显德汪矿四采区巷道布置方案分析

摘要：文章结合显德汪煤矿四采区地质地貌和水文地理特点，从综采施工的合理性与经济性出发，提出巷道布置方案，并作详细解析，为同类综采工作提供有价值的资料和实践经验。

关键词：显德汪煤矿水文地质巷道布置

1 区域概况

四采区范围东至井田边界及新村村庄煤柱线，北至井田边界，西至F11断层，南至显德汪与东风井煤柱线。四区上部1#煤开采完，根据1#煤揭露情况，本区北部构造较简单，东南部构造较复杂。采区北部有新村村庄，南部有温庄、显德汪村及本矿工业广场。地表由第四系地层所覆盖，呈沟岭状地形。紫牛湾小溪流经本区地表，为季节性小溪，仅雨季有水。

区内共有钻孔23个。其中钻孔CK114终孔层位2#煤底；显7钻孔9#煤断失，钻孔1120未封孔，钻孔715、716封孔不合格，钻孔718、1118封孔不可靠，沙18钻孔封孔情况不明。其余情况详见钻孔附表。

根据钻孔资料，本区9#煤煤层厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全区可采。本区9#煤位于显德汪向斜轴部附近，大体为一向斜构造。向斜轴呈NNE向。区内岩层走向变化大，北部由NE向转向NW向，东南部以近似SN向为主。倾角北部较缓，中南部较陡。

本区9＃煤-200以上水平有基础储量612.4万吨，储量489.9万吨。

2 区域地质及水文地质概述

2.1 地层特征 本区及附近巷道所揭露的地层主要有二叠系下石盒子组（P1x）、山西组（P1s）及石炭系太原组（C3t）。该套地层主要由细砂岩、粉砂岩、灰岩及砂质泥岩、泥岩组成。

本区主要标志层为大青灰岩、本溪灰岩。

大青灰岩：深灰色，质硬，厚度较稳定，平均4.6m，全区发育。

本溪灰岩：由灰岩夹煤组成，灰岩灰～深灰色，中厚层状。

2.2 地质构造

2.2.1 褶曲。本区主要位于显德汪向斜轴部附近，大体为一向斜构造。向斜轴呈NNE向。总的构造特征为北部构造条件相对简单，南部和东部复杂。区内岩层走向变化大，北部由NE向转向NW向，东南部以近似SN向为主。倾角北部较缓，中南部较陡。

2.2.2 陷落柱。九采回风巷掘进曾揭露陷落柱Ｘ2，揭露层位为上石盒子组一段砂岩夹泥岩层。初始揭露时柱体破碎带潮湿，后发生涌水，水量36m3/h，最大增至240m3/h，目前基本稳定在10m3/h。陷落柱破碎带呈黄～黄褐色，风化严重，由棱角状褐色砂岩碎块、紫红色泥岩砾块及黄泥充填物组成，胶结松散。-50水平平面呈不规则椭圆状，长轴NW向，轴长70～80米，短轴长35～45米，纵向深至奥灰或更老的灰岩层位，向上至基岩面。富水性平面和纵向呈不均匀状。陷落柱位于温庄及显德汪村庄煤柱之内。

2.2.3 断裂构造。区内揭露的大中型断层共8条，分别是：F1、F11、F2、F22、F17、F9、F30、F37；另外根据一采区及二采区九号煤揭露情况及本区三维地震资料，下组煤中小断层将十分发育。

2.3 煤层及顶底板。本区9#煤煤层厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全区可采。本区9#煤位于显德汪向斜轴部附近，大体为一向斜构造。向斜轴呈NNE向。区内岩层走向变化大，北部由NE向转向NW向，东南部以近似SN向为主。倾角北部较缓，中南部较陡。

2.4 水文地质。本区地表无储水地段，紫牛湾小溪从本区穿过，为季节性小溪，仅雨季有水。采掘主要受各含水层及周边小煤窑积水影响。另外根据本区三维地震及电法勘探资料圈定底板富水异常区，掘进时应制定专门防治水措施。

2.4.1 各含水层分别为：奥陶系石灰岩、大青灰岩和本溪灰岩，掘进主要受各含水层水威胁。

2.4.2 本区周边主要小煤窑及概述。四采区周边目前开采下组煤的小煤矿主要分布于采区北东边界附近，另采区北部有多个小煤矿废弃井筒。采区周边的有证小煤矿为：恒信煤矿(上关八矿)、上关十一矿、中新煤矿、新村煤矿、生源煤矿等，均有不同程度的越层越界开采现象。根据“四六采区三维地震综合勘探报告”，小煤矿越界达400～1100m，但因小煤矿越界采掘工程未经实测，采掘工程靠近这些小煤矿边界及物探采空区时，应采取防探水措施，防止采空区积水及有毒有害气体的涌入。要加强对本区周边小煤窑地下采动范围的调查，查清其采动范围。

2.4.3 底板富水异常区。根据本区电法勘探资料，圈定出底板富水异常区（见底板等高线图）。各异常区可能与隐伏构造或裂隙发育、小窑老空积水等有关。对掘进构成威胁。

2.4.4 封闭不良钻孔。钻孔1120、1118、沙18等虽未封或封闭不良，但位于村庄煤柱以内对采掘影响不大。钻孔715、716封孔不合格，718钻孔封孔质量不可靠，采掘时应留设防水煤柱或采取其它防治水措施。

3 区域巷道布置方案

根据区域地质、水文地质条件及煤层赋存情况，综合考虑各种因素，以及经过对四采区九号煤层赋存特点以及现有生产系统的深入分析，最终确定了以下这套巷道布置方案：双翼开采，在-200m水平施工四采区运输石门与-200集中运输巷联通，利用现有二水平排水系统以及二水平煤仓，实现集中防治水、9#煤集中运输；还可实现不同煤层的分装分运。方案详情如下：

3.1 方案概述 在四采区布置两条下山，一条四采九煤运输下山、一条四采九煤轨道下山，两条下山相距38m。四采九煤运输下山自四采九煤轨道石门开口，见9#煤后拐弯走下山，沿9#煤顶板掘进至-187.5水平与四采九煤运输石门贯通。四采九煤轨道下山自四采九煤轨道石门开口穿过大青灰岩后，在大青灰岩顶板掘进，至既定位置后与四采九煤运输下山勾通，形成系统。为尽快完成四采区开拓工程，同时在一采九煤北翼轨道下山下部车场开口施工四采九煤联巷。施工至设计水平位置后，拐弯向-200集中运输巷方向施工四采九煤运输石门，以尽早完成掘进四采九煤运输石门期间的运输路线。四采九煤联巷后期封闭，实现采区隔离。

3.2 运输系统 工作面煤经工作面运输巷→四采九煤运输下山→四采九煤运输石门→-200集中运输巷→二水平煤仓→主井皮带→地面。

3.3 运料系统 料经副井→中央石门→四六大巷→四采九煤轨道石门→四采九煤轨道下山→采区中部车场→工作面运料巷→工作面。

3.4 通风系统 新鲜风经中央石门→四六大巷→四采九煤轨道石门→四采九煤轨道下山→采区中部车场→工作面运料巷→工作面。

工作面乏风经工作面运输巷→四采九煤运输下山→四采九煤运输石门→-200集中运输巷→一采九煤集中运输上山→一采九煤运输上山→一采九煤通风斜巷→北总回风巷→西风井→地面。

3.5 排水系统 此方案不设采区水仓，充分利用现有的二水平水仓，设计中工作面排出的水可由四采九煤运输下山流经四采九煤运输石门，进入二水平水仓。

3.6 供电系统 区域供电来自四采变电所。

4 区域巷道布置方案优缺点分析

4.1 优点分析 ①充分利用现有二水平水仓实现一、四采区9#煤开采期间集中防治水。②实现9#煤集中运输，通过控制二水平煤仓、中央煤仓放煤顺序实现不同煤层的分装分运。③总工程量较方案2少；同时工期缩短。④相对于方案2减少水仓压煤量。⑤煤流自-50m水平向-200m水平运输，便于运输。⑥由于矿井后期东风井主要用于满足九采区(深部2#煤存在瓦斯异常现象)及十一采区开采期间所需风量，该方案采用西风井供风，可有效缓解东风井的通风压力。

4.2 缺点分析 ①回风线路较长，通风阻力较大。②四采九煤运输石门压煤，不利于采区末采期间回收资源。

备注：此方案运输石门压煤量后期可回收。

参考文献：

[1]张凤年，田宝方，李大国.试论采区巷道布置的科学性[J].山东煤炭科技，2005(06).

[2]姚凤春.高瓦斯煤层群采区巷道布置方式的探讨[J].价值工程，2010（04）.

[3]闫志青.综采工作面过复杂空巷与工作面延面实践[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2011(08).

作者简介：

姜鑫（1986-），男，山西寿阳人，2009年毕业于石家庄经济学院测绘工程专业，现任显德汪矿地测科副科长。