八連城煤礦西部區(qū)開拓設(shè)計方案優(yōu)化

摘要：介紹采區(qū)開拓方案優(yōu)化的必要性、方法及優(yōu)化后取得的成果

關(guān)鍵詞：開拓方案設(shè)計優(yōu)化 必要性 優(yōu)化內(nèi)容 成果及效益

引言

地處東北亞長吉圖開發(fā)開放先導(dǎo)區(qū)的吉林省琿春八連城煤業(yè)有限公司八連城煤礦，是一座年設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸的現(xiàn)代礦井。于2006年末移交生產(chǎn)，2008年核定生產(chǎn)能力180萬噸/年，2011年生產(chǎn)原煤180萬噸。礦井為高瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性。該礦井西部區(qū)為中央采區(qū)的接替采區(qū)，在西部區(qū)皮帶運輸巷施工到1050m處遇輝綠巖侵入，瓦斯壓力增大，施工進(jìn)度受到很大影響，為此，根據(jù)井下實際揭露巖性情況，充分認(rèn)識到了瓦斯突出的危險性，經(jīng)過多位專家反復(fù)論證，一致認(rèn)為在西部采區(qū)原設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計，西部區(qū)皮帶運輸巷由原設(shè)計的235°方位修改為215°方位、由原設(shè)計的沿煤施工修改為-12°施工，盡快躲開輝綠巖侵入?yún)^(qū)域，消除瓦斯突出威脅，加快施工進(jìn)度，使采區(qū)巷道布置更合理、更規(guī)范，而且符合目前該礦安全生產(chǎn)需要。

一、項目建設(shè)條件

八連城煤礦為琿春礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司所屬生產(chǎn)礦井，位于吉林省延邊朝鮮族自治州琿春市境內(nèi)，行政區(qū)域隸屬琿春市三家子鄉(xiāng)，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)130°14′47″至130°17′12″，北緯42°46′41″至42°49′25″，井田面積37.3km2 。

琿春市屬中溫帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候的主要特點是：冬夏氣候受海洋影響十分顯著，表現(xiàn)為冬曖夏涼，溫和濕潤，雨量充沛。

本區(qū)屬地震活動強(qiáng)度小，頻率低的弱震區(qū)。

礦區(qū)的第四紀(jì)沖積含水層比較發(fā)育，富水性極強(qiáng)地段為琿春河沖積而成的河漫灘區(qū)，含水層平均厚度為4～7m，地下水位標(biāo)高為1.5～3m。礦區(qū)于1986年在琿春市城東距市區(qū)1.7km處琿春河北岸建了第一水源，日產(chǎn)水量12000m3，供給城西礦、三道嶺礦、英安礦及集團(tuán)本部；城西、三道嶺礦破產(chǎn)后，八連城礦供水由城西礦加壓泵站引入管線。

1．建設(shè)資源條件（西部區(qū)）

（1）主要地質(zhì)構(gòu)造

a.斷裂構(gòu)造

本區(qū)斷裂極其發(fā)育，經(jīng)三維地震后發(fā)現(xiàn)，本區(qū)斷層數(shù)量共109條。其中落差大于20m的斷層30條。以近東西向走向斷層為主，伴有北東斷層，均為正斷層。近東西向走向斷層（主干斷層）發(fā)生在盆地邊緣，有一系列不同傾向的斷層，如F78、F84、F71、F56、F18、F103、F88、F27、F8、F85、F13等區(qū)域性斷層，構(gòu)成近東西向的地塹和地壘，并伴有階狀斷層，為本區(qū)主要構(gòu)造形跡和特征。

b.火成巖

本區(qū)火成巖是以巖墻與巖床的形式賦存。巖墻位于西一采區(qū)北部，臨近0515和0503號鉆孔。巖墻在八連城區(qū)內(nèi)延伸長約1100m，寬度100-170m，走向北北西，傾向北東東，傾角58-90°該巖墻貫穿所有煤層，可能直至地面。

2.煤層特征及頂?shù)装迩闆r

(1)煤層

本井田西部區(qū)揭露的煤系地層最大厚度956.30m；平均厚度675.33m，含煤7-53層，平均28層。煤層單層厚0-3.64m，平均0.50m。煤層總厚平均15.06m，煤系的含煤系數(shù)2.23%。

煤系可采煤層，1-11層，平均7層，可采煤層厚度0.70-3.64m，可采煤層平均厚1.94m，煤層總厚平均7.17m，可采含煤系數(shù)1.06%。

(2)煤質(zhì)特征

本區(qū)所有煤層均為長焰煤。原煤水分含量平均4.41-5.77%；灰分產(chǎn)率23.77-31.81%；浮煤揮發(fā)份平均46.29%；原煤空氣干燥基低位發(fā)熱量平均21.10MJ/kg、全硫含量平均0.46%。

(3)煤層頂?shù)装?/p>

主要可采層頂?shù)装逡曰摇\灰色粉砂巖、細(xì)砂巖為主，中粗砂巖、泥巖次之。

(4)瓦斯、煤塵、自燃

本井屬高瓦斯礦井、煤為I類易自燃，煤塵具有爆炸性。

3. 水文地質(zhì)特征

本井田有3個含水層，1個隔水層。現(xiàn)分述如下：

（一）含水層

1、富水性強(qiáng)的第四系砂礫石孔隙含水層。

該含水層平均厚度約10m。一級階地區(qū)滲透系數(shù)100m/d，單位涌水量3.07－7.386L/s.m。二級階地區(qū)滲透系數(shù)10－12m/d，單位涌水量0.415L/s.m，水化學(xué)類型以HCO3－Ca.Mg型為主

2、富水性中等的第三系碎屑巖風(fēng)化裂隙孔隙含水帶。

該風(fēng)化裂隙帶深度60米左右。單位涌水量0.187L/s.m，滲透系數(shù)0.378m/d，與第四系松散巖類孔隙含水層水力聯(lián)系密切

3、富水性弱的第三系碎屑巖煤系層間承壓孔隙裂隙含水層組。

該含水層組包括第三系琿春組上含煤段（E6h），中含煤段（E4h）和下含煤段（E2h）。其巖性由薄層狀或透鏡狀、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖組成，平均厚度35.66m，所占百分比為30%。單位涌水量0.00173-0.0127L/s.m，滲透系數(shù)0.00728-0.046m/d。

（二）隔水層

上褐色層段、下褐色層段相對隔水層。該兩個含水層，均由數(shù)層褐色泥巖、灰色泥巖、粉砂巖，夾薄層細(xì)、中、粗砂巖，砂巖的百分比占25%，砂巖中的凝灰質(zhì)遇水膨脹，膨脹率在65.10%，具有良好的隔水條件，是主煤段的良好隔水層。

二、優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容

1．開拓巷道的優(yōu)化布置

原設(shè)計西部皮帶巷、西部軌道巷施工方位235°（原設(shè)計需穿過輝綠巖覆蓋區(qū)域300多米），水泵房設(shè)在西部軌道巷-511m水平；采區(qū)變電所設(shè)在西部皮帶巷-477m水平；首采工作面為21901工作面，開切眼長度為200m。

本次優(yōu)化設(shè)計是將西部皮帶巷施工方位由原設(shè)計的235°方位修改為215°方位，由原設(shè)計沿煤施工優(yōu)化為-12°施工，躲過輝綠巖后再沿煤施工。西部軌道巷由原設(shè)計的235°方位修改為215°方位、按傾角-4°10′布置，設(shè)計終點標(biāo)高-480m。西部皮帶巷沿20號煤層施工設(shè)計終點標(biāo)高-500m。

水泵房及變電所也相應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，采用聯(lián)合布置，在西部軌道巷內(nèi)-480m水平；首采工作面為21901工作面，面長150m（根據(jù)《西部采建筑物下壓煤開采方案設(shè)計》）。

2.采區(qū)開拓巷道的優(yōu)化

根據(jù)地質(zhì)資料各鉆孔厚度分析及實見在4勘探線位置為煤層薄、厚分界線，以東為厚煤層，以西為薄煤層，為有利于采面支架的選型，便于采面管理，又可以解決煤層高度不一，矸石混入影響煤質(zhì)的問題，同時可以減少采面搬家次數(shù)，優(yōu)化為將西部區(qū)南翼集中巷道（軌道巷、皮帶巷、專用回風(fēng)巷）布設(shè)在薄厚煤層的分界處（4勘探線附近）。

三、結(jié)語

該礦通過對西部采區(qū)優(yōu)化設(shè)計，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，進(jìn)一步完善了礦井的生產(chǎn)環(huán)境，從而確保了施工安全，提高了掘進(jìn)速度，縮短了工程工期，節(jié)約了大量生產(chǎn)成本，提高了煤炭采出率，保證了礦井采掘接替正常，加快了礦井建設(shè)的步伐。該礦在優(yōu)化采區(qū)設(shè)計方面的創(chuàng)新與實踐，為創(chuàng)建高產(chǎn)高效礦井奠定了堅實基礎(chǔ)。