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1引言

遼源集團公司西安煤業公司和梅河煤礦已步入老礦區的行列,所剩余的煤炭資源絕大部分涉及到“水體下”、“建筑物下”和“公路下”等特殊開采的問題,而煤炭資源是一種不可再生的能源,不能輕易棄之不采,作為煤炭資源緊缺的吉林省來說更為重要。所以我們如何在“公路下”進行煤炭資源開采的同時,既保證開采安全,又保護好人們賴以生存的環境、尋求出當今時空條件下環境承載力允許的最佳采出率,達到既要獲得最佳經濟效益,又要保護好環境之目的,追求開采煤炭資源與環境保護的完美、和諧的統一,解決人類與大自然和諧共處的問題。

在遼源礦業集團公司倡導的科技興煤的精神指導下,在遼礦集團高層領導的高度重視下,我們大力開展了與科研單位合作進行技術攻關來解決特殊采煤問題,從而達到安全、開采和保護之間的和諧。我們就是要通過選取各種參數分別進行采前的預測計算,從而出確定最佳開采方案,達到礦井煤炭資源的安全開采與地面保護的雙贏。

2公路下開采的分析研究及實踐

山(城鎮)-柳(河)公路斜穿梅河三井2110綜放區而過,該公路是一條省級重要公路,每天都有較大的車輛和行人的通行量,如果開采后在公路上造成突然性的抽冒塌坑,將可能造成重大交通事故導致公路交通阻塞甚至癱瘓,更有甚者會造成人員傷亡,并且還將造成巨大的經濟損失以及極壞的社會影響。

針對這一情況,經過慎重考慮后,我們與中國煤炭科學研究院北京煤炭科學研究總院特采所進行了合作研究。該項工作的主要目標是:如何保證公路上不出現塌陷坑,保證車輛和行人的安全,做到最大限度的提高殘煤區的資源回收率。

梅河三井屬于急傾斜煤層,并且在早期的開采時出現過抽冒塌陷坑,所以此次山柳公路下殘煤采區開采時,其地表移動破壞形式對山柳公路的影響至關重要。由于本區為多煤層的多次開采,在覆巖中有可能存在著足可以引發地表突然塌陷的“空洞”。為此,研究工作是從查找和探測“空洞”入手。

(1)通過采用EH-4電磁成像探測證明,在公路附近未存在“地下空洞”,為公路下開采的可行性提供了基礎依據。只要殘煤采區按預測條件正常開采,公路上不會出現地表塌陷坑。

(2)通過開采影響的地表沉陷計算分析,單一工作面開采影響地表沉降小于1-2m,因此,殘煤區不會因下沉量較大而使公路附近產生塌陷坑。

(3)依據采深采厚比分析,由于開采造成地表出現塌陷坑的可能性較小。據此,排除了因為殘煤采區的開采由上覆巖體中“空洞”突然坍塌導致地表出現抽冒塌陷坑的可能,為下一步的山柳公路下開采工作提供了技術保障。所以,開采方法和安全保障措施上作為了重點,為確保地面公路不出現突然塌陷,在工作面開采經過公路時,必須限制其工作面開采的采放高度,并盡可能保持工作面開采勻速推進,避免局部超限開采或局部出現冒頂。

在經過EH-4電導率探測和各工作面開采對山-柳公路的影響計算分析后,確定了開采技術方案,研究了公路下開采的切冒的可能性,明確了防治措施和允許的最大采放高度。解決了原設計中在公路下留設保護煤柱而損失煤炭的問題。延長了礦井壽命,創出了經濟效益。

經過2年多的地面觀測結果表明,地表沉降緩慢,在山柳公路及附近未出現地表塌陷坑。山柳公路經過回填處理后,保證了正常通車和行人的安全。

3結論

公路下采煤是一項涉及面廣、技術難度大但又是必須面對的工作。只有積極進取不斷努力走科技興煤之路,才是企業發展的唯一出路。我們通過幾年來一系列的研究和實踐,較好的解決了這一技術難題,并取得了較大的經濟效益和社會效益,使得寶貴的煤炭資源能得到充分利用,延長了礦井壽命。梅河三井在保證公路的正常通行情況下得以開采,已多采出煤炭資源11.8萬噸,獲得了利潤700多萬元。通過研究和實踐使我們基本上掌握了特殊條件下的開采經驗和關鍵性技術,為指導并解決今后特采工作奠定了良好基礎。特采工作取得的成功,為遼源礦集團公司殘煤區的開采帶來了生機。