蒋庄煤矿南一采区村庄下条带开采优化研究

摘要

山东枣庄矿业集团有限责任公司蒋庄矿矿区地形平坦,地面村庄集密,村庄压煤一直是制约该矿工作面布置、采掘接替的重要因素.随着该矿开采年限的增加与开采强度的加大,以及近几年村庄搬迁费用的大幅度提高,再加上村庄搬迁时间长、工作量大,造成了目前采区接续紧张的局面.可以说,村庄下采煤问题已逐步成为制约该矿可持续发展的主要问题.该文在大量的调研工作基础上,决定采用条带开采方法解决蒋庄矿村下压煤问题.条带开采是以条带煤柱形式支撑上覆岩层,合理的条带开采方法可以减少覆岩沉陷,达到控制地表沉陷和变形,实现对地面建筑物、地形、地貌及地下结构保护的目的.尽管条带法开采有资源采出率低的缺点,但条带开采法仍是解决村庄及重要建筑物下压煤开采的切实可行的途径之一.该文研究了条带煤柱的稳定性和条带开采尺寸的确定,对条带尺寸变化对地表的影响、条带开采中覆岩性质对地表沉陷的影响还进行了研究.该文首先对蒋庄煤矿南一采区条带开采前的民房开裂破坏情况进行了实地考察;然后根据蒋庄煤矿南一采区地质和开采技术条件,拟定了西刘仙庄村庄下煤层条带开采方案;并且建立了二维平面岩石力学计算模型,应用FLAC数值软件对各个开采方案的岩层移动变形过程和地表形态特征、岩层应力分布和岩层破坏形成与发展过程等进行了全面系统的计算和分析.采用JCD-2型钻孔彩色电视系统对条带开采工作面上方的垮落带、裂缝带进行观测,并对观测结果进行必要的分析;在条带开采工作面上方设计地表移动观测站,建站及观测,并进行资料分析总结.最后,综合实地调查、理论预测研究、岩石力学计算分析结果以及技术经济分析,提出蒋庄煤矿南一采区村庄下煤层开采的合理技术方案.认为在目前难以增大采高的情况下,采用采宽80m留宽80m,采高2.3m的条带开采方案,具有地表变形较小、巷道掘进量小和有利于提高生产效率的优点,为所推荐的优选方案.

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第一章绪论

1.1课题的提出及研究意义

1.2条带开采方法的研究现状

1.3本课题研究的内容和方法

第二章南一采区开采条件概况

2.1矿区地质概况

2.2地层结构特点

2.3南一采区地面村庄概况

2.4南一采区西刘仙庄地层概况

第三章南一采区条带开采覆岩破坏数值分析

3.1条带开采的岩石力学模型

3.2力学模型准则的选择和计算方案的设计

3.3计算结果分析

第四章条带开采覆岩破坏高度探测研究

4.1两带孔观测

4.2钻孔彩色电视观测

4.3覆岩破坏高度评价

第五章条带开采方案优化研究

5.1地表移动参数及条带开采最大采宽的确定

5.2条带开采方案的优化设计

5.3条带开采后地表移动与变形的预计

5.4经济效益分析

附图

第六章主要结论

参考文献

致谢