寺河礦東井區(qū)底抽巷巖性對(duì)比研究

喬樹培

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦，山西 晉城 048025）

針對(duì)寺河礦東井區(qū)煤層透氣性差、較難抽放的特點(diǎn)，該礦決定先掘進(jìn)底板巖巷，通過鉆機(jī)在巷道兩側(cè)煤體抽放瓦斯，提前抽放煤體。原有工藝為巷道底板沿5#煤掘進(jìn)，由于頂板為K6灰?guī)r（f=7～8MPa），硬度系數(shù)高，嚴(yán)重制約巖巷延伸速度，根據(jù)該礦實(shí)際情況，采用底板巖巷底板沿K6灰?guī)r頂板掘進(jìn)，距3#煤煤層底板垂距離9m左右的層位，經(jīng)過實(shí)踐證明，該工藝施工抽放鉆孔效率高，材料消耗少，成孔及孔瓦斯?jié)舛雀撸M(jìn)而對(duì)該礦底板巖巷層位的選擇提供了依據(jù)。

1 工作面情況

寺河煤礦東井區(qū)主采3#煤層，2014年東井區(qū)變更為高突礦井，絕對(duì)瓦斯涌出量529.17m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為31.81m3/t，抽采瓦斯量為402.04m3/min，抽采瓦斯率76.1%，為不易抽放煤層。3#煤體位于地層山西組，是東井區(qū)主要可采煤層之一，平均厚度6.10m，煤層中部有一層夾矸，厚0.15m，下部煤厚1.8m。直接頂為砂巖，直接底為泥巖，平均厚度9.79m。其中K6石灰?guī)r在3#煤底板下9m（平均厚1.95m，硬度較高）。東井區(qū)西回風(fēng)大巷煤層綜合柱狀如圖1所示。

圖1 東井區(qū)西回風(fēng)大巷地層柱狀圖

東井區(qū)西回風(fēng)大巷為東井區(qū)東五盤區(qū)向東七盤區(qū)延伸的巷道，工作面西側(cè)布置兩條集中巷，分別為東井區(qū)西回風(fēng)一巷、東井區(qū)西回風(fēng)二巷，東側(cè)三條集中巷，分別為東井區(qū)西膠帶輸送機(jī)大巷、東五盤區(qū)輔助運(yùn)輸巷、東五盤區(qū)進(jìn)風(fēng)巷，5條集中巷沿煤層掘進(jìn)，其中東井區(qū)西回風(fēng)大巷巷道底板沿新方案掘進(jìn)。

2 巖層層位的確定

原方案：東井區(qū)西回風(fēng)大巷原設(shè)計(jì)為巷道沿5#煤掘進(jìn)，由于5#煤頂上為K6灰?guī)r層位，屬堅(jiān)硬巖石，采用機(jī)掘工藝掘進(jìn)，機(jī)組截割時(shí)速度較慢，該巖硬度較高，阻礙進(jìn)尺提升。而且抽放隊(duì)組在打鉆期間需要鉆孔穿透該巖，抽放及掘進(jìn)效率均較低，一定程度上嚴(yán)重制約左右兩側(cè)集中煤巷抽放、掘進(jìn)進(jìn)度。

現(xiàn)方案：東井區(qū)西回風(fēng)大巷巷道底板沿該巖掘進(jìn)，優(yōu)點(diǎn)是掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行時(shí)不截割該巖，巖巷硬度較低，巖巷掘進(jìn)效率明顯提高。通過對(duì)東井區(qū)西回風(fēng)大巷的實(shí)踐，該巷巖層層位為巷道底板沿著該硬巖掘進(jìn)，掘進(jìn)進(jìn)尺為6m/d，相比原方案1.7m/d，較大程度提高該礦底抽巷進(jìn)尺，為東井區(qū)煤體的提前抽放奠定基礎(chǔ)。東井區(qū)西回風(fēng)大巷斷面圖如圖2所示。

圖2 東井區(qū)西回風(fēng)大巷斷面圖

3 方案對(duì)比分析

3.1 底板巖巷進(jìn)尺

巖巷層位調(diào)整后，掘進(jìn)進(jìn)尺原來為1.7m/d，變更后進(jìn)度為5.7m/d，從進(jìn)尺來看，沿K6灰?guī)r掘進(jìn)加快了巖巷掘進(jìn)速度。通過對(duì)巷道巖性的調(diào)整，將原有沿5#煤掘進(jìn)調(diào)整為K6灰?guī)r布置在底板位置，該礦提前加快了對(duì)所有煤層、左右兩側(cè)集中巷的外側(cè)超前卸壓工作，對(duì)前方煤體提前卸壓。根據(jù)礦井安排，東井區(qū)西回風(fēng)大巷（至東七盤區(qū)礦界）進(jìn)尺為7300m。原方案：若按沿5#煤層位掘進(jìn)，進(jìn)尺為1.7m/d，巷道施工完成需耗時(shí)8年。現(xiàn)方案：采用沿該硬巖掘進(jìn)，掘進(jìn)進(jìn)尺為5.7m/d，巷道施工完成需耗時(shí)3.33年。若東八盤區(qū)掘進(jìn)到礦界，可以安排對(duì)組對(duì)掘，通過兩個(gè)掘進(jìn)隊(duì)對(duì)向貫通，采用新方案后可以提前6年將東井區(qū)西回風(fēng)大巷掘進(jìn)到位，兩個(gè)方案只考慮人工成本核算的話，新方案較原方案減少6800萬元人工費(fèi)計(jì)。掘進(jìn)進(jìn)尺見表1。

表1 東井區(qū)西回風(fēng)大巷掘進(jìn)進(jìn)尺表

3.2 抽放瓦斯情況

表2為鉆機(jī)在不同層位條件下抽放進(jìn)尺比較表，從表中得知底抽巷在不同位置布置下抽放孔效能對(duì)比明顯：原方案情況下，普通鉆機(jī)進(jìn)度為 91m/d，現(xiàn)方案的普通鉆機(jī)進(jìn)度為 138m/d。數(shù)據(jù)顯示，采用第二種方案，普通鉆機(jī)進(jìn)尺是第一種方案進(jìn)尺的1.5倍。效率較高的主要原因：采用第一種方案普鉆施工時(shí)要貫通硬巖，第二套方案不需要。

表2 東井區(qū)西回風(fēng)大巷鉆孔施工情況統(tǒng)計(jì)

表3為方案一與方案二鉆孔瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)表，表中顯示，第二種方案由于未受該硬巖巖層影響，鉆孔濃度與抽放效果均高于第一套方案。

表3 東井區(qū)西回風(fēng)大巷方案一與方案二濃度統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)語

（1）東井區(qū)西回風(fēng)大巷調(diào)整為沿K6灰?guī)r頂板掘進(jìn)，掘進(jìn)進(jìn)尺、抽放效率都明顯提高，鉆孔成孔效果好，接抽濃度較大，施工量降低，成煤孔段較多，有效抽放前方煤體，保證前方煤體在卸壓范圍內(nèi)，鉆孔成孔率與濃度都極大提升。

（2）綜合試驗(yàn)效果及實(shí)踐，對(duì)兩種方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，探究出東井區(qū)西回風(fēng)大巷底抽巷巖性合理層位。