某煤礦48705工作面厚煤層地質特征及開采工藝

李 陽

（西山煤電股份有限公司西銘礦， 山西 太原 030052）

1 48705工作面地質特征

1.1 煤層特征

48705工作面地表位于王家溝村以東、馬矢山村以西、隨老母斷層以南、蒿地茆村西北。工作面蓋山厚度224～406 m，平均315 m。工作面走向長1730～1756 m，平均長 1743 m，傾斜長 220 m，面積383955 m2。煤層傾角 3°～10°，平均 4°。該面所掘 8號煤層節理發育，煤層上部夾石為0.60～3.50 m，平均2.50 m的頁巖或砂質頁巖；8號煤上分層厚度0.50～0.75 m，平均0.63 m；下分層煤層厚度2.94～3.40 m，平均3.14 m，厚度變化不大，屬單一穩定的中厚煤層。煤層總厚4.40～7.40 m，平均6.27 m。

1.2 地質構造概況

1）褶曲。工作面總體為背向斜復合構造。背斜B1位于工作面南部，軸向北西，傾伏北西，兩翼傾角 3°～5°。北部為馬鞍形構造，煤巖層傾角 1°～10°。預計局部地段斷層等地質構造附近煤巖層傾角變化較大。

2）斷層。據相鄰48707工作面資料推測，該面掘進中皮帶巷將遇斷層 F8585、F8586、F8587、F8588、F8590，落差1.0～2.0 m，對掘進有一定影響。預計掘進中還將有新的斷層出現。該面切眼外側有隨老母斷層（F801），其位置為推測位置，膠輪車巷掘進至距切眼50 m處時應進行鉆探以確定斷層位置，并留設防水煤柱，以確保施工安全。

3）陷落柱。據相鄰48707工作面資料推測，該面皮帶巷將遇陷落柱X8878，對掘進影響較大。根據周邊8號煤資料分析，該區8號煤陷落柱較為發育，掘進中還可能有陷落柱出現，對掘進影響較大。

4）節理。據相鄰8號工作面資料推測，該面頂板節理局部比較發育，陷落柱、斷層附近構造節理較發育，對掘進有一定影響。

1.3 水文地質概況

1）上覆有三層薄層太原組石灰巖含水層，均為弱含水層，局部富含裂隙水，各含水層之間被砂質泥巖和泥巖隔水層阻隔，水力聯系差。

2）工作面上覆石灰巖局部富含裂隙水，掘進中遇地質構造及頂板破碎帶時會有淋水出現，局部淋水較大，對掘進有一定影響。

3）該面上覆2號煤已回采，采空區局部低洼處有三處積水，積水量約9700 m3。北部2號煤及3號煤為小窯所采，局部可能有少量積水。2號煤與8號煤層間距85 m左右，3號煤與8號煤層間距66 m左右，對掘進影響不大。

4）該面北部（切眼外側）有隨老母斷層（F801），落差約35 m，為推測位置，膠輪車巷掘至距切眼50 m處時，應對其進行鉆探，以確定斷層位置，并留設防水煤柱。

5）該面中部及南部地表有馬家灘溝、婁煩灘溝由南東向北西穿過工作面，溝底與8號煤層間距約231 m，為季節性溝谷，雨季地表水將通過2號煤采空裂隙滲入2號煤采空區。預計掘進期間正常涌水量 0～5 m3/h，最大涌水量 25 m3/h。

2 48705工作面開采主要技術問題

1）該面上覆石灰巖含水層局部富含裂隙水，施工中遇地質構造或頂板破碎帶時，會有淋水出現，局部淋水較大，對掘進有一定影響，在工作面低洼處要配備排水能力不小于50 m3/h的排水設備，加強排水。采前對上覆采空積水進行探放。

2）該面煤巖層裂隙發育，局部地段有薄層頁巖偽頂，破碎易冒落；在掘進施工中(特別是遇斷層、陷落柱等地質構造時)，要采取相應的安全措施，加強煤幫及頂板管理，確保安全生產。

3）該面切眼北部有隨老母斷層，其附近可能有伴生斷層等地質構造。受斷層等地質構造影響，周邊煤巖層松軟、頂板破碎、煤巖層傾角變化較大，對掘進影響較大。

4）皮帶巷、膠輪車巷掘至距切眼50 m處時，應對其進行鉆探，以確定斷層位置，并留設防水煤柱。

5）掘進中遇地質構造或煤層裂隙發育時，瓦斯涌出量可能增大，施工中要加強通風和瓦斯檢查。

3 工作面巷道布置及支護形式

3.1 工作面巷道布置

1）皮帶巷。布置在工作面的西側，皮帶巷從北七左翼皮帶巷13號測點后16 m，以方位角334°35'33”開口向前掘進，巷道全長1818 m。

2）膠輪車巷。布置在工作面的東側，膠輪車巷從北七左翼回風巷B1號測點，以方位角334°35'33”開口向前掘進，巷道全長1733 m。

3）切眼。布置在工作面北側，切眼長220 m。

4）底抽鉆場。布置在工作面的南側，鉆場共10個，間距150 m。鉆場從48703皮帶巷開口，以180°22'2"方位角，-15°下山掘進40 m，進入9號煤后，平行掘進30 m。

5）皮帶巷回風貫眼。在北七左翼回風巷B2號測點前72 m處，以方位角70°24'38"，向前掘進44 m與48705皮帶巷貫通。該貫眼用于巷道掘進期間的回風。

6）膠輪車巷回風貫眼：在北七左翼回風巷B1號測點前32 m處，以方位角164°36'15"，向前掘進47 m與48705膠輪車巷貫通。該貫眼用于巷道掘進及工作面回采期間的回風。

7）工作面安裝貫眼：距切眼150 m處，在48705膠輪車巷與48703皮帶巷間布置一條貫眼，長度25 m。貫眼用于工作面安裝期間車輛的調頭。

3.2 巷道支護形式

1）采用托夾石掘進，膠輪車巷、皮帶巷頂板采用螺紋鋼樹脂錨桿、鋼帶、鋼筋網聯合支護，兩幫采用螺紋鋼樹脂錨桿、金屬網護幫。

2）沿8號煤石灰巖頂板掘進，膠輪車巷、皮帶巷支護方式為螺紋鋼樹脂錨桿支護頂板，兩幫金屬網護幫。

3）巷道過陷落柱、斷層時，采用架棚支護。

4）切眼沿8號煤石灰巖頂板掘進，采用螺紋鋼樹脂錨桿支護頂板，玻璃鋼樹脂錨桿加金屬網護幫。

4 煤炭開采

4.1 工作面采高

工作面采用走向長壁后退式采煤方法采煤，全部垮落方法管理頂板，綜合機械化采煤工藝采煤。夾石厚度小于1.6 m時（局部地段），采用沿石灰巖頂板回采。夾石厚度大于1.6 m時，采用托夾石回采。工作面采高確定為3.14 m。

4.2 初采的主要技術要求

1）當工作面采寬達10 m頂板未冒落時，每班設專人觀察頂板變化情況，發現有來壓預兆時，立即通知工作面全部人員撤至距端頭50 m以外的安全地點。來不及撤離時，要躲入支架內抱緊立柱，防止風流吹傷人員。

2）所有的單體支柱要采用礦自制鋼性連接器互相連好，連接高度1.5 m，支柱要升緊升牢。

3）開采前，及時將支架壓力表安裝齊全，初采到大頂冒落，每班必須有專人記錄壓力變化情況，掌握頂板來壓規律。

4.3 收尾的主要技術要求

1）距停采線20 m處開始，逐步調整采高，保證開始鋪網時采高在3.7 m，距停采線14 m處，把支架調直，開始鋪網。

2）所需金屬網（規格 1.8 m×3 m，1 m×8 m）、聯網針、圓木（直徑不小于 20 cm，長 3.6 m）、破板（長3.5 m）、鐵梁（長 4.6 m）、幫錨桿（長 1.8 m）、PZD-3800型單體液壓支柱全部提前準備好，整齊碼放在軌道巷內待用。

3）鋪網時，上刀網與下刀網必須交錯布置，且與上刀網搭接200 mm，每隔200 mm聯好，下刀網須在上刀網的上面，防止扯網，最后拉出支架，頂過溜子交替拉架。

4）鋪完12刀網后，所鋪金屬網已鋪至支架前探梁下，將支架上線調直，開始打通道。

5）工作面鋪網工作人員操作前，必須停機停溜閉鎖，切斷采煤機電源，打開隔離開關，摘掉滾筒離合器，并在離合器手把的定位處插好銷子以防重合上，經點動倆次無誤后，方可進行。

5 結語

煤炭產業一直以來就是我國國民經濟的支柱產業，其為國家的經濟建設做出了巨大的貢獻。隨著國家經濟體制的變革，如何提高煤炭的回采率，保證礦井可持續發展，是節約資源、提供能源利用率的有效保障。