淮南潘謝礦區(qū)C組煤層安全高效開采技術(shù)創(chuàng)新之成功范例

夏仕方

摘 要：目前國內(nèi)煤炭市場形勢嚴(yán)峻，如何降本增效是每個煤炭企業(yè)必須面臨的課題。文章針對淮南潘謝礦區(qū)C組煤層實(shí)際賦存狀況，改變設(shè)計(jì)思維定式，從創(chuàng)新瓦斯治理模式入手，采區(qū)系統(tǒng)巷道布置與瓦斯治理方式相適應(yīng)，聯(lián)合布置，減少了采區(qū)系統(tǒng)巷道，降低了成本，為淮南潘謝礦區(qū)C組煤層安全高效開采技術(shù)創(chuàng)新提供了一個成功范例。

關(guān)鍵詞：C組煤層 瓦斯治理 巷道布置

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)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(hù)成本也在不斷增高，尤其是在目前煤炭市場的環(huán)境下，煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益面臨嚴(yán)重下滑的局面。如何通過不斷探索創(chuàng)新，在瓦斯治理模式、采區(qū)劃分、巷道布置等方面進(jìn)行改革，大膽嘗試，在確保瓦斯治理效果和維持礦井產(chǎn)能的情況下，盡量減少投入，實(shí)現(xiàn)安全高效，是每個煤炭企業(yè)必須研究的課題。

1 淮南潘謝礦區(qū)C組煤層賦存狀況及儲量

1.1 淮南潘謝礦區(qū)C組煤層賦存狀況

淮南潘謝礦區(qū)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(wěn)定可采煤層，也是潘謝礦區(qū)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(xì)砂巖及泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖與泥巖。11-2煤層頂板為砂質(zhì)泥巖及細(xì)中砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖與泥巖或粉砂巖。

1.2 淮南潘謝礦區(qū)C組煤層儲量

淮南潘謝礦區(qū)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(qū)各礦生存與發(fā)展意義重大。

2 傳統(tǒng)瓦斯治理模式與采區(qū)巷道布置

2.1 C組煤傳統(tǒng)瓦斯治理模式

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

2.2 C組煤傳統(tǒng)采區(qū)巷道布置

與傳統(tǒng)瓦斯治理模式相對應(yīng)，淮南潘謝礦區(qū)C組煤層開采巷道傳統(tǒng)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(qū)進(jìn)行開采，采區(qū)系統(tǒng)巷道通采多達(dá)8～9條，其中11-2煤層采區(qū)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(qū)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(fēng)上山；2、8—運(yùn)煤上山；3、9—軌道上山；4、5、7—運(yùn)矸上山；6—回風(fēng)上山。

例如，顧橋礦已投產(chǎn)的北一C組下山采區(qū)，采區(qū)走向長約3200 m，傾向?qū)捈s2000 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(qū)，采用走向長壁后退式開采。其中，北一11-2下山采區(qū)，開采11-2煤層，布置4條采區(qū)系統(tǒng)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(yùn)煤膠帶機(jī)下山、-780 m～-870 m煤層回風(fēng)下山、-780 m～-870 m11-2煤層底板矸石膠帶機(jī)下山。北一13-1下山采區(qū)，開采13-1煤層，布置4條采區(qū)系統(tǒng)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(jī)下山、-720 m～-850 m煤層回風(fēng)下山、-750 m～-870 m13-1煤層底板矸石膠帶機(jī)下山。兩個分煤層采區(qū)，共布置8條采區(qū)系統(tǒng)巷道，巷道工程量達(dá)18000 m。巷道工程量大，每米巖巷造價(jià)高達(dá)1.2萬元以上，成本高。

3 創(chuàng)新瓦斯治理模式與采區(qū)巷道布置

3.1 C組煤創(chuàng)新瓦斯治理模式

通過不斷探索、試驗(yàn)、總結(jié)、創(chuàng)新，對傳統(tǒng)瓦斯治理模式進(jìn)行變革，在確保瓦斯治理效果的情況下，盡量減少投入，總結(jié)出一套淮南潘謝礦區(qū)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(hù)層先行開采，采用“一面三巷、一巷多用、聯(lián)合開采、連續(xù)治理”的創(chuàng)新瓦斯治理模式，實(shí)行連續(xù)無煤柱開采，11-2煤作為關(guān)鍵保護(hù)層，詳見圖3。

具體做法：11-2煤采用“Y”型通風(fēng)無煤柱連續(xù)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(fēng)巷，形成一個采煤面回采，一個巖巷面回風(fēng)的格局。11-2煤實(shí)體條帶利用邊界回風(fēng)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(fēng)+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(jìn)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(chuàng)新采區(qū)巷道布置

C組煤層采區(qū)傳統(tǒng)開采方式，投資巨大，準(zhǔn)備工期長，在現(xiàn)有煤炭市場環(huán)境下，不符合安全高效礦井發(fā)展模式。為此，結(jié)合新的瓦斯治理模式，將13-1煤與11-2煤聯(lián)合布置，設(shè)計(jì)為一個采區(qū)，在瓦斯治理模式、采區(qū)劃分、巷道布置上進(jìn)行改革，大膽嘗試，在潘三礦二水平東一C組煤層采區(qū)獲得成功，詳見圖4。

1、2—回風(fēng)上山；5—運(yùn)煤上山；4—軌道上山；3—運(yùn)矸上山。

潘三礦二水平東一C組煤層采區(qū)，采區(qū)走向長約3300 m，傾向?qū)捈s1050 m。采用“一面三巷、一巷多用、聯(lián)合開采、連續(xù)治理”的瓦斯治理模式，在采區(qū)系統(tǒng)巷道布置上，結(jié)合新的瓦斯治理模式，13-1煤與11-2煤聯(lián)合布置、走向長壁后退式開采，采區(qū)共布置5條采區(qū)系統(tǒng)巷道，分別為13-1煤底板軌道上山、13-1煤底板回風(fēng)上山、13-1煤底板矸石膠帶機(jī)上山、13-1煤底板膠帶機(jī)上山及11-2煤頂板回風(fēng)上山，巷道工程量約6000 m。如果按照傳統(tǒng)布置方式，采區(qū)系統(tǒng)巷道至少布置8條，巷道工程量約9600 m，與傳統(tǒng)布置方式相比，采區(qū)系統(tǒng)巷道減少3600 m，按每米巖巷造價(jià)1.2萬元計(jì)算，節(jié)約資金約4300萬元，并且少占用大量設(shè)備，同時由于采區(qū)系統(tǒng)巷道工程量減少，采區(qū)準(zhǔn)備時間相應(yīng)縮短，緩解了采場接替緊張的矛盾，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著，真正做到了系統(tǒng)便捷、安全高效。

4 結(jié)論

C組煤層是淮南潘謝礦區(qū)的主采煤層，又是突出煤層，如何安全高效開采，不僅關(guān)系到企業(yè)發(fā)展，更涉及社會穩(wěn)定。因此，既要在瓦斯治理模式上進(jìn)行創(chuàng)新，大膽嘗試，又要利用瓦斯治理新技術(shù)，在采區(qū)系統(tǒng)巷道布置上進(jìn)行改革，與之相適應(yīng)，在確保安全的前期下，盡量減少巷道投入，節(jié)約成本，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，建設(shè)瓦斯治理示范礦井、安全生產(chǎn)高效礦井，真正實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全高效。