常村煤矿延深区区段煤柱留设研究
对沉陷范围村庄保护煤柱留设及建筑物损坏程度的预测

a ) 地表最大下沉值 , W。 =m q e o ¥ o t b ) 最大倾 斜值 , i n = Wd r e ) 最大 曲率值 ,
k 。= 千1 . 5 2 d ) 最大水平移动 , U 。 =b W。 e ) 最大水平变形值 , £= 1 . 5 2 b Wo / r 地 表移动变形计算 的主要输入参数有下 沉系数 q 、主要
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煤层 为 向 、背斜 构造 时 ,保安 煤柱 的 留设 方法一 般用
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作 者简介 : 关林奎 , 男, 山西长治人 , 工程师 , 现任 山西三元 煤业股份 有限公 司副总经理 兼三元煤 业矿 长 , 长期从事煤矿企业的 经营管理和技术工作。 ( 邮箱 ) 5 5 4 9 3 6 0 1 1 @q q . c o m
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1 概 况
山西 三元煤业股份有 限公 司是一座年产 2 2 0万吨的大型
矿井 ,井 田面积 2 2 . 9 k m ,井 田位于太行 山 中段西侧 的山前
地带 ,即称之为 “ 上党盆地”的一部分 ,地势开阔平 坦 ,地 质条件简单 ,表 土段移动角 4 5 。 ,基岩段移动角走 向和倾 向
随着煤 炭资源 的 日益减少 ,资源枯竭 已是众 多煤炭企 垂直剖面法 ,但保护边界 的圈定要根据保护对象所在 的构造 业 面临的挑战 ,而地 面村庄压覆 给井工 开采开拓布局带来 的 位置 和构造性质而定 。 根据本矿实际情况 , 采 用垂 直剖面法。 不 变及 给资源造成的浪费 ,已被逐 渐重视 ,对采后塌 陷范 围 2 . 1确定受护边界 内村庄保护煤柱的留设及建筑物损 坏程度预测 ,为企业做 出 在保 护煤 柱 留设 示意 图上 如附 图 1 所 示 ,通 过被 保护 合理搬迁规划及后期塌陷治理提供 指导。 对象轮廓 的角 点分别作平行 于煤层走 向和倾 向的 四条 直线 , 得 到矩 形 a b e d 。再 按 保 护 等级 留设 围护 带 ,得 受 护边 界
潞安常村井田陷落柱分布规律与成因初探

潞安常村井田陷落柱分布规律与成因初探张书林;张子敏;王运革;卢志刚【摘要】陷落柱发育、导水和集聚瓦斯都对煤矿安全生产产生威胁.依据常村井田现勘探揭露陷落柱发育的位置和特征,从岩溶发育条件、地下水径流条件以及构造发育条件等3个方面对常村井田陷落柱成因进行了分析,指出上述3个条件是常村井田陷落柱发育的主要因素,且三者相互联系,进而得出了陷落柱发育的规律:陷落柱多发育在奥灰水富水异常区、张扭性断层应力集中部位和向斜轴部褶曲部位及其转折端.%The cultivation,conducting water and gathering gas of the karstic collapse columns are threatening in the coal mines.According to the location and features of the karstic collapse columns in Changcun coal mine field,the causes of the karstic collapse columns were analyzed in the aspects of the karst development condition,the ground water flow condition and the tectonic setting,which were considered to major factors,and these factors interacted with each other and they did not function separably.The basic rule of karstic collapse columns' spatial distribution in Changcun coal mine field is concluded finally as follows:Ordovician limestone rich water anomalies,tenso-shear faults stress concentrations and the syncline axises and their turning ends are the positions in which the karstic collapse columns are likely to develop.【期刊名称】《河南理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】5页(P283-287)【关键词】潞安常村井田;陷落柱;岩溶;径流;构造【作者】张书林;张子敏;王运革;卢志刚【作者单位】河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;山西潞安环保能源开发有限公司常村煤矿,山西长治046031;山西潞安环保能源开发有限公司常村煤矿,山西长治046031【正文语种】中文【中图分类】TD163.1;P640 引言岩溶陷落柱是北方型石炭-二叠纪煤田的一种特殊地质构造(岩溶塌陷)[1].常村井田所在潞安矿区也发育有大量的陷落柱,由于陷落柱的存在会导致涌水、突水或瓦斯积聚等问题,对煤矿安全生产和人员生命安全都造成一定的威胁,因此分析该地区陷落柱成因及其分布规律对煤矿安全生产具有重要的指导作用.鉴于姬村向斜轴以西井田的勘探程度较低,其东部井田内陷落柱的发育规律为本文研究的重点,通过对东部的研究以期得到全矿井陷落柱发育的一些规律,从而对煤矿安全生产起一定指导作用.1 常村矿概况及矿区构造演化1.1 常村矿概况常村煤矿隶属于山西潞安环保能源有限公司,矿井设计能力400万t/a,服务年限为124 a,2009年生产原煤763万t.现开采3号煤层.井田内地质构造以褶曲为主,地层走向近南北向西倾斜,倾角3~6°,东部以单斜为主,伴有近东西向波状起伏,西部为近南北向褶曲;断层主要为NEE向、近EW向正断层和少量近南北向的逆断层;另外,井田内发育大量的陷落柱,如图1和图2所示.1.2 矿区构造演化潞安矿区位于华北断块区吕梁-太行断块沁水块坳东部,次级构造单元沾尚-武乡-阳城NNE向褶带中段,矿区主体部分为新生代叠加的长治新裂陷,东侧以晋获断裂带与太行山块隆相接,西侧逐渐过渡为沁水盆地核部[2],见图1.加里东运动使华北地台整体隆起,海相沉积的奥陶系可溶岩遭受长达1亿余年的风化剥蚀,这就使得其残留厚度均匀,顶部岩性基本一致.晚二叠世发生的印支运动遍及中国东部,开始叠加于不同的老构造单元之上以NNE为主线、东西分异为特征的构造发展时期.由于矿区位于华北板块的中部,距直接碰撞挤压带较远,故应力相对较弱,区内发育一些NNE向宽缓的褶曲[3].侏罗纪-早白垩世时期的燕山运动是晚古生代以来东亚地区最为剧烈的一次构造运动,其地球动力学背景是太平洋-库拉板块与中国大陆板块之间的相互作用[2].潞安矿区受SEE-NWW向挤压应力场控制产生了近SN向的晋获逆冲推覆构造带.由于应力场发生根本的转变,华北板块发生逆时针旋转,体现为左旋压扭性,晋获断裂带呈现东盘向北,西盘向南的压扭运动,在矿区应力集中部位产生NEE 向的断裂面,矿区的构造格局也基本形成.进入新生代后,由于印度板块向欧亚板块的碰撞挤入和新太平洋体系中的东亚大陆边缘裂解效应的联合作用,导致了矿区的构造应力场发生了重大变化,即由SEE-NWW向挤压转为NNE-SSW向挤压.此时垂直晋获断裂带发生应力松弛,导致该断裂带反转活动[4].中新世,以NEE-SWW(72°∠1°)向挤压和NNW-SSE向引张为特征[5].矿区内NEE向的断层发生正断层运动.局部地区在重力作用下,沿早期NEE向构造破碎带形成剖面X型共轭剪破裂,进而发展成为剖面X型正断层、构成垒堑组合.更新世,本区不但受太平洋俯冲引起的引张应力场的影响,而且也受到印度-亚欧板块碰撞挤压应力场的影响且占主导地位[6].此时晋获断裂带发生右旋走滑运动,受其影响,矿区内部的许多老构造特别是断裂构继承了古近纪两次裂谷运动,复活并多期活动,同时也有新生的[5].2 井田陷落柱发育特征表1 常村井田(东部)陷落柱特征统计Tab.1 Characteristic statistics of the collapse columns in Changcun east mine field长轴方向长轴长度/m<5050~100100~150150~200>200总计SN1971220NNE314NNW415NE3418NW173314NEE3115NWW11EW262212总计729227469截至2009年7月,在井田东部,生产揭露和三维勘探查明的陷落柱共有69个,其中生产揭露的有30个,通过三维勘探发现的有39个,见表1.由表1可知,井田内的陷落柱较发育,长轴直径在50-100 m的陷落柱最为发育,占44.97%,100-150 m的陷落柱次之,占24.16%;陷落柱长轴发育的方向以NNW-SN和NEE-EW向为主.2.1 平面分布特征由图2可知陷落柱分布有以下特点.(1)陷落柱和地下水特别是奥灰水富水带异常区关系密切,从陷落柱和奥灰富水异常区分布上看,陷落柱多分布在奥灰富水异常区.(2)在断层应力集中区和向斜轴部褶曲部位陷落柱较发育,姬村向斜轴部以东的井田内统计的69个陷落柱中,39个发育在断层应力集中区,49个发育在向斜轴部及其转折端.2.2 柱体形态及柱内岩体特征在通过对现有资料的整理和分析后可知,平面上较常见的形态有椭圆形、近圆形、近似长方形及不规则形等.从垂直地震时间剖面上看,陷落柱多为上小下大的反漏斗型,空间形态为不规则塔状,见图3.井田内陷落柱塌陷程度不同,多为半截柱,少量为下伏柱,未发现有导通地面的陷落柱.依据实地勘探资料分析发现,陷落柱岩性特征表现为岩石成分混杂,无分选,形状不规则,排列杂乱;在陷落柱柱体的边缘部位,常有一些不同规模的整体垮塌的岩块,其倾向均指向陷落柱中心,产状较陡,与正常地层呈断层接触的假象.对于陷落柱内物质的胶结情况,有些陷落柱内胶结较好,如陷落柱X1,X2,X8,X9,X10,X13,X14和X29等;有些则胶结不好或胶结松散,如陷落柱X5,X6,X17,X18和X19等.3 陷落柱的成因分析关于陷落柱的成因,现在大致有膏溶塌陷说、循环塌陷说、重力塌陷说、真空吸蚀塌陷说4种成因学说[7-10],但这些学说都还没有形成定论.张茂林、伊尚先认为以奥灰岩层中岩溶发育为基础,地下水的强烈交替为条件,岩体自重重力、地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力,经过迅速垮落、溶蚀、搬运、塌陷、冒落等周而复始的过程,分阶段逐步形成陷落柱[11].由此可知陷落柱发育须具备3个条件:一要有岩溶;二具备良好的径流条件;三构造条件.这里还要指出,陷落柱的形成还跟当地侵蚀基准面有很大的关系,它的升降决定了径流对灰岩机械冲蚀作用的大小.本文着重从岩溶发育、径流条件及构造发育条件等3个方面分析常村井田陷落柱的成因.3.1 岩溶发育由矿区构造演化可知,矿区遭受历次构造运动,接受数次的风化剥蚀和沉积,也产生的大量的裂隙、节理和断层;加之矿区O2f组地层厚120 m,底部为泥灰岩,其普遍有厚20~60 m的石膏层[12]等这些因素都为岩溶发育的有利条件.奥陶系中统岩溶发育的形态为蜂窝状溶孔及孔洞和溶蚀裂隙,其中溶蚀裂隙发育由浅到深逐步减弱,且逐步被填充直至完全填充[13].从整个矿区岩溶在平面分布情况来看,自东向西可大致分为强、中、弱3个岩溶发育带[12]:强岩溶发育带分布于故县-北村以东,文王山、二岗山两地垒;中等岩溶发育带位于北村-故县以西,老军庄以东地区;弱岩溶发育带位于老军庄以西.而这3个带又分属于强富水区、中等富水区和弱富水区.由图2可知,老军庄位于常村井田.依据上面的分析井田老军庄以东和以西的地区岩溶分别发育有中等、弱岩溶发育带.奥灰水富水异常区内发育有大量的岩溶,而这些地带也是陷落柱集中发育的地方,从而说明岩溶是陷落柱形成的发源地[11].3.2 径流条件潞安矿区地表水属于海河水系的浊漳河源区,地下水为辛安泉群的南流泉组子系统.本区经历了多期构造叠加后使得本区整体呈缓西倾的单斜构造,在东部出露一套呈南北向展布的长条状碳酸岩类地层,岩溶裂隙发育,是岩溶裂隙水的主要补给区;另外,地表水系也是地下岩溶裂隙水补给源之一,其主要通道是灰岩出露区内河道里的断层带,如浊漳河的北、西、南三源出口附近至石梁之间,河流流量明显减少[14].岩溶水在东部接受大气降水和地表水的补给,然后向下渗流,此时地下水由浅(东)到深(西)顺层汇流;在煤系地层露头附近达到区域潜水面,汇入强水平径流带中并向矿区岩溶地下水的集中径流出口汇聚,此时地下水汇流方向由西向东.另外,矿区中深部(西)埋藏深度大的煤系地层裂隙水和奥陶系岩溶水通过新构造断裂带[15](如王庄-常村新构造断裂带)接受垂向越流补给,补给的水一边由西向东作缓慢的反倾向流汇入强水平径流带,一边向深部越流.有关资料表明[16]新生代以来文王山地垒复活;故县断层及其伴生构造是新生的新构造断裂;但中华-安昌地堑未被复活.其中文王山地垒和故县断层及其伴生构造在垂向上得到越流补给,在侧向上汇聚次一级导水裂隙中的水,而中华-安昌地堑则起阻水作用.另外根据常村三维地震勘探资料,在安昌断层北侧井田存在奥陶系灰岩顶部低速异常区,该区域奥灰岩裂隙发育并且充水.奥灰富水异常区就分布在这些地点,见图2.矿井西部发育的近南北向的褶皱,特别是向斜轴部产生的张性裂隙则是次一级的导水通道,向文王山地垒和故县断裂带汇聚.图2中姬村向斜轴部就分布着奥灰富水异常区.以上这些区域也是陷落柱发育的地方,地下水径流对陷落柱的发育存在着重要的影响.3.3 构造发育条件潞安矿区的构造应力场自上新世的NNE-SSW向变为现今的NEE-SWW向,使得常村井田内NNE,NEE,NE向断层具备张扭性的性质.由于断层的存在,其伴生、次生裂隙,节理裂隙比较发育.特别是正断层,其两盘相对滑动产生的次生应力会使伴生的剪裂隙和张裂隙进一步扭转.其中的破裂面及与断层平行的裂隙会发生扭张而转化为张扭性裂隙,从而导致在距断层一定距离处出现大量张扭性裂隙.那些被张性裂隙所“切割”的岩石碎块就容易垮落,有利于陷落柱的进一步发育.例如,常村井田内故县断层及其伴生构造和NEE向的断层附近就发育大量的陷落柱,见图2.井田西部发育有一系列近南北向的背、向斜.由于受到挤压作用,向斜轴部的岩层底面,产生张性裂隙,而在背斜轴部的岩层底面,则产生压性或压扭性断裂裂隙.另外,向斜轴部的岩层压力比背斜轴部岩层压力大,压力与重力方向相同,压力较大有利于岩块冒落.因此,向斜构造比背斜构造更容易形成陷落柱.例如,在姬村向斜轴部及转折端附近就发育有大量的陷落柱,以上实例都说明了构造对陷落柱发育有很大的影响.另外,陷落柱长轴发育的方向和应力方向也有关系,例如在统计姬村向斜轴部100 m范围内发育的15个陷落柱中有10个长轴方向和姬村向斜轴平行,这说明了陷落柱长轴发育方向与最大水平主应力方向是垂直的.矿区上新世到现今构造应力场由NNE-SSW向转变为NEE-SWW向.从表1统计的陷落柱长轴发育的主要方向NNW-SN和NEE-EW向可知,也基本符合这一规律.3.4 三者之间的关系构造运动,特别是差异升降运动[17]对侵蚀基准面升降有很大影响,也会产生大量的裂隙、节理和断层,这些对地下水径流条件有很大的影响,而地下水沿着裂缝、节理和断层进行可溶性流动形成岩溶,并对岩溶周围岩石的塌落起促进作用,岩石垮落又产生大量的裂隙、节理和断层.综上所述,陷落柱形成的3个主要原因不是独立的,而是相互联系共同作用陷落柱的发育.4 结语(1)通过对常村井田揭露的陷落柱进行统计分析发现,陷落柱一般发育在断层及其伴生结构附近和向斜轴部及转折端,而这些区域也常常是奥灰富水异常区.(2)从岩溶发育条件、地下水径流条件以及构造发育条件等3个方面对常村矿陷落柱成因进行了分析,指出上述3个条件是常村井田陷落柱发育的主要因素,且三者相互联系,得出了陷落柱发育的规律,进而对指导煤矿安全生产具有重要的意义.参考文献:[1] 钟亚平.开滦煤矿防治水综合技术研究[M].北京:煤炭工业出版社,2001.[2] 曹代勇,张杰林,关英斌,等.潞安矿区构造格局及构造演化[J].煤炭学报,1995,20(2):174-178.[3] 马永明.潞安-长治矿区地质构造形成机制探讨[J].中国煤田地质,2005,17(1):1-3.[4] 曹代勇,关英斌.晋-获断裂带分段模式研究[J].大地构造与成矿学,1997,21(4):323-329.[5] 白海波, 缪协兴.潞安矿区奥陶系岩溶演化主控因素分析[J].采矿与安全工程学报,2008,25(1):17-21.[6] 李祥根.中国新构造运动概论[M].北京:地震出版社,2003:19.[7] 钱学溥.石膏喀斯特陷落柱的形成及其水文地质意义[J].中国岩溶,1988,7 (4):344-34.[8] 尹尚先.煤矿区突(涌)水系统分析模拟及应用[D].北京:中国矿业大学(北京) ,2002.5.[9] 王锐.论华北地区岩溶陷落柱的形成[J].水文地质工程地质,1982 (1):37 - 44.[10] 徐卫国,赵桂荣.试论岩溶矿区地面塌陷的真空吸蚀作用[J].地质论评,1981 ,27(2):175-180.[11] 张茂林,伊尚先.华北型煤田陷落柱形成过程研究[J].煤田地质与勘探,2007,35(6):26-29.[12] 史红霞.潞安矿区岩溶陷落柱相关因素分析[J].煤,2004,13(4):52-53.[13] 刘芳珍.潞安矿区奥陶系岩溶发育规律及成因探讨[J].地下水,1997,20(2):70-73.[14] 河南省煤炭地质勘察研究院.常村煤矿生产矿井地质报告[R]. 2004.[15] 白海波, 缪协兴.王庄-常村断裂带新生性及其控水作用[J].辽宁工程技术大学学报,2006,25(增刊):25-27.[16] 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常村煤矿设计

目录第一章井田概况及地质特征 (2)第一节井田概况 (2)第二节地质特征 (5)第二章井田开拓 (19)第一节井田境界及储量 (19)第二节矿井设计生产能力及服务年限 (20)第三节井田开拓 (21)第三章大巷运输及设备 (40)第一节运输方式的选择 (40)第二节运输设备选型 (41)第四章采区布置及装备 (43)第一节采煤方式 (43)第二节采区布置 (45)第三节巷道掘进 (46)第五章通风和安全 (49)第一节概况 (49)第二节矿井通风 (49)第三节安全 (79)第六章矿井主要设备 (85)第一节主、副井提升设备 (85)第二节通风设备 (86)第三节排水设备 (88)第四节压风设备 (90)第七章给水排水 (92)第一节给水 (92)第二节排水 (95)第三节地面消防 (95)第四节井下消防洒水 (96)第八章采暖、通风、及供热 (97)第一节采暖与通风 (97)第二节井筒防冻 (97)第三节锅炉房设备 (98)第四节室外热力管网 (98)第九章环境保护 (99)第一节环保设计依据及标准 (99)第二节矿井建设对环境的影响 (99)第三节各类污染的防治办法 (100)第十章职业安全与卫生、节能 (104)第一节矿井灾害因素分析 (104)第二节安全办法 (107)第三节节能 (113)第十一章建井工期 (117)第一节建井工期 (117)第二节产量递增计划 (118)第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置常村煤矿位于山西省长治市屯留县境内,距潞矿集团约9km,地理坐标东经113°00′,北纬36°20′。
公路交通十分便利。
井田中部有东西向309国道穿过,南北向208国道从井田东部通过,另外矿井还建有铁路专用线。
北距太原市200km,南距长治市23km,东距长治北火车站15km,交通十分便利,见图。
二、地形地貌及河流常村煤矿位于长治盆地西部,全区广为第四系黄土沉积掩盖,地形平缓,局部黄土冲沟发育,为高原盆地内的河谷平原区。
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煤柱留设规定M i c r o s o f t W o r d文档(总1页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除渑池县昌平煤业有限公司矿井煤柱留设情况说明昌平煤业生产技术部渑池县昌平煤业有限公司矿井煤柱留设情况说明煤矿开采中,确定合理的煤柱尺寸,其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。
通常,煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时,煤柱承受的压力就较大。
煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质,并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。
根据有关规定,及昌平煤业现场实际情况留设:井田边界煤柱:30m;阶段煤柱:斜长为60m,若在两阶段留设,则上下阶段各留30m;井田浅部防水煤柱:斜长为50m;断层煤柱:断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况,落差很大的断层,断层一侧的煤柱宽度不小于30m;落差较大的断层,断层一的煤柱宽度一般为10~15m;落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。
工业广场煤柱:根据工业广场占地面积,按几何作图法确定;斜井井筒保护煤柱:两井中间为30m,两侧各为30m;煤层大巷护巷煤柱:对近水平煤层,运输大巷与回风大巷布置在开采水平时,两巷水平间距为20m,垂距为10m,回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱:采区边界煤柱的作用是:将两个相邻采区隔开,防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延;避免从采空区大量漏风,影响正在生产的采区风量。
一般取10m;采区煤层上山:两巷中间为20m,两侧各为20m;区段煤柱:斜长10m;1、采区上(下)山间的煤柱宽度(沿走向):对薄及中厚煤层为20m;对厚煤层为20~30m。
工作面停采线至上(下)山的煤柱宽度:对薄及中厚煤层约为20m;对于厚煤层约为30~40m。
2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度:对薄及中厚煤层约为8~15m。
对于厚煤层约为30m。
3、运输大巷一侧煤柱宽度:对薄及中厚煤层约为20~30m;对于厚煤层约为25~50m。
常村矿2.4Mt-a新井设计(煤田充填开采技术浅谈)

目录(一般部分)1 井田概述及地质特征 (1)1.1 井田概述 (1)1.1.1 交通位置 (1)1.1.2 矿区气候与气象 (2)1.1.3 地形与河流 (2)1.1.4 地震 (2)1.2 地质特征 (3)1.2.1 地层 (3)1.2.2 构造 (3)1.2.3 煤系及煤层 (3)1.2.4 煤质 (4)1.2.5 水文地质 (4)1.3 煤层特征 (6)1.3.1 煤层 (6)1.3.2 煤层顶底板 (8)1.3.3 煤质及工业用途 (8)1.3.4 瓦斯 (10)1.3.5 煤尘和煤的自燃倾向性 (11)1.3.6 地温 (12)2 井田境界与储量 (13)2.1 井田境界 (13)2.1.1 井田境界划分的原则 (13)2.1.2 开采界限 (13)2.1.3 井田尺寸 (13)2.2 矿井储量计算 (13)2.2.1 构造类型 (13)2.2.2 矿井工业储量 (13)2.2.3 矿井可采储量 (14)3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 (17)3.1 矿井工作制度 (17)3.2 矿井设计生产能力及服务年限 (17)3.2.1 确定依据 (17)3.2.2 矿井设计生产能力 (17)3.2.3 矿井服务年限 (17)4 井田开拓 (19)4.1 井田开拓的基本问题 (19)4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 (19)4.1.2 工业场地的位置 (21)4.1.3 开采水平的确定及采采区划分 (21)4.1.4 主要开拓巷道 (21)4.1.5 矿井开拓延伸方案及阶段划分 (21)4.2 矿井基本巷道 (25)4.2.1 井筒 (25)4.2.2 井底车场及硐室 (26)4.2.3 主要开拓巷道 (27)5 准备方式—带区巷道布置 (35)5.1 煤层地质特征 (35)5.1.1 带区位置 (35)5.1.2 带区煤层特征 (35)5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 (35)5.1.4 水文地质 (35)5.1.5 地质构造 (36)5.1.6 地表情况 (36)5.2 带区巷道布置及生产系统 (36)5.2.1 带区准备方式的确定 (36)5.2.2 带区巷道布置 (36)5.2.3 带区生产系统 (37)5.2.4 带区生产能力及采出率 (38)5.3 带区车场选型计算 (40)5.3.1 带区车场的形式 (40)5.3.2 带区车场的调车方式 (41)5.3.3 带区主要硐室布置 (41)6 采煤方法 (43)6.1 采煤工艺方式 (43)6.1.1 带区煤层特征及地质条件 (43)6.1.2 确定采煤工艺方式 (43)6.1.3 确定工作面长度 (44)6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 (45)6.1.5 进刀方式 (46)6.1.6 移架方式 (46)6.1.7 移运输机方式 (46)6.1.8 放煤方式 (47)6.1.9 采煤工艺 (48)6.2 设备 (49)6.2.1 液压支架 (49)6.2.2 采煤机 (51)6.2.3 工作面主运输设备 (52)6.3 顶板管理 (55)6.3.1 支护设计 (55)6.3.2 工作面顶板管理 (56)6.3.3 工作面上、下端头及出口的顶板管理 (58)6.4 劳动组织和工作面成本 (59)6.4.1 劳动组织 (59)6.4.2 工作面成本 (59)6.5 回采巷道布置 (61)6.5.1 回采巷道布置方式 (61)6.5.2 回采巷道参数 (62)7 井下运输 (67)7.1 概述 (67)7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 (67)7.1.2 运输距离和货载量 (67)7.1.3 矿井运输系统 (68)7.2 带区运输设备选择 (69)7.2.1 设备选型原则 (69)7.2.2 带区设备的选型 (69)7.2.3 带区运输能力验算 (72)8 矿井提升 (75)8.1 矿井提升概述 (75)8.2 主井提升 (75)8.2.1 箕斗 (75)8.2.2 提升机 (75)8.2.3 钢丝绳技术特征 (76)8.2.4 提升能力验算 (76)9 矿井通风及安全 (81)9.1 矿井通风系统的选择 (81)9.1.1 矿井通风系统的基本要求 (81)9.1.2 矿井通风系统的确定 (81)9.1.3 带区通风系统的确定 (83)9.2 矿井风量计算 (84)9.2.1 通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定 (84)9.2.2 各用风地点的用风量和矿井总用风量 (86)9.2.3 风量分配及风速验算 (92)9.2.4 通风构筑物 (93)9.3 矿井通风阻力计算 (94)9.3.1 计算原则 (94)9.3.2 矿井最大阻力路线 (94)9.3.3 矿井通风阻力计算 (94)9.4 选择矿井通风设备 (98)9.4.1 选择主要通风机的基本原则 (98)9.4.2 通风机风压的确定 (98)9.4.3 主要通风机工况点 (101)9.4.4 主要通风机的选择及风机性能曲线 (101)9.4.5 电动机选型 (103)9.5 安全灾害的预防措施 (104)9.5.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 (104)9.5.2 预防井下火灾的措施 (104)9.5.3 防水措施 (105)10 矿井基本技术经济指标 (107)参考文献 (109)(专题部分)煤田充填开采技术浅谈 (111)引言 (113)1 国内外煤矿充填开采的发展状况 (113)2 充填开采方法分类 (114)3 应用现状 (116)3.1 应用情况 (116)3.2 充填效果 (117)4 存在的问题及发展方向 (117)4.1 存在问题 (117)4.2 发展方向 (118)4.2.1 强化规划引导,扩大充填开采技术应用区域 (118)4.2.2 依靠科技进步,推进充填开采理论研究和先进技术攻关 (118)4.2.3 坚持因地制宜,积极推广应用充填开采技术 (119)4.2.4 加强行业管理,引导和规范充填开采健康发展 (120)5 煤矿充填开采的意义 (120)6 结论 (121)致谢 (125)1 井田概述及地质特征1.1 井田概述1.1.1 交通位置常村矿位于长治盆地西部,地势平坦,属于农业区,主要农作物有玉米、小麦、谷子、蔬菜等。
区段煤柱尺寸优化的数值计算

中州煤炭
总第 198 期
区段煤柱尺寸优化的数值计算
1 张科星 , 郭 1 2 1 1 鹏 , 李正刚 , 刘智超 , 王克伟
( 1. 河南大有能源股份有限公司 常村煤矿, 河南 义马 472300 ; 2. 辽宁工程技术大学 矿业学院, 辽宁 阜新 123000 ) 3 一片工作面区段煤柱不同尺寸下的应力分布规律, 摘要: 通过 FLAC 计算的方法, 研究了某矿六区 5得出 不同宽度煤柱的弹性区与塑性区范围, 并确定了适合该矿条件合理宽度的煤柱, 提高了工作面安全性, 减少 了由于区段煤柱留设不合理所造成的资源损失 。 关键词: 区段煤柱; 弹性核区; 数值模拟; FLAC 中图分类号: TD822. 3 文献标志码: B 文章编号: 1003 - 0506 ( 2012 ) 06 - 0050 - 03 表1
图2
工作面走向模型
通, 显然此时煤柱宽度无法保证巷道的稳定 , 危及 53 S 二片工作面回风巷安全。
( 1 ) 煤柱宽 10 m 时垂直应力分布如图 3 ( a) 所
( Ⅰ、 Ⅱ) 和弹性区 ( Ⅲ、 Ⅳ ) 。 区段煤柱保持稳定的 , 基本条件是 煤柱两侧产生极限平衡区在煤柱中央 存在一定宽度的弹性核区, 弹性核区的宽度不小于 [1 2 ] : 煤柱高度的 2 倍。则煤柱宽度 B 为 B ≥L + 2 m + L0 L= 其中, ( 1) m KγH + C cot φ ln K 为应力集中系 2 ξf ξ( p + C cot φ) 数; p 为支架对煤帮的阻力; m 为煤层开采厚度; C 为煤的黏聚力; φ 为煤体的内摩擦角; f 为煤层与顶 底板接 触 面 的 摩 擦 因 数; ξ 为 三 轴 应 力 系 数, ξ = ( γH + C cot φ) ( 1 - sin φ) 2sin φ 1 + sin φ ; L0 = r - C cot φ 1 - sin φ r( r 为巷道半径 ) 。 代入公式 ( 1 ) , 得煤柱宽度 B ≥ 15. 453 m。即区段煤柱尺寸不得小于 15. 453 m。
常村井田王庄村合理留设保护煤柱的探讨

留县 管 辖 , 人 口约 2 0 0 0人 , 不 宜 搬迁 , 需 要 对其 进 行 合 理 留设 保 护 煤柱 。
2 留设 保 护 煤 柱 的 方 法
保 护煤 柱 就 是 专 门留在 井 下 不 予 开 采 的 、 旨在
保护其上方岩层 内部和地表 的保护对象 不受开采影 响的那部分煤柱 。留设保护煤柱 的实质就是根据 已 掌 握 的地表 移 动 变形 规 律 ,在 煤 层层 面上 圈定 一 个 保 护 煤 柱 的边 界 , 回采 仅 在该 边 界 之 外 进 行 , 使 开 采 影 响不 波 及 到需 要保 护 的范 围 内。 当前 留设 保 护煤 柱 常 用 的三 种方 法 是 :垂 直 断 面法 、 垂线 法 和数 字 标 高投 影 法 。垂 直断 面 法是 采用 图 解 的方 法 , 作 沿 煤 层走 向 和沿 倾 向的 垂 直剖 面 , 在 剖 面 图上 确 定 煤柱 的边 界 宽 度 ,并 投 影 到 平 面 图上 而 得 的保 护 煤 柱边 界 。垂 线 法 就是 用 解 析 法 留设 保 护煤 柱 , 先 作 为 受 护 面积 边 界 的垂线 , 利 用 公 式 计算 垂 线 的长 度 , 再 在 平 面 图上 量 出垂 线 的 长度 , 从 而确 定保护煤柱边界。数字标高投影法是根据地表移动 角参数 , 利用标高投影 , 绘 制出各保护煤柱各侧 面的 等高线 , 它与煤柱底板等高线 的交线 , 即为保护煤柱
煤矿 现 代化
2 0 1 3 年第5 期
总第1 1 6 期
常村 井 田王庄村 合理 留设保 护煤柱 的探讨
史世 东
( 山西潞 安矿 业集 团公 司, 常村煤矿 0 4 6 1 0 程 中,局 部 区域 上部 的 各种 建 筑物 和构 筑物 会 受到 采 空 区上 覆 岩层 移动 造成 变形 或破 坏 。 虽然近 年 来压煤 开 采技 术取得 了很 大 的进 步 , 但是 在 对矿 区 内的 一些 不 宜搬 迁的住 宅 区和村 庄 等 , 仍 然 采 用 留设 保 护煤 柱 的方 法加 以保 护 。 留设保 护 煤柱 就 意味 着放 弃部 分煤 炭 资源的 开采 , 因此 , 在 保 证结 构稳 定 的 同 时 , 又要 减 少煤炭 资源 的损 失 , 就是 要 合理 留设 可靠的保 护 煤柱 。 关键 词 留设 保 护煤 柱 ; 地 质 采矿 条件 ; 对 比 中图 分类 号 : T D8 2 3 . 5 文献 标志 码 : B 文 章编 号 : 1 0 0 9 — 0 7 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 1 1 一 O 2
常村矿21延深区煤仓掘砌施工及应用

di 03 66i n17 — 9 3 0 1 4 5 o 1 . 9 .s. 2 9 4 . 1. . 5 : 9 s 6 2 00
能 源 技 术 与 管 理
2 1 年第 4 01 期
常柯矿 2 1延深 区煤仓掘砌施工 及应用
张 [ 摘 丰, 邵 轩, 张 涛
( 煤 集 团 常村 煤 矿 , 南 义 马 4 2 0 ) 义 河 7 3 0
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统, 对于全矿的安全生产具有很重要 的意义。
1 工 程 概 况
2 延 深 区煤 仓 上 口位 于 2 煤 轨皮 带 下 山下 1 1
部联络巷 , 底板标 高为 一 4 . 5 下 口位 于 2 12 6 7 m, 1 延深皮带下山中部 , 顶板标高为 一 7 . 9m, 14 3 煤仓 0 净直 径为 6I, 为 2 。煤仓 由上 口硐 室 、 收 I高 T 71 3 1 上 口 、 体 、 收 1和 下 口给 煤 机 硐 室组 成 , 图 1 仓 下 2 I 如
打 1 0 0mm钢 筋 锚 杆 ,问排 距 6 0m × 8X3 0 0 m 6 0m 并 加 打 1 . 0 m 的锚 索 , 0 m, 78×60 0m 间排 距
15 0mm X1 0 0 5 0mm;岩 层 段 打 1 8×25 0fm 0 l i
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’()* 范 围 为 塑 性 区 即 应 力 降 低 区 ; )(+’* 范 围 为 应 力 集 中
区; 随后逐渐降低到原岩应力。最大应力集 中 系 数 为 !,- , 在 距离采空区 !.* 处的应力状态与塑性区内基本相同, 应力集 中系数为 ’,/"。
$,+
合理煤柱尺寸选择 从应力分布显示模型 & 与模型 + 可以使用同一套煤柱
/
建议
( & )二一延深区顶分层工作面上、 下巷 沿 顶 掘 进 顶 板 稳
面沿倾斜方向垂直应力分布规律基本一致。距离采空区边缘
当采用锚网支护时为 定性较好, 建议采用 ’()* 小煤柱方案。 满足帮锚杆支护要求建议采用 $* 煤柱方案。当采用梯形工 字钢支架支护时建议采用 ’* 煤柱完全沿空送巷。 ( + )二一延深区顶分层工作面上、 下巷 沿 顶 掘 进 顶 板 稳 定性较差、 顶板较为破碎, 应着重从有利于巷道维护角度分 析采用大煤柱方案, 煤柱留设尺寸不小于 +.*。 作者简介 卢旭, 男, 焦作工学院毕业, 学士学位, 工程 &")+ 年 出 生 , 师, 现主要从事煤炭生产技术管理工作。 ( 收稿日期: +’’/0120+) )
较高, 因此 3 跳槽 3 现象较为严重, 而 $&0/. 岁 之 间 的 员 工 则因为家庭等原因比较安于现状, 相对而言比较稳定; 在文 化方面, 有较高学历的人一般更注重自我价值的实现, 既包 括物质利益方面的,但他们更看重的是精神方面 的 满 足 , 例 如工作环境、 工作兴趣、 工作条件等, 这是因为他们 在 基 本 需 求能够得到保障的基础上而追求精神层次的满足 , 而学历相 对较低的人则首要注重的是基本需求的满足;在 职 务 方 面 , 管理人员和一般员工之间的需求也有不同, 因此 企 业 在 制 定 激励机制时一定要考虑到企业的特点和员工的个 体 差 异 , 这 样才能收到最大的激励效力。
设 计 生 产 能 力 ’) 万 +,-, 开拓方式为斜井 ’()* 年 建 成 投 产 , 多水平分区式开采,历经多次扩建和技术改造, ’(** 年矿井 设 计 生 产 能 力 ’*. 万 +,/, ’((. 年 达 产 , &..! 年 原 煤 产 量 可采储 ’*!0(1(( 万 +。 &..’ 年底矿 井 工 业 储 量 ’&(()") 万 +, 量 *2110! 万 +。
’
’0’
问题的提出
生产状况 常村煤矿一水平回采已经结束。原煤生产现集中在二水
&0&
平二一盘区, 二一盘区 &3’ 煤和东翼 &3! 煤一分层已全部回 采结束, 现余 ) 个综采放顶煤工作面。为加快矿 井 集 约 化 建 设步伐, 确保矿井稳产高产, 现设计开采二一延深区。二一延 深区采深较大、 地压大, 巷道支护困难, 为使巷道易于维护, 减少巷道维修量, 同时为合理确定区段煤柱尺寸、 提高煤炭 资源回收率,需对二一延深区煤岩层内应力分布 进 行 研 究 , 合理确定区段煤柱尺寸, 优化工作面设计。为此, 常村煤矿与 山东科技大学联合采用计算机模拟分析等先进的 研 究 方 法 , 共同对煤岩层内应力分布进行研究分析。 地质特征 二 一 延 深 区 开 采 煤 层 标 高 3’.. !3!).% , 埋 藏 深 度 煤层赋存较稳定, 东 部 分 叉 为 &3’ 煤 和 &3! 煤 , 1).4().%, 平 均 倾 角 ’’" , 厚 度 (")4’.".%; 伪 顶 为 ."’4.")% 的 白 色 细 砂 岩, 极易冒落; 直接顶为灰黑色泥岩, 厚 !45%, 局部易冒落; 老顶为灰色泥岩, 厚 !.45.%, 较稳定; 老顶上方为侏罗系中 统上段砾岩层,随工作面回采区域增大砾岩层会大面积跨 落。 直接底为炭质泥岩, 厚 !41%, 其上有厚 ’")4!")% 的泥岩、 煤矸互叠层, 遇水极易膨胀变形; 老底为细砂岩及泥 岩 , 较坚 硬, 性质较稳定, 一般厚 &. 余米; 底部底砾岩厚 &"54)"&%。
留设方案。根据应力分布显示 ’()* 范围和大于 +.* 范围均 为应力降低区是合理布置巷道的位置, 但从围岩 受 破 坏 情 况 和巷道维护难以程度分析 +.* 煤 柱 明 显 好 于 ’()* 煤 柱 , 从
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万方数据
常村煤矿延深区区段煤柱留设研究
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 崔晓辉, 卢旭, 班胜利, 周少华, 滕海明 义煤集团常村煤矿 煤矿现代化 COAL MINE MODERNIZATION 2004,""(6) 0次
( 下转第 2! 页)
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万方数据
煤矿现代化
!11/ 年第 - 期
总第 -$ 期
不同的激励机制,对于 21 年代第一代联想人 公 司 主 要 注 重 培 养 他 们 的 集 体 主 义 精 神 和 物 质 生 活 基 本 满 足 ; 而 进 入 "1 年代以后, 新一代的联想人对物质要求更为强烈, 并有很强 的自我意识, 从这些特点出发, 联想制定了新的、 合理的、 有 效的激励方案, 那就是多一点空间、 多一点办法, 根据高科技 企业发展的特点激励多条跑道: 例如让有突出业 绩 的 业 务 人 员和销售人员的工资和奖金比他们的上司还高许 多 , 这样就 使他们能安心现有的工作, 而不是煞费苦心往领 导 岗 位 上 发 展, 他们也不再认为只有做官才能体现价值, 因为做一名成 功的设计员和销售员一样可以体现出自己的价值 , 这样他们 就把所有的精力和才华都投入到最适合自己的工 作 中 去 , 从 而创造出最大的工作效益和业绩。联想集团始终认为只激励 一条跑道一定会拥挤不堪, 一定要激励多条跑道, 这样才能 使员工真正能安心在最适合他的岗位上工作。其次是要想办 法了解员工需要的是什么,分清那些是合理的和 不 合 理 的 ; 那些是主要的和次要的; 那些是现在可以满足的 和 是 今 后 努 力才能做到的,总之联想的激励机制主要是把激 励 的 手 段 、 方法与激励的目的相结合, 从而达到激励手段和 效 果 的 一 致 性。而他们所采取的激励的手段是灵活多样的, 是根据不同 的工作、 不同的人, 不同的情况制定出不同的制度, 而决不能 是一种制度从一而终。
岩体 砾岩 细砂岩 泥砂粘 结互层 泥岩 煤 容重 剪切模量 体积模量 粘结强度 剪胀角 内摩擦角
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模型的建立
软件概述 美 国
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激励机制的建设, 需要企业家的身体力行
企业家的行为对激励制度的成败至关重要 , 首先是企业
家要做到自身廉洁, 不要因为自己多拿多占而对 员 工 产 生 负 面影响; 其次是要做到公正不偏, 不任人惟亲; 要经 常 与 员 工 进行沟通, 尊重支持下属, 对员工所做出的成绩要尽 量 表 扬 , 在企业中建立以人为本的管理思想, 为员工创造 良 好 的 工 作 环境, 最后是企业家要为员工做出榜样, 即通过展示自己的 工作技术、 管理艺术、 办事能力和良好的职业意识, 培养下属 对自己的尊敬, 从而增加企业的凝聚力。总之, 企业家要注重 与员工的情感交流, 使员工在企业的工作真正得 到 心 理 满 足 和价值的体现。当然在激励中也不能忘记对企业 家 的 激 励 , 最近国家出台对企业家的年薪制就是要充分调动企业家工 作的积极性, 进一步推动企业向前发展。 管理是科学, 更是一门艺术, 人力资源管理是管理人的 艺术, 是运用最科学的手段, 更灵活的制度调动人的情感和 积极性的艺术, 无论什么样的企业要发展都离不 开 人 的 创 造 力和积极性, 因此企业一定要重视对员工的激励, 根据实际 情况, 综合运用多种激励机制, 把激励的手段和目的结合起 来, 改变思维模式, 真正建立起适应企业特色、 时代 特 点 和 员 工需求的开放的激励体系, 使企业在激烈的市场 竞 争 中 立 于 不败。 ( 收稿日期: !11/0120!" )
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( 上接第 !" 页) 减少煤炭损失和有利于底分层煤开采角度分析 ’()* 煤柱好 于 +.* 大煤柱。
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数值模拟结果及结论
应力分布 根据计算机模拟结果显示, 模型 & 与模型 ! 顶 分 层 工 作
煤矿现代化
&..5 年第 1 期
总第 1! 期
常村煤矿延深区区段煤柱留设研究
义煤集团常村煤矿 崔晓辉 卢 旭 班胜利 周少华 滕海明 摘 要 针对常村煤矿二一延深区开采条件建立了一种数值模型,采用计算机软件模 拟研究煤岩层内应力分布规律得出区段煤柱留设尺寸, 提出了工作面上、 下巷合理布置位置。 关键词 区段煤柱 数值模型 应力分布
义煤集团公司常村煤矿位于义马煤田东部,井田面积 是义马煤业 ( 集 团 )有 限 责 任 公 司 骨 干 矿 井 之 一 。 !"#$% ,
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型进行高速计算,在解决复杂的力学问题方面提 供 了 方 便 。
;<8: 软件的理论基础是适于模拟大变形和ห้องสมุดไป่ตู้料破坏的拉格
朗日计算准则, 可以模拟工程岩体的弹塑性应变 软 化 这 一 非 线性大变形特征, 符合岩体的基本力学特征能够 比 较 真 实 地 揭示地下硐室围岩的应力状态和变形破坏特征。用户针对研 究目标建立不同形状的网格模型, 网格单元隶属 于 不 同 的 材 料特征, 在载荷作用或边界约束下每个单元具有 该 材 料 特 征 的模型网格便会变形和移动。 网格划分 二一延深区顶分层工作面煤柱留设为研究 对 象 , 模型的 几 何 尺 寸 设 计 为 宽 # 高 F&..#’*2"1%, 模 拟 ’1.% 实 体 煤 和 上 边 界 以 加 载 方 式 模 拟 52&"1)% 采 深 , 整个模 5.% 采 空 区 , 型模拟了宽 &..%, 高 11."&)% 的 二 维 物 理 空 间 , 模 拟 &3! 煤 底板至地表 1’.%。