寺河礦東井區底抽巷巖性對比研究

喬樹培

（山西晉城煤業集團寺河礦，山西 晉城 048025）

針對寺河礦東井區煤層透氣性差、較難抽放的特點，該礦決定先掘進底板巖巷，通過鉆機在巷道兩側煤體抽放瓦斯，提前抽放煤體。原有工藝為巷道底板沿5#煤掘進，由于頂板為K6灰巖（f=7～8MPa），硬度系數高，嚴重制約巖巷延伸速度，根據該礦實際情況，采用底板巖巷底板沿K6灰巖頂板掘進，距3#煤煤層底板垂距離9m左右的層位，經過實踐證明，該工藝施工抽放鉆孔效率高，材料消耗少，成孔及孔瓦斯濃度高，進而對該礦底板巖巷層位的選擇提供了依據。

1 工作面情況

寺河煤礦東井區主采3#煤層，2014年東井區變更為高突礦井，絕對瓦斯涌出量529.17m3/min，相對瓦斯涌出量為31.81m3/t，抽采瓦斯量為402.04m3/min，抽采瓦斯率76.1%，為不易抽放煤層。3#煤體位于地層山西組，是東井區主要可采煤層之一，平均厚度6.10m，煤層中部有一層夾矸，厚0.15m，下部煤厚1.8m。直接頂為砂巖，直接底為泥巖，平均厚度9.79m。其中K6石灰巖在3#煤底板下9m（平均厚1.95m，硬度較高）。東井區西回風大巷煤層綜合柱狀如圖1所示。

圖1 東井區西回風大巷地層柱狀圖

東井區西回風大巷為東井區東五盤區向東七盤區延伸的巷道，工作面西側布置兩條集中巷，分別為東井區西回風一巷、東井區西回風二巷，東側三條集中巷，分別為東井區西膠帶輸送機大巷、東五盤區輔助運輸巷、東五盤區進風巷，5條集中巷沿煤層掘進，其中東井區西回風大巷巷道底板沿新方案掘進。

2 巖層層位的確定

原方案：東井區西回風大巷原設計為巷道沿5#煤掘進，由于5#煤頂上為K6灰巖層位，屬堅硬巖石，采用機掘工藝掘進，機組截割時速度較慢，該巖硬度較高，阻礙進尺提升。而且抽放隊組在打鉆期間需要鉆孔穿透該巖，抽放及掘進效率均較低，一定程度上嚴重制約左右兩側集中煤巷抽放、掘進進度。

現方案：東井區西回風大巷巷道底板沿該巖掘進，優點是掘進機運行時不截割該巖，巖巷硬度較低，巖巷掘進效率明顯提高。通過對東井區西回風大巷的實踐，該巷巖層層位為巷道底板沿著該硬巖掘進，掘進進尺為6m/d，相比原方案1.7m/d，較大程度提高該礦底抽巷進尺，為東井區煤體的提前抽放奠定基礎。東井區西回風大巷斷面圖如圖2所示。

圖2 東井區西回風大巷斷面圖

3 方案對比分析

3.1 底板巖巷進尺

巖巷層位調整后，掘進進尺原來為1.7m/d，變更后進度為5.7m/d，從進尺來看，沿K6灰巖掘進加快了巖巷掘進速度。通過對巷道巖性的調整，將原有沿5#煤掘進調整為K6灰巖布置在底板位置，該礦提前加快了對所有煤層、左右兩側集中巷的外側超前卸壓工作，對前方煤體提前卸壓。根據礦井安排，東井區西回風大巷（至東七盤區礦界）進尺為7300m。原方案：若按沿5#煤層位掘進，進尺為1.7m/d，巷道施工完成需耗時8年。現方案：采用沿該硬巖掘進，掘進進尺為5.7m/d，巷道施工完成需耗時3.33年。若東八盤區掘進到礦界，可以安排對組對掘，通過兩個掘進隊對向貫通，采用新方案后可以提前6年將東井區西回風大巷掘進到位，兩個方案只考慮人工成本核算的話，新方案較原方案減少6800萬元人工費計。掘進進尺見表1。

表1 東井區西回風大巷掘進進尺表

3.2 抽放瓦斯情況

表2為鉆機在不同層位條件下抽放進尺比較表，從表中得知底抽巷在不同位置布置下抽放孔效能對比明顯：原方案情況下，普通鉆機進度為 91m/d，現方案的普通鉆機進度為 138m/d。數據顯示，采用第二種方案，普通鉆機進尺是第一種方案進尺的1.5倍。效率較高的主要原因：采用第一種方案普鉆施工時要貫通硬巖，第二套方案不需要。

表2 東井區西回風大巷鉆孔施工情況統計

表3為方案一與方案二鉆孔瓦斯濃度數據表，表中顯示，第二種方案由于未受該硬巖巖層影響，鉆孔濃度與抽放效果均高于第一套方案。

表3 東井區西回風大巷方案一與方案二濃度統計表

4 結語

（1）東井區西回風大巷調整為沿K6灰巖頂板掘進，掘進進尺、抽放效率都明顯提高，鉆孔成孔效果好，接抽濃度較大，施工量降低，成煤孔段較多，有效抽放前方煤體，保證前方煤體在卸壓范圍內，鉆孔成孔率與濃度都極大提升。

（2）綜合試驗效果及實踐，對兩種方案進行技術、經濟對比分析，探究出東井區西回風大巷底抽巷巖性合理層位。