浅谈冲积层下近距离煤层开采可采性研究
近距离煤层开采技术经验交流材料
近距离煤层开采技术经验交流材料近距离煤层开采技术经验交流材料篇一：近距离煤层开采技术经验交流材料近距离煤层开采技术经验汇报一、概况石圪台煤矿一盘区上水平可采煤层共四层，分别为12上煤、12煤、22上煤、22煤。
煤层赋存特征见下表：二、一盘区上下分层工作面布置方式1、开采情况12上煤共开采了5个工作面，分别是：12上101、12上102、12上104、12上105、12上106。
12煤计划布置4个工作面，其中12105工作面预计明年1月20日回采结束，12104、12103工作面已经准备完成，12102工作面正在掘进中。
2、近距离煤层设计由于12上煤与12煤层间距只有2～14m，所以在布置12煤巷道时坚持将巷道布置在实体煤下方或布置在压力较小的区域。
①② 除12102面外，工作面的回撤通道全部布置在实体煤下方；顺槽尽量布置在实体煤下方，不能布置在实体煤下方时，就布置在层间距相对较大的采空区下方；③ 在层间距＜6.5m的区域，将联巷间距离增大至75m，减少采空区下方联巷个数；④ 12102、12103工作面采用机轨分离布置，顺槽宽度由5.2m减小为4.8m，缩小了断面，减小了跨度；⑤ 切眼全部布置在实体煤下方且与12上煤工作面切眼保持一定的水平距离；3、附一盘区巷道布置图三、巷道支护设计及掘进安全技术措施1、掘进工作面支护参数为了保证薄层间距、采空区下方掘进的安全，我矿制定了详细的支护方案，根据现场情况，实时改变支护方式：①实体煤下方或层间距＞6.5m时：采用锚杆+网片+锚索支护；锚杆（φ18*1800螺纹钢）排距为1m，每排5根；锚索排距3m，每排2根。
②过层间距＜6.5m的采空区时，支护方式为:锚杆+网片+钢梁棚；锚杆（φ18*2100螺纹钢）排距0.8m，每排6根；钢梁棚排距0.8m，一梁两柱，单体滞后工作面不大于10m。
③上下分层巷道交叉点兼做上分层行车巷道的支护：采用下分层巷道架棚+吊挂钢带锚索+上分层巷道铺设钢梁+砼，保证顶板安全。
极近距离煤层开采技术探究
一
、
且 彼 此 间 存 在 显著 相 互 影 响 的 煤 层 为 极近 距 离煤 层 ； 从定 量 分 析 ×Ｈｓ ｉ ｎ ｃ ｚ ＿ １ ） 的角度定义 ，上部煤层 开采后所引起的底板压力集中现 象会随着 底板深度 的不断增加而逐渐减小 ，将应力小于等于底 板岩层承受 式中： ｑ ｙ — — 顶板 所 受 竖 向载荷 ； 能力时的底板 岩层 深度 ｈ 。 作为极近 距离煤层划 分的判据， 当煤层 ｑ ｘ — — 顶 板 所 受 横 向载 荷 ； 间距 ｈ 满足 公式 ｈ ＜ｈ 。 时， 该煤层为极近距 离煤层 。 Ｉ — — 裂 隙 面 之 间 的距 离 ； 二、 极 近 距 离 煤层 下 部 采 场 覆岩 结构 特 点 及 稳 定 性 分 析 三、 实 现 极 近 距 离 下部 煤 层 安 全 开 采 的技 术措 施 （ 一） 下部 煤 层 顶 板 加 固 与漏 顶 充 填 （ 一） 下部采场覆岩特 点 由于 上部 开采 所 导 致 的 应 力 重新 分 布 与集 聚 加 之 下 部煤 层 顶 就极 近 距 离 煤 层 来 说 ， 其 开 采 很 多 时候 是 在 采 空 区 下方 进 行 ，
工 作 面 顶 板 发 生 冒落 后 极 易 与 采 空 区形 成 联 通 进 而 造 成 更 严 重 的 冒顶事故 ；直接顶所承受 的载荷作用与上 部煤层 开采 中形成 的垮 落 带 高 度 有着 直接 关 系 。 （ ） 下 部 采场 覆 岩 结 构 稳 定 性 分 析 根据上文分析，下部采场直接顶可被 认为是由裂 隙分割 而成 的若 干 块 体 组 成 ， 其结构如图 １ 所示 ， 图中 Ａ 块 为 少 部 分 出 露 的块
特殊地质条件下近距离煤层开采技术
【 关键词］ 加强支护 漏顶 工艺 正压通风 采空区
０ ． 引 言
３ １ １ 盘 区工作面 是云冈矿矿井北翼开采煤层沉积边缘 区 ， 尤其 Ｉ １ 层与 １ １ － ｉ 层 间距较 薄， 给开采带来较 大难度 ， 具体条件 如下 ： （ １ ） 直接顶 为粉细砂岩互层 ， 性脆 、 含石英砂 岩和煤 屑 ， 层理特别发 育， 局部 含有一 层。 （ ２ ） ｉ Ｉ － 层与 ｌ １ 层间距 ６ ． １ ～ １ ０ ． １ 米， 属于近距离开采 。 （ ３ ） 工作面含有 １ Ｏ条断层 ， 最大落差为 Ｉ ． １ 米。 （ ４ ） 本工作 面上覆北部 为我矿伪顶 １ ｌ － ｉ ＃ 层８ ９ ０ ６ 、 ８ ９ ０ ８ 采 空区 ， 南部 为破鲁老窑沟煤矿破坏 区， 破 坏区具体情况不明 ， 导致两巷煤帮 炸帮严 重， 局部顶板压力集 中， 顶板破碎 ， 并有下沉 、 离层现象 。 １ ． 成果 内容 （ １ ） 在原有支护基础上加强支护 ２ １ １ ０ ６ 巷 规格 为 ： ４ ． ６ 米ｘ ２ ． ６ 米， 原 有支护 为 ： 锚杆加 锚 索联合 支 护， 锚杆间排距 为 Ｏ ． ８ ５ 米 ×１ ． ０ 米， 锚 索排距为 ３ 米 。加强支护 为 ： 在顶 板 压力集 中， 顶 板破碎处采 用金属网 、 锚索 、 钢梁 、 单体柱联合 支护 ， 金 属 网规格 为４ ． ０ 米 ×２ ． ５ 米， 钢梁长４ 米， 一根钢梁打 ３ 沿眼 ， 上３ 根锚索 ， 眼间距 为 １ ． ５ 米， 每根钢梁下 方支 ３ 根 单体柱 ， 钢梁头 尾 中间各 支设一 根， 并用铅 丝将单体柱 固定 ； 在顶板 下沉 、 离层严 重处除采用 上述加强 支护外 ， 还应采取注玛丽散 的支护 方案 ， 注玛丽散时需 由专 门打 眼工打 眼， 并 由生产厂家派 人指导 ； 在超前 工作面 １ ５ 米范围架设 ２ 组抬棚 ， 棚 腿为单体柱 ， 棚梁为废旧钢轨 ， 抬棚随工作面推进而 向前移动 。 （ ２ ） 根据层间距确定采煤工艺 生产对组 每 日检修班 （ 二班 ） 应 在工作面机道 ， 每隔 １ ０ 架利用 锚索 钻机探层 间距情况 ， 将相 关情况记录和汇报 ， 并根据探 明层 间距 及时调 整采煤工艺 。 工作 面层 间距在 １ ． ０ 米 以下 时 ， 支架初撑 力建议 控制在 ５ ～ ７ Ｍ Ｐ ａ ； １ ． ０ ～ ３ ． ０ 米之 间 ， 初撑力建议控制 在 ７ ～ １ ｌ Ｍ Ｐ ａ ； ３ ． ０ 米 以上 时 ， 按正常要 求 最低初 撑力 为 １ ９ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 。工 作面泵 站压力 要求 不低于 ２ ５ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 。工 作 面层间距 ２ ｍ以下范 围， 要 采取超前擦 顶移架方式 维护机道 顶板 ； 其 他范围仍采取及时移架方式 。工作 面层间距 ３ ｍ以下 范围 ， 在保证采高 ２ 米的情况下 ， 可根据 现场情 况适当留顶煤 开采。 （ ３ ） 改变通风方式 ， 采用正压通风 我矿工作 面通 风方式一 般采 用负压通 风 ， 由于 ８ １ １ ０ ６ ＿ Ｔ作 面上覆 （ 上接第 ４ ２ ９ 页） 化 沥青 、 外掺剂和水 ， 按一定 比例拌和而成 的流动状 态的沥青混合料 ， 将其均匀地摊铺在路面上形成沥青封层 。 根据微表处混合料 中最 大粒径和级配将之分成不 同的类 型。我国 规范 Ｊ Ｔ Ｇ Ｆ ４ ０ — ２ ０ ０ ４ 参 照国际经验并 结合 具体实践 ， 将微表处分为两类 ， 其集料级配范 围如表 １ 。 表 微 表处混合料级 配
近距离开采下煤层300m刮板输送机适用性研究
近距离开采下煤层300m刮板输送机适用性研究摘要：在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10米的可采储量占总储量的80%，木瓜煤矿主采10号煤层，工作面长度由250米延长设计为300m，为保证煤矿安全高效生产，所以研究近距离下煤层300m刮板输送机技术具有重要的现实意义。
针对木瓜煤矿近距离下煤层300m超长综放工作面刮板输送机适用性确定的技术难题，基于矿山运输机械设计原理，采用理论计算的方法，对300米综放工作面刮板输送机运输能力、功率、链条强度等指标进行理论验算。
通过计算分析表明，选取SGZ1000/2×1200刮板输送机各项工作指标达到了工作面加长后的要求，为相似矿井刮板输送机选型分析提供借鉴。
关键词：近距离煤层300m综采工作面刮板输送机工作指标校核Study on Applicability of 300 m Scraper Coveyor in ClosedAbstract：It has large proportion of the closed distance coal seam mining in China, and recoverable Mining coal reserves to total reserves of 80% is less than 10 m layer distance in Mugua mine of Lvliang, 10 coal seam is main mining coal mine, working face 250 m length design for extending to 300m. In order to ensure the efficient and safety production of coal mine, so the study of 300 m scraper conveyor technology on theclose coal seam has the important practical significance. And scraper conveyor is determined the applicability of 300 m mechanized working face in Mugua mine , the research based on the design principle of mining transport machinery, the theoretical calculation method is used in transport capacity, power, chain strength index of scraper conveyor were calculated in the 300 m fully mechanized coal face of Mugua mine. The results of calculation and analysis shows that, the work indexes of selecting SGZ1000/2 x 1200 scraper conveyor reached the request of extended mining face, and the study on scraper conveyor selection analysis of similar mine can provide reference.Key words：Close coal seam; 300 m mechanized working face; Scraper Coveyor; Performance index; Check1 引言在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10米的可采储量占总储量的80%，所以研究近距离下煤层安全开采技术具有重要的现实意义[1-3]。
近距离煤层群上行开采可行性判定研究
（ ２ ） 仅设定了上行开采可行 ｌ 生 的层间距的最小值 ，
对 于具 有 开 采解 放 层作 用 的上 行 开采 层 间 距 的最 大 值及 解 放 的范 围没有 涉及 。 １ ． ２ “ 三带” 判 别 法
煤层群 如何进行上行开采 ，及其 开采 的影响范围必
Ｈ ｉ ＝ ＿ ＿ １ ０ ０ Ｍ２ ±５６
．
式 中， 日为上 、下部煤层层间距 ， ｍ； 为下部煤 层采高 ， ｍ 。 当上 、 下煤层之间为坚硬岩层 时， Ｋ ＝ ８ ； 中硬岩层
时， Ｋ＝ ７ ． ５ ； 软 弱岩 层 时 ， Ｋ＝ ７ 。先 采 下 部 一个 煤层 ， 一 般可 以不 影 响在 上 煤层 内正 常准 备 和 采煤 。我 国煤 矿煤 层 群 上行 开 采 的实践 及 研究 证 明 ： 当上 、 下 煤 层 之 间为 坚 硬岩 层 时 ， ≥６ ． ３ ；中硬 岩层 时 ， ＝６ ． ０ ；
近距 离煤层 群上 行开采是指先开采下部煤层 ， 通过下部煤层 的开采 ，来释放上部煤层 的应力及瓦 斯， 达到上部煤层安全开采的 目的【 １ ＿ 。但是 ， 对下部煤
层 进 行 开采 时 ， 必 然 影 响到 上 部煤 层 ， 所 以对 近距 离
（ １ ） 没有针对具体的煤层条件与开采条件 ， 进行
式 中， 日 为 冒落带高度 ， ｍ； Ｈ 为裂隙带高度 ， ｍ ；
为下部煤层采 高 ， Ｉ ｎ 。
该方法的出发点是 ： 保持上层煤体 的连续性 。在
判定 上 行 开采 的可行 性 上 ，提 出层 间距 要 大于 下 部 煤层 开 采 的 冒落 带 。依 据是 ： 当上 位煤层 位 于下位 煤
须进 行 深入 的研 究嘲 。
采矿新技术在近距离下层煤开采的运用
采矿新技术在近距离下层煤开采的运用近年来我国采煤工艺发展已经获得了十分显著的成效，也能够间接满足诸多生产与生活在能源上的要求。
现如今，社会在能源方面的需求也在逐渐增长，研究采矿新技术之于采矿十分必要，特别是针对近距离下层煤开采而言。
文章重点围绕这一点开展了分析，并提出了几点关于近距离下层煤开采中采矿新技术运用的举措，对于提升煤矿开采率十分重要。
标签：采矿新技术；近距离下层煤；开采所谓近距离煤层，一般被认为是煤层之间间距较近，且开采过程中能够相互影响的煤层。
对其进行开采时对于采矿技术的要求比较高。
而煤作为一种不可再生的自然资源，对于社会发展具有重要意义，正因为如此也导致煤矿开采十分普及。
然而在采矿技术以及地质条件等因素的影响下，使得煤矿开采当中也存在极为严重的资源浪费现象，加之经济飞速发展，导致煤资源需求量逐渐增加，为煤矿开采工作带来了难度，同时地质条件也越来越繁琐。
所以，采矿新技术因此得以出现，将其运用于近距离下层煤开采中，不仅有利于提升中国煤炭资源开采效率，同时也能够有效缓解我国煤炭资源的需求压力。
1 采矿新技术优势煤矿开采具有很强的危险性，而在开采人员工作的过程中，如果一直严重传统的开采方式，即人力劳动开采，便会将煤矿开采当中的危险性加大。
近距离下层煤开采与其他开采的不同之处在于，一旦煤层间距比较近，那么下方煤层进行实际开采之前，其顶板的完整度便会受煤层开采损伤的影响，在其上方主要是上部煤层开采过程中掉落的矸石，加之上部煤层经过开采之后所遗留的区段煤柱，基于底板集中压力的作用下，会为下部煤层开采范围内的顶板结构、应力环境造成相应的改变，进而使得下部煤层开采过程中又面临了一些新的困难，这些问题主要体现于下部煤层开采过程，对其进行开采时，极为容易和上部煤层采空区进行交流，导致出现开采区域漏风的现象，进而导致上部采空区煤层燃点增加，容易造成自燃的问题[1]。
2 采矿新技术在近距离下层煤开采的运用2.1 硬顶板技术及硬顶煤技术其中硬顶板技术主要是对埋深以及低压等控制技术进行研究的开采技术，在实际运用的过程中，一般是在岩层定向水力压裂以及倾斜顶板作用下，对其进行处理，以此真正实现煤矿开采过程中的“随时随采随冒”。
近距离煤层上下层同时回采探讨
近距离煤层上下层同时回采探讨集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-近距离煤层上、下层同时回采探讨1上、下层同采方案的提出根据全国其它矿务局的实际开采，曾有过厚煤层进行分层开采，分层间铺网人工制造假顶进行上、下层同采过；而滴道煤矿十一井二斜右8路34#层，根据所揭露的煤岩层赋存条件，在8路～9路34#层外部，夹石厚度超过0.5m以上时，下分层已有一层0.5～2.5m的顶板，34#上、下层煤同时进行回采方案是可行的。
2方案设计首先，在二斜9路沿34#下分层进行掘送大巷至边界，送切割上山，进行回采；当夹石小于0.5m时，以此为界，9路34#层里部200m进行采全层，外部所剩500m进行上、下层同时回采，回采布置如图1。
上分层巷道布置：在34#下分层掘斜上，见34#上分层后，沿34#上分层掘送上分层切上，然后，在切上以外距切上60m处重新掘斜上、顺槽，并与切上贯通；回采时，顺槽设一部SGW-40T/60刮板输送机运输，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷胶带输送机，通过胶带输送机运至煤仓；斜上、顺槽超前工作面。
34#下分层直接掘切上，并滞后34#上分层工作面40～60m进行回采，如图2。
3顶板压力计算及支护设计3.1上分层顶板压力计算图1回采布置平剖面图图2上下分层回采步距剖面图（1）顶板压力P=1/(K-1)H·K1·K2=8.98MPa式中P——顶板压力MPa；K——顶板岩石冒落后的碎涨系数；H——最大采高；ρ——顶板岩石冒落高度范围内的平均容重；K1——动载系数，取1.3~1.6K2——悬顶、片帮系数；K2=（L1+L2+L3）L1=1.17(2)支护密度（强度）工作面的理论支护密度n1=P/·c=0.32式中P——计算顶板压力；——单体液压支柱额定阻力；c——单体液压支柱性能参数。
工作面的实际支护密度n2=N/（L1·E）=1.11式中N——最大控顶距内最小支柱根数；L1——作业规程规定的最大控顶距；E——工作面柱距（3）安全系数（n）n=n1/n2=3.53>23.2下分层顶板压力计算下分层的顶板压力为夹石灰石的重量与上分层冒落高度范围内岩石的重量之和。
采空区下极近距离煤层开采的问题与对策的探讨
采空区下极近距离煤层开采的问题与对策的探讨对于极近距离煤层，上下煤层间开采的相互影响较大。
受上部煤层开采的影响，下层煤层顶板将受到不同程度的破坏，使顶板结构发生变化。
工作面矿山压力显现特征、支架与顶板控制关系，回采巷道支护方式、回采工艺和安全技术措施均具有特殊性。
特别是对下层煤采用长壁式采煤法的条件下，下层煤受上层煤开采影响，工作面和巷道顶板产生破坏，极易冒顶、漏顶。
当与上层采空区沟通时，造成工作面漏风，严重影响矿井的安全生产。
标签：近距离;采空区;煤层开采;探讨对采空区下极近距离煤层开采的端面冒顶、工作面片帮、采空区的积水及其积聚的瓦斯提出了相应的处理措施，从而为工程实践提供一个参考。
一、概述对近距离煤层矿区的开采，工程技术人员进行了不同的尝试，如苏海图矿用窄机身采煤机和单体液压支柱配合11型钢梁支护留煤皮假顶开采方法;淮南矿已务局的谢二矿用近距离煤层联合开采;近距离煤层各层由同一工作面回采，近距离煤层放顶煤回收上层煤。
联合开采主要用于上下煤层间距比较大的情况。
当上层煤开采对底板破坏造成的裂隙贯穿底板岩层时，下煤层开采工作面就会面临上煤层开采后的影响。
而由同一工作面用放顶煤来回收上煤层的方法，存在大量的矸石处理问题，同时上下煤层间的距离的大小将影响开采方法的选择。
这就使得研究适合采空区下极近距离煤层开采方法极有必要。
二、近距离采空区下煤层开采端面冒顶的问题及对策端面冒顶的原因：顶板破碎，煤层节理发育，支架工作状态不良使煤壁片帮，实际空顶距离大，支架在前移时，初撑力小，接顶不严，造成顶板离层是造成冒顶事故的主要原因。
通过对冒顶原因的分析，采取相应的措施如下：（1）选择合适的综采支架及合理的三机配套，选用0.6m小循环（截深）的设计。
（2）控制合理的空顶距，提高端面帮顶的稳定性。
（3）采取合理的回采工艺，机组割煤过后及时带压擦顶移架，及时打开支架伸缩梁及护帮板。
（4）对顶板层、节理发育，难以控制的顶板可采取留顶煤的方法控制顶板。
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浅谈冲积层下近距离煤层开采可采性研究摘要：范各庄矿属水文地质条件复杂型矿井，主要充水水源为煤系砂岩裂隙水、岩溶裂隙水和冲积层孔隙水。
在开采露头区附近煤层时，冲积层底部含水层是影响工作面开采的主要充水水源，由于冲积层底部含水层富水性强，开采露头区附近煤层时，必须留设防水安全煤岩柱。
根据矿井开采规划，范各庄矿拟对毕各庄风井煤柱区的12煤进行开采。
毕各庄风井煤柱区东部为煤层露头区，依据现有勘探资料和以往开采揭露情况，毕各庄风井煤柱区第四系冲积层底部砾石含水层为强富水性含水层，开采过程中若冲积层防水煤岩柱留设不合理，底部砾石层水将直接进入工作面，威胁矿井安全生产。
为科学合理的设计第四系冲积层防水煤岩柱，实现毕各庄风井煤柱区12煤的安全回采，对毕各庄风井煤柱区12煤层冲积层防水煤柱进行设计。
又由于设计区域距离冲积层较近，在工作面规划施工中，对地面设立沉降观测站，对沉降情况进行观测。
关键词：复杂性冲积层防水煤柱煤层露头沉降站安全生产1引言范各庄矿勘探和开发揭示出的地层自下而上有：奥陶系、石炭系、二叠系、第四系，井田均为第四系冲积层所覆盖。
冲积层主要由粘土层、砂层及卵砾石层组成，中上部多粘土及砂质粘土层，下部多粗砂及卵砾石层，与下伏地层呈角度不整合接触。
冲积层厚度变化较大，厚度约54~424m，由北往南逐渐增厚。
在范各庄矿区域厚度沿东西向变化较小，南北向变化较大；而在毕各庄区域基岩面出现近南北向的山沟和山脊，冲积层厚度在两个方向上变化均较大。
冲积层底部卵砾石层比较发育，局部厚度可达33.5m。
在井田内的大部分区域，卵砾石层直接沉积于基岩面之上。
底砾层是煤系地层上部的重要承压含水层，是煤系地层中含水层的补给水源。
为了有效回收煤炭资源，延长矿井寿命，对井田内边角煤、煤柱等进行开采论证研究。
设计开采区域距离冲积层较近，不但要对冲积层防水煤柱严格留设，而且对地面沉降情况进行密切观测，确保安全生产及提前制定地面沉降治理措施。
2设计区域冲积层水文情况2.1 含水层冲积层厚度由北往南逐渐增大，在此区域冲积层厚度为229m，含水层组由上部1个潜水含水层和下部3个承压含水层组成，即：浅部潜水含水层，其中等富水性；上部砂岩含水层，为中等富水性含水层；中部卵石层含水层，为强富水性含水层；底部卵砾石含水层，为强富水性含水层。
2.2 隔水层冲积层分为上、中、下部三个隔水层。
上部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内潜水层和上部砂岩含水层之间，埋藏深度为32m，厚11.7m。
中部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内上部砂层含水层和中部砂层含水层之间，埋藏深度为130m，厚11m。
下部砂质粘土及粘土隔水层，介于第四系冲积层含水层内中部砂层含水层和下部砂层含水层之间，埋藏深度227m，厚8m。
2.3充水通道（1）导水裂缝带导水裂缝带是指冒落带以上出现的大量切层、离层和裂缝发育带。
该带一般由下而上裂缝和离层程度由强到弱，但是当顶板岩性及其组合变化复杂时，也会出现不均匀发育的特点。
导水裂缝带是矿井涌水的主要通道，具有较强的导水性。
（2）断裂带范各庄矿井田煤系地层下部以奥陶系石灰岩为基底，上部有巨厚冲积层覆盖。
井田南北两翼均为向斜构造，中间为单斜构造，有良好的储水条件，地下水极易沿岩层的孔隙、裂隙集中而达到饱和，其结果使所有含水层均为承压状态。
3设计区域及周边开采现状设计区域上方的5煤、7煤、9煤、11煤层或不可采、或为冲积层防水煤柱，均未有过采掘工程，仅7煤、9煤于设计区域周边上方进行了部分开采。
各煤层开采对照见（图1）图1 各煤层开采对照图4设计区域煤层赋存设计区域位于范各庄矿一水平南四采区南部、南五采区东部的毕各庄风井煤柱区，其位置及范围见(图2)。
图2 设计区域范围及位置图12煤层赋存标高在-210~-370m，埋深235~395m，煤层结构简单，煤厚3.7m~7.0m，煤层倾角7~13°，属缓倾斜煤层，12、12下煤层在风井煤柱区形成合区。
此区域设计为分层开采，首采下分层。
5设计区域覆岩岩性结构在东部露头区附近煤层埋深浅、基岩变化大、分布不完整，设计区域深部12煤层上覆基岩为12煤层顶板至5煤层顶板风化带基岩段，浅部为12煤层顶板至11煤层顶板风化带基岩段。
毕各庄风井煤柱区12煤层覆岩结构具有以砂岩类岩层为主、砂岩泥岩交互沉积的特点。
5.1覆岩力学性能覆岩的破坏高度与覆岩的岩性及力学结构特征有密切的关系。
刚性、脆性岩层容易产生裂缝。
塑性、韧性岩层则不易产生裂缝。
刚塑搭配、薄厚搭配的岩层．其防水和抗裂性都较好。
因此，不同力学结构类型的顶板和覆岩，其破坏性的最大高度是不同的。
因此，覆岩力学性能是影响覆岩破坏高度的重要因素，参考设计区域周边各煤层顶底板岩性及强度，计算求得设计区域12煤顶板覆岩的综合强度为46.88MPa。
5.2覆岩岩性类型由于第四系底部部分区域存在粘土隔水层，粘土层厚度平均为7.39m。
考虑到区域部分钻孔位置第四系底部有厚度粘土隔水层和基岩风化带存在，底粘和风化带岩性软弱，对采动裂缝发育有抑制作用。
根据水体下采煤实践，第四系底部粘土层和基岩风化带可作为露头区基岩柱的组成部分，基岩风化带和底粘部分岩体强度已接近软岩条件，受底粘和基岩风化带影响，基岩柱整体强度显著降低，综合确定正常基岩段整体强度应在40MPa以内。
参照“三下采煤”规范中煤层覆岩岩性分类，可综合确定设计区域12煤覆岩属于中硬型覆岩类型。
6防水煤柱留设6.1导水裂隙带高度从垂向来看，第四系冲积地层岩性变化大，由多层砂、砂土、砂层和粘土交互沉积组成，天然条件下，含水层之间垂向水力联系具有明显的区域差异性，设计区域底砾含水层上部赋存有粘土层，对底砾含水层与上部含水层之间水力联系有一定影响；在松散层底部粘土缺失的地段，底砾含水层与煤系砂岩含水层直接接触，水力联系密切。
总的来看，第四系底部砾石含水层富水性较强，补给丰富，在生产期间应加以防范。
第四系底部粘土在水体下采煤、特别是露头煤柱的开采实践中起着重要作用，由于粘性土松软、具有可塑性的特性，不仅可以有效抑制导水裂缝带向上发育，而且可以有效阻止上部含水层向工作面直接充水，因此，底部黏土层赋存情况是设计防水煤岩柱必须考虑的。
根据本矿开采条件，规划对风井煤柱区进行分层综采，首分层设计采厚4.0m、二分层设计采厚2.5m，累计采厚6.5m。
12煤层分两层开采后的导水裂缝带高度如下：（1）首分层开采4.0m后，导水裂缝带高度为50.0m；（2）二分层开采2.5m后，累计开采厚度6.5m，导水裂缝带高度为60.99m。
6.2防水安全煤岩柱高度见(表1)表1毕各庄风井煤柱区防水安全煤岩柱高度（m）分层分层采厚累计采厚导水裂隙带高度保护层厚度防水安全煤岩柱高度首分层4.4.68.024.092.0二分层2.56.578.019.597.5根据上表范矿12煤层各分层开采防水安全煤岩柱高度如下：（1）首分层开采4.0m后，防水安全煤岩柱高度为92.0m；（2）二分层开采2.5m后，累计开采厚度6.5m，防水安全煤岩柱高度为97.5m。
根据计算的防水煤岩柱高度，结合12煤层底部等高线、基岩面等高线，综合划定了各分层开采后的冲积层防水煤岩柱线见（图3）。
图3防水煤柱线布置图7区域变形观测研究井下开采和地表沉降之间的关系，了解该区域地表移动变形规律，检验范各庄矿原有岩移参数在该区域的适用性。
7.1 沉降观测站设计（1）观测点制作与埋设观测点采用混凝土预制件。
规格：上部100mm×100mm，下部200mm×200mm，高500mm，用直径不小于18mm的钢筋做成L型，顶端上面刻成十字槽，将钢筋用混凝土浇筑在中间，钢筋漏出混凝土面2～5mm，观测点埋设要求坑底土面夯实，埋设后预制件顶端出漏地面30～50mm。
见（图3）。
图3 观测点制作及埋设样式（2）观测线布设要求观测线布设主要依托现场道路，走向观测线尽量与设计工作面走向一致，倾向观测线尽量与设计工作面倾向一致。
观测线控制点应设计在工作面波及范围线外，观测线一端也应设计到波及范围线外100m。
（3）观测线设计设计1条走向观测线和2条倾向观测线。
点间距30m；上述距离在实际埋点中可能存在一定偏差，将偏差控制在3m以内见（图4）.图4观测站布设图7.2观测周期（1）初始期前导线测量应至少进行两次，以两次观测成果的平均值作为初始成果；（2）下沉活跃期（即每月下沉值大于50mm）应进行不少于四次的全面观测；（3）当六个月内累积下沉值不超过30mm时，应进行最后两次全面观测，取平均值作为最终成果。
8.结论本文对毕各庄风井煤柱区覆岩结构类型、第四系底部含隔水层分布情况进行了充分分析。
根据本矿第四系冲积层防水煤岩柱留设经验，以及设计区域12煤层赋存条件、覆岩类型及第四系底部含隔水层情况，对设计区域防水煤岩柱进行了设计。
开采过程中严格按照设计采厚及冲击层防水煤柱线进行开采，地表观测详实记录井下回采位置、煤层厚度、采高、地质和水文地质情况等。
每次观测都检查地表、建筑物是否出现裂缝或毁损，发现问题及时填图注记，并形成台账资料。
通过对该区域煤柱的研究、分析、开采，对以后井田内其他区域冲击层煤柱的挖潜和安全回采具有借鉴意义。
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开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司煤矿生产地质报告[R].中国矿业大学资源与地球科学学院。
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作者简介李根明（1970-）男，汉族，河北唐山人，矿山地质技师，本科，研究方向为矿山地质，Tel:134****5868,Email:***************。
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