葛泉礦陷落柱特性及開采方案優(yōu)化研究

劉銀波

（冀中能源股份有限公司 葛泉礦，河北 邢臺(tái) 054100）

煤層陷落柱實(shí)際是一種特殊形式的斷層，由煤層中的石灰?guī)r由于巖溶裂隙發(fā)育，在自重作用下呈柱狀或圓錐狀塌陷而形成的[1-5]。華北型煤田的陷落柱主要分布于石炭二疊系煤層中，具有一定的區(qū)域性。華北型煤田下組煤距離奧灰水較近，含水量豐富，水頭壓力大，絕大部分煤層要實(shí)施帶壓開采。陷落柱屬于垂向構(gòu)造，正常情況下奧灰水垂向突破向采掘工作面充水的可能性較小，但在采動(dòng)條件下，陷落柱柱體裂隙活化，奧灰水經(jīng)陷落柱突水的風(fēng)險(xiǎn)驟然增大，極易與奧灰水導(dǎo)通，形成突水。該類型的突水具有隱蔽性、突發(fā)性并且補(bǔ)給豐富，出水量大，嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)[6-9]。因此，根據(jù)陷落柱的發(fā)育特點(diǎn)與規(guī)律，采用相應(yīng)的開采方式和治理措施，降低觸及陷落柱而導(dǎo)致突水事故的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

1 地質(zhì)條件

1.1 工作面概況

132下04 工作面位于-190 水平2下煤三采區(qū)，西南為2下煤三采區(qū)上山，西北為北翼-190 大巷，東北為2下煤可采邊界，工作面標(biāo)高-70— -170 m，地面標(biāo)高97—103 m。所采2下煤平均厚度為1.77 m，煤層傾角為14°，走向長(zhǎng)約960 m，傾向長(zhǎng)220 m。該工作面共有陷落柱13 個(gè)，其中X401、X408、X411、X413、X417 這5 個(gè)陷落柱對(duì)掘進(jìn)和采煤的影響較大。

1.2 陷落柱微觀特征及組分

132下04 運(yùn)料巷和運(yùn)輸巷掘進(jìn)過程中，分別揭露陷落柱X306 和X408，從現(xiàn)場(chǎng)揭露情況看，2 個(gè)陷落柱均不含水不導(dǎo)水。為進(jìn)一步研究柱體特征，在陷落柱X306 和X408 柱體內(nèi)部采集了5 塊巖石標(biāo)本。

通過鏡下觀察（圖1）可以看出，DX306-B01標(biāo)本巖性均一，主要的成分為石英和長(zhǎng)石，填充物以云母為主，部分區(qū)域有黃鐵礦分布，極個(gè)別區(qū)域有明顯的沸石化現(xiàn)象。……