大倾角综放开采技术研究 - 图文

组下部至山西组顶部地层之中，其侵入层位、深度、侵入体的层数、厚度均有较大变化。对3、16、17煤层的煤厚、煤质均有不同程度影响。8勘探线以北大面积的3煤层及F7断层以东16、17煤层局部被吞蚀。

根据三维地震勘探和实际揭露资料，井田内共发现陷落柱13个（均不导水）。最大的陷落柱X1在工业广场西南侧，F8断层穿过该陷落柱，剖面上呈近似锥形，在3煤处表现为一长轴250m，短轴170m的椭圆，上部塌至新生界底向上80m左右，下部直到奥灰。该陷落柱南部陷落幅度较大，内部支离破碎，北部陷落幅度较小，内部地层相对完整。

（三）水文地质情况

葛亭煤矿位于区域水文地质单元的西北部，西、北界均为奥灰隐伏露头，奥灰属Ⅱ级中等富水区，是煤系各主要含水层的补给水源，为本矿井的补给边界，东界人为边界距唐阳断层1～2km；南部以F11断层与运河煤矿为界，断层落差大于120m，南升北降，矿井内各主要含水层与对盘奥灰对口接触，因而也有可能成为本矿井补给水源。

井田共有六个主要含水层组，自上而下依次为第四系砂层、3煤顶底板砂岩、三灰、岩浆岩、十下灰和奥灰。

1、第四系砂层：第四系分上、中、下三组，上、中组均为强富水含水层，下组为粘土隔水层（S8-1和1301孔抽水试验资料：水位标高+25.64m，q=0.000878～0.01319L/s.m，k=0.03125～

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0.7229m/d，富水性极弱），有效阻止了上、中组砂层水的下渗补给。

2、3煤顶底板砂岩：顶板砂岩厚3.40～39.85m，平均18.32m；底板砂岩厚4.70～21.10m，平均11.75m。顶、底板均以细砂岩为主，为弱富水含水层（S7-5和S8-1钻孔抽水试验资料：水位标高+32.69m，q=0.003068～0.00608L/s.m，k=0.00159～0.0174m/d），通过130和230采区的实际揭露，3煤顶底板砂岩基本不富水。

3、三灰：厚3.80～7.35m，平均5.28m，为弱富水含水层（N7-5和S8-2钻孔抽水试验资料：水位标高+32.65m，q=0.000209～0.003131L/s.m，k=0.004026～0.07993m/d），随深度增加富水性减弱。三灰水量以静储量为主，易于疏干。

4、岩浆岩：井田东北部有较大规模的岩浆岩侵入，单层厚度0.40～231.37m，平均107.80m。漏水孔率50%，为富水不均匀的强富水含水层（N9-7孔抽水试验资料：水位标高+33.00m，q= 2.0513L/s.m，k=1.432m/d，属强富水含水层；-500m大巷实际揭露不富水，5302轨道顺槽施工26m时巷道左帮出水，水量20m/h）。

5、十下灰：厚3.45～8.80m，平均5.35m，富水性不均一，为弱～强富水含水层（水位标高+31.77～+33.77m，q=0.002332～0.9664L/s.m，k=0.8301～17.5952m/d），随埋深增加富水性减弱，是16煤的直接充水含水层。

6、奥灰：是开采3、16、17煤层的间接充水含水层，漏水孔率32.3％，充水空间发育。单位涌水量为0.006018～0.622L/s.m，

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水位标高为31.59～34.98m，富水性中等。

3煤矿井充水因素有三个：3煤顶底板砂岩、三灰和岩浆岩水。开采实践证明，3煤顶底板砂岩水和三灰水，水量以静储量为主，易于疏干，不会对安全生产造成威胁。F2断层以东、F7断层以西、岩浆岩侵入范围内，由于岩浆岩富水性强，再加上有的断层使3煤层与奥灰、十下灰间距缩小或对口接触，矿井充水因素增多，水文地质条件将会复杂。因此，本矿井采3煤时的水文地质条件属于裂隙类简单～中等型。

目前矿井正常涌水量442.4m/h，矿井最大涌水量479.8m/h。 （四）影响开采的其他因素 1、可采煤层顶、底板岩性

3煤层直接顶板为粉砂岩，厚度2.04m，次为泥岩，平均厚2.54m，为较稳定顶板；老顶为中砂岩，厚17m；底板以泥岩为主，厚1.45m，次为粉砂岩和细砂岩，属不稳定～较稳定底板。

2、瓦斯

3煤层瓦斯相对涌出量1.791m/t，属低瓦斯矿井。 3、煤尘爆炸性及自然发火倾向性

3煤层爆炸指数40.87%，3煤层自燃发火等级为Ⅲ级，3煤层最短发火期31天。

4、地温及地应力

工作面位于地温正常区，平均地温梯度1.49°C/100m；由于工作面位于大断层附近，裂隙发育，岩层破碎，原始构造应力已有

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所释放，应力以大地静力场型为主，即主要来自上覆地层的重力。

三、矿井生产建设情况

1、矿井于1999年2月6日正式开工建设，主、副井筒于1999年11月24日贯通。2001年1月10日正式移交生产管理，设计生产能力60万t/a，服务年限51.1年，当年生产原煤106万t。2006年核定生产能力120万t/a。主要可采煤层3、16、17，平均总厚8.50m；其中3煤层，平均厚度6.35m，倾角平均15°，最大倾角53°，属较稳定煤层。截止到2009年底矿井累计生产原煤1200余万吨。现生产工作面为330采区的3301工作面。2010年4月-6月矿井回采的2313工作面最大倾角达到49°，并实现了安全生产。

2、矿井开拓布臵。矿井采用了立井开拓，水平大巷、采区上、下山开拓布臵方式。第一水平为-386m水平，从井底车场开拓了－386m水平的东、西翼大巷。第二水平-500m水平，从-386m水平东翼轨道大巷通过主、副暗斜井延深至－500m，在-500m水平布臵了-500m水平大巷。从各水平大巷掘进采区车场和上下山布臵了各采区。

3、通风方式。矿井采用立井开拓，中央并列式通风，通风方法为抽出式，副井进风，主井回风。

四、大倾角综放工作面开采技术研究

（一）2313工作面情况 1、工作面布臵。

2313外下工作面是230采区西翼下山第四个回采工作面，工作

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