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赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究

文档作者：熊法政1 陈江峰1 杨达明2 冯建超3 文档来源： 1．河南理工大学资源环境学院 2．河南理工大学能源科学与工程学院 3．河南省新郑煤电有限责任公司		点击数：	更新时间： 2023年05月04日
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赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究
熊法政1, 陈江峰1, 杨达明2, 冯建超3
(1． 河南理工大学资源环境学院, 河南焦作454000; 2． 河南理工大学能源科学与工程学院, 河南焦作454000;
3． 河南省新郑煤电有限责任公司, 河南新郑451100)
[摘　要] 　为解决赵家寨矿新近系砂砾石层含水层下安全煤岩柱合理留设问题, 对该矿12 采区
松散层地质和水文条件进行评价, 根据评价结果, 12 采区工作面需要留设防水煤岩柱。结合UDEC 软
件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度, 择优选取综放开采公式预计导水裂缝带高度, 采用“最小有
效隔水厚度法” 选取保护层厚度; 最终计算出防水煤岩柱留设高度。研究结果表明: 12205 工作面需
要留设95． 42m 高防水煤岩柱, 12211 工作面需要留设112． 93m 高防水煤岩柱, 12201 工作面需要留设
86． 56m 高防水煤岩柱。2015 年5 月12211 工作面试采成功, 验证了防水煤岩柱留设的安全性。
[关键词] 　新近系; 松散含水层; 防水煤岩柱; 导水裂缝带
[中图分类号] TD745． 21　[文献标识码] A　[文章编号] 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 [基金项目] 国家自然科学基金(U12612031); 河南省国土资源重大改革创新问题研究项目(2014YGT09)
[作者简介] 熊法政( 1990-), 男, 河南南阳人, 在读硕士研究生, 主要从事矿井水防治和特殊煤层开采方面的学习与研究。
通迅作者: 陈江峰(1965-), 男, 河南南阳人, 博士后, 教授。
[引用格式] 熊法政, 陈江峰, 杨达明, 等． 赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究[J]. 煤矿开采, 2016,21(3):85-88．
　　在煤层隐伏露头附近和薄基岩区采煤时, 煤矿
安全生产主要受上覆松散含水层水和地表水体威
胁。基岩厚度在0 ~ 70m 时, 如果开采强度过大,
还时刻面临着水砂涌突的可能[1-5] 。煤层开采时导
水裂缝带是否导通煤层上覆砂岩裂隙含水层和松散
含水层水, 主要取决于导水裂缝带高度和开采煤层
至含水层之间的距离[6-8] 。近年来, 华东、华北、
西北等地的许多煤矿在松散含水层下采煤已经取得
了成功实践, 积累了一定的经验[9-11] 。孟召平等学
者还研究了第四系松散含水层下煤层开采突水危险
性评价和防水煤柱留设的理论与方法[12] , 但都是
针对特定矿井的研究成果, 目前还没有一个通用的
方法[13-14] 。
赵家寨矿12 采区东翼煤层受到新近系底部砂
砾石层含水层威胁, 为了解决松散含水层水下压煤
问题, 本文首先对12 采区地质和水文条件分析评
价, 确定需要留设的安全煤岩柱类型; 其次结合
UDEC 软件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度,
择优选取公式预计导水裂缝带高度, 合理选择保护
层厚度; 最终确定安全煤岩柱留设高度。采用上述
方法比直接选择保守的导水裂缝带高度计算公式降
低了22． 9m 高防水煤岩柱, 大大提高了开采上限,
取得了较好的经济效益。对有类似地质条件矿井留
设安全煤岩柱有重要的借鉴意义。
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第21 卷第3 期(总第130 期)
2016 年6 月
煤　矿　开　采
COAL MINING TECHNOLOGY
Vol． 21No． 3 (Series No． 130)
June　2016

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