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趙固二礦11020工作面安全煤巖柱留設研究

文檔作者：馮利民１，唐世界２，曹旭初３文檔來源：１河南能源化工集團焦煤公司趙固二礦２河南能源化工集團焦煤公司趙固一礦３中國礦業(yè)大學（北京）資源與安全工程學院，		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年05月04日
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ｄｏｉ： １０?? １１７９９／ ｃｅ２０１６０６００３
　　收稿日期： ２０１５－０７－１３
　　作者簡介： 馮利民（１９６３—）， 男， 河南焦作人， 高級工程師， 主要從事煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)管理方面的工作， Ｅ－ｍａｉｌ：
ｆｆｆｌｌｌｍｍｍ＠ １６３?? ｃｏｍ。
　　引用格式： 馮利民， 唐世界， 曹旭初． 趙固二礦１１０２０ 工作面安全煤（巖）柱留設研究［Ｊ］． 煤炭工程， ２０１６， ４８（６）： ８－１１．
趙固二礦１１０２０ 工作面安全煤（巖）柱留設研究
馮利民１， 唐世界２， 曹旭初３
（１?? 河南能源化工集團焦煤公司趙固二礦， 河南輝縣?。矗担常叮常?；
２?? 河南能源化工集團焦煤公司趙固一礦， 河南輝縣　４５３６３３；
３?? 中國礦業(yè)大學（北京） 資源與安全工程學院， 北京?。保埃埃埃福常?
　　摘　要： 為實現(xiàn)趙固二礦１１０２０ 工作面變分層開采為大采高一次采全高開采， 提高開采效
率， 在水文地質(zhì)勘探、土工試驗、點荷載強度試驗以及干燥飽和吸水率試驗的基礎上， 研究工作
面上覆巖層的富水性以及阻隔水特征， 論證工作面留設防砂安全煤（巖） 柱的可能性， 并利用現(xiàn)
場實測、經(jīng)驗公式、數(shù)值模擬等手段預計“兩帶” 發(fā)育高度。研究結(jié)果表明： １１０２０ 工作面大部
分區(qū)域均可留設防砂安全煤（ 巖） 柱進行一次采全高開采， 對于部分疏放后鉆孔涌水量仍大于
１５ｍ３ ／ ｈ的區(qū)域， 應留設防水安全煤（巖）柱， 利用該區(qū)基巖柱厚度反算安全采高。
　　關鍵詞： 大采高； 煤（巖）柱留設； “兩帶” 高度； 阻隔水特征
　　中圖分類號： ＴＤ８２２＋?? ３　　文獻標識碼： Ａ　　文章編號： 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
　　趙固二礦１１０２０ 工作面位于井田東北部隱伏露頭區(qū)，
主采二１ 煤層。原設計采用綜采分層開采， 對于新近系含水
層留設露頭防砂煤（巖）柱４０ｍ， 露頭防水煤柱７５ｍ， 對于
基巖風化帶含水層， 未留安全煤（巖）柱， 以人工開采排泄
為主。為提高生產(chǎn)效率， 該工作面準備采用大采高一次采
全高方式開采， 由于當時的水文地質(zhì)勘探精度和對含水層
認識水平有限， 且大采高綜采與分層綜采相比， 其開采強
度大大增加， 覆巖破壞高度增加， 為實現(xiàn)水體下安全采煤，
１１０２０ 工作面須重新留設安全煤（巖）柱［１－４］ 。
１?。保保埃玻?工作面概況
１１０２０ 工作面位于一盤區(qū)下山上部， 工作面走向長
２２２０ｍ， 傾斜長１８３ｍ， 開采二１ 煤層， 煤厚５?? ３６ ～ ６?? ７７ｍ，
平均６?? ０９ｍ， 平均傾角６°。煤層開采主要受新近系底部砂
礫石層孔隙水及基巖風化帶含水層水的威脅。工作面附近
鉆孔所揭露的地質(zhì)特征見表１。
８
第４８卷第６期　　　　　　　　　　　　煤　炭　工　程
ＣＯＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　　　　　　　　　　　　　?。郑铮?? ４８， Ｎｏ?? ６

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