庄子河煤矿采煤方法及采区巷道布置

李建功

(山西长治经坊庄子河煤业有限公司,山西 长治 047100)

1 前言

采煤方法及采区巷道的布置，需要全面地了解矿井概况，采区的地质特征，以选择更为恰当的采煤方法和合理的采区巷道布置，充分地做好采煤准备工作，使采煤工作更为顺利、安全地推进。本文以山西长治经坊庄子河煤业为例，对如何加强采煤方法的选择和巷道的布置进行分析。

2 矿井概况

山西长治经坊庄子河煤矿位于长治市东南约30km处，主斜井、副平硐和回风立井位于井田中部，采用斜井—平硐混合开拓方式，共布置3个井筒。在主斜井井底布置车场及车场硐室，在井筒底部设上台式煤仓。沿井田边界15号煤层向西分别布置胶带运输大巷、辅助运输大巷及回风大巷，3条大巷分别与主斜井、副平硐及回风立井连接，形成矿井前期15号煤层的开采系统。后期开采15号煤层三采区东部剩余资源时，南北向布置采区运输巷、采区轨道巷及采区回风巷，采区运输巷通过上仓胶带巷与井底煤仓连接，采区轨道巷与主斜井井底车场连接，采区回风巷与回风大巷连接。

3 采区地质特征

3.1 采区范围

根据矿井的开采现状及开拓布置，井田划分为3个采区，首采区为15号煤层一采区，位于井田中部井底附近，布置一个综采工作面，而接替采区为二采区，位于西部，地质条件也相对较为复杂。而后是三采区，位于北边，曾有其它煤矿公司在此开采，存在一定的采空区域。

3.2 采区地质

开采的15号煤层，老顶为K2石灰岩，直接顶为砂质泥岩和泥岩，煤层一般为2.10～4.10m，平均厚度在3.60m，煤层结构简单，作为正在开采的煤层，井田西部和北部15号煤层存在9个积水采空区，总水量为9.70万m3。

3.3 采区煤质

根据质量技术监督检验对开采的15号煤层的测试，检验报告结果如表1。可采煤层埋藏特征表如表2。15号煤层各种硫测试结果统计表如表3。

表1 15号煤层测试结果

表2 可采煤层埋藏特征

表3 15号煤层硫测试结果

3.4 采区地质构造

煤层赋存条件简单，瓦斯含量也较低，地质构造、地质条件简单。

3.5 采区水文地质及采区积水

受采区地质条件的影响，井田不同地段的富水性都存在明显的差异。如3号、15号煤层，由于其属于兼并重组区，受采掘破坏或影响，补给条件差，补给水源少。15号煤层积水采空区9个，总积水量为9.70万m3，通过对其地理位置、范围、积水量的探测，发现多处15号煤层顶板富水区。并且从边界分布的4个煤矿来看，现开采的3号煤层与15号煤层积水采空区不相通，边界未出现采空积水问题，也就是说15号煤层积水采空区对于3号煤层而言影响不大。除了振兴煤矿(3号煤层)以外，东部的壶关赵屋煤矿、炭场坪煤矿以及东南部的陵川北山煤矿都开采15号煤矿，并且涌水量基本都在标准范围，无采空区积水，按照防治水规定水文地质及采区积水情况可以判定为中等。

3.6 采区瓦斯

根据鉴定结果，采区瓦斯属于低瓦斯，为低瓦斯矿井。

4 采煤方法及采煤巷道的布置

4.1 采煤方法的选择

井田内各煤层属于中厚～厚煤层，赋存条件良好，开采技术也较为稳定，平均厚度在3.60m，结构简单，顶板可冒落，管理方便。采煤方法的选择可以参考相关条件、环境等各方面因素相似的成功的采煤经验。①采煤方法选择倾斜长壁一次采全高综合机械化采煤方法；②采用全部跨落法应用于顶板的管理；③采用ZF6400/16/25型放顶煤液压支架管理顶板；④端头、端尾分别采用π型梁配合单体液压支柱迈步交错支护管理。

4.2 工作面顶板管理的具体要求

(1)浮化液浓度要符合煤矿质量标准的要求，一般在3%～5%范围，液压泵站的压力不得低于30MPa。

(2)割煤要保障煤壁割平、割直，做好各方面的准备工作，严格按照标准和要求进行工艺操作。如顶板无台阶、不留底煤，避免冒顶事故的发生。

(3)为避免操作不当引发的冒顶事故，支架的操作必须要专业的操作人员进行，避免经验行事或非专业盲目操作，确保支架升平、升紧、接顶严密。

(4)在实际生产作业时，要确保机组司机与支架工的相互配合，严禁空顶距离过长，但顶板破裂时，要及时采取措施，在前滚筒割煤后及时移驾。

(5)做好支架、泵站的检修工作，保障其工作质量，避免由于支架、泵站质量或损坏造成的采矿问题。

(6)仰采时，要带压移架，在支架准备到位后按照要求进行操作，避免冒顶事故。放煤后也要及时将后溜前拖，避免发生问题。

4.3 采煤巷道的布置

采煤巷道的布置是建立在确定采煤方法基础上，在采用倾斜长壁一次采全高开采方法后，为了尽可能地使采煤巷道布置更为简单，回采工作面顺槽与大巷合理相连，无轨回风顺槽回风，胶带运输顺槽进风。在初期生产过程中回采工作面直接由中央变电所供电，而随着采煤推进距离的增大，中央变电所供电难以满足质量要求时通过移动变电站或采区变电所供电，以保障采煤作业。如一采区：在采煤巷道的布置上，综采工作面和掘进工作面相邻布置，以150101工作面和150102运输、回风掘进顺槽工作面来布置巷道。与一采区相比，二采区在基本条件一致的情况下，布置150201回采工作面和150202运输、回风掘进顺槽工作面。根据比较，结合一采区、二采区地质情况，一采区位于15号煤层井田中部，煤层赋存条件、结构、水文地质条件都比较简单，瓦斯含量也比较低，更利于矿井建设期间及早投产，而二采区位于井田的西部，水文地质条件比较复杂，矿井不宜尽快投产，在比较过程中，可以看出一采区更具有优势，见图1。

图1 一采区二采区相对位置示意图

5 结语

采煤方法及采区巷道的布置建立在煤矿煤层水文地质条件和地理环境基础上，是为了提高采煤效率和质量，而采煤方法的选择在很大程度上决定了采区巷道的布置，采区巷道布置的合理性也进一步保障采煤方法的可靠性，因此在实际生产过程中，要加强对煤层各方面因素的综合分析，以更为标准化和规范化的操作方式和先进的技术提高煤矿开采效率和质量，确保煤矿开采的安全和效益性。