礦區綜合開采的實踐與認識

摘 要：礦井生產能力是與井田劃分緊密聯系并且相互適應的，是礦區總體設計應解決的重要問題。本文通過分析某地區煤礦井田概況和地質特征，經過方案論證比較，選擇了適合本礦井的開拓方式、采煤方法和各生產系統。井田內地質構造比較簡單，經過技術經濟比較，采區的采煤方法采用傾斜長壁采煤法，綜合機械化回采工藝。在煤炭企業生產中地質條件和煤炭賦存條件允許的情況下應該優先考慮使用大采高采煤方法。總之，通過技術經濟等多方面的比較得出本設計的開拓方案、采煤方法等均能滿足礦井的開采需求。

關鍵詞：地質構造；儲量；綜合機械化采

1 概況

該地區鐵路、公路貫穿全區，區內交通可謂交通便利、四通八達。井田及其附近的地質特征，在大地構造上位于某沉降帶的東南側。煤田受新華夏構造體系的影響，以一系列NNE向的褶曲及逆斷層組成，北部受緯向構造的影響逐漸向南彎轉成走向近東西向。區內尚未發現有大面積巖漿活動，所見分布于煤田西側和南側，區內未發現區域變質或侵入變質現象。煤層走向主體為東西走向，整體近似于長方形，煤層賦存比較穩定，全區發育，平均傾角為14°左右。本區煤層中夾石在井田中部最薄，往南北兩翼逐漸變厚，沿傾向方向變化小，沿走向方向向南北變化稍大，本組地層一般厚度72.60m，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少，各種巖石所占的百分比為：粘土巖10.1%，粉砂巖類占52.6%，砂巖類占31.4%，石灰巖占2.9%。巖相組合上為淺海相薄層泥質碳酸鹽巖和瀉湖海灣相粉砂巖及砂巖沉積物的交替沉積。

氣象資料統計：年最大降水量為826.6mm（71年），年最小降水量為279.8mm（50年），年蒸發量為1648.2mm，雨季多集中在七、八、九三個月，蒸發量大于降水量.夏季最高溫度38.1℃，冬季最低溫度-29.1℃，年平均溫度9℃，最冷月平均溫度-8℃.冰凍期多在十月末開始， 次年四月開始解凍，凍土平均厚度0.55m，年主要風向為南風，最大風速20m/s，年平均風速2m/s。

2 礦井生產能力

煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性，本井田煤層瓦斯含量均很低，屬低沼礦井，據化驗資料，瓦斯絕對涌出量為：1.27～5.56m3/min，平均4.75m3/min，相對涌出量為：0.39～3.38m3/t，平均1.17m3/t。煤塵爆炸指數為：為38.42%～64.20%；本區由于煤燃點低，易自燃發火，煤塵試驗結果為火焰長度40mm，巖粉量55%，具有爆炸性。自燃發火期為3-6個月。

井田的勘探程度及進一步勘探要求，目前，勘探程度已達到精查，確定了高級儲量為50%以上，但為了滿足以后生產要求，應提高一水平的勘探程度，使高級儲量達到70%以上；礦井的年產量（生產能力）確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產、達產和產生效益至關重要。而礦井生產能力與井田地質構造、水文地質條件、煤炭儲量及質量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關。經分析比較，設計礦井的生產能力確定為0.9 Mt/a，合理可行，理由如下：

（1）儲量豐富，煤炭儲量是決定礦井生產能力的主要因素之一。本井田內可采的煤層達到2層，保有工業儲量為1.03億t，按照0.9Mt/a的生產能力，能夠滿足礦井服務年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。

（2）開采技術條件好，本井田煤層賦存穩定，井田面積大，煤層埋藏適中，傾角小，結構簡單，水文地質條件及地質構造簡單，煤層結構單一，適宜綜合機械化開采，可采煤層均為厚煤層。

（3）建井及外運條件，本井田內良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質條件。

綜上所述，礦井保有工業儲量1.03億t，設計可采儲量7201.4萬t。由于礦井優越的條件及外部運輸條件，礦井的生產能力為90萬t是可行的、合理的，并且符合《煤礦安全規程》和《設計規范》的相關要求。

3 采準巷道布置

3.1 設計采區的地質概況及煤層特征

3.1.1 采區概況：設計采區為一采區，該采區位于井田西翼，西至井田勘探線，東部邊界到工業廣場保護煤柱線，大巷布置在-580水平，采區平均走向長2416m，傾斜長1256m，采區內共發育兩個個可采煤層，煤厚分別為3m、4m。煤層賦存簡單，無斷層及火成巖侵入等地質構造，煤層傾角平均為14度。煤變質程度高，煤質好，絕對涌出量為10.5m3/min。發火期短，煤層直接頂較厚并且軟弱。

3.1.2 煤層地質特征及工業儲量，一采區做為首采區，是上山開采，采區開采兩層煤，煤層平均傾角為14°，屬于緩傾斜煤層，采區內地質構造簡單，無斷層，煤質較好，水分含量0.56～15.54%，瓦斯相對涌出量為10.5m3/t，煤塵無爆炸性危險自然發火期為3-6個月，煤層頂底板較為穩定。采區工業儲量為3369.2萬t。

3.2 采區主要參數的確定

3.2.1 采區形式：按照煤層群開采的聯系為聯合準備，即各煤層共用兩個巖石上山和區段石門，煤層傾角平均為14°，瓦斯量低、頂底板均無較大涌水，根據煤層賦存條件，本設計采用走向長壁采煤法。

3.2.2 采區上山數目、位置及用途，設計的上山在最下部煤層的底板開掘。運輸上山作為采區的主運輸，其內鋪設皮帶，運輸采區工作面的出煤。軌道上山鋪設軌道作為采區的輔助運輸，運送矸石、設備、材料、兼作行人。

3.2.3 區段劃分采區傾向長1256m，其中留4m的區段平巷，區段間保護煤柱留10m寬，井田境界煤柱30m，階段煤柱30m，則本采區可以劃分為6個區段，工作面長180m。

3.3 采區車場及硐室

車場形式：區段上部車場為順向平車場，中部為單向甩車場，下部為直向平車場。每個采區只有一個綜采工作面，運輸量不大，所以只設材料繞道車場，運料斜巷在大巷入口處取平，由大巷進入車場繞道存車線，然后直接進入軌道上山。這種布置方式使用方便，運行可靠。

3.3.1 上部車場：車場形式為順向平車場（與回風道在同一水平），礦車或材料車經軌道上山提至平車場平臺，然后沿著礦車行進方向經回風石門運至工作面或所需材料地點。

3.3.2 車場：車場形式為石門甩車場形式，單道起坡方式。由軌道上山提升上來的礦車，通過甩車道甩到中部軌道石門中，再進到區段軌道平巷。

3.3.3 下部車場：本下部車場的繞道屬于頂板繞道，從上山來看，通過豎曲線落平后摘鉤，沿車場的高道自動滑行到下部車場存車線。由井底來車，則進入車場的底道，自動滑行到下部車場的低道存車線后，掛鉤由絞車房提升上去。根據軌道上山起坡點到大巷的距離，本車場屬于斜式頂板繞道。

4 采煤方法的確定

開采技術條件：兩層煤在井田內全區發育，煤層賦存穩定，是井田的主要可采煤層，煤層頂底板多為砂頁巖、泥巖或石灰巖，底板為粉砂巖、細砂巖。各煤層具線理狀、條帶狀結構，層狀構造普遍發育。采煤方法的選擇的要求：煤炭資源損失少，采用正規采煤方法；安全及勞動條件好；便于生產管理；材料消耗少；盡可能采用機械化采煤，達到工作面高產高效。本礦井的兩層煤均屬于緩傾斜煤層，根據本采區的形狀特點，采用走向長壁后退垮落采煤法。

參考文獻

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