淺談礦區鐵路下壓覆煤炭資源開采方法

孫 強

(雞西市國土資源局，黑龍江 雞西 158100)

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淺談礦區鐵路下壓覆煤炭資源開采方法

孫 強

(雞西市國土資源局，黑龍江 雞西 158100)

煤礦在建設期間，為了煤炭的外運和銷售，多數礦井都修建了礦區鐵路，部分礦區鐵路壓覆了大量煤炭資源。為解決礦區鐵路壓覆煤炭資源問題，礦井積極進行礦區鐵路下開采，通過分析雞西礦區含煤地層結構及主要采煤方法，總結了大量開采經驗和方法。

礦區鐵路；采煤；開采方法

近年來，煤炭大量開采，礦區鐵路下采煤方法也日趨成熟，其技術含量和安全要求不可忽視。筆者多年參與雞西礦區鐵路下開采，總結出了一些比較適合礦區鐵路下開采的經驗和方法。

1 雞西礦區含煤地層結構及主要采煤方法

雞西礦區含煤地層主要形成于白堊系晚期，沉積前的古構造及后來的燕山運動都對含煤地層起了一定的控制作用。在煤田形成之后，南北向壓應力進一步加強，使東西向褶皺和北東、北西斷裂進一步發展，形成了位于盆地中央的平陽-麻山古背斜和走向近北東或北西方向的剪切斷裂。煤系地層從下往上分別是滴道組、城子河組和穆棱組。巖性以礫巖為主，夾有砂巖、砂頁巖、頁巖、煤頁巖、煤、安山質集塊巖、火山碎屑巖。硬度屬于中硬性巖石，大部分煤系地層上方覆蓋著第四系沖擊層。采煤方法多數為走向長壁后退式，頂板管理為全陷法。

2 經驗分析

2.1 技術方面分析

煤柱留設：根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》，工礦企業專用鐵路保護等級定為Ⅳ級。受護面積是以路堤兩側路堤腳以外1 m為界，路塹應以兩側塹頂邊緣為界，在兩側界線以內的范圍為受護對象。沿受護對象邊界向外留設圍護帶，圍護帶帶寬取5 m。在圍護帶的基礎上向外按表土層移動角(Φ =45°)、基巖移動角(δ=73.5°β=67°r=70.8°)做剖面，投影到煤層底板，即為該剖面位置的鐵路保護煤柱點，多個剖面保護煤柱點連線就是鐵路保護煤柱線。

鐵路下采煤預計。第一，開采方法。應包括采煤方法和頂板管理方法，工作面布置、推進速度和開采順序等。多數礦井全部采用走向長壁后退式采煤方法，頂板采用全陷法。第二，預計方法。應盡可能采用先進的微機預算法和微機制圖法。第三，預計參數的選取。盡可能用本地的巖移參數，無本地巖移參數，可參考相鄰礦區相同、相似條件的巖移參數。第四，預計內容。應預計出鐵路所在處的地表下沉、下沉速度、下沉范圍、橫向移動及水平變形值，還應預計出下沉回填量及鐵路下沉的周期時間表等內容。

觀測站的設計。第一，位置和類型。應盡量設置于鐵路兩側20 m內的地面上，考慮下沉期間不被水淹沒。多數礦區鐵路兩側地勢平坦，下沉期間兩側積水，觀測站只能設置于鐵路的路堤坡上。第二，觀測點長度和間距。采深100～200 m的，點間距離為10～15 m；采深200～300 m的，點間距離為15～20 m，采深300 m以上的，點間距離20～25 m(或者設置為24 m，與一節鐵軌的長度相等)。觀測站的長度應按移動角進行計算，原則上兩端觀測點應長于移動邊界1～2個點。走向觀測站也可布置一半長度，但必須大于1.4Ho+50 m(式中Ho為平均開采深度)。第三，觀測點的建造。觀測點建在路堤坡上時，應使用混凝土(配鋼筋)條石，埋深不小于1.5 m，外露根據下沉量確定(應大于預計下沉量0.3 m)，為保證觀測點的牢固、可靠，在底部可用混凝土澆灌成底座。第四，控制點。應在觀測站兩端各設至少兩個控制點，其間距不小于45 m，與觀測站外邊界點至少50 m以外(下沉區域外)。因條件限制，可允許在一端設置控制點，但不得少于3個。

觀測站的觀測。水準測量，采用三、四等水準精度觀測，其中采前、采后用三等水準觀測，采中可用四等水準進行觀測，測量應盡可能采用附合或閉合水準法觀測。經緯儀測量，使用不低于DJ6級經緯儀，邊長須用經過比長的鋼尺丈量，按比長拉力施測，記錄測溫，按高級導線要求往返丈量并進行改正。采前采后獨立進行兩次全面觀測。采中跟據下沉情況確定(初始期和衰退期每1～3個月測1次高程；活躍期每10～15 d觀測1次高程；當下沉速度達到20 mm/d時，應每1～4 d觀測1次高程)。

觀測資料的整理與分析。建立健全觀測的野賬和臺賬，繪制下沉曲線等變形圖。對觀測的變形數據和下沉數據等資料進行分析，確定本地區的巖移參數。

在下沉期間，下沉速度可能出現忽快忽慢的現象。進入春季，天氣變暖，凍層解凍，可能出現階段性的下沉值增大、下沉速度加快的現象。危險變形期較長，一般在半年以上，鐵路維修困難。

2.2 安全方面分析

制定回填維修方法和安全行車措施。采前至少一個月備齊回填料(可用矸石山矸石)，最好就近選取回填料。及時下達鐵路下沉變形通知單，通知維修部門鐵路下沉情況。根據下沉、變形通知單，及時組織維修、回填，及時更換因下沉、扭曲變形導致受破壞的枕木、信號線路。下沉期內，設置慢行區(下沉范圍兩側各向外200 m)，車輛通過前給慢行信號，通知慢行。定期巡回檢查，檢查鐵路下沉及維修回填情況，不安全時，不行車。據多年采煤經驗，應盡可能地避開冬季鐵路下采煤，鐵路下沉特別活躍期(20 mm/d以上)宜在11月未12月初結束，也就是在嚴冬來臨之前結束，對鐵路的安全和維修工作是有益的。

2.3 經濟方面分析

根據鐵路下沉觀測情況，定期對下沉的鐵路進行回填加固，對部分受損部件進行維修?；靥钤嫌玫V井提升出來的矸石，基本不需要太大的成本，還解決了矸石占地、污染環境的問題。下沉鐵路回填維修費用主要是人工成本和運輸成本，雞西礦區多年下沉鐵路維修費用(人工成本和運輸成本)在9元/t左右。最近幾年雞西礦區噸煤平均利潤在100元以上，如果扣除出9元下沉鐵路回填成本，噸煤利潤也在90元以上。

3 結語

礦區鐵路下采煤在技術上是可行的、安全是有保障的、經濟是合理的。只要我們認真執行技術規定，真正落實安全措施，礦區鐵路下采煤會為企業、社會創造出巨大財富。

[1] 煤礦測量規程[K].北京：煤炭工業出版社，2011.

[2] 建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[K].北京：煤炭工業出版社，2000.

[3] 礦山測量手冊[K].北京：煤炭工業出版社，2000.

Discussion on mining method of coal resources under iron mine in mining area

SUN Qiang

(Jixi Land Resources Bureau, Jixi 158100, China)

During the construction period, in order to carry out the transportation and sales of coal, most of the mines have built the mining railway, and some of the mining areas have crushed a large amount of coal resources. In order to solve the problem of coal resource compaction in the mining area, the mine is actively carrying out mining under the mining area. By analyzing the coal-bearing strata structure and main coal mining methods in Jixi mining area, the mining experience and method are summarized.

Mining area railway; Coal mining; Mining method

2017-04-04

孫強(1973-)，男，工程師。

X82；TD167

A

1674-8646(2017)10-0060-02