淮南潘謝礦區C組煤層安全高效開采技術創新之成功范例

夏仕方

摘 要：目前國內煤炭市場形勢嚴峻，如何降本增效是每個煤炭企業必須面臨的課題。文章針對淮南潘謝礦區C組煤層實際賦存狀況，改變設計思維定式，從創新瓦斯治理模式入手，采區系統巷道布置與瓦斯治理方式相適應，聯合布置，減少了采區系統巷道，降低了成本，為淮南潘謝礦區C組煤層安全高效開采技術創新提供了一個成功范例。

關鍵詞：C組煤層 瓦斯治理 巷道布置

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0141-02

隨著煤礦開采深度的增加，瓦斯治理難度加大，巷道支護成本也在不斷增高，尤其是在目前煤炭市場的環境下，煤炭企業經濟效益面臨嚴重下滑的局面。如何通過不斷探索創新，在瓦斯治理模式、采區劃分、巷道布置等方面進行改革，大膽嘗試，在確保瓦斯治理效果和維持礦井產能的情況下，盡量減少投入，實現安全高效，是每個煤炭企業必須研究的課題。

1 淮南潘謝礦區C組煤層賦存狀況及儲量

1.1 淮南潘謝礦區C組煤層賦存狀況

淮南潘謝礦區C組煤層含13-1、13-2及11-1、11-2、11-3等煤層，其中13-1、11-2為穩定可采煤層，也是潘謝礦區各礦首采煤層。C組煤層傾角5～15°，其中13-1與11-2煤層間距66～75 m，13-1煤層厚度3.5～4.5 m、11-2煤層厚度1.8～3.2 m。13-1煤層頂板為粉細砂巖及泥巖，底板為砂質泥巖與泥巖。11-2煤層頂板為砂質泥巖及細中砂巖，底板為砂質泥巖與泥巖或粉砂巖。

1.2 淮南潘謝礦區C組煤層儲量

淮南潘謝礦區C組煤層資源儲量397647萬噸，可采儲量215489萬噸，儲量十分豐富，對于淮南潘謝礦區各礦生存與發展意義重大。

2 傳統瓦斯治理模式與采區巷道布置

2.1 C組煤傳統瓦斯治理模式

淮南潘謝礦區C組煤層傳統瓦斯治理模式為：將11-2煤層作為13-1煤層下保護層先行開采，11-2本煤層開采采用“一面五巷、Y”型通風和地面鉆井等綜合治理措施，詳見圖1。

2.2 C組煤傳統采區巷道布置

與傳統瓦斯治理模式相對應，淮南潘謝礦區C組煤層開采巷道傳統布置模式為13-1煤與11-2煤層分層布置，分兩個分煤層采區進行開采，采區系統巷道通采多達8～9條，其中11-2煤層采區在11-2煤層底板布置4條、在11-2煤層頂板布置1條；13-1煤層采區在13-1煤層底板布置3條、在13-1煤層頂板布置1條，詳見圖2。

1、6—回風上山；2、8—運煤上山；3、9—軌道上山；4、5、7—運矸上山；6—回風上山。

例如，顧橋礦已投產的北一C組下山采區，采區走向長約3200 m，傾向寬約2000 m，13-1煤與11-2煤層分層布置，劃分為兩個單一煤層下山采區，采用走向長壁后退式開采。其中，北一11-2下山采區，開采11-2煤層，布置4條采區系統巷道，即-780 m～-900 m11-2煤層底板軌道下山、-780 m～-900 m11-2煤層底板運煤膠帶機下山、-780 m～-870 m煤層回風下山、-780 m～-870 m11-2煤層底板矸石膠帶機下山。北一13-1下山采區，開采13-1煤層，布置4條采區系統巷道，即-720 m～-850 m煤層軌道下山、-740 m～-870 m13-1煤層底板膠帶機下山、-720 m～-850 m煤層回風下山、-750 m～-870 m13-1煤層底板矸石膠帶機下山。兩個分煤層采區，共布置8條采區系統巷道，巷道工程量達18000 m。巷道工程量大，每米巖巷造價高達1.2萬元以上，成本高。

3 創新瓦斯治理模式與采區巷道布置

3.1 C組煤創新瓦斯治理模式

通過不斷探索、試驗、總結、創新，對傳統瓦斯治理模式進行變革，在確保瓦斯治理效果的情況下，盡量減少投入，總結出一套淮南潘謝礦區C組煤層新型瓦斯治理模式。

C組煤層仍然將11-2煤層作為13-1煤層下保護層先行開采，采用“一面三巷、一巷多用、聯合開采、連續治理”的創新瓦斯治理模式，實行連續無煤柱開采，11-2煤作為關鍵保護層，詳見圖3。

具體做法：11-2煤采用“Y”型通風無煤柱連續開采，一面三巷，提前掘出下階段瓦斯綜合治理巷，作為11-2煤回采時的“Y”型回風巷，形成一個采煤面回采，一個巖巷面回風的格局。11-2煤實體條帶利用邊界回風巷和瓦斯綜合治理巷的下向鉆孔消突；11-2煤回采前，順層鉆孔消突；回采期間利用頂板孔+“Y”型通風+順層孔治理瓦斯。13-1煤卸壓瓦斯通過瓦斯綜合治理巷穿層鉆孔和地面鉆井進行立體式抽采；13-1煤回采時利用頂板孔+老塘埋管治理瓦斯。

3.2 C組煤創新采區巷道布置

C組煤層采區傳統開采方式，投資巨大，準備工期長，在現有煤炭市場環境下，不符合安全高效礦井發展模式。為此，結合新的瓦斯治理模式，將13-1煤與11-2煤聯合布置，設計為一個采區，在瓦斯治理模式、采區劃分、巷道布置上進行改革，大膽嘗試，在潘三礦二水平東一C組煤層采區獲得成功，詳見圖4。

1、2—回風上山；5—運煤上山；4—軌道上山；3—運矸上山。

潘三礦二水平東一C組煤層采區，采區走向長約3300 m，傾向寬約1050 m。采用“一面三巷、一巷多用、聯合開采、連續治理”的瓦斯治理模式，在采區系統巷道布置上，結合新的瓦斯治理模式，13-1煤與11-2煤聯合布置、走向長壁后退式開采，采區共布置5條采區系統巷道，分別為13-1煤底板軌道上山、13-1煤底板回風上山、13-1煤底板矸石膠帶機上山、13-1煤底板膠帶機上山及11-2煤頂板回風上山，巷道工程量約6000 m。如果按照傳統布置方式，采區系統巷道至少布置8條，巷道工程量約9600 m，與傳統布置方式相比，采區系統巷道減少3600 m，按每米巖巷造價1.2萬元計算，節約資金約4300萬元，并且少占用大量設備，同時由于采區系統巷道工程量減少，采區準備時間相應縮短，緩解了采場接替緊張的矛盾，綜合經濟效益顯著，真正做到了系統便捷、安全高效。

4 結論

C組煤層是淮南潘謝礦區的主采煤層，又是突出煤層，如何安全高效開采，不僅關系到企業發展，更涉及社會穩定。因此，既要在瓦斯治理模式上進行創新，大膽嘗試，又要利用瓦斯治理新技術，在采區系統巷道布置上進行改革，與之相適應，在確保安全的前期下，盡量減少巷道投入，節約成本，使企業經濟效益最大化，建設瓦斯治理示范礦井、安全生產高效礦井，真正實現煤礦生產安全高效。