利贞寨及其两翼开采区域开采的综合分析

孟建瑞

（山西介休义棠煤业有限公司，山西 晋中 031206）

利贞寨及其两翼开采区域开采的综合分析

孟建瑞

（山西介休义棠煤业有限公司，山西 晋中 031206）

从装备技术、采煤方法、（水文）地质方面分析了义棠煤业+610m水平的利贞寨及其两翼开采区域历次开采失败的原因，并结合现状提出了今后开采时应采取的技术方案。

装备技术；采煤方法；（水文）地质；综合分析

1 概述

山西义棠煤业有限公司矿井位于霍西煤田孝柳矿区师屯北井田内，矿区面积15.6463km2，现生产规模120万t/a，分水平开采山西组1号、2号煤（+610 m水平）及太原组9号、10号、11号煤（+530 m水平）。矿井开拓平面图，见图1。

图1 矿井开拓平面图

该矿山西组1号、2号煤（+610 m水平）的利贞寨及其两翼五采区一部、三采区（皆为下山采区）位于井田东北下山区域，该区域无论在煤岩沉积、赋存、（水文）地质方面还是开采历史上一直是个特例，从上世纪八十年代投产至今，一直没有合适的开采方法，这里面既有地质原因、理论认识原因，也有装备、工艺水平原因。现就其开采综合分析如下：

2 区域概况

1）煤岩沉积、赋存。本区域位于井田东北下山区域，属于整个师屯北井田沉积中心，其煤层赋存、顶底板岩煤明显不同于其它地方：主采煤层2号煤厚度由正常的1.6m左右变为2.2m，煤层底部原10 cm～20cm底煤变为30cm～50cm，底部为松散的根、叶腐殖煤，煤层灰分明显加大，精煤回收率由40%～60%下降为30%～50%，顶板由原中厚的白色、灰白色砂岩、砂页岩变为极薄的泥质砂质与页岩互层至页岩，顶板层理发育，底板为页岩夹薄层泥质砂岩，顶、底板植物化石丰富。区域内3号、5号、6号煤明显比其它地方赋存较厚、较稳定且间距变小，煤层厚度由0cm～70cm变为90cm左右，但顶、底板渐变为钙质页岩，节理及断层间方解石发育，菱铁矿结核较为丰富，各煤层间距皆3m～9m。

2）地质构造。矿井处于晋中盆地西南，受新生代晋中裂陷带强烈影响，特别是该区域直接受井田外NW向孝义断陷、NNE向孝义断阶直接控制，沉陷作用导致的采区下山倾角大于18°，区域内发育有井田内第二大断裂构造NNE向利贞寨断层。

3）水文地质。整个井田呈弧形向该区域倾斜并进入晋中裂陷带，是区域内地表水、第四纪潜水层，石盒子系砂岩含水层等的汇水地带。井田东北的西刘屯村在民国以前为水稻种植区，212队在该区域勘探时其201水文地质孔以井泉形式向外排水，矿井3号行人井石盒子含水层为矿井稳定的供水水源，新、旧三采区开采时，采空区涌水严重，对生产产生严重制约。采区深部部分为奥灰水承压开采（静水位+530 m），在没有大型张裂性断裂构造形成涌水通道的情况下，不发生水力联系。图2为矿井构造纲要图。

4）开采历史，1986年矿井第一次开采三采区，当时采掘工艺为炮采、炮掘，支护设备为摩擦金属支柱及木柱，运输设备为刮板输送机，由于煤层倾角大，柱式开采了几个走向工作面便匆匆回收；2001年由于采掘紧张，重新布置新三采区，最后一个工作面020305面为倾向下山工作面，回采工艺为炮采，金属磨擦支柱配绞接顶梁支护，刮板输送机及皮带运输，同样由于倾角大、运输设备损耗严重、辅助运输系统不足、采空区涌水大而没有大规模开采。

图2 矿井构造纲要图

3 系统及工艺规划

近年来，锚、喷、网开掘工艺、综采工艺及大倾角皮带、液压支护设备的大规模应用，为该区域重新开采作了技术、设备上的准备。同时，井田内1号、2号煤可采储量的日益减少和井田内各村庄的搬迁，也使该区域1号、2和、5号（局部）煤的开采规划提上议事日程。

1）开掘工艺。采区下部顶板岩性为极薄泥质砂岩与页岩互层，易离层，现设备的大型化要求巷道断面大型化，因此，掘进支护必须实行严格的锚索、锚杆、金属网、喷浆（采区大巷）支护。

2）回采工艺（2号煤）。基于其煤层赋存较厚、顶板易离层、底板松软的特点，要采用综采工艺，加强支护，加快推进。

3）工作面布置。工作面按伪倾向布置，工作面与顶板主节理方向成30度左右夹角，以利顶板的维护和采空区的管理。

4）生产系统布置。大巷主运输采用大倾角、长距离皮带，辅运输及救援通道必须快捷、畅通、高效，必须有完善、可靠的中部水仓和排水系统。

4 注意事项

由于采区大巷与区域内利贞寨断层近平行布置，要留足断层及大巷两翼保安煤柱，以防形成支护上的“孤岛”效应，要注意井田外晋中裂陷带孝义段阶对采区下部影响形成的断裂构造，加强地质预测预报工作，密切关注采区深部奥灰水与与井田内张裂性断裂构造的水动力关系。采区涌水水大且为下山采区，因此仅在采区上部刀

[1]田本裕，等.山西省介休县义棠镇师屯井田煤田地质勘探报告[R].太原：原地质部华北地质局二一二队，1957.

[2]王新，等.山西义棠煤业有限公司带压开采技术分析[R].西安：煤炭科学研究总院西安研究院，2008.

[3]陈亮，等.山西介休大佛寺桃园煤业有限公司10号煤层瓦斯地质图说明书[R].太原：山西地宝能源有限公司，2009.

[4]张子敏，等.瓦斯地质学[M].北京：中国矿业大学出版社，2009.

Comprehensive Analysis of Mining in Lizhenzai and Its Two Wings Area

MENG Jian-rui
(Shanxi Jiexiu Yitang Coal Co.,Jinzhong Shanxi 031206，China)

In terms of equipment technology,mining approaches and hydrogeology,the paper analyzes reasons of several mining failures in the+610m-level area of Lizhenzai and its two wings and,combined with present situation,presents technological schemes which can be used in the future.

equipment technology;mining approaches;hydrogeology;comprehensive analysis

TD822

A

1672-5050（2010）11-0050-02

编辑：刘新光

2010-09-15

孟建瑞（1970—），男，山西介休人，大学本科，工程师，从事煤炭采掘技术工作。