淮南煤田復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道勘探技術(shù)

淮南煤田復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道勘探技術(shù)

0局部煤厚地層七里塘井田位于淮南煤礦中部南部的邊緣。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層普遍呈傾斜、伏轉(zhuǎn)、褶皺狀。礦井位于井田中部,一水平中段層位正常,傾向北,倒轉(zhuǎn)軸標(biāo)高-340m～-500m;東西兩翼地層倒轉(zhuǎn),傾向南,傾角70°左右。井田內(nèi)可采煤層5層。11-2煤呈鱗片狀,松軟,含夾矸1～3層,局部可采煤,直接頂、底板為砂質(zhì)泥巖,中硬,厚約1m～2m,老頂、老底為中粗粒石英砂巖,厚層狀,堅硬,平均厚度15m左右。該煤層在西一采區(qū)和西二采區(qū)東翼,煤層薄,夾矸厚,無開采價值;在西二采區(qū)西翼,局部煤厚達到可采要求,但地質(zhì)條件復(fù)雜,隱伏斷裂構(gòu)造及構(gòu)造變薄帶發(fā)育,根據(jù)-200m～-252m生根眼、-340m軌道巷及V西3孔實見資料分析,構(gòu)造復(fù)雜,煤厚變化大,局部不可采或完全尖滅,-290m～340m段煤厚僅1.5m左右,并含有近0.6m的夾矸。如何在復(fù)雜構(gòu)造帶內(nèi)探明可采塊段,提高資源回收率呢2002年3月,新集三集分別由-252m和-290m階段石門向西施工探巷,并輔以井下鉆探和探測小眼,查明了煤層的賦存特征和構(gòu)造的展布規(guī)律,獲得可采煤量9萬多噸,同時在回采過程中,通過采用多塊段聯(lián)合布置,大大降低了噸煤巷道掘進量,提高了生產(chǎn)能力和采區(qū)回采率,目前該面已回采結(jié)束。1工作面探巷、分層開采由于地質(zhì)條件復(fù)雜,11-2煤地面鉆探難度大、成本高、效果差,井下巷探不僅可以提高勘探精度,縮短勘探工期,而且探巷可以為后期開采服務(wù),做到一巷多用,有利于控巷施工,本次巷探共分為三步:第一步為了查明-252m上部、-290m下部變薄帶范圍,查明-290m～-252m段煤層的賦存特征,由-252m,-290m階段石門同時向西施工探巷,探巷斷面與采煤工作面風(fēng)巷、機巷相同;施工-252m探巷時,分段施工探眼,探眼間距50m～100m,可適當(dāng)調(diào)整,以控制變薄帶和構(gòu)造異常帶的底界位置;探眼規(guī)格1.0m×1.0m。同時,分段由-290m向上施工探眼,探眼間距100m,探眼滯后迎頭30m～50m,高度不小于1/2段高,以控制-252m～-290m段隱伏構(gòu)造。第二步查明斷層西盤的構(gòu)造特征:-252m巷道在石門西342m處見一斜切正斷層F1,F1傾向西北,傾角20°～45°,錯距1.0m～2.0m,斷層附近煤層變薄,局部尖滅,形成寬約15m的構(gòu)造變薄帶,巷道見斷層后繼續(xù)掘進,穿過斷層帶進入西盤。-290m巷道在石門西478m處揭露F1后,見斷層后先施工構(gòu)造探測眼,并將巷道掘進標(biāo)高抬高13m,提高了掘進速度和巷道利用率。第三步是變薄內(nèi)找煤,根據(jù)-252m施工的探眼資料分析,-200m～-252m段變薄帶在石門西300m～340m處與F1斷層相連接,屬同一構(gòu)造帶,構(gòu)造帶西翼煤厚正常,為探明可采范圍,分別從石門西340m處和采區(qū)邊界位置施工探眼及探巷,查明了煤層的賦存特征和構(gòu)造展布規(guī)律。2采區(qū)2.1第二塊段煤厚,形態(tài)根據(jù)探測資料,西二西翼11-2煤共分為三個可采塊段,第一塊段為-252m上部,石門西352m～615m,走向長263m,垂高29m;第二塊段為石門西478m～615m,-252m～-272m之間,走向長137m,垂高27m;第三塊段為石門至石門西400m處,平均走向長370m,垂高43m;各塊段煤厚1.6～2.7m,平均2.4m,夾矸0.4～0.7m,傾角65°左右;第一塊段自開切眼向東80m處,煤層傾角43°～55°。2.2留設(shè)煤柱、放煤柱根據(jù)可采塊段的分布情況,如果各塊段單獨回采,不僅系統(tǒng)復(fù)雜,回采巷道多,而且可采儲量少,工作面服務(wù)時間短,不利于提高單產(chǎn)單進和礦井的高產(chǎn)高效建設(shè),而且各塊段之間需要留設(shè)大量的保護煤柱,影響礦井回采率的提高;另外,由于煤層薄、夾矸厚,采用大段高開采,容易造成支架爬頂、坐底,引起支架變形、吊斜和撕開,不利于安全生產(chǎn)。工作面開采采用大聯(lián)合布置,偽傾斜柔性掩護支架采煤法,各塊段單獨擴擺、拆除,第一塊段機巷兼作第二塊段風(fēng)巷,第三塊段和第一塊段開切眼向東80m范圍內(nèi)施中間腰巷(圖1)。2.3工作面循環(huán)料開采生產(chǎn)系統(tǒng)包括出煤系統(tǒng)、運料系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等。出煤系統(tǒng)采用刮板運輸機、皮帶運輸機運輸,小眼溜煤,工作面鋪設(shè)自滑溜槽;-290m機巷作為各塊段集中運輸巷,采用皮帶運輸機運輸;其他機巷、腰巷作為臨時運輸巷,采用刮板運輸機運輸(圖1)。工作面所需物料,由兩級上山和-290m,-252m階段石門打運到作業(yè)地點;工作面循環(huán)料,由架尾漏斗眼、工作面機巷、提料眼、塊段回風(fēng)巷等進行運輸,必要時可借助上山運輸。工作面通風(fēng)系統(tǒng)較為復(fù)雜,各塊段采用獨立通風(fēng)較為困難,兩塊段同時開采或施工中間腰巷開采時,均采用串聯(lián)通風(fēng);為保證供風(fēng)量和供風(fēng)質(zhì)量,開采過程中必須堅持以下幾點:一要加強綜合防塵工作,各出煤點、各運輸轉(zhuǎn)載點及工作面回風(fēng)流中均需設(shè)置噴霧;二要加強瓦斯管理,設(shè)置瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和瓦斯斷電裝置,并安排專職瓦斯監(jiān)測人員,對可能造成局部瓦斯集聚的工作面上隅角等地點,堅持加強觀測;三要合理安排生產(chǎn),上下段要錯開放炮和出煤時間,下段放炮時,上段人員必須全部撤到安全地點,必須等炮煙散盡后方可進入作業(yè)場所;四要加強小眼管理,工作面內(nèi)的所有腰眼均設(shè)置眼口蓋,控制通風(fēng)量,防止風(fēng)流短路。2.4腰巷回采期保護注意事項根據(jù)巷探資料,探測范圍內(nèi)共有三個可采塊段,第Ⅰ塊段自開切眼向東80m范圍內(nèi),煤層傾角43°～55°;第Ⅲ塊段局部煤層薄,區(qū)段高度大,回采過程中容易造成支架刮矸、架外竄矸、下放困難,為保證正?；夭?該兩塊段均施工中間腰巷,將工作面分上下兩部分。工作面正常回采時,上下段錯距不得超過20m,不得小于5m;腰巷保護煤柱高度3～4m,不得小于2.5m,局部巷道變形嚴(yán)重地段要打架梁支護。下段修復(fù)、擴擺時,盡可能臥底不挑頂,如果煤層松軟、破碎、地壓大,保護煤柱可適當(dāng)加大。工作面腰巷是上下段共用的安全出口、通風(fēng)路線和上段臨時運輸巷道,由于位置特殊,腰巷地應(yīng)力集中,變形破壞嚴(yán)重,必須加強支護,必要時應(yīng)打雙排架梁,并保證一梁三柱齊全;腰巷修復(fù)時應(yīng)堅持先架后撤的原則,防止局部抽冒;上下段應(yīng)保持合理的壓碴距離。工作面終采時,應(yīng)堅持先上后下的原則,上段收作期間,下段停止作業(yè),待上段收作結(jié)束后再收作下段。收作期間要經(jīng)常檢查小眼、聯(lián)巷及工作面腰巷的支持情況,發(fā)現(xiàn)損壞要及時修復(fù),特別是工作面架外眼,服務(wù)時間較長,上段收作結(jié)束后仍將作為下段的回風(fēng)眼和上安全出口,必須加強維護,第Ⅲ塊段腰巷應(yīng)與生根系統(tǒng)貫通。3工作面段煤巖賦存特征及開采相益性(1)本工作面的安全開采,不僅減少了資源浪費,回收煤炭9萬t以上,創(chuàng)直接經(jīng)濟效益近千萬元,而且為急傾斜局部可采煤層及在復(fù)雜構(gòu)造帶內(nèi)的生產(chǎn)勘探和多塊