晉保煤業極近距離煤層聯合錯距同采技術研究與應用

宗保東

（煤炭工業太原設計研究院集團有限公司，山西 太原 030000）

1 概況

晉保煤業主采3、12、13 號煤層，目前礦井開采12 號和上13 號煤層，12 號煤層厚度1.19～1.27 m，平均1.23 m，煤層內不含夾矸；13 號煤層位于太原組中下部，煤層均厚15.34 m，含1～3 層夾矸，其中上下煤層分層夾矸厚度0.44～6.39 m，平均4.68 m，上距12 號均厚為5.62 m，具體煤層頂底板巖層特征如圖1 所示。若單獨開采12 號煤層和13 號上煤層工作面，無法保證礦井產能，現計劃12 號和13 號上煤層進行聯合開采。

圖1 煤層頂底板巖層柱狀圖Fig.1 The histogram of roof and floor strata in coal seam

12 號、13 上號煤層之間為5.62 m 厚的泥巖隔層，當兩煤層同時開采時，會對上下煤層的安全回采產生威脅，尤其應避開采動影響應力峰值區域。為保障12 號煤層和13 上號煤層聯合開采期間圍巖的穩定，進行12 號煤層和13 號煤層聯合錯距同采技術的研究分析。

2 同采走向合理錯距分析

2.1 理論分析

（1）穩壓區計算分析。根據穩壓區理論，當進行上下煤層同采時，下煤層工作面應該在上煤層工作面頂垮落穩定后在進行開采，以避免下煤層工作面回采期間受上煤層采動影響造成圍巖變形量大、頂板大范圍冒落及煤壁片幫現象的出現。穩壓區理論計算模型如圖2 所示。

圖2 穩壓區開采計算模型Fig.2 Calculation model diagram of mining in stable pressure area

同采最小錯距Xmin表達式為：

式中：M 為煤層間距，平均5.62 m；δ 為巖層移動角，取55°；L 為安全距離，一般為20～25 m；b為12 號煤層工作面的最大控頂距，取4 m。代入式（1）得出，Xmin=25.93～31.93 m。

（2）減壓區開采計算分析。減壓區計算最小錯距公式如下：

式中：B 為煤壁塑性破壞寬度，取2 m。

根據減壓區理論分析研究12 煤層與13上煤層同時開采時的最大錯距：