地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域工作面邊角煤柱回收技術(shù)應(yīng)用

韓會(huì)營(yíng)

【摘 要】隨著煤礦資源的減少，煤礦開(kāi)采的環(huán)境和條件也變得越來(lái)越復(fù)雜，峰峰集團(tuán)辛安礦經(jīng)過(guò)四十多年的開(kāi)采，所剩資源極為有限，更是衰老礦井面臨的實(shí)際問(wèn)題。針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件礦井資源回收難題，辛安礦對(duì)145工作面運(yùn)料巷進(jìn)行改造，在工作面回采期間多回收煤柱，同時(shí)掘進(jìn)配運(yùn)料巷，增加工作面可采儲(chǔ)量，提高煤炭資源回收，緩解礦井采掘接替緊張的局面。

【Abstract】With the decrease of coal resources， the environmentaland conditions of coal mining have become more and more complex， Fengfeng Group Xinan Mine after more than 40 years of mining， the remaining resources are extremely limited， it is a practical problem facing by the old mine. According to the problem of coal mine resource recycling difficulty in complex geological， Xinan Mine reformed the 145 working face material transport lane， in the period of mining on the working face， they recycle coal pillar， and tunneling distribution lane， to increase the workable reserve of working face， improve the recovery of coal resources， alleviate the tense situation of mining.

【關(guān)鍵詞】資源；煤柱回收；配巷設(shè)計(jì)

【Keywords】resources； coal pillar recovery； lane design

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD327 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）09-0173-02

1 工作面概況

1.1 工作面地質(zhì)情況

工作面地層整體呈單斜構(gòu)造，地層走向自北向南為NE22°～NE43°，地層傾角平均20°。工作面西部邊界為F37斷層，是一條落差較大的反傾向正斷層，走向長(zhǎng)度在工作面范圍內(nèi)約700m。F37斷層落差35～40m，斷層走向變化較大，

由NE16°→NE52°→NE12°，斷層經(jīng)局部巷道揭露及多個(gè)探孔控制，控制程度較高。工作面北部靠近停采線附近存在一條落差5m左右的正斷層，該斷層在工作面的部分處于斷層尖滅部位，根據(jù)巷道實(shí)際揭露情況，斷層將逐漸尖滅于工作面內(nèi)。

1.2 斷層的導(dǎo)水性

本工作面處在F37斷層下盤(pán)，并在沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)。掘進(jìn)期間，在近600m長(zhǎng)的斷層帶平均分布施工山、伏青水文鉆孔8個(gè)，大青觀測(cè)孔1個(gè)。未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)含水層與其他含水層有水力連通現(xiàn)象，因此可判定該斷層在大青以上層位不導(dǎo)水。

2 工作面煤柱回收理論分析

145工作面位于辛安礦辛安區(qū)14采區(qū)，采深600m，工作面切眼靠近井田邊界，工作面運(yùn)煤巷沿未開(kāi)采的146工作面掘進(jìn)，回風(fēng)巷里段靠近落差35m斷層布置，回風(fēng)巷外段利用水淹前原有巷道，工作面走向長(zhǎng)度600m。

工作面受F37斷層影響，先期145工作面運(yùn)料巷沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)，預(yù)留5m保護(hù)煤柱，掘進(jìn)期間由于F37斷層走向發(fā)生變化，需邊探邊掘，加之掘進(jìn)期間受防治水工作制約因素較多，掘進(jìn)速度很慢，為早日形成生產(chǎn)系統(tǒng)，形成通風(fēng)、運(yùn)輸、供電、排水系統(tǒng)，為工作面防治水工作和后期工作面改造提供條件，按照當(dāng)時(shí)已探明的構(gòu)造情況，確定由切眼向外對(duì)穿掘進(jìn)與回風(fēng)巷貫通，形成回采工作面，該工作面與最初設(shè)計(jì)基本吻合。

后期通過(guò)在回采期間同時(shí)對(duì)運(yùn)料巷改造，探明F37斷層走向，根據(jù)斷層走向重新布置掘進(jìn)配巷，從而增加工作面可采儲(chǔ)量，延長(zhǎng)工作面回采時(shí)間。

3 工作面煤柱回收的實(shí)施方案

3.1 工作面第一次配巷

145工作面形成后通過(guò)收集資料分析，在工作面里段臨近回風(fēng)巷的斷層位置與最初分析的位置偏移較大，在斷層和工作面回風(fēng)巷之間還有煤柱。如果145工作面開(kāi)采以后，剩下的煤柱被采空區(qū)、斷層、井田邊界包圍，今后單獨(dú)開(kāi)采回收成本太高沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益，且生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，將形成永久損失。因此確定在工作面底板防治水同時(shí)切眼繼續(xù)向上掘進(jìn)，探明斷層大小、位置等情況，根據(jù)探明的斷層情況決定下一步配巷方案，同時(shí)探明斷層情況為下一個(gè)工作面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在巷探時(shí)切眼向上掘進(jìn)70m，揭露落差35m斷層，結(jié)合回風(fēng)巷鉆探資料分析，斷層走向向斜上方移動(dòng)，確定沿?cái)鄬又匦屡浠仫L(fēng)巷。由于銜接緊張，為減少配巷掘進(jìn)時(shí)間，安排兩組隊(duì)伍同時(shí)掘進(jìn)，一組隊(duì)伍在切眼沿?cái)鄬泳蚺浠仫L(fēng)巷，一組隊(duì)伍在距切眼20Om處沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)配巷，最后兩組掘進(jìn)對(duì)穿相透，新增加I塊可采煤。通過(guò)第一次配巷增加煤巷掘進(jìn)工程量300m，增加可采面積12000㎡，增加可采煤量9萬(wàn)t，增加產(chǎn)值5000萬(wàn)元。利用工作面底板防治水加固時(shí)間進(jìn)行工作面配巷改造，增加了儲(chǔ)量，為緩解采掘銜接緊張工作做出了貢獻(xiàn)。

3.2 工作面第二次配巷設(shè)計(jì)

工作面I塊配巷結(jié)束后，145工作面開(kāi)始整體安裝。在安裝期間，對(duì)回風(fēng)巷上幫F37斷層進(jìn)一步進(jìn)行了鉆探分析，通過(guò)更多的鉆探資料分析，F(xiàn)37斷層出現(xiàn)了分叉，在兩斷層之間大約有13萬(wàn)噸三角形煤柱，根據(jù)分析資料我們進(jìn)行了第二次配巷設(shè)計(jì)。Ⅱ塊設(shè)計(jì)方案：配工作面運(yùn)煤巷在A點(diǎn)沿下山掘進(jìn)，邊探邊掘過(guò)斷層后沿?cái)鄬幼呦蛎簩禹敯寰蜻M(jìn)；配運(yùn)料巷在145工作面采空區(qū)下掘進(jìn)運(yùn)料石門(mén)，穿過(guò)斷層后摸煤層頂板掘進(jìn)，遇見(jiàn)斷層后拐線沿?cái)鄬幼呦蚓蜻M(jìn)，回采時(shí)先采Ⅱ塊煤。在施工中通過(guò)巷探，探明配回風(fēng)巷巷道A點(diǎn)附近F37斷層沒(méi)有分叉，不存在煤柱，不具備開(kāi)采條件，為此對(duì)Ⅱ塊設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改，回風(fēng)巷從里向外沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)，遇斷層后沿?cái)鄬幼呦蚬站€，B點(diǎn)穿過(guò)落差6m斷層向上掘進(jìn)與配回風(fēng)巷貫通，最終形成了配采Ⅱ塊。通過(guò)第二次配巷增加煤巷掘進(jìn)工程量280m，配采Ⅱ塊增加可采儲(chǔ)量8萬(wàn)噸，新增產(chǎn)值4800萬(wàn)元。endprint

3.3 工作面第三次配巷

145工作面停采線以外有一60m×70m煤柱，煤柱西邊臨近F37落差50m斷層，東邊臨近F214落差5～9m斷層，北面是145外塊工作面采空區(qū)，南面將是145工作面采空區(qū)，留下來(lái)煤柱將成為永久損失，為把該塊煤采出，我們沿采空區(qū)底板掘進(jìn)100巖巷、沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)150m煤巷作為回風(fēng)巷和后期支架運(yùn)輸通路，回采時(shí)超前工作面掘進(jìn)60m煤巷，再沿空留巷作為運(yùn)煤巷，通過(guò)工作面第三次配巷改造增加可采煤量3萬(wàn)余噸。

4 145工作面掘配巷安全防控措施

4.1 合理配置工作面的風(fēng)量

①在保證工作面回風(fēng)瓦斯可控的前提條件下，從防止瓦斯超限的角度出發(fā)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可根據(jù)工作面瓦斯涌出量和溫度情況合理配置工作面的供風(fēng)量。②通風(fēng)區(qū)全面負(fù)責(zé)該區(qū)通風(fēng)，保證風(fēng)量、風(fēng)速及有害氣體含量符合規(guī)程規(guī)定。

4.2 瓦斯防治防控措施

①瓦斯管理措施：通風(fēng)區(qū)必須設(shè)專(zhuān)人專(zhuān)職瓦檢工，經(jīng)常檢查工作面、進(jìn)、回風(fēng)巷、使用的電氣設(shè)備設(shè)置點(diǎn)、硐室等地點(diǎn)的瓦斯及其他有害氣體變化情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)向礦調(diào)度所、通風(fēng)區(qū)及礦總工程師匯報(bào)，并通知受威脅人員撤至安全地點(diǎn)。瓦檢員必須嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯巡回檢查制度和請(qǐng)示匯報(bào)制度，認(rèn)真填寫(xiě)瓦斯檢查班報(bào)手冊(cè)和工作面瓦斯記錄牌，并將瓦斯情況通知現(xiàn)場(chǎng)班隊(duì)長(zhǎng)及所有人員。當(dāng)瓦斯超限時(shí)，瓦檢員立即責(zé)令現(xiàn)場(chǎng)人員停止工作，由班隊(duì)長(zhǎng)負(fù)責(zé)將人員撤到安全地點(diǎn)，同時(shí)向調(diào)度所匯報(bào)，調(diào)度所通知受威脅人員撤至安全地點(diǎn)。通風(fēng)區(qū)應(yīng)保證工作面供風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)值，風(fēng)流控制必須可靠，通風(fēng)區(qū)根據(jù)工作面瓦斯涌出量大小適時(shí)調(diào)整工作面配風(fēng)量。工作面回風(fēng)流中，不經(jīng)瓦斯檢查員檢查瓦斯?jié)舛龋坏蒙米酝ｋ姍z修電器設(shè)備及開(kāi)關(guān)，瓦斯?jié)舛炔怀薹娇勺鳂I(yè)。回風(fēng)巷必須懸掛瓦斯便攜儀，并隨工作面向前回采進(jìn)行挪移，且要及時(shí)掌握回風(fēng)氣體情況，瓦斯超限及時(shí)采取措施處理。②瓦斯抽采。配運(yùn)料巷瓦斯抽采方法：145里運(yùn)料巷前期掘進(jìn)時(shí)單頭瓦斯涌出量為4.0m3/min，根據(jù)工作面煤層賦存條件、瓦斯涌出量、瓦斯來(lái)源、巷道布置、開(kāi)采方法等因素的實(shí)際情況，在工作面防治瓦斯方面主要采取本煤層布置鉆孔進(jìn)行抽采，即掘進(jìn)時(shí)，采用邊抽邊掘的方式，在145里運(yùn)料巷兩幫煤層內(nèi)每隔25～40m（中線）施工一個(gè)鉆場(chǎng)，呈兩幫交替布置，每個(gè)鉆場(chǎng)施工6個(gè)鉆孔進(jìn)行抽采。

工作面瓦斯治理：工作面上隅角瓦斯傳感器懸掛在工作面上隅角處，其位置距運(yùn)料巷上幫200～300mm，且距頂板不得大于300mm，距工作面切頂線500～1000mm，報(bào)警濃度≥0.8%，斷電濃度≥0.8%，復(fù)電濃度<0.8%，斷電范圍是工作面及回風(fēng)側(cè)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備。

工作面瓦斯傳感器懸掛在運(yùn)料巷距煤壁往外不大于10m處，距頂不大于300mm，距幫不小于200mm，報(bào)警濃度≥0.8%，斷電濃度≥0.8%，復(fù)電濃度小于0.8%，斷電范圍是工作面及回風(fēng)側(cè)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備。

工作面回風(fēng)傳感器距回風(fēng)巷口10～15m，距頂不大于300mm，距幫不小于200mm，報(bào)警濃度≥0.8%，斷電濃度≥0.8%，復(fù)電濃度<0.8%，斷電范圍是工作面及回風(fēng)側(cè)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備，其他按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

工作面上隅角瓦斯管理：回采期間，當(dāng)班瓦斯員要加強(qiáng)對(duì)工作面上隅角的瓦斯檢查，發(fā)現(xiàn)瓦斯異常時(shí)，必須立即停止割煤作業(yè)，待采取措施處理后，方可恢復(fù)割煤。切眼向外上幫15m掏槽0.3m×0.3m（寬×深），埋管進(jìn)行瓦斯抽采。

5 效益分析

本礦由于地區(qū)銜接緊張，在該項(xiàng)目實(shí)施后，多采出煤炭20萬(wàn)t。煤炭作為不可再生能源，尤其是辛安礦煤種稀缺，作為永久損失的煤柱埋在地下非常可惜，因此將其回收出來(lái)具有良好的社會(huì)效益。endprint