村庄下煤柱回采方案分析陈煊
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作者: 陈煊
【摘 要】为了充分回收村庄下的煤炭资源，缓解煤矿采掘紧张的矛盾以及延长矿井的服务年限，某矿决定回收保护煤柱。根据矿区的地质条件和岩层与地表地动机理，对该村庄下的煤炭回收提出了不同的开采方案。通过经济技术的优化，选择合理的开采方案，有效的控制了地表变形。地面建筑物采取了一些加固维修及拆迁补偿等措施。最大限度的回收了村庄下压煤，延长了矿井服务年限，创造了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】村庄下压煤；开采方案；保护煤柱；变形预计
引言
煤炭是一次性非在生能源，是我国国民经济发展的重要物质基础。所以提高煤炭资源的回采率，对村庄下压煤进行开采就有重大意义。如果村庄下压煤不能开采，不仅丢失煤炭资源，还造成生产接替紧张、产量降低、缩短服务年限等一系列问题。对于如何合理开采村庄下的煤炭资源，也是我国煤炭科技人员不断探索的工作。为了提高村庄下的煤炭资源的回采率，最大限度的减少地下开采对房屋等建筑物的损害，实现村庄下的安全开采，对开采技术在“三下”压煤中的发展、提高煤炭资源采出率、保护地表建筑物和生态环境、实现矿区的可持续发展具有重要的理论和实际意义。
1.概况
该矿东部保护煤柱压煤地质储量为137.8万t，可采储量为103.4万t。在矿井后备资源短缺的情况下，充分保护和利用煤炭资源，回收东部保护煤柱是非常必要的。这样可大幅度减少矿井的固定煤柱损失，提高国家煤炭资源的回收率，针对实际情况，对东部保护煤柱进行开采是提高矿井煤炭资源回收率最直接、最有效的措施。
2.煤层地质条件
矿区主采煤层上覆岩层为二迭系山西组与石盒子组的泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、细粒砂岩、铝土泥岩、砂岩等构成，总厚度在200m以上，岩性中硬；再向上为第三系与第四系的砂砾岩、砂砾石、流砂、砂质粘土、粘土及黄土等。第三、四系冲积层厚度平均约108.75m，山西组和石盒子组基岩厚370m左右。矿井采用综采和炮采放顶煤采煤方法，全部冒落法管理顶板，开采冒落带最大高度为27.2m。
3.煤柱开采方案
根据国内外和该矿区在建（构）筑物下采煤已取得的成熟理论和经验，针对该矿的实际采矿地质条件，研究提出解决该矿东部保护煤柱开采的技术途径有以下几种：
3.1东部居民易地搬迁，迁后全采方案；
3.2东部保护煤柱部分技术方案，包括条带开采和限厚开采方案；
3.3对地表建筑物进行采前加固、采后维修，对地面铁路线采取起垫、拨道、顺坡等维护措施后全部开采技术方案。采后根据建筑民房受损情况，分级一次性补偿；三种保护煤柱开采方案的技术经济比较如表1：
经对东部保护煤柱目前可行的几个开采方案综合论证分析，确定技术经济上都较好的为第3方案：对东街民房和地面铁路线采取结构措施后全部开采，地表提前对民房进行加固，采动影响稳定以后，对受损建（构）筑物，分级综合一次性处理。针对地下开采对地面铁路线产生的影响，对地面铁路路基在采动过程中及采后及时起垫整修，对线路在采动及采后采取起道、拨道、顺坡等维护措施，保障铁路安全运行。
4.保护煤柱全采的工作面布置方案
针对拟全部进行开采的东部保护煤柱，提出了三种工作面布置方案，如下表2。
方案一：保护煤柱的三个回采工作面当中，一号工作面采用综采放顶煤开采，二号、三号工作面采用炮采放顶煤开采。一号工作面为长条形，工作面长79～91m，工作面可连续推进长度690m；二号回采工作面为不规则长条形，上下巷不平行，工作面最长处96.3m；受煤柱东部外围采空区的影响，三号工作面下巷只能沿煤柱东部边界断层设置，工作面为不规则多边形。
方案二：保护煤柱的三个回采工作面当中，一号、二号工作面采用综采放顶煤开采，三号工作面采用炮采放顶煤开采。一号、二号工作面为两个平行的长条形工作面，一号工作面长76m，工作面连续推进长度685m；二号工作面长76m，工作面连续推进长度325.6m。受外围采空区的影响，三号工作面下巷只能沿煤柱东部边界断层设置，工作面为不规则多边形。
方案三：保护煤柱的三个回采工作面当中，一号工作面采用综采放顶煤开采，二号、三号工作面采用炮采放顶煤开采。一号工作面为长条形，工作面长76～91.5m，工作面连续推进长度480m左右；二号回采工作面为不规则长条形，工作面有一段上下巷相互平行，平行段巷道长度223.5，工作面长94.6m；受煤柱东部外围采空区的影响，三号工作面下巷只能沿煤柱东部边界断层设置，工作面为不规则多边形。
5.结论
该项目实施可以解放大量的特低硫优质动力用煤煤炭资源，提高资源回收率，可获得利润9867.4万元，并为国家多上缴税款，同时可延长矿井服务年限2年左右，保持矿井目前产量稳定，可创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献
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