莊子河煤礦采煤方法及采區(qū)巷道布置

李建功

(山西長治經(jīng)坊莊子河煤業(yè)有限公司,山西 長治 047100)

1 前言

采煤方法及采區(qū)巷道的布置，需要全面地了解礦井概況，采區(qū)的地質(zhì)特征，以選擇更為恰當(dāng)?shù)牟擅悍椒ê秃侠淼牟蓞^(qū)巷道布置，充分地做好采煤準(zhǔn)備工作，使采煤工作更為順利、安全地推進(jìn)。本文以山西長治經(jīng)坊莊子河煤業(yè)為例，對如何加強(qiáng)采煤方法的選擇和巷道的布置進(jìn)行分析。

2 礦井概況

山西長治經(jīng)坊莊子河煤礦位于長治市東南約30km處，主斜井、副平硐和回風(fēng)立井位于井田中部，采用斜井—平硐混合開拓方式，共布置3個(gè)井筒。在主斜井井底布置車場及車場硐室，在井筒底部設(shè)上臺式煤倉。沿井田邊界15號煤層向西分別布置膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷及回風(fēng)大巷，3條大巷分別與主斜井、副平硐及回風(fēng)立井連接，形成礦井前期15號煤層的開采系統(tǒng)。后期開采15號煤層三采區(qū)東部剩余資源時(shí)，南北向布置采區(qū)運(yùn)輸巷、采區(qū)軌道巷及采區(qū)回風(fēng)巷，采區(qū)運(yùn)輸巷通過上倉膠帶巷與井底煤倉連接，采區(qū)軌道巷與主斜井井底車場連接，采區(qū)回風(fēng)巷與回風(fēng)大巷連接。

3 采區(qū)地質(zhì)特征

3.1 采區(qū)范圍

根據(jù)礦井的開采現(xiàn)狀及開拓布置，井田劃分為3個(gè)采區(qū)，首采區(qū)為15號煤層一采區(qū)，位于井田中部井底附近，布置一個(gè)綜采工作面，而接替采區(qū)為二采區(qū)，位于西部，地質(zhì)條件也相對較為復(fù)雜。而后是三采區(qū)，位于北邊，曾有其它煤礦公司在此開采，存在一定的采空區(qū)域。

3.2 采區(qū)地質(zhì)

開采的15號煤層，老頂為K2石灰?guī)r，直接頂為砂質(zhì)泥巖和泥巖，煤層一般為2.10～4.10m，平均厚度在3.60m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，作為正在開采的煤層，井田西部和北部15號煤層存在9個(gè)積水采空區(qū)，總水量為9.70萬m3。

3.3 采區(qū)煤質(zhì)

根據(jù)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)對開采的15號煤層的測試，檢驗(yàn)報(bào)告結(jié)果如表1?？刹擅簩勇癫靥卣鞅砣绫?。15號煤層各種硫測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表如表3。

表1 15號煤層測試結(jié)果

表2 可采煤層埋藏特征

表3 15號煤層硫測試結(jié)果

3.4 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

煤層賦存條件簡單，瓦斯含量也較低，地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)條件簡單。

3.5 采區(qū)水文地質(zhì)及采區(qū)積水

受采區(qū)地質(zhì)條件的影響，井田不同地段的富水性都存在明顯的差異。如3號、15號煤層，由于其屬于兼并重組區(qū)，受采掘破壞或影響，補(bǔ)給條件差，補(bǔ)給水源少。15號煤層積水采空區(qū)9個(gè)，總積水量為9.70萬m3，通過對其地理位置、范圍、積水量的探測，發(fā)現(xiàn)多處15號煤層頂板富水區(qū)。并且從邊界分布的4個(gè)煤礦來看，現(xiàn)開采的3號煤層與15號煤層積水采空區(qū)不相通，邊界未出現(xiàn)采空積水問題，也就是說15號煤層積水采空區(qū)對于3號煤層而言影響不大。除了振興煤礦(3號煤層)以外，東部的壺關(guān)趙屋煤礦、炭場坪煤礦以及東南部的陵川北山煤礦都開采15號煤礦，并且涌水量基本都在標(biāo)準(zhǔn)范圍，無采空區(qū)積水，按照防治水規(guī)定水文地質(zhì)及采區(qū)積水情況可以判定為中等。

3.6 采區(qū)瓦斯

根據(jù)鑒定結(jié)果，采區(qū)瓦斯屬于低瓦斯，為低瓦斯礦井。

4 采煤方法及采煤巷道的布置

4.1 采煤方法的選擇

井田內(nèi)各煤層屬于中厚～厚煤層，賦存條件良好，開采技術(shù)也較為穩(wěn)定，平均厚度在3.60m，結(jié)構(gòu)簡單，頂板可冒落，管理方便。采煤方法的選擇可以參考相關(guān)條件、環(huán)境等各方面因素相似的成功的采煤經(jīng)驗(yàn)。①采煤方法選擇傾斜長壁一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法；②采用全部跨落法應(yīng)用于頂板的管理；③采用ZF6400/16/25型放頂煤液壓支架管理頂板；④端頭、端尾分別采用π型梁配合單體液壓支柱邁步交錯(cuò)支護(hù)管理。

4.2 工作面頂板管理的具體要求

(1)浮化液濃度要符合煤礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，一般在3%～5%范圍，液壓泵站的壓力不得低于30MPa。

(2)割煤要保障煤壁割平、割直，做好各方面的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行工藝操作。如頂板無臺階、不留底煤，避免冒頂事故的發(fā)生。

(3)為避免操作不當(dāng)引發(fā)的冒頂事故，支架的操作必須要專業(yè)的操作人員進(jìn)行，避免經(jīng)驗(yàn)行事或非專業(yè)盲目操作，確保支架升平、升緊、接頂嚴(yán)密。

(4)在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，要確保機(jī)組司機(jī)與支架工的相互配合，嚴(yán)禁空頂距離過長，但頂板破裂時(shí)，要及時(shí)采取措施，在前滾筒割煤后及時(shí)移駕。

(5)做好支架、泵站的檢修工作，保障其工作質(zhì)量，避免由于支架、泵站質(zhì)量或損壞造成的采礦問題。

(6)仰采時(shí)，要帶壓移架，在支架準(zhǔn)備到位后按照要求進(jìn)行操作，避免冒頂事故。放煤后也要及時(shí)將后溜前拖，避免發(fā)生問題。

4.3 采煤巷道的布置

采煤巷道的布置是建立在確定采煤方法基礎(chǔ)上，在采用傾斜長壁一次采全高開采方法后，為了盡可能地使采煤巷道布置更為簡單，回采工作面順槽與大巷合理相連，無軌回風(fēng)順槽回風(fēng)，膠帶運(yùn)輸順槽進(jìn)風(fēng)。在初期生產(chǎn)過程中回采工作面直接由中央變電所供電，而隨著采煤推進(jìn)距離的增大，中央變電所供電難以滿足質(zhì)量要求時(shí)通過移動(dòng)變電站或采區(qū)變電所供電，以保障采煤作業(yè)。如一采區(qū)：在采煤巷道的布置上，綜采工作面和掘進(jìn)工作面相鄰布置，以150101工作面和150102運(yùn)輸、回風(fēng)掘進(jìn)順槽工作面來布置巷道。與一采區(qū)相比，二采區(qū)在基本條件一致的情況下，布置150201回采工作面和150202運(yùn)輸、回風(fēng)掘進(jìn)順槽工作面。根據(jù)比較，結(jié)合一采區(qū)、二采區(qū)地質(zhì)情況，一采區(qū)位于15號煤層井田中部，煤層賦存條件、結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件都比較簡單，瓦斯含量也比較低，更利于礦井建設(shè)期間及早投產(chǎn)，而二采區(qū)位于井田的西部，水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，礦井不宜盡快投產(chǎn)，在比較過程中，可以看出一采區(qū)更具有優(yōu)勢，見圖1。

圖1 一采區(qū)二采區(qū)相對位置示意圖

5 結(jié)語

采煤方法及采區(qū)巷道的布置建立在煤礦煤層水文地質(zhì)條件和地理環(huán)境基礎(chǔ)上，是為了提高采煤效率和質(zhì)量，而采煤方法的選擇在很大程度上決定了采區(qū)巷道的布置，采區(qū)巷道布置的合理性也進(jìn)一步保障采煤方法的可靠性，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，要加強(qiáng)對煤層各方面因素的綜合分析，以更為標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的操作方式和先進(jìn)的技術(shù)提高煤礦開采效率和質(zhì)量，確保煤礦開采的安全和效益性。