百善煤礦工廣及附近鐵路壓煤開采方案的研究

摘 要：百善煤柱是一家衰老型礦井，現在已經全面進入回收系統保護煤柱階段。為保證礦井順利關井閉坑，百善礦根據井田內以往鐵路下煤炭開采經驗及現場地質條件，制定了合理的開采方案，確保了煤柱順利回收，取得較好效果。

關鍵詞：鐵路維修；煤柱；全部垮落法；綜采

1 背景

百善煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣百善鎮，為低瓦斯礦井，中等水文地質條件類型。剩余未開采塊段：東65煤柱煤柱工作面、6533煤柱工作面和工廣煤柱工作面。在這幾個工作面上方有一直線段鐵路。

2 鐵路特征

2.1 鐵路特征

目前，未開采塊段所影響鐵路為一條直線段，鐵路等級工企三級，保護等級為IV，長約1268m。運量為90萬噸/年（含臥龍湖礦50萬噸/年），最高運行速度為35km/h，每晝夜行車對數、最小行車間隔為每周二到三次。路基及上部建筑構成為普通粘土路基，碎石道床，混凝土軌枕，P50鋼軌，無其他上部建筑。信號、通訊設備信號為微機聯鎖。股道數量為三股道（裝車線2股，材料線1股；局部為四股）。

2.2 以前鐵路壓煤開采情況

以前鐵路下方6煤層多已開采，相關工作面為661、662、663、664、6510、6511、6512、6533、6534、6535、6537、6543、6544、654等。已開采工作面采空區采用全部垮落方式，其上方鐵路維護較好，為礦井上方鐵路維護提供了豐富的經驗。

2.3 采區鐵路壓煤情況

目前，百善煤礦鐵路下所壓煤中可采煤層為二疊系下統山西組含6煤層（組）。6煤發育較好，平均傾角3～13°，厚3.1～4m，平均厚為3.5m，為優質無煙煤。開采深度由-180m至-300m標高，埋藏深度為210m至330m，平均埋藏深度為270m。直接頂板為泥巖、粉砂巖，為不穩定～中等穩定頂板。

根據以往開采經驗，一般運煤鐵路下150～200m外的工作面回采，對運煤鐵路的影響就極其微小了，不影響運煤鐵路的安全運行。

2.4 鐵路下壓煤開采的可行性、必要性及可靠性

鐵路是特殊的構筑物。其列車運行時間是不連續的，有一定的時間間隔，這種間隔運行特點使鐵路下采煤成為可能。即采動引起鐵路產生移動和變形時，在不間斷列車運行的情況下，可以利用列車運行時間間隔，用起道、拔道、調整軌縫的一系列鐵路維修方法進行消除，使線路達到質量和規格的要求。

采深與采厚比：H÷M=270÷3.5=77≥40

式中：H-210m至330m，平均270m；M-3.1～4m，平均3.5。

符合《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》第63條規定：工礦企業專用鐵路，薄及中厚煤層的采深與單層采厚比大于等于40。

根據百善煤礦井田范圍內以往鐵路下煤層開采后，地面鐵路維護效果來看，進行鐵路下煤層開采是安全可靠的。

3 技術方案

3.1 采煤方法

根據百善煤礦以往開采積累的經驗、地面鐵路維護效果、煤層賦存條件及煤柱形狀，采用工程類比法，現決定：東65煤柱工作面采用近似傾斜長臂布置，炮采工藝；6533煤柱工作面采用近似走向長臂布置，炮采工藝；工廣煤柱工作面采用近似走向長臂布置，綜采工藝。

3.2 頂板管理方法

百善煤礦6煤層標高平均約-240m，距離地面較近及以往鐵路下煤層開采后地面鐵路維護情況來看，采用全部垮落法能夠滿足要求。

3.3 開采技術措施

鐵路下煤層開采后，地面鐵路采用維修加固措施和井下開采措施聯合布置。

地面線路維修措施如下：

（1）加高、加寬路基，保證路基的穩定性；（2）起道，消除下沉、傾斜、曲率影響；（3）拔道，消除橫向水平移動；（4）串軌，消除縱向水平移動。

安全開采措施如下：

（1）防止地面突然下沉；（2）合理布置采區，煤柱開采方向與近似鐵路平行。

3.4 行車安全措施

鐵路回填維修期間，為保障行車安全應采取以下措施：

（1）每次機車進礦之前，必須提前一天與回填部門聯系好時間，待回填部門確認安全后方可進礦。（2）在距施工維修路段兩側1公里處，設置限速、鳴笛警示，限速15kM/h。（3）機車行駛至警示標致前，必須鳴笛，并降低車速，不得超過限速。（4）遇有平交道口時，道口值班人員迅速放下道欄，禁止地面車輛和人員通行。（5）機車勻速緩慢通過維修路段，確保機車安全運行。（摘 要：百善煤柱是一家衰老型礦井，現在已經全面進入回收系統保護煤柱階段。為保證礦井順利關井閉坑，百善礦根據井田內以往鐵路下煤炭開采經驗及現場地質條件，制定了合理的開采方案，確保了煤柱順利回收，取得較好效果。

關鍵詞：鐵路維修；煤柱；全部垮落法；綜采6）維修施工人員在聽到機車鳴笛后，撤離軌道，在路基寬敞一側安全地段休息等待。

3.5 鐵路的維修方法

3.5.1 鐵路測量工作

在鐵路下沉段建立觀測站，在鐵路下沉期間定期對觀測站進行觀測，根據測量結果對鐵路及時維修。

3.5.2 下沉期間的維修方法

（1）路基加固：主要使用礦井自產矸石對路基進行加高加寬，邊坡按1：1.5，使用推土機進行分層碾壓夯實。（2）軌枕填塞：對下沉的軌道，采用起高填塞矸石壓實襯平。（3）軌道松動：對因下沉造成的軌道松動，要及時緊固道夾板及道釘。（4）水平變形：對水平變形的軌道，要及時撥正，并填實軌枕。

3.5.3 完整修復

待下沉穩定期，需對路基及軌道進行全面修整，夯實路基，檢修鐵軌及連接件，并對軌枕進行渣石鋪襯。

參考文獻

[1]徐永圻.煤礦開采學[M].徐州：中國礦業大學出版社，1999，8.

[2]金連生，牟金鎖.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[M].煤炭工業出版社.