煤礦井下開采方法及開采順序的應(yīng)用與探討

烏蘇四棵樹煤炭有限責(zé)任公司 新疆維吾爾自治區(qū) 833019

摘要：本文主要介紹煤礦井下開采方法及開采順序論證情況。

關(guān)鍵詞：煤礦；開采方法；開采順序；探討

引言

根據(jù)煤層的厚度及賦存情況，選擇合理的開采方法及開采順序，提高資源的利用效率及經(jīng)濟效益。

一、礦井概況

井田走向長2～3km，南北傾斜寬0.5～3km，面積約5.18km2。開拓方式為斜井開拓，礦井布置有主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井及二采區(qū)回風(fēng)斜井，核定生產(chǎn)能力為120萬噸/年。

二、二采區(qū)概況

采區(qū)布置在井田Ⅷ勘探線以東，采區(qū)上部水平標(biāo)高為+1500m，下部水平標(biāo)高為+1154m，采區(qū)走向長800m至1100m，傾斜寬約830m，采區(qū)面積約1.22km2。階段垂高為346m。區(qū)內(nèi)主采煤層兩層，為B5和B6煤層。

三、開采條件

二采區(qū)的主采煤層為B5和B6煤層，傾角11至17°，硬度系數(shù)（f）=2至3。B5煤層為較穩(wěn)定的厚-特厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡單，全井田均可采，本采區(qū)范圍內(nèi)厚4.53-19.91m，平均8.73m。B6煤層主要分布在南翼，為較穩(wěn)定-不穩(wěn)定的大部可采煤層，可采范圍在加I-BⅡ線之間，南翼井田大部可采，本采區(qū)范圍內(nèi)厚0-5.13m，平均2.8m。

B5煤層底板以高炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖為主，次為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，厚度1.5米左右，下部為B5′煤層，頂板以高炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖為主，局部為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，厚度1.3至6.3米，平均厚度3.2米左右，同時是B6煤層的底板。B6煤層頂板以高炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖為主（或劣質(zhì)煤），局部為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖。

礦井為瓦斯礦井，根據(jù)實驗B組煤均具有爆炸性。

井田主體構(gòu)造為四棵樹向斜，該向斜控制著本區(qū)的水文地質(zhì)條件。

四、開拓布置

采區(qū)開拓巷道布置在+1154m水平，分別是+1154m水平軌道運輸大巷、+1154m水平膠帶運輸大巷。在井田西南側(cè)采區(qū)布置有采區(qū)回風(fēng)斜井，作為二采區(qū)通風(fēng)井和第二安全出口使用。

采區(qū)軌道上山、運輸上山和回風(fēng)上山沿采區(qū)西部邊界布置，坡度11°至17°，單翼開采。軌道上山與+1154m水平軌道運輸大巷連接，運輸上山通過二采區(qū)煤倉與+1154m水平膠帶運輸大巷連接，回風(fēng)上山與二采區(qū)回風(fēng)斜井連接。采區(qū)回采巷道沿煤層走向布置，工作面走向長度800m至1100m，傾向長度150m左右。

五、采煤方法

根據(jù)二采區(qū)B5及B6煤層賦存情況，采用聯(lián)合開采或分層開采；采用聯(lián)合開采即使用走向長壁綜合機械化放頂煤采煤法；采用分層開采B6煤層采用走向長壁綜合機械化采煤法，B5煤層仍采用走向長壁綜合機械化放頂煤采煤法，方案對比如下：

（一）方案一：B5、B6煤層分層開采

優(yōu)點：

1.B5、B6煤層間3.2米左右矸石不用采出，矸石采出量少；

2.減少運輸和選矸成本，降低選矸人員勞動強度；

3.采放比小于1：3，符合《煤礦安全規(guī)程》要求；

4.工作面回采率高，減少資源浪費；

5.有利于工作面回采期間頂板和瓦斯管理；

6.提高煤炭質(zhì)量，增強市場競爭力。

缺點：

1.巷道掘進(jìn)工程量增加近1倍，巷道支護(hù)費用加大；

2.增加了搬家倒面次數(shù)和費用；

3.安全工程量多，通風(fēng)設(shè)施多，不便于通風(fēng)管理；

4.增大了防治水及防滅火管理難度。

（二）方案二：B5、B6煤層聯(lián)合開采

優(yōu)點：

1.巷道掘進(jìn)工程量少，掘進(jìn)率和巷道維護(hù)費用減少；

2.減少了搬家倒面次數(shù)，節(jié)省了采煤工作面搬家費用；

3.安全工程量少，通風(fēng)設(shè)施少，便于通風(fēng)管理；

缺點：

1.采出矸石量大，每采出120萬噸煤需采出60萬噸左右矸石；

2.增加了選矸和運輸成本，并加大選矸人員勞動強度；

3.現(xiàn)有設(shè)備不能滿足《煤礦安全規(guī)程》中采放比小于1：3的要求；

4.B6煤層回收率低，采空區(qū)遺煤多，不利于防火管理；

5.礦壓顯現(xiàn)明顯，不利于工作面頂板管理。

綜上比較，從規(guī)范要求、安全管理及資源回收等方面考慮，采用方案一進(jìn)行八號井二采區(qū)回采作業(yè)。

六、開采順序

為做到合理開采資源，減小礦壓、水火及瓦斯等對回采工作的影響，需選擇合理的開采順序，確保工作面順利回采，具體方案如下：

（一）方案一：B6、B5煤層三上一下開采

B6煤層順序回采3個工作面后回采1個B5煤層工作面，之后B6、B5煤層工作面交替回采。

優(yōu)點：

1.采掘工作面受采動影響小，減少相互作業(yè)干擾；

2.B5煤層工作面回采前，B6煤層工作面頂板垮落充分、穩(wěn)定，形成假頂周期時間長；

3.有利于B5煤層工作面瓦斯、水及防滅火等災(zāi)害管理。

缺點：

1.由于B6煤層較薄，工作面可采儲量少，造成近兩年礦井搬家頻繁，原煤產(chǎn)量受到影響；

2.前期掘進(jìn)工程量大。

（二）方案二：B6、B5煤層一上一下開采

優(yōu)點：

有利于緩解礦井采掘接續(xù)。

缺點：

1.采掘工作面受采動影響大，采掘作業(yè)相互干擾；

2.不利于工作面頂板、水、火及瓦斯等災(zāi)害管理。

（三）方案三：B6煤層回采完成后回采B5煤層

優(yōu)點：

1.B5煤層工作面回采前，B6煤層工作面頂板垮落充分、穩(wěn)定，形成假頂周期時間長；

2.有利于B5煤層工作面瓦斯、水及防滅火等災(zāi)害管理。

缺點：

1.由于B6煤層較薄，工作面可采儲量少，造成近4年礦井搬家頻繁，原煤產(chǎn)量受到影響；

2.B6煤層工作面回采期間掘進(jìn)工程量大，接續(xù)緊張；

3.采掘工作面受采動影響大，采掘作業(yè)相互干擾。

通過以上分析，結(jié)合礦井地質(zhì)條件及采掘工程現(xiàn)狀，采用方案一。

七、專項安全技術(shù)措施

（一）正確使用好各項通風(fēng)設(shè)施，工作面定期測風(fēng)，保證實際供風(fēng)量的要求。

（二）做好工作面初次放頂及超前預(yù)裂爆破工作，使工作面頂板充分垮落。

（三）B6煤層回采期間堅持采用空區(qū)注氮、噴灑阻化劑及減少遺煤的防滅火措施，B5煤層回采期間使用黃泥灌漿、采空區(qū)注氮、噴灑阻化劑及減少遺煤的防滅火措施，做好工作面防滅火工作。

（四）布置工作面前使用物探措施，充分查明待采區(qū)域周邊老窯及火燒區(qū)情況，查明隱蔽致災(zāi)因素，發(fā)現(xiàn)異常采取針對性措施。

（五）巷道掘進(jìn)過程中堅持有掘必探，長探短掘的探放水方針，充分做好探放水工作。

（六）根據(jù)夾層厚度變化情況及頂板淋水情況，及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)。

作者簡介：

劉長鴻，男，漢，1970年10月14日出生，畢業(yè)于新疆工業(yè)高等專科學(xué)校，助理工程師，目前在新疆烏蘇四棵樹煤炭有限責(zé)任公司七號平峒生產(chǎn)副礦長。