九里山煤矿14采区回采的影响因素分析

摘要：本文首先概括九里山煤矿14采区的概况：采煤范围内外上下的采掘情况、煤层情况、煤层顶底板岩性、分析其地质构造，水文地质条件、瓦斯煤尘对回采的影响，并给出具体可行的建议。

关键词：采区;回采;影响因素;分析

煤炭是不可再生资源，采区的回采率是煤矿发展的重要根本，是资源合理利用的关键。对采区的概况进行详细勘察，分析其对回采的影响，探讨其针对性措施，可以降低煤矿生产的成本、合理规划采掘接替、完成年度生产任务，保障煤矿的安全生产和生产利润。

一、九里山煤矿14采区概况

14采区地面标高+90.68m～+93.48m，工作面标高 -52.113～-139.793m，该回采工作面地面大部分为基本农田，其西北侧距亮马新村保护煤柱最短平距约270m。14煤柱工作面位于14采区中部，14轨道、皮带、回风三条上山正下方。其北邻矿井煤层露头防隔水煤（岩）柱，下至14061车场区段巷，东西两侧均为采空区。

可采倾向长度为381m， 走向长104.5～150.5m （平均124m），斜面积45613.2m2，工作面绝对瓦斯涌出量为2.86m3/min，煤层容重为1.48t/m3，工作面最大涌水量116.19 m3/h，工作面正常涌水量77.46 m3/h，工作面可采储量39.55万吨，是煤与瓦斯突出煤层。

（一）煤层情况

14煤柱工作面所在区域煤层厚度在3.1m～7.9m之间，平均煤厚6.3m。该区域内煤层厚度整体变化不大，仅工作面运输巷统尺0m～35m范围内探测煤层厚度3.1m，其他区域煤层厚度普遍在4.8m以上。计算煤层可采性指数Km=100%，煤厚变异系数r=9.4%，属稳定煤层。

平均煤厚为6.3米，煤层结构为简单;煤层倾角为12°根据14煤柱工作面掘进过程中及邻近已知采掘工作面实揭地质资料，工作面所采二1煤层多以末状及块状为主，其上部约1.0m为末状软煤，光泽暗淡;下部多为半亮型中硬煤，煤层结构简单。

（二）煤层顶底板岩性

老顶：中粒砂岩、平均厚度为17米，岩石特性浅灰色灰白色中粒结构，厚层状垂直裂隙，含方解石脉，具斜层理夹粉砂岩条带。

直接顶：粉砂岩、平均厚度为2.7米，深灰灰黑色，层面分布白云母碎片及植物化石残片。

煤层：二1煤、平均厚度为6.3米，多以末状及块状为主，其上部约1.0m为末状软煤，光泽暗淡;下部多为半亮型中硬煤，煤层结构简单。

直接底：泥岩、平均厚度为0.8米，深灰色致密有滑面具滑感，薄层状含植物化石及炭质。

老底：粉砂岩、平均厚度为10.2米，深灰色，灰黑色层面分布白云母碎片及植物化石残片。

（三）地质构造

根据14煤柱工作面回采范围内巷道及东西两侧工作面实揭地质资料，工作面所在区域地层整体呈单斜构造，倾向约124°，煤层倾角在11°～13°之间，平均倾角12°。14煤柱工作面仅在设计停采线附近存在F14-1-1断层，该断层产状：倾向174°，倾角50°，落差0.7m;该断层为近东西走向高角度正断层，系F14-1断层分支断层，斜穿整个14采区，对工作面回采影响不大。过断层前必须制定过断層安全技术措施。

二、水文地质情况及其对回采的影响

（一）顶板水

根据12-7、13-2号地质勘探孔资料，该工作面回采区域基岩厚度在74～142m之间，工作面累计采厚6.3m，矿井实测顶板导水裂隙带高度71.17m，小于该区域最小基岩厚度，无顶板水害威胁。矿井按照“（1980）豫煤基字505号文” 留设有煤层露头防隔水煤（岩）柱，且该回采工作面东西两侧紧邻煤层露头防隔水煤（岩）柱的工作面采掘时均未出现顶板突水事故，但二叠系砂岩含水层会有少量滴淋水现象，对工作面安全回采无大的影响。

（二）底板水

根据已有工作面底板注浆改造钻孔施工资料，工作面底板直接充水含水层L8灰岩含水层厚约7.5m，水位在-16～+60m之间，近三年最高水位+60m，推算底板隔水层承受最高水压约2.2MPa，底板隔水层厚度约21m，经计算突水系数约为0.105MPa/m;间接充水含水层L2灰岩含水层平均厚约11m，近三年最高水位+66m，推算底板隔水层承受最高水压约2.8MPa，底板隔水层厚度75m，经计算突水系数约为0.037MPa/m;O2灰岩含水层近三年最高水位+83m，推算底板隔水层承受最高水压约3.25MPa，底板隔水层厚度约100m，经计算突水系数约为0.033MPa/m。L8灰岩含水层突水系数大于突水系数临界值0.1MPa/m，且工作面所在区域水文地质条件极复杂，工作面回采前需实施底板注浆加固及改造、断层注浆加固工程，待评价合格后方可回采。

（三）老空及老巷

工作面北邻矿井煤层露头防隔水煤（岩）柱，无采掘活动;西侧紧邻的14021、14041、14061、14081工作面及东侧紧邻的14012、14031、14051、14071工作面均为正坡度工作面，正上方的一四采区轨道、皮带和回风三条上山巷道、本煤层内14采区煤下山及多条区段巷水均可自流至西轨道大巷，最终流入井底水仓经水泵排出，无老空及老巷积水。工作面回采过程中无老空、老巷积水危险。

（四）预计涌水量

14煤柱工作面主要受底板L8灰岩含水层突水威胁，其与14102工作面属同一水文地质单元，水文地质条件相同，故涌水量采用比拟法计算。

计算公式：

式中：Q—预计涌水量;

Q1—14102工作面涌水量30m3/h;

S—预计14煤柱工作面最大水位降深200m（L8灰岩含水层最高水位+60m）;

S1—14102工作面开采后水位降深30m。

代入公式：Q=30×（200/30）1/2=77.46m3/h

根据上述计算，该工作面预计正常涌水量为77.46m3/h，最大涌水量取正常涌水量的1.5倍，计算得116.19m3/h。

三、瓦斯、煤尘情况及其对回采的影响

（一）瓦斯

14煤柱工作面所在区域二1煤层为煤与瓦斯突出煤层，煤层埋深在145.6～233.3m。14煤柱工作面实施区域防突措施钻孔预抽回采区域煤层瓦斯前共布置13个测试点，实测最大瓦斯含量为4.94m3/t，最大瓦斯压力为0.1MPa，煤层瓦斯吸咐常数a=40.01m3/t，b=0.86MP-1，煤的挥发分V=12.96%，平均灰分Ad=22.10%，平均水分W=1.20%。14煤柱工作面预测瓦斯涌出量在2.86m3/min左右。

（二）地热、冲击地压和煤层自燃危险程度

地热：本区内二1煤层无高温区，地温在19-21℃之间。

冲击地压：依据2020年4月由河南理工大学出具的《九里山矿煤岩冲击倾向性测定技术研究》，九里山矿二1煤层及顶板岩层的冲击倾向性指标为无冲击危险。

煤层自燃危险程度：依据2000～2014年由中国矿业大学等科研院校出具的鉴定报告，二煤层属不易自燃发火煤层。

参考文献：

[1]潘一山，肖永惠，等.冲击地压矿井巷道支护理论研究及应用[J].煤炭学报，2014，39（02）：222-228.

[2]冯刚.复杂地质条件下回采技术分析[J].陕西煤炭，2018，37（04）：140-141.

作者简介：周学良（1987.04-），男，汉族，河南鹤壁人，硕士，技师助理讲师。研究方向：矿上压力及其控制