[00353427]采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术

项目以淮北矿区村庄压煤开采问题为工程背景，提出了“采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术”。该技术属于建筑物下压煤开采技术领域，旨在解决矿区村庄压煤开采问题。针对淮北矿区村庄压煤严重、迁村采煤困难这一问题，结合矿区“地质构造复杂、断层发育、工作面间多数需留设断层煤柱”这一特点，提出了“采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术”，为淮北矿区不迁村采煤提供了一条新的技术途径。该技术属于部分充填采煤技术，是宽条带开采与离层区注浆充填技术的组合，其基本原理是通过设计合理的工作面采宽并留设一定宽度的隔离煤柱控制相邻工作面均处于非充分采动状态，充分利用上覆岩层结构的自承载能力，通过地面钻孔对采动覆岩高压注浆充填形成注浆充填承载体，转移减轻隔离煤柱承担的覆岩载荷，限制采动覆岩结构的弯曲下沉量，减缓地表沉陷，达到不迁村采煤的目的。建立了注浆充填工作面采宽和隔离煤柱宽度的设计方法，形成了采动覆岩分区隔离注浆充填开采沉陷预计方法及与之配套的注浆充填工艺参数设计方法，为该技术的应用奠定了基础。“采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术”的特点与优势在于与传统的离层区注浆充填技术相比，该技术通过设计合理的工作面采宽并留设适当的隔离煤柱实现相邻多工作面注浆充填并保证采动覆岩结构的稳定性，减沉率明显增大，能实现充分采动条件下不迁村采煤；与传统的条带开采相比，采出率大大提高、工作面长度增加、巷道掘进率降低，能实现工作面高产高效；与采空区膏体充填、矸石充填等全部充填技术相比，充填系统建设周期短、初期投资少、采煤与充填相互干扰少、充填成本低，对“工作面间因构造而必须留设保护煤柱的采区”、“村庄位于采区边界导致部分压煤的采区”、“采区煤层赋存不稳定造成迁村采煤具有经济风险的采区”等条件下不迁村采煤具有更好的适应性。自2009年以来，“采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术”已在淮北矿业集团亳州煤业股份有限公司、淮北矿业股份有限公司海孜煤矿的3个压煤采区进行了应用并取得成功，地面5个村庄最大下沉值小于300mm，均处于I级破坏以内，不需要任何维修可正常使用；累计安全采出村庄下煤量229.1万t，创造采煤利润及税收9.81亿元，节省迁村费用2.48亿元，注浆充填成本折合吨煤22.5-34元/t，费用合计0.7亿元，直接经济效益达12.29亿元。项目为亳州煤业股份有限公司、海孜煤矿等企业创造了显著的经济效益，同时解决了亳州煤业股份有限公司新井投产与压煤村庄搬迁的矛盾和海孜煤矿西部井接替与压煤村庄搬迁的矛盾，在维护矿区和谐、稳定的同时，保证了矿井的正常接续与生产。实践证明，“采动覆岩分区隔离注浆充填不迁村采煤技术”是适合淮北矿区行之有效的村庄压煤开采技术。淮北矿区不仅在亳州煤业股份有限公司和海孜煤矿进行了成功应用，而且正在亳州煤业股份有限公司766工作面与1018工作面村庄压煤开采、海孜煤矿II32采区村庄压煤开采、祁南煤矿36采区村庄压煤开采、桃园煤矿北八采区宿州开发区建筑物下压煤开采进行推广应用。该技术也为其他矿区不迁村采煤提供了重要的经验与借鉴，具有广阔的推广应用前景。