山东里能鲁西矿业有限公司（以下简称“鲁西煤矿”）位于山东省济宁市，地理坐标为：东经116°32′36″～116°37′57″；北纬35°31′08″～35°37′01″，井田面积为54.4181km2。鲁西煤矿始建于2000年7月18日，2002年9月9日建成投产。鲁西煤矿原隶属山东省监狱管理局管理，2016年9月根据省政府安排，划归临沂矿业集团管理。矿井属于宁汶煤田，现开采两个水平，分别为-300m水平和-405m水平，主采-300m水平3煤。主要可采煤层山西组3上、3下、和太原组16、17煤层。
1．煤层反顺序开采问题的提出
鲁西煤矿辅助采区北侧3上煤层，因前期地质勘探程度低、开采技术条件等原因，赋存48.2万吨的可采资源。随着矿井煤炭资源越来越紧张，如何安全、高效地回收上部遗留的煤炭资源，成为矿井当前面临的问题。
2.煤层地质条件分析
2.1煤系地层基本情况
煤系地层均为二叠系山西组，受区域煤层赋存情况3煤分为3上、下两层煤层，3下煤层已经回采完毕。区域内构造发育受F107断层受影响，断层附近煤层倾角、厚度变化较大，南侧块段倾角、厚度变化较小，赋存稳定，夹矸增多，煤层逐渐向北变薄。
2.2煤层顶底板特征
区域内3上煤层大部可采。煤层可采厚度为0. 70m-1.52m，平均1. 2m。
顶板岩性平均厚度2m，顶板以粉砂岩、泥岩为主，局部夹炭质泥岩伪顶；底板岩性平均厚度4.7m，底板以粉砂岩、泥岩为主。
2.3反顺序开采可行性分析
反顺序开采煤层的方法在鲁西煤矿属首例，无经验。根据开采采场上覆岩层活动及矿山压力显现规律，必须满足一定的条件。反顺序开采煤层能否成立，主要因素取决于上、下煤层的层间距、采高、岩性及层间结构、煤层倾角、煤层采出后时间。
2.3.1 3上、下煤层的层间距
2017年8月对区域内进行补勘分析，3上煤层与3下煤层的层间距3-42m，平均21m，由浅部向深部层间距逐渐变厚。具体煤层间距如附图3上、下煤层间距等值线图和辅1、2、3钻孔综合柱状图。
上行开采的判别法都是围绕层间距和采厚进行的，3上、下煤层之间的间距和3下煤层采厚是影响上行顺序开采的主要技术因素。用3上、下煤层间距与3下煤层厚度的比值(K)进行判断:K=H/Mo
式中:H一层间距;M-煤层厚度
K=3～42/2.8=1～15
上、下煤层的层间距(H/M)越大、上覆煤层移动越平缓、倾刹、曲率等各种变形值越小，越有利于上行开采。当比值K> 7. 5时，可以采取上行开采。通过计算K值为1～15之间，因此上行开采要在局部地段采取一定措施。
2.3.2采高
采高是影响上覆岩层破坏状况及其高度的根本因素。一般采高越大，上煤层的下沉越大，各种变形值也增大。3下煤层平均采高为2.8m，属于中厚煤层，因此可以采取上行开采。
2.3.3 岩性及层间结构
岩石力学性质及层间结构影响覆岩破坏的高度。当顶板岩石硬度较高时，垮落带和断裂带的发育较高。在垮落过程中，顶板下沉量较小，采空区空间高，垮落过程较充分。当顶板岩石强度较低时，垮落过程中覆岩下沉量较大，采空区高度不断缩小，垮落过程发育不充分，主要以岩层弯曲充填采空区。采取全部垮落法管理顶板时，采场上覆岩层一般都形成“三带”。在不同岩层中，冒落带与裂隙带的高度范围也不同。一般在软岩层中:冒落带高度为6. 30m，裂隙带高度为8. 44m。中硬岩层中，冒落带高度为8.0m，裂隙带高度为21. 92m。坚硬岩层中，冒落带高度为21. 70m，裂隙带高度为40. 50m。
区域内3下煤层为泥岩及粉砂岩，中硬岩层中，3上煤层与3下煤层间距为3-42m，平均层间距为22m，局部小于冒落带高度，大部分处于裂隙带及弯曲下沉带中，因此大部分是可以采取上行开采。
2.3.4煤层倾角
煤层倾角主要影响采场上覆岩层破坏的空间形态。在采空区边界，由于煤柱支撑，剪切应力大，因此，垮落带及断裂带发育较中部高。倾斜煤层随倾角增大，采场顶板岩层垮落后会沿煤层底板向下滚动。煤层倾斜下方的顶板受矸石充填，垮落不充分，而倾斜上方的岩层失去垮落研石的支承，岩层垮落充分，造成冒落带和断裂带不对称。 3上煤层平均倾角5°，属于近水平煤层，因此是可以采取上行开采。
2.3.5煤层采出后时间
尽管时间因素对己上下煤层之间的采动影响关系不大，但是在上行开采中，时间是一个非常重要的因素，不但因为岩层的移动变形与时间相关，更重要的是时间可以使受到采动影响的围岩产生愈合。
波兰学者认为上、下煤层开采的时间间隔为1年以上。前苏联学者认为开采缓倾斜和倾斜煤层时，在层间距为18 m-85 m的情况下，上、下煤层开采的间隔时间为6-12个月。开采急倾斜煤层时，在层间距为8m-70m的条件下，上、下煤层开采的间隔时间为6 -10个月。
根据国内外上行开采实践经验，上行开采的时间间隔应该在1年比较合适，下部煤层开采1年后，上部岩层的运动已经趋于稳定，下部开采不会受到明显的岩层活动影响。
本区域3下煤层工作面开采结束时间，在2012年3月至2018年6月，3下煤层工作面开采结束1年后开始布置3上煤层的第一个工作面，因此可以采取上行开采。
3.结论
回采工作面反顺序开采鲁西煤矿属于首次尝试，由于没有成型的理论计算及严密的理论分析，离形成系统理论还有很大的差距，但至少为此类反顺序煤层的开采提供了经验及基础资料。
参考文献
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