應用垂直剖面法留設高壓線走廊保護煤柱

■　冀紅娟　賈立慶

（兗礦新疆礦業有限公司硫磺溝煤礦新疆昌吉831100）

應用垂直剖面法留設高壓線走廊保護煤柱

■冀紅娟賈立慶

（兗礦新疆礦業有限公司硫磺溝煤礦新疆昌吉831100）

硫磺溝煤礦井田南部和東部區域地表分布有9條寬約200m的高壓線走廊，高壓線走廊壓覆了巨大的井田煤炭資源，本文通過采用垂直剖面法留設保護煤柱，不但保證高壓線走廊安全，同時保護礦產資源合理開采。

煤礦高壓線煤柱

1　概況

1.1井田概況

硫磺溝煤礦位于準南煤田頭屯河中游西側硫磺溝礦區中部，行政區劃隸屬昌吉市硫磺溝鎮管轄。井田面積6.13 km2，東西長1.0～5.1km，南北寬0.7～1.8km，開采標高由+978m至+300m，礦井生產能力0.9Mt/a。

1.2區域地形地貌

井田地形北高南低，海拔高程+1200～+1500m，相對高差300m，山體地形走向基本呈北東南西走向。走向呈北西～南東的溝谷較多，將井田切割成數塊臺地及低山丘陵。

1.3礦井開采情況

礦井現有3條井筒，分別為主、副斜井和斜風井，采用中央并列式通風。三條井筒井口均位于井田的東北部。

井田共劃分為三個水平：一水平(已形成)：+800m以上，階段垂高125m；二水平：+800m～+600m，階段垂高200m；三水平：+600m～+300m，階段垂高300m。

全井田共劃分3個采區，每個水平各劃分為一個采區，其中三水平(三采區)為備用采區：一采區：開采標高+800m以上，東以25勘探線為界，西至32勘探線，雙翼布置，走向長1900～3400m，東翼走向長約600m，西翼走向長1300m～2800m，垂高50m(30～32勘探線間)～125m。二采區：開采標高+800m～+650m，東以井田東部邊界為界，西至32勘探線，雙翼布置，平均走向長約5000m，東翼走向長約1500m，西翼走向長約3500m，垂高150m。三采區(備用采區)：開采標高+650m～+300m，東以井田東部邊界為界，西至32勘探線，雙翼布置，平均走向長約5000m，東翼走向長約1500m，西翼走向長約3500m，垂高350m。

生產工藝采用綜采放頂煤下行式開采，主要開采4-5號煤層和9-15號煤層。

2　高壓線走廊保護等級及其圍護帶寬度的確定

2.1高壓線走廊概況

硫磺溝煤礦井田南部和東部區域地表分布有高壓線走廊，走廊寬約200m，平均地表標高+1180m，走廊內布設各種高壓輸電線和通信光纜9條，其中：110KV高壓輸電線路3條（頭清線、清泥線、寶清線）；35KV高壓輸電線路2條（清哈線、清屯線）；10KV高壓輸電線路2條（硫礦線、硫南二線）；國防通信光纜線路2條（中國聯通、中國移動）。

高壓線走廊內，最高鐵塔（清泥線110KV）高度在30m以內，掛線5根，四角螺栓連接，鋼筋混凝土基礎。

2.2高壓線走廊保護等級及其圍護帶寬度的確定

為確保高壓線走廊的安全，合理確定走廊保護煤柱的尺寸及邊界，根據2000年5月國家煤炭工業局頒布的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》（以下簡稱“三下”采煤規程）第14條之規定，按建（構）筑物的重要性、用途以及受開采影響引起的不同后果，將礦區范圍內的建（構）筑物保護等級分為四級。Ⅱ級保護等級劃分標準為高爐、焦化爐，220KV以上超高壓輸電線路桿塔，礦區總變電所，立交橋；鋼筋混凝土框架結構的工業廠房，設有橋式吊車的工業廠房，鐵路煤倉、總機修廠等較重要的大型工業建筑物；辦公樓，醫院，劇場，學校，百貨大樓，二等火車站，長度大于20m的二層樓房和三層以上多層住宅樓；輸水管干線和鑄鐵瓦斯管道支線；架空索道，電視塔及其轉播塔，一級公路等。

考慮到硫磺溝井田高壓線走廊內線路種類多、分布密集、線路重要程度較高，且目前地表受前期開采影響已出現寬約200mm的采動大裂縫，為安全起見，綜合確定高壓線走廊的保護等級為Ⅱ級。

根據“三下采煤”規程第17條之規定，地面受護面積包括受護對象及其周圍的圍護帶。圍護帶寬度根據受護對象的保護等級確定，一般可按表1規定的數值選用。按照表1，Ⅱ級的圍護帶寬度取15m。

表1　建（構）筑物各保護等級煤柱的圍護帶寬度

3　高壓線走廊保護煤柱參數確定及留設

依據“三下采煤”規程，對于高壓線走廊保護煤柱邊界，可按移動角采用垂直剖面法進行煤柱設計。

用垂直剖面法設計與煤層走向斜交的受護對象煤柱時，在松散層內采用角劃直線；在基巖內則分別以斜交剖面移動角β′、γ′代替β、γ角劃直線。直線與煤層底板的交點即為保護煤柱在煤層該斜交剖面上的上、下邊界。

β′、γ′角按下式計算：

式中：γ、β和δ分別為上山、下山和走向方向的巖層移動角（°）；θ為圍護帶邊界與煤層走向線之間所夾的銳角（°）。

由于高壓線走廊基本分布在山體頂部，地表標高較高、基巖裸露明顯、第四系地層很薄，設計中松散層厚度按0m考慮；根據硫磺溝煤礦井田地質條件，煤層頂板巖性屬于中偏硬；由于地質報告和煤礦均沒有地表移動實測資料，設計參考“三下采煤”規程“典型工作面觀測站地表移動實測參數”中同類侏羅紀地層多處礦區的地表移動實測參數，綜合確定巖層移動角：

上山方向移動角γ=59°；

下山方向移動角β=52°。

4　結論及建議

（1）根據“三下”采煤規程相關規定，高壓線走廊受護等級為Ⅱ級，圍護帶寬度取15m。

（2）根據硫磺溝煤礦井田地質條件，高壓線走廊地表松散層厚度按0m考慮，煤層頂板巖性屬于中偏硬，結合“三下采煤”規程中同類侏羅紀地層多處礦區的地表移動實測參數，綜合確定巖層移動角為上山方向移動角γ=59°；下山方向移動角β=52°。

（3）按照“三下采煤”規程規定，根據移動角采用垂直剖面法，分別確定了4-5煤、9-15煤高壓線走廊保護煤柱的尺寸及邊界。

（4）高壓線走廊保護煤柱資源壓覆量巨大，可以通過專項研究對煤柱內資源進行開采，解放部分壓煤。

X752[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-233-2