1、煤矿上行式开采可行性分析立项可行性分析报告 。在以往传统的煤矿开采中，大多数采用下行式开采的方式进行，而近些年来，煤矿开采的实践以及相关实验证明，煤矿上行式开采在特定的条件下存在很大的可行性，并且能够带来较大的经济效益。本文通过分析影响上行开采的主要因素，探讨了上行开采机理，说明了上行开采技术的判别方法，从而深刻地剖析了该论题。 关键词：上行开采；可行性分析；煤矿 中图分类号：td82文献标识码：a 在我国传统的煤矿开采的过程中，假设煤矿是多煤层，那么大多数采用的是下行式开采。原因是：依据我国的传统理论，影响上行开采的主要因素是上、下煤层间的层间距以及下位煤层的采高。采用下行开采，是先开采上煤
2、层之后再开采下煤层，上层开采对下层的扰动较小，假设采用上行开采，那么先开采下煤层，那么较容易引起其上覆岩层的变形、断裂或崩塌，破坏上部煤层的完整性。然而，实践及科学研究证明，在某些地质和开采技术条件下，上行式开采有着自身的优势，尤其是在平安、开采技术以及提高经济效益方面具有很大的帮助。本文以某XX县区煤矿的开采为例，对影响上行开采的主要因素做了介绍，阐述了上行式开采原理，并对现行的上行开采可行性方法进行了分析。 1煤矿概况。 某煤矿地处丘陵地带，地面上下起伏，地层多为单斜构造与水平构造。矿井地质储量丰富，在不同的地质层其开矿的环境不同，如土质、土壤的黏性、煤层的厚度等都存在很大的差异。以其中一
3、个含煤地层为例，共含煤12层，全区共分为两层：m8和m14煤层。煤层的特征是，m8煤层为突出煤层，其平均厚度为2.5米，煤层的平均倾斜角为15度，顶板的直接顶是粉砂岩，厚度约为3.5米，老顶为灰岩，厚度为4.0米。而底板的直接底为粘土岩，老底为灰岩。m14煤层的平均厚度为1.2米，煤层平均倾角为19度，顶板的直接顶为炭质页岩及粉砂岩，厚约6.2米，老顶为硅质燧石灰岩，厚度为5.4米。底板的直接底为粉砂岩，老底为石灰岩。两个煤层的煤间距均为4555米之间。总体而言，该矿井的储煤量大，瓦斯含量也较高，整个矿井地质构造较单一，水文地质条件较简单。 2上行式开采机理。 （1）采场上覆岩层裂隙场开展规律
4、。 上行开采容易造成上覆岩层的原始应力失衡，导致岩体应力的重新分布。当应力超过岩层的承受范围时，必定会引起上覆岩层的变形甚至是破坏，进而产生大量的采动裂隙，并且破坏煤层，但在一段时间之后，此采动裂隙会再次闭合、压实。煤层的台阶错动，使煤层结构被破坏，这是阻碍上行开采的根本因素。因此，采用上行式开采，控制层间岩性错动、保持岩层结构的平衡是其关键之一。 （2）围岩平衡机理。 上覆岩层体可分为垮落带、断裂带和弯曲下沉带。从围岩平衡的角度来说，可分为非平衡带、局部平衡带以及平衡带。根据走向可分为离层区、原始应力区、重新压实区、稳定区及煤壁支撑区。其中，在煤壁支撑区内的压缩变形最剧烈。在离层区，由于垂直
5、方向受到拉伸作用，因此，上下离层的变形最充分；断裂带岩层在下沉的过程之中，由于岩块间的相互咬合进而平衡岩层结构。所以，在上煤层在与下煤层的平衡岩层距离较近时，适合上行开采条件。 （3）围岩平衡高度。 下煤层顶板与平衡岩层顶板之间的高度称为围岩平衡高度。围岩平衡高度受到下位煤层采高以及煤层间岩层的性状的影响，此外，还与矿山压力等有关。也就是说，煤层间平衡结构与煤层间的岩性、下位煤层采高以及上位煤层覆岩条件都有关系。在进行上行式开采的可行性分析时，要综合考虑。 3影响上行式开采的主要因素。 （1）采高的影响。 影响上覆岩层的破坏状况以及其高度的根源在于采高。采高越大，开采的空间也越大，变形越大，上
6、覆岩层的结构越不平衡，必然会导致采场上覆岩层受到严重的破坏，且随着煤层开采数的增加，其稳定性也逐步下降，因此，采用上行开采难度就越大。 （2）层间距的影响。 上、下煤层的层间距越大，上覆煤层的移动就越平缓，变形越小，越适合上行开采。如果层间距过小，那么会导致上覆煤层产生很大的变形，但在一定的技术改善的条件下，仍可采用上行式开采。 （3）采煤方法的影响。 采煤方法是控制覆岩破坏的高度的一个重要因素，在采煤方法中，其煤层顶板的管理方式决定了覆岩破坏的空间形式及高度。假设采用垮落法来管理顶板时，常常会导致覆岩的开裂性破坏，顶板下沉量随采高的变化而变化。 （4）岩性及层间结构的影响。 冒落带及裂隙带的
7、发育程度随着顶板岩层硬度的增大而增高，采空区空间高度也高，冒落越充分，所以，岩层主要是用断块来补充采空区，假设采空区高度缺乏，冒落不充分，那么岩层以岩层弯曲来补充采空区。当上覆岩层在下沉中形成平衡岩层结构，其上部的煤层会缓慢下沉，这非常有利于上行式开采。 4上行式开采可行性分析。 （1）比值判别法。 目前，比值判别法是较为常用的上行开采判别法之一，所谓的比值判别法，即：当下部开采一个煤层时，可比值k的大小判别，k=hm，其中，h表示冒落带高度，m表示下煤层采高。上行开采的实践和研究证明得知：当上、下煤层之间为坚硬岩层时，k6.3，为中硬岩层时，k=6.0，为软弱岩层时，k5.5。只有当综合比值
8、k大于或等于6.3时才适合上行式开采。此种方法简单、实用，但数据比较保守，只适宜作参考数据。 （2）“三带判别法。 当上、下煤层的层间距比下煤层的垮落带高度小时，上煤层的形态会受到严重的破坏，于是不可进行上行式开采；当上、下煤层间距比断裂带高度小或两者高度相当时，上煤层的形态会受到些许破坏，但采取一定的有效平安措施之后，即可进行上行开采；当上、下煤层的层间距比下煤层的断裂带的高度大时，上煤层会出现整体移动的现象，而形态未被破坏，因此，可进行上行式开采；当上煤层在下煤层开采引起的垮落带内时，其上煤层的结构受到了严重的破坏，下位煤层先采后上煤层就无法进行开采。岩层以及覆岩不同，其移动和破坏规律也不
9、同。在缓斜煤层，当顶板覆岩之内是坚硬、中硬、软弱以及极软弱岩层时，垮落带的最大高度可依据分层开采时的垮落带高度进行计算；当下煤层的垮落带在上煤层范围之内时，此时上煤层的断裂带最大高度使用该煤层的厚度来计算；而下煤层的断裂带最大高度应取按上、下煤层的最大开采厚度计算，作为上、下煤层的断裂带的最大高度。三带判别法的公式是统计而来或者是由破断岩体的碎涨系数反推而来，但实际上，在下位煤层开采之前，是无法准确测出其垮落带高度及碎涨系数的。 （3）围岩平衡分析法。 上行开采会导致上覆岩层的原始应力失衡，进而引起上覆岩层的横向和纵向的变形甚至是破坏，产生采动裂隙。此时，上行开采需遵守的根本准那么是：当上覆岩
10、层中存在坚硬岩层时，上煤层与下煤层的平衡岩层距离最近时，可正常进行上行开采；而当上覆岩层为软岩时，上煤层位于断裂带之内，上煤层的开采在下煤层开采引起的岩层移动稳定之后进行方可。 结语 通过以上综合的分析论证，我们可以看出，在特定的条件下，上行式开采在技术上及经济上都是合理可行的。具有节约投资、缩短工期以及提高效率的优点。此外，在上行式开采的过程中，需根据计算所得的有关参数值，只有均满足上行开采的要求才可，为了平安起见，应该上行开采营造良好的开采条件，上煤层开采应采取必要的平安措施，尽可能保障开采的平安可靠。 参考文献 1付金强.鑫运煤矿采用上行式开采的可行性分析j.科技情报开发与经济.2023（25）. 2杜计平，汪理全编著.煤矿特殊开采方法m.中国矿业大学出版社，2022. 3陈清通，王大尉.矿权重叠矿井煤层上行开采可行性分析j.煤矿开采.202223（04）. 4艾顺岭.下保护煤层的开采强度对上解放煤层影响程度的分析研究j.水力采煤与管道运输.202223（03）. 5木飞.近距离煤层上行开采可行性分析j.能源技术与管理.202223（02）. 第7页 共7页
