顯德汪礦四采區巷道布置方案分析

摘要：文章結合顯德汪煤礦四采區地質地貌和水文地理特點，從綜采施工的合理性與經濟性出發，提出巷道布置方案，并作詳細解析，為同類綜采工作提供有價值的資料和實踐經驗。

關鍵詞：顯德汪煤礦水文地質巷道布置

1 區域概況

四采區范圍東至井田邊界及新村村莊煤柱線，北至井田邊界，西至F11斷層，南至顯德汪與東風井煤柱線。四區上部1#煤開采完，根據1#煤揭露情況，本區北部構造較簡單，東南部構造較復雜。采區北部有新村村莊，南部有溫莊、顯德汪村及本礦工業廣場。地表由第四系地層所覆蓋，呈溝嶺狀地形。紫牛灣小溪流經本區地表，為季節性小溪，僅雨季有水。

區內共有鉆孔23個。其中鉆孔CK114終孔層位2#煤底；顯7鉆孔9#煤斷失，鉆孔1120未封孔，鉆孔715、716封孔不合格，鉆孔718、1118封孔不可靠，沙18鉆孔封孔情況不明。其余情況詳見鉆孔附表。

根據鉆孔資料，本區9#煤煤層厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全區可采。本區9#煤位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構造。向斜軸呈NNE向。區內巖層走向變化大，北部由NE向轉向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

本區9＃煤-200以上水平有基礎儲量612.4萬噸，儲量489.9萬噸。

2 區域地質及水文地質概述

2.1 地層特征 本區及附近巷道所揭露的地層主要有二疊系下石盒子組（P1x）、山西組（P1s）及石炭系太原組（C3t）。該套地層主要由細砂巖、粉砂巖、灰巖及砂質泥巖、泥巖組成。

本區主要標志層為大青灰巖、本溪灰巖。

大青灰巖：深灰色，質硬，厚度較穩定，平均4.6m，全區發育。

本溪灰巖：由灰巖夾煤組成，灰巖灰～深灰色，中厚層狀。

2.2 地質構造

2.2.1 褶曲。本區主要位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構造。向斜軸呈NNE向。總的構造特征為北部構造條件相對簡單，南部和東部復雜。區內巖層走向變化大，北部由NE向轉向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

2.2.2 陷落柱。九采回風巷掘進曾揭露陷落柱Ｘ2，揭露層位為上石盒子組一段砂巖夾泥巖層。初始揭露時柱體破碎帶潮濕，后發生涌水，水量36m3/h，最大增至240m3/h，目前基本穩定在10m3/h。陷落柱破碎帶呈黃～黃褐色，風化嚴重，由棱角狀褐色砂巖碎塊、紫紅色泥巖礫塊及黃泥充填物組成，膠結松散。-50水平平面呈不規則橢圓狀，長軸NW向，軸長70～80米，短軸長35～45米，縱向深至奧灰或更老的灰巖層位，向上至基巖面。富水性平面和縱向呈不均勻狀。陷落柱位于溫莊及顯德汪村莊煤柱之內。

2.2.3 斷裂構造。區內揭露的大中型斷層共8條，分別是：F1、F11、F2、F22、F17、F9、F30、F37；另外根據一采區及二采區九號煤揭露情況及本區三維地震資料，下組煤中小斷層將十分發育。

2.3 煤層及頂底板。本區9#煤煤層厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全區可采。本區9#煤位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構造。向斜軸呈NNE向。區內巖層走向變化大，北部由NE向轉向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

2.4 水文地質。本區地表無儲水地段，紫牛灣小溪從本區穿過，為季節性小溪，僅雨季有水。采掘主要受各含水層及周邊小煤窯積水影響。另外根據本區三維地震及電法勘探資料圈定底板富水異常區，掘進時應制定專門防治水措施。

2.4.1 各含水層分別為：奧陶系石灰巖、大青灰巖和本溪灰巖，掘進主要受各含水層水威脅。

2.4.2 本區周邊主要小煤窯及概述。四采區周邊目前開采下組煤的小煤礦主要分布于采區北東邊界附近，另采區北部有多個小煤礦廢棄井筒。采區周邊的有證小煤礦為：恒信煤礦(上關八礦)、上關十一礦、中新煤礦、新村煤礦、生源煤礦等，均有不同程度的越層越界開采現象。根據“四六采區三維地震綜合勘探報告”，小煤礦越界達400～1100m，但因小煤礦越界采掘工程未經實測，采掘工程靠近這些小煤礦邊界及物探采空區時，應采取防探水措施，防止采空區積水及有毒有害氣體的涌入。要加強對本區周邊小煤窯地下采動范圍的調查，查清其采動范圍。

2.4.3 底板富水異常區。根據本區電法勘探資料，圈定出底板富水異常區（見底板等高線圖）。各異常區可能與隱伏構造或裂隙發育、小窯老空積水等有關。對掘進構成威脅。

2.4.4 封閉不良鉆孔。鉆孔1120、1118、沙18等雖未封或封閉不良，但位于村莊煤柱以內對采掘影響不大。鉆孔715、716封孔不合格，718鉆孔封孔質量不可靠，采掘時應留設防水煤柱或采取其它防治水措施。

3 區域巷道布置方案

根據區域地質、水文地質條件及煤層賦存情況，綜合考慮各種因素，以及經過對四采區九號煤層賦存特點以及現有生產系統的深入分析，最終確定了以下這套巷道布置方案：雙翼開采，在-200m水平施工四采區運輸石門與-200集中運輸巷聯通，利用現有二水平排水系統以及二水平煤倉，實現集中防治水、9#煤集中運輸；還可實現不同煤層的分裝分運。方案詳情如下：

3.1 方案概述 在四采區布置兩條下山，一條四采九煤運輸下山、一條四采九煤軌道下山，兩條下山相距38m。四采九煤運輸下山自四采九煤軌道石門開口，見9#煤后拐彎走下山，沿9#煤頂板掘進至-187.5水平與四采九煤運輸石門貫通。四采九煤軌道下山自四采九煤軌道石門開口穿過大青灰巖后，在大青灰巖頂板掘進，至既定位置后與四采九煤運輸下山勾通，形成系統。為盡快完成四采區開拓工程，同時在一采九煤北翼軌道下山下部車場開口施工四采九煤聯巷。施工至設計水平位置后，拐彎向-200集中運輸巷方向施工四采九煤運輸石門，以盡早完成掘進四采九煤運輸石門期間的運輸路線。四采九煤聯巷后期封閉，實現采區隔離。

3.2 運輸系統 工作面煤經工作面運輸巷→四采九煤運輸下山→四采九煤運輸石門→-200集中運輸巷→二水平煤倉→主井皮帶→地面。

3.3 運料系統 料經副井→中央石門→四六大巷→四采九煤軌道石門→四采九煤軌道下山→采區中部車場→工作面運料巷→工作面。

3.4 通風系統 新鮮風經中央石門→四六大巷→四采九煤軌道石門→四采九煤軌道下山→采區中部車場→工作面運料巷→工作面。

工作面乏風經工作面運輸巷→四采九煤運輸下山→四采九煤運輸石門→-200集中運輸巷→一采九煤集中運輸上山→一采九煤運輸上山→一采九煤通風斜巷→北總回風巷→西風井→地面。

3.5 排水系統 此方案不設采區水倉，充分利用現有的二水平水倉，設計中工作面排出的水可由四采九煤運輸下山流經四采九煤運輸石門，進入二水平水倉。

3.6 供電系統 區域供電來自四采變電所。

4 區域巷道布置方案優缺點分析

4.1 優點分析 ①充分利用現有二水平水倉實現一、四采區9#煤開采期間集中防治水。②實現9#煤集中運輸，通過控制二水平煤倉、中央煤倉放煤順序實現不同煤層的分裝分運。③總工程量較方案2少；同時工期縮短。④相對于方案2減少水倉壓煤量。⑤煤流自-50m水平向-200m水平運輸，便于運輸。⑥由于礦井后期東風井主要用于滿足九采區(深部2#煤存在瓦斯異常現象)及十一采區開采期間所需風量，該方案采用西風井供風，可有效緩解東風井的通風壓力。

4.2 缺點分析 ①回風線路較長，通風阻力較大。②四采九煤運輸石門壓煤，不利于采區末采期間回收資源。

備注：此方案運輸石門壓煤量后期可回收。

參考文獻：

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作者簡介：

姜鑫（1986-），男，山西壽陽人，2009年畢業于石家莊經濟學院測繪工程專業，現任顯德汪礦地測科副科長。