復(fù)雜地質(zhì)條件下安全高效礦井的建設(shè)

劉慶迎 LIU Qing-ying

（徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司恒源煤礦，塔城 834700）

（Xuzhou Coal Mining Group Hengyuan Coal Mine，Tacheng 834700，China）

復(fù)雜地質(zhì)條件下安全高效礦井的建設(shè)

劉慶迎 LIU Qing-ying

（徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司恒源煤礦，塔城 834700）

（Xuzhou Coal Mining Group Hengyuan Coal Mine，Tacheng 834700，China）

地質(zhì)條件的優(yōu)劣對安全高效的建設(shè)有著重要影響，旗山煤礦在復(fù)雜地質(zhì)條件下，積極探索安全高效礦井發(fā)展之路，在諸多方面進(jìn)行了一系列行之有效的工作，探索出一條建設(shè)高度集約化安全高效礦井的有效途徑，對同類礦井有很好的借鑒作用。

“三軟”煤層；復(fù)雜地質(zhì)條件；安全高效

0 引言

對于礦井建設(shè)，安全是始終放在第一位的，效率其次。弄清礦井本身的地理?xiàng)l件，是搞好礦井建設(shè)的先要條件。旗山煤礦地理環(huán)境異常復(fù)雜，開采時(shí)間比較長。企業(yè)熟悉煤礦的方方面面后，進(jìn)行了一系列行之有效的工作，探索出一條建設(shè)集約化安全高效礦井的有效途徑。

1 礦井概況

旗山煤礦是一座老煤礦，在1957年建立，至今為止，已經(jīng)被開采了50余年。目前主要集中在-850m～-1000m水平開采，最終開采深度將達(dá)-1200m。井田南邊層傾角為0～30°，屬“三軟”煤層。可采煤層為夏橋系1、3煤和小湖系9煤三層。

2 制約安全高效因素分析

礦井自然條件好壞雖然對安全高效的建設(shè)影響很大，但不是建成安全高效礦井的必要條件。旗山煤礦認(rèn)真分析影響開采的主要因素，進(jìn)行了安全高效的開采。

2.1 開采深度大，地質(zhì)條件復(fù)雜 旗山煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，多斷層，好多地方地質(zhì)情況各不相同。復(fù)雜的地質(zhì)條件，對旗山煤礦安全高效礦井的建設(shè)提出了更高的要求。比如呈現(xiàn)出由淺到深的簸萁形態(tài)，多斷層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜在總體上看為斷層～褶皺型；有的煤層頂?shù)装逅绍浺姿?，遇水膨脹，大多由砂泥巖、泥砂巖構(gòu)成，煤質(zhì)比較軟，這樣的被稱為“三軟煤層”；有三煤層均可采的多煤層開采；有三層煤層每層都有由強(qiáng)沖擊引起的地壓傾向的屬自燃煤層；還有一些由于開采的比較深，地壓很大、地溫很高的煤層。

2.2 多水平開拓，系統(tǒng)復(fù)雜，環(huán)節(jié)多 礦井一直以來是上下山開采，分成多種水平，主要有-220m水平、-420m、-700m、-850m、-1100m五種水平。因?yàn)榈V井開采的時(shí)間比較長，到了現(xiàn)在，主要在-700m至-850m水平間開采。目前，井下區(qū)域集中運(yùn)輸皮帶達(dá)13部（不包括采區(qū)及工作面皮帶），煤炭從工作面至主井最長運(yùn)輸距離達(dá)5.5km，開拓巷道至地面井口軌道運(yùn)輸長度達(dá)6km；通風(fēng)線路長，用風(fēng)地點(diǎn)多，礦井總需風(fēng)量在11000m3左右，風(fēng)阻大。

2.3 煤層賦存變化大，工藝選擇難 因?yàn)榈V井地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，各個(gè)煤層的開采方法各不相同，使用的工具也不相同。在的采區(qū)的工作面多斷層，煤層薄化，高檔或炮采對這種情況最適合。因?yàn)殚_采時(shí)間比較久了，許多采區(qū)已經(jīng)不能開采，得重新布置工作面。

2.4 生產(chǎn)接續(xù)計(jì)劃和煤質(zhì)的調(diào)控困難大 在生產(chǎn)開采過程中，因?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境復(fù)雜，大多時(shí)候并不能確定某一采區(qū)是否可采。為了確定采區(qū)的可采程度，得多挖掘一些探巷。在施工過程中，可能會通過一些沒有煤礦的地方或已經(jīng)被開采完了的地方，造成了有許多空巷的情況。這樣不規(guī)則的回采，造成了采煤生產(chǎn)的斷斷續(xù)續(xù)，擾亂了原有的計(jì)劃。

2.5 生產(chǎn)現(xiàn)場變化多，安全管理壓力大 在現(xiàn)場管理過程中，由于礦井的路線特別長，環(huán)節(jié)格外多，采煤點(diǎn)眾多，采煤面積廣大，造成了人員布置分散，所用設(shè)備過多的現(xiàn)象，在上礦井氣所處的特殊地理環(huán)境，給安全管理增加了難度。

3 安全高效礦井建設(shè)實(shí)踐

旗山煤礦因地制宜，認(rèn)真設(shè)計(jì)開采計(jì)劃，解決了開采中的各個(gè)難題，提高了經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文認(rèn)真總結(jié)了實(shí)際建設(shè)過程中的一些主要方法，現(xiàn)在特別陳列如下：

3.1 加強(qiáng)技術(shù)改造，提高主系統(tǒng)可靠性 旗山煤礦為了提高生產(chǎn)效率和安全性，更新許多設(shè)備。主要把主井系統(tǒng)更換為自動裝載系統(tǒng)，能夠?qū)ρb載進(jìn)行嚴(yán)格控制；把斜巷人行車更換為架空乘人設(shè)備；把-420水平或-220水平到地面的二級排水系統(tǒng)更換為一級系統(tǒng)。設(shè)備更新以后，大大提高了生產(chǎn)效率，并且提高了安全性能。為了解決系統(tǒng)路線長，風(fēng)阻大的難題，利用對一系列通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算機(jī)模擬，調(diào)整了原有通風(fēng)系統(tǒng)，大大降低了風(fēng)阻；并且開啟了已關(guān)停的韓橋礦井的副進(jìn)作為旗山礦的北翼風(fēng)井。

3.2 合理布局、優(yōu)化設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新為安全生產(chǎn)提供系統(tǒng)保障 為了改善礦井的生產(chǎn)布局和接續(xù)狀況，旗山煤礦采用兩翼配采、厚薄配采和煤系配采的科學(xué)布局。根據(jù)同一水平區(qū)域兩翼分布的現(xiàn)象，合理分配東翼和西翼的開采，平衡兩翼的壓力，提高礦井的效益；夏橋系和小湖系在煤質(zhì)和地質(zhì)條件方面有很大差異，兼顧科學(xué)和厚薄開采，提高了生產(chǎn)效率。旗山煤礦重視設(shè)計(jì)，在源頭上為生產(chǎn)建設(shè)提供保障。比如對-700m的水平西二采區(qū)，采用比較適合它的跨區(qū)段上山布局，解決了由于工作面走向長度增加帶來的“三軟”煤層區(qū)段平巷維護(hù)困難，在一段時(shí)期內(nèi)，有力地保證了礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

3.3 大力發(fā)展機(jī)械化工藝及裝備，提高單產(chǎn)單進(jìn)水平針對不同地質(zhì)的煤層，改進(jìn)了生產(chǎn)工藝。比如，把綜采和高普工藝應(yīng)用于山西9煤的開采當(dāng)中，在單個(gè)工作面上，大大提高了效率；把綜采放頂煤工藝應(yīng)用于“三軟”4.5m的厚煤層，不僅減少了對材料的消耗，還大大減少了對斷層回采的次數(shù)。合理選型綜采機(jī)組的設(shè)備，解決了某些采煤面斷層多，落差大的難題；使綜采支架向輕型的方向改造，使工作面跳面更加便捷，加強(qiáng)了設(shè)備的開采能力。

3.4 強(qiáng)化過程管理，穩(wěn)步提高煤質(zhì) 在管理過程中，把好每一關(guān)，提高了煤的質(zhì)量。用在線灰分監(jiān)測儀、核子稱計(jì)量等先進(jìn)手段，禁止煤巖混裝、混運(yùn)，污染煤質(zhì)；轉(zhuǎn)變管理模式，實(shí)行組織和煤質(zhì)控制一塊管理，大大提高了管理效率；將工作面矸石導(dǎo)入劣質(zhì)煤倉，避免直接進(jìn)入儲煤井，而后系統(tǒng)分時(shí)分出劣質(zhì)煤或通過礦車裝車外運(yùn)，從而保障煤質(zhì)的穩(wěn)定。

3.5 加大安全投入，提升安全管理績效 轉(zhuǎn)換管理模式，對各個(gè)工程項(xiàng)目的程質(zhì)量和安全生產(chǎn)的專業(yè)化監(jiān)督管理；具體化操作工序，。對工程施工進(jìn)行全過程、全方位的監(jiān)督和管理，現(xiàn)場操作實(shí)行“手指口述”法；發(fā)展礦井建設(shè)數(shù)字化，對施工現(xiàn)場進(jìn)時(shí)時(shí)監(jiān)控，加強(qiáng)工作區(qū)的瓦斯監(jiān)測等等，提高現(xiàn)場的安全管理水平。

3.6 加強(qiáng)環(huán)境治理，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)旗山礦在煤矸石處理方面積極探索，形成了行之有效的綜合處理方法，一是采用煤矸石復(fù)墾造地技術(shù)復(fù)墾采煤塌陷地，保護(hù)礦區(qū)有限的土地資源，實(shí)現(xiàn)了土地的集約化、可持續(xù)利用之目的。二是矸石井下巷道充填，利用該技術(shù)可以把煤礦生產(chǎn)中所產(chǎn)生的矸石直接填入井下巷道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)矸石不上井或少上井，并進(jìn)一步發(fā)展可利用矸石置換煤炭資源，以達(dá)到綜合治理煤礦矸石的目的，保護(hù)了礦區(qū)有限的土地資源。

4 結(jié)語

加快安全高效礦井建設(shè)，是每個(gè)煤炭企業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。由于我國煤炭資源分布廣、地質(zhì)條件復(fù)雜多樣、賦存條件不一，技術(shù)經(jīng)濟(jì)各異，安全高效礦井的建設(shè)工作要采取因地制宜，科學(xué)分析，加強(qiáng)技術(shù)交流與合作，不斷學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，借鑒和引進(jìn)新核技術(shù)、新裝備，提高企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平。尤其是對于地質(zhì)條件異常復(fù)雜的礦井，要首先對復(fù)雜的地理環(huán)境做好充分的調(diào)研，分析各個(gè)開采區(qū)的特點(diǎn)，因地制宜，努力挖掘各個(gè)開采區(qū)的潛能，勇于創(chuàng)新，把安全高效提到戰(zhàn)略性地位。

[1]秦永洋,李培,雷青泉.復(fù)雜地質(zhì)條件煤層綜采自動化的創(chuàng)新實(shí)踐[J].江西煤炭科技，2009(03).

[2]王福啟,孫照圣,張桂俊,周杰.復(fù)雜地質(zhì)條件下“三軟”煤層的回采[J].煤炭科技，2000(02).

[3]馮萬君.精細(xì)化管理在安全高效礦井建設(shè)中的重要作用[J].中州煤炭，2009(08).

Safe and Efficient Mine Construction under Complex Geological Conditions

Geological conditions have an important impact on safe and efficient construction.In complex geological conditions,Qishan Coal Mine actively explores the safe and efficient development road,and has carried out a series of effective work in many aspects.An effective way for building highly intensive and safe and efficient mine has been found,which has good reference for similar mine construction.

"three soft"coal；complicated geological conditions；safe and efficient

劉慶迎（1972-），男，江蘇徐州人，助理工程師，研究方向?yàn)椴傻V工程。

TD82-9

A

1006-4311（2014）15-0046-02