采用算术平均值。3、容重采用原有钻孔煤样分析结果。      9#层402盘区储量表      

8、60;                           表1        单位：万吨     层次工业储量可采储量煤柱小窑破坏9#合计$Page_Split$八：小窑破坏区域登空开采技术研究及方案：1、小窑破坏区域开采技术研

9、究为了提高有限的煤炭资源回收率，我们对河南9#、层402盘区小窑破坏区域及有关资料进行认真的分析和研究;同时对9#层402盘区西南部小窑区域能否适应综采开采进行了科学的论证;（1）、该区域9#12#层间距,大于48倍的小窑开采高度，小窑采高为,从理论上分析,小窑古塘顶板冒落高度最大为;H冒=H采×K=3×8=24米式中：H冒小窑采空区古塘顶板冒落高度，取24米：      H采小窑采高，取3米：      K顶板冒落系数：取8（2）、按自然拱高确定小窑古塘顶板冒落高度为；&#

10、160;     小窑破坏区域内，大部分为不规则刀柱式或仓房式开采，破坏区域回采面刀间距最大按25米考虑；小窑古塘顶板冒落高度最大为;      H冒=L采=25米     式中：H冒小窑采空区古塘顶板冒落高度，取25米：      L采小窑工作面最大开采垮度，按25米：（3）、下层12#煤层小窑大部分为不规则刀柱式或仓房式开采，而该部采空区可通过钻孔进行灌浆充填，减小或消除对上部9#煤层及围岩破坏和影响。因此，对上

11、部9#层进行开采是有一定的可行的方法和措施，具有可操作性。如图所示：                        图1 图2 冒落带高度：h1=25米裂缝带高度：h2 = M=弯曲下沉带高度：h3 =2.5×M=2.5×3=<（4）按铰接岩块假说分析：12#层小窑破坏区域对上部402盘区9#层影响情况按铰接岩块假说分析，小窑破坏区域内，大部

12、分为不规则刀柱式或仓房式开采，破坏区域回采面刀间距最大按25米考虑；小窑古塘顶板冒落高度最大为;      H冒=L采=25米     式中：H冒小窑采空区古塘顶板冒落高度，取25米：      L采小窑工作面最大开采垮度，按25米：h1=25米；则；9#12#层之间的岩石变化情况如图所示；图4 图中：小窑采空区顶板冒落带高度：h1=25米小窑采空区顶板裂缝带高度：h2 = M=小窑采空区顶板弯曲下沉带高度（9#层底板弯曲下沉带高度）： 

13、;      h3 =2.5×M=2.5×3=<（5）、方案：将河南9#、层402盘区、8220、8222、8224工作面顺槽巷，经过12#层小窑破坏区域上部9#层实体煤，延伸到距矿界20米拐边切，形成回采工作面，利用综采进行开采回收被破坏区域的煤炭资源。 在巷道掘进期间，加强巷的顶板和围岩的矿压观察和离层监察，待工作面掘出后，利用工作面的巷道进行钻探，一方面探清下部煤层小窑破坏情况，另一方面利用钻孔对下部12#层小窑破坏区域进行灌浆充填。2、具体方法：（1）、在巷道掘进开采期间，加强巷道和工作面的顶板和围岩

14、的矿压观察和离层监察，及时采取有效的支护措施：对有害气体进行重点监测,特别是对小窑破坏区域的上部巷道掘进期间更应重点以观察,发现有异常 突出现象,必须采取打钻灌浆措施。 在巷道开口40米设置第一道顶板离层监察站,以后每隔100米设置一道,及时了解 顶板的离层, 巷道的围岩变化（巷帮及底板）采用宏观观察了解其变化情况。破坏区域上履巷道掘进期间，每班进行三次重点对有害气体的监测。（2）、待工作面掘出后，利用工作面的巷道进行钻探，一方面清下部煤层小窑破坏情况，另一方面利用钻孔对下部12#层小窑破坏区域进行灌浆充填。$Page_Split$十、具体实施情况：巷道掘进期间，我们对巷道的顶板和围岩进行了有效的矿压观察和离层监察，其结果和有关数据显示与未受小窑破坏区域基本相同，该区域巷道顶板下沉量为1030毫米，巷道的围岩变化（巷帮及底板）采用宏观观察未发现其有较大的变化，如炸帮和底鼓现象的发生。，根据上述实际情况，我们未进行对工作面的巷道进行钻探和对下部12#层小窑破坏区域进行灌浆充填。对该区域煤层按常规方法进行了直接开采。 十一、取得的社会效益和经济效益：1、为今后对小窑破坏凳空区域进行煤碳开采积累一定的实践经验；今后再有小窑破坏凳空区域发生时，如果上下煤层间距大于小窑破坏区域采高M的8倍（小窑破坏区域的顶板冒落带高度）2.5