轉(zhuǎn)變設(shè)計理念 提高采區(qū)回采率

苗攀登 王云鵬 楊楠

(河南能源義煤公司華興礦業(yè),河南三門峽 472441)

轉(zhuǎn)變設(shè)計理念 提高采區(qū)回采率

苗攀登 王云鵬 楊楠

(河南能源義煤公司華興礦業(yè),河南三門峽 472441)

本文就華興公司14120工作面設(shè)計時,轉(zhuǎn)變設(shè)計理念,堅持煤厚大于1.2m可采的原則,使工作面走向長度與原設(shè)計相比增加530m,傾向長度增加145m,減少資源丟失49.7萬噸這一事實加以總結(jié),對類似地質(zhì)條件下的工作面設(shè)計和資源回收,具有重要的參考價值和指導(dǎo)意義。

設(shè)計理念 轉(zhuǎn)變 工作面布置 可采儲量 資源回收

華興礦業(yè)公司位于河南省澠池縣境內(nèi),行政隸屬澠池縣陳村鄉(xiāng),為義馬煤業(yè)集團(tuán)西部礦區(qū)之一,所采煤層為二疊系山西組二1煤層,煤層傾角12—18°,平均厚度2.38m,結(jié)構(gòu)簡單,煤層厚度變化大,厚煤帶、薄煤層、無煤帶等變化無明顯規(guī)律,整個井田施工鉆孔111個,其中不可采見煤點9個,無煤孔14個,煤層厚度0—9.1m,兩極值相差較大;二1煤在井田范圍內(nèi)屬一中厚煤層,穩(wěn)定性屬不穩(wěn)定偏極不穩(wěn)定型。

1 14120工作面概況

1.1 工作面相對位置

14120工作面位于一四采區(qū)皮帶下山西翼中上部,上鄰14100工作面采空區(qū)、F21斷層保護(hù)煤柱(30m);下臨14160工作面采空區(qū);東臨一四采區(qū)皮帶下山保護(hù)煤柱(30m);西鄰采區(qū)邊界煤柱(30m),和二七采區(qū)27030工作面采空區(qū)相對應(yīng)。

1.2 工作面范圍內(nèi)鉆孔情況

本工作面范圍內(nèi)共有四個鉆孔,分別是:補(bǔ)-4孔,二1煤厚2.49m;24-4孔,二1煤厚3.53m;23-6孔,二1煤厚1.32m;M-4孔,二1煤厚1.12m。

1.3 煤層頂、底板情況

該工作面頂板為灰白色中厚層狀云母石英砂巖,俗名“大占砂巖”,成份以石英為主,長石次之。具波狀層理和斜層理,層面上具有豐富的白云母片。泥質(zhì)膠結(jié),局部含黑色泥巖團(tuán)塊和黃鐵礦結(jié)核。上部和下部夾薄層泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。

工作面底板為灰—灰黑色泥巖,夾薄層細(xì)、中粒沙巖,含較多黃鐵礦結(jié)核及植物化石。

1.4 水文及地質(zhì)構(gòu)造

該工作面設(shè)計范圍內(nèi)鉆孔封閉良好,區(qū)內(nèi)無小窯、老空及積水巷道,工作面上部為14100采空區(qū),主要補(bǔ)給水源為頂板砂巖裂隙水。據(jù)已回采的14100工作面及14090工作面資料分析,涌水量不會太大,工作面水文地質(zhì)條件簡單,

根據(jù)本區(qū)鉆孔資料,該工作面地質(zhì)構(gòu)造簡單,未發(fā)現(xiàn)落差較大的斷層,由于控制程度較低,工作面內(nèi)可能隱藏有小斷層,總體為單斜構(gòu)造,走向60°～70°,頂板褶曲寬緩,沿走向方向煤層底板有一定起伏,局部可能會有小褶曲。

2 14120工作面原設(shè)計方案

2.1 設(shè)計依據(jù)

14100工作面(走向長300m,傾向長80m)掘進(jìn)及回采期間所揭露的煤層情況以及薄煤帶情況(無煤或薄煤1m-1.2m),工作面范圍內(nèi)鉆孔情況(補(bǔ)-4孔、23-6孔、M-4孔)等。

2.2 14120工作面設(shè)計說明

14120工作面原設(shè)計走向長300m,傾向長70～155m,面積38000m2。地表位于寺溝村一帶,地形復(fù)雜,溝谷發(fā)育,地面有零星住戶,無大的建筑物及水體,地面標(biāo)高+870～+635m,可采儲量16.1萬噸。服務(wù)年限6個月。

14120工作面上巷開口位于一四采區(qū)皮帶下山內(nèi)14100工作面下巷向下70m處,開口后以248°(真方向)向前掘進(jìn)110m,穿越薄煤帶后開始以292°(真方向)斜向上掘進(jìn),掘進(jìn)97m(與14100下巷留設(shè)20m煤柱)再以248°(真方向)向前掘進(jìn)至設(shè)計位置。

14120工作面下巷開口處位于一四采區(qū)皮帶下山內(nèi)第四聯(lián)絡(luò)巷對面,開口后以248°(真方向)向前掘進(jìn)至設(shè)計位置。

3 轉(zhuǎn)變設(shè)計理念使14120工作面新的設(shè)計方案更趨科學(xué)、經(jīng)濟(jì)

針對我礦井煤層賦存情況,回采工作面的巷道布置堅持“走直不走平”,上、下巷除留設(shè)采區(qū)間煤柱外要掘進(jìn)至采區(qū)邊界,并確定煤厚等于大于1.2m必須進(jìn)行回采的新理念。

3.1 14120工作面設(shè)計方案變更

圍繞這一指導(dǎo)思想,決定對14120工作面原設(shè)計進(jìn)行修改。根據(jù)14100工作面(1990年已回采)下巷所揭露的煤層情況,下巷正頭煤厚1.25m(當(dāng)時視為不可采煤層),且23-6孔煤厚1.32m。由于鉆孔控制半徑約為50m～100m(我公司歷年經(jīng)驗), 且該孔在14120工作面原設(shè)計上巷西43m處,因此,判斷14120上巷300m處向西肯定有煤(煤厚至少1.3m),須繼續(xù)向前掘進(jìn),直至27030工作面采空區(qū)(留設(shè)40m煤柱)。在上巷掘進(jìn)過程中,在距開口位置270m處、580m處分別遇到薄煤帶,走向分別為130m、120m,煤厚0.2m～1m,按照新理念繼續(xù)向前掘進(jìn),堅信穿過薄煤帶后煤層肯定會變厚,幾經(jīng)波折、終見曙光,終使工作面總長度達(dá)到945m,其中上巷煤厚平均2.4m,最厚達(dá)到3.0m。

在設(shè)計過程中,為減少煤柱損失,增加采區(qū)回采率,結(jié)合我礦井煤層賦存特點,決定將14120工作面與14140工作面合并為一個工作面,原14120下巷作為工作面回采期間的運輸巷、進(jìn)風(fēng)巷;新下巷采用沿空掘巷布置,與14160工作面上巷留設(shè)3m煤柱,共減少煤柱損失10.1萬噸。

3.2 14120工作面新設(shè)計方案說明

變更設(shè)計后,工作面走向長度平均830m,傾向長度平均260m,回采面積215800m2,該工作面于09年12月中旬貫通。為多回收27030工作面上部受小窯積水威脅的煤炭資源,利用地面、井下瞬變電磁及物探手段,配合直流電法,邊探邊掘,在工作面左上方又送出一走向長度105m,傾向長度65～85m的副工作面,儲量3.73萬噸。

3.3 儲量計算

根據(jù)薄煤帶情況劃分為三個區(qū)域進(jìn)行分別計算,共計儲量80.3萬噸。

4 方案比較

通過提升設(shè)計理念,積極使用無煤柱掘巷技術(shù),工作面走向長度增加了530m,傾向長度增加了145m;且與原設(shè)計相比,將兩個工作面合并為一個工作面進(jìn)行回采,減少了40m煤柱損失,共計儲量10.1萬噸。相比原設(shè)計,共計增加儲量49.7萬噸,使工作面服務(wù)年限延長了18個月,緩解了我礦接替緊張的局面。

5 結(jié)語

工作面設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)煤層賦存情況,放棄以前的舊觀念,牢固樹立薄煤層可采的思想,通過運用沿空掘巷、無煤柱護(hù)巷技術(shù)、直流電法、瞬變電磁等技術(shù),合理開發(fā)利用資源,最大限度的提高資源回收率,延長工作面服務(wù)年限。陜澠煤田煤層賦存情況不穩(wěn)定,呈雞窩狀,薄煤帶分布無規(guī)律,在設(shè)計時要充分考慮各種因素,巷道掘進(jìn)期間遇薄煤帶,可采用物探技術(shù)或鉆探技術(shù)分析薄煤帶長度,回采期間應(yīng)視薄煤層賦存情況進(jìn)行合理改造,最大限度地回收煤炭資源。

苗攀登(1983—),男,河南商水縣人,助理工程師,2006年7月畢業(yè)于平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院采礦工程專業(yè),現(xiàn)任河南能源華興礦業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部副部長。