高山煤礦1903采煤工作面設計停采線的研究及應用

白 濤

（貴州能發高山礦業有限公司，貴州 黔西 551512）

1 工作面概況

1903綜采工作面地面標高+1330～ +1425m，井下標高+1074.0～ +1166.9m。該工作面地面相對位于太來公路東北方向，地面對應村莊為木弄村山背后組（有民房建筑），該村位于1903工作面運輸順槽附近，其余為耕地和灌木坡地，無水體。井下位于主、副斜井東北方向，其上部為1401采空區，南側為1901工作面（已回采結束）。工作面走向長度為200.5～439m，傾斜長度184～78m，面積55495m2。煤層厚度為0.7～4.5m，平均2.8m。工作面煤巖層總體趨勢呈現東北高西南低，為一單斜構造，工作面切眼傾角為17～25°，平均21°。工作面工業儲量23.3萬t，可采儲量為22.2萬t。工作面區域內地表無河流、湖泊，含水層之間可能有裂隙水聯系，地下水主要靠大氣降水補給，補給量隨季節性變化。1903工作面充水因素主要以1401老空水及1903頂抽巷積水為主。采用相似比擬法分析，預計回采過程中，最大涌水量為40.0mm3/h，正常涌水量為3.0～12.0mm3/h。

1903工作面于2016年1月份開始初采，于2016年6月份停止回采，于2017年10月份恢復生產，回采期間可能會對木弄村山背后組民房建筑造成一定的影響。

2 建筑物下采煤設計停采線應遵循原則

建筑物下采煤設計停采線應遵循原則為：建筑物下所壓覆煤炭資源，應當遵循煤炭資源優化利用、受護對象安全、生態環境保護和企業經濟與社會效益良好等原則，除特技保護煤柱嚴禁開采（不包括巷道開拓）外，凡技術上可行、經濟上合理的，均應當進行開采；技術條件可能，但本礦井尚無成熟經驗的，必須進行試采；在目前開采技術條件下難以實現保護要求，但采用搬遷、就地重建、就地維修、改道（河流）疏干或者改造（地下含水層）等措施，在經濟上合理時，也應當進行開采。

3 建筑物下采煤留設保護煤柱計算方法

對于必須留設保護煤柱的建筑物，其保護煤柱邊界可以采用垂直剖面法、垂線法或者數字標高投影法設計。特技建筑物保護煤柱按邊界角留設，其他建筑物保護煤柱按巖移角留設。

4 1903工作面設計停采線的研究及應用

4.1 巖層移動角的計算

根據《采礦工程設計手冊》第七章保護煤柱留設中，該礦采用類比法對巖層移動角及影響范圍進行計算。經對比該礦基本情況與南桐礦區情況相似，因此決定采用南桐礦區基巖移動角計算方法進行計算，具體計算結果如下：

（1）計算1903采空區下山方向基巖移動角β：

式中：

a-煤層傾角，平均傾角為19°；

M-采厚（m），平均采厚為2.8m；

H-開采深度（m），采深約為318m。

（2）參照南桐礦區基巖移動角，結合高山煤礦實際情況，確定1903采空區走向及上山方向基巖移動角δ及r均為73°。

4.2 1903采空區影響范圍的計算

計算影響1903采空區下山方向對應影響地表范圍：

計算影響1903采空區走向及上山方向對應影響地表范圍：

4.3 1903工作面停采線設計方案

4.3.1 運輸順槽再往外推采110m

如果1903工作面按照全部回采進行設計，經計算工作面運輸順槽可以再往外推采110m，工作面回風順槽可以再往外推采140m時，地面可能受影響情況如下：

（1）計算影響地面房屋30戶（其中2戶為新建房屋，1戶為新建養牛場），預計搬遷費用約1420萬元（住宅賠償1400元/m2，新建養牛場賠償1000 元 /m2）；

（2）計算影響地面的太來路（瀝青路）340m，需進行維修。

（3）預計采出煤量11萬t。

4.3.2 運輸順槽再往外推采78m

如果1903工作面按照運輸順槽再往外推采78m，工作面回風順槽可以再往外推采108m進行設計，地面可能受影響情況如下：

（1）計算影響地面房屋16戶，其中2戶為新建房屋，1戶為新建養牛場；預計搬遷費用約750萬元（住宅賠償1400元/m2，新建養牛場賠償1000元 /m2）；

（2）計算影響地面的太來路（瀝青路）308m，需進行維修；

（3）預計采出煤量8.0萬t。

4.3.3 不波及影響村莊、村莊不搬遷

如果1903工作面按照不波及影響村莊、村莊不搬遷進行設計停采線，具體情況如下：

（1）計算影響地面房屋4戶，其中2戶為新建房屋，1戶為新建養牛場；

（2）但當工作面實際回采到現有停采線位置時，地面沒有1戶房屋受到影響，地面的太來路（瀝青路）未受影響。礦井也未對1戶房屋進行賠償。

分析：工作面如果按照不波及影響村莊、村莊不搬遷進行設計，建議以現有停采線位置為標準，不再往外回采。

4.3.4 運輸順槽再往外推采58m

如果1903工作面運輸順槽再往外推采58m（第一個斷層F1903-5位置），工作面回風順槽再往外推采88m進行設計，地面可能受影響情況如下：

（1）計算影響地面房屋11戶，其中2戶為新建房屋，1戶為新建養牛場；預計搬遷費用約600萬元（住宅賠償1400元/m2，新建養牛場賠償1000元 /m2）；

（2）計算影響地面的太來路（瀝青路）284m，需進行維修；

（3）預計采出煤量6.0萬t。

5 結論

本著1903工作面回采期間對地面建筑物影響最小，同時回采煤量最大化的原則進行分析研究。經過對比，該礦決定采用方案四確定停采線。