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赵固二矿11020工作面安全煤岩柱留设研究

文档作者：冯利民１，唐世界２，曹旭初３文档来源：１河南能源化工集团焦煤公司赵固二矿２河南能源化工集团焦煤公司赵固一矿３中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，		点击数：	更新时间： 2023年05月04日
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ｄｏｉ： １０􀆰 １１７９９／ ｃｅ２０１６０６００３
　　收稿日期： ２０１５－０７－１３
　　作者简介： 冯利民（１９６３—）， 男， 河南焦作人， 高级工程师， 主要从事煤矿安全生产技术管理方面的工作， Ｅ－ｍａｉｌ：
ｆｆｆｌｌｌｍｍｍ＠ １６３􀆰 ｃｏｍ。
　　引用格式： 冯利民， 唐世界， 曹旭初． 赵固二矿１１０２０ 工作面安全煤（岩）柱留设研究［Ｊ］． 煤炭工程， ２０１６， ４８（６）： ８－１１．
赵固二矿１１０２０ 工作面安全煤（岩）柱留设研究
冯利民１， 唐世界２， 曹旭初３
（１􀆰 河南能源化工集团焦煤公司赵固二矿， 河南辉县　４５３６３３；
２􀆰 河南能源化工集团焦煤公司赵固一矿， 河南辉县　４５３６３３；
３􀆰 中国矿业大学（北京） 资源与安全工程学院， 北京　１０００８３）
　　摘　要： 为实现赵固二矿１１０２０ 工作面变分层开采为大采高一次采全高开采， 提高开采效
率， 在水文地质勘探、土工试验、点荷载强度试验以及干燥饱和吸水率试验的基础上， 研究工作
面上覆岩层的富水性以及阻隔水特征， 论证工作面留设防砂安全煤（岩） 柱的可能性， 并利用现
场实测、经验公式、数值模拟等手段预计“两带” 发育高度。研究结果表明： １１０２０ 工作面大部
分区域均可留设防砂安全煤（ 岩） 柱进行一次采全高开采， 对于部分疏放后钻孔涌水量仍大于
１５ｍ３ ／ ｈ的区域， 应留设防水安全煤（岩）柱， 利用该区基岩柱厚度反算安全采高。
　　关键词： 大采高； 煤（岩）柱留设； “两带” 高度； 阻隔水特征
　　中图分类号： ＴＤ８２２＋􀆰 ３　　文献标识码： Ａ　　文章编号： １６７１－０９５９（２０１６）０６⁃０００８⁃０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｃｏａｌ ａｎｄ ｒｏｃｋ ｐｉｌｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ １１０２０ ｍｉｎｉｎｇ
ｆａｃｅ ｉｎ Ｚｈａｏｇｕ Ｎｏ􀆰 ２ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ
ＦＥＮＧ Ｌｉ－ｍｉｎ１， ＴＡＮＧ Ｓｈｉ－ｊｉｅ２， ＣＡＯ Ｘｕ－ｃｈｕ３
（１􀆰 Ｚｈａｏｇｕ Ｎｏ． ２ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ， Ｊｉａｏｚｕｏ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈｅｎａｎ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ， Ｈｕｉｘｉａｎ ４５３６３３， Ｃｈｉｎａ；
２􀆰 Ｚｈａｏｇｕ Ｎｏ． １ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ， Ｊｉａｏｚｕｏ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈｅｎａｎ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ， Ｈｕｉｘｉａｎ ４５３６３３， Ｃｈｉｎａ；
３􀆰 Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ）， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｌｉｃｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｏｄｅ ｔｏ ｌａｒｇｅ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｆｕｌｌ－ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ ｆｏｒ １１０２０ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｉｎ
Ｚｈａｏｇｕ Ｎｏ􀆰 ２ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ， ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｅｓｔ， ｐｏｉｎｔ ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｄｒｙ ｓａｔｕｒａｔｅｄ
ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｓｔ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｉｃｈ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ ｓｔｒａｔａ， ａｎｄ
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓａｆｅｔｙ ｃｏａｌ （ｒｏｃｋ） ｐｉｌｌａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ． Ｆｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ， ｅｍｐｉｒｉｃａｌ
ｆｏｒｍｕｌａ， ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｅｘｐｅｃｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ “ｔｗｏ－ｚｏｎｅ”． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓａｆｅｔｙ ｃｏａｌ （ｒｏｃｋ） ｐｉｌｌａｒ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｆｕｌｌ－ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｏｓｔ ａｒｅａ ｏｆ
１１０２０ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ． Ｆｏｒ ｔｈｅ ａｒｅａ ｗｉｔｈ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｏｖｅｒ １５ｍ３ ／ ｈ ａｆｔｅｒ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ， ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓａｆｅｔｙ ｃｏａｌ
（ｒｏｃｋ） ｐｉｌｌａｒ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｅｔ， ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｂｅｄｒｏｃｋ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｅａ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｌａｒｇｅ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ； ｃｏａｌ （ｒｏｃｋ） ｐｉｌｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ； “ｔｗｏ－ｚｏｎｅ” ｈｅｉｇｈｔ； ｗａｔｅｒ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
　　赵固二矿１１０２０ 工作面位于井田东北部隐伏露头区，
主采二１ 煤层。原设计采用综采分层开采， 对于新近系含水
层留设露头防砂煤（岩）柱４０ｍ， 露头防水煤柱７５ｍ， 对于
基岩风化带含水层， 未留安全煤（岩）柱， 以人工开采排泄
为主。为提高生产效率， 该工作面准备采用大采高一次采
全高方式开采， 由于当时的水文地质勘探精度和对含水层
认识水平有限， 且大采高综采与分层综采相比， 其开采强
度大大增加， 覆岩破坏高度增加， 为实现水体下安全采煤，
１１０２０ 工作面须重新留设安全煤（岩）柱［１－４］ 。
１　１１０２０ 工作面概况
１１０２０ 工作面位于一盘区下山上部， 工作面走向长
２２２０ｍ， 倾斜长１８３ｍ， 开采二１ 煤层， 煤厚５􀆰 ３６ ～ ６􀆰 ７７ｍ，
平均６􀆰 ０９ｍ， 平均倾角６°。煤层开采主要受新近系底部砂
砾石层孔隙水及基岩风化带含水层水的威胁。工作面附近
钻孔所揭露的地质特征见表１。
８
第４８卷第６期　　　　　　　　　　　　煤　炭　工　程
ＣＯＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ􀆰 ４８， Ｎｏ􀆰 ６

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