鶴煤公司九礦-420 行人下山巷道優化工程

張思蔚ZHANG Si-wei

（河南能源化工集團鶴煤公司九礦，鶴壁 458010）

（The Ninth of Hebi Coal Mine Company，Henan Energy and Chemical Industry Group，Hebi 458010，China）

0 引言

鶴煤公司九礦位于鶴壁礦區最北部，設計能力30 萬噸/年，主采下夾煤，1991年以后開采二1 煤，2010年經改擴建后現階段實際生產能力為80 萬噸/年。由于瓦斯壓力大、含量高，2010年被鑒定為煤與瓦斯突出礦井，2014年根據新頒布《煤礦地質規定》又被劃分為地質條件極復雜礦井。

瓦斯已成為阻礙產能提升的最大難題，為減少煤層瓦斯含量、降低瓦斯壓力、消除突出威脅、解放可采煤層，九礦增加了工作面底抽巷、高位裂隙等很多巖巷工程量，因此也帶來了很大的矸石采出量。為最大限度加快巖巷工程進度，九礦對矸石礦車供應、時間買賣制度、工資二次分配等給出了一系列的刺激性政策和考核辦法。

1 -420 行人下山工程概況

-420 行人下山是九礦進入-530 地區最主要的開拓巷道，肩負九礦-530 地區所有巖巷工程的排矸、行人和運料任務。由于巷道設計受F153 斷層防隔水煤（巖）柱、煤層延展方式和開拓布局的影響，巷道上山和上車場長度都受到了決定性限制。如果按照原有設計需要二次提升才能將矸石送到上一個水平，不僅增加了生產成本，最重要的是成為巷道掘進排矸的最大阻礙，因此也間接的限制了產能的提升。

如果加長巷道上山和上車場長度，就必須突破現有防隔水煤（巖）柱。F153 斷層防隔水煤（巖）柱是為防止O2灰巖水進入礦井專門留設的。《煤礦防治水規定》第五十四條明確規定“礦井防隔水煤（巖）柱一經確定，不得隨意變動。嚴禁在各類防隔水煤（巖）柱中進行采掘活動”。

2 利用現有資料重新分析斷層防隔水煤（巖）柱

對-420 行人下山工程設計限制最大的是F153 斷層，F153 斷層落差300 米，傾角70 度，是九礦開采下夾煤和二1 煤的自然分界線。在該處，原上級文件批復的二1 煤防隔水煤（巖）柱寬度為91.8m，是為防止開采二1 煤期間O2灰巖水進入礦井專門留設的。

L—煤柱留設寬度（m）；

K—安全系數（2～5），取4；

M—煤層厚度，取8.5m；

p—水頭壓力，取48kgf/cm2；

Kp—煤的抗脹強度，取5kgf/cm2。

-420 行人下山上車場位于F153 斷層上盤，但同時也位于九礦新付井保護煤柱內部，煤柱內除井底車場和繞道外無任何采掘活動，由于煤層傾角接近35 度因此將來也不會再進行采掘活動。經慎重考慮后認為該處作為掘進巷道使用的防隔水巖柱應重新計算寬度，通過查找巖層抗脹系數，按照斷層防隔水巖柱公式計算。

L—巖柱留設寬度；

K—安全系數（2～5），取4；

M—巷道高度，取4.5m；

p—水頭壓力，取55kgf/cm2；

Kp—巖石抗脹強度，取3kgf/cm2。

因此F153 斷層在該處的防隔水巖柱寬度應為67.5m。

3 進行施工驗證

由于井田的勘探鉆孔都是按照等距方格形式布置的，因此大面積推算出的底板等高線和斷層在局部地區都有可能發生小范圍變化。通過翻閱周邊鉆孔資料，還原地層和繪制地質剖面發現，位于設計巷道上車場西部的294 鉆孔和212鉆孔，在一定程度上控制了F153 斷層面傾角的擺動幅度，有一定的利用價值，但仍不夠精確。如果沒有確切把握，誤進巷道造成誤透斷層水會造成不可挽回的重大損失，因此為慎重起見仍需要對斷層情況進行準確的鉆探驗證。

圖1 -420 行人下山剖面圖

由于該處巷道對應的水頭壓力為5.5 兆帕，因此在鉆探驗證期間仍存在很大的危險性，即使孔口管長度大于20 米、鉆機有可靠的壓柱、使用防噴孔裝置，在鉆探期間鉆孔一旦穿透斷層導致鉆孔突水，水流的噴射，大量水流涌出都會給生產造成很大的影響。由于改變巷道施工設計后只要巷道上車場距斷層面最近距離大于67.5 米就可以保證掘進安全，因此鉆孔不必要直接接觸斷層面，只要滿足安全需要就可以停止鉆進。

由于提前采取了安全措施并控制了鉆進距離，鉆探期間并未發生突水和涌水現象，通過鉆探取芯與標志層巖性對比發現，巖性也與推測完全一致，證明斷層面傾角的擺動幅度與預測接近。現該巷道已經施工完成兩年，未發現任何有突水和涌水的異常跡象。

4 結語

經過重新驗證劃定的巷道斷層防隔水巖柱比原來計算的防隔水煤（巖）柱長度縮短了24.3 米。在保證巷道掘進安全的前提下解決了巷道上山和上車場長度局限問題，使原來的2 次提升改為1 次提升，由原來的每次設計提3 輛礦車增加為4 輛礦車，在減少了一部提升設備的同時，每年僅電費、人工費、鋼絲繩等節約成本200 萬元，最重要的是解決了排矸受限問題。

[1]張玉軍，吳繼輝.近距離多煤層開采采空區積水防隔水煤巖柱留設研究[J].煤礦開采，2014（01）.

[2]張延新，蔡美峰，歐陽振華.地應力與巷道布置關系的理論研究[J].巖土工程技術，2005（02）.

[3]李斌.近距離煤層回采巷道布置方式研究[J].煤炭工程，2012(S2).