某煤矿48705工作面厚煤层地质特征及开采工艺

李 阳

（西山煤电股份有限公司西铭矿， 山西 太原 030052）

1 48705工作面地质特征

1.1 煤层特征

48705工作面地表位于王家沟村以东、马矢山村以西、随老母断层以南、蒿地茆村西北。工作面盖山厚度224～406 m，平均315 m。工作面走向长1730～1756 m，平均长 1743 m，倾斜长 220 m，面积383955 m2。煤层倾角 3°～10°，平均 4°。该面所掘 8号煤层节理发育，煤层上部夹石为0.60～3.50 m，平均2.50 m的页岩或砂质页岩；8号煤上分层厚度0.50～0.75 m，平均0.63 m；下分层煤层厚度2.94～3.40 m，平均3.14 m，厚度变化不大，属单一稳定的中厚煤层。煤层总厚4.40～7.40 m，平均6.27 m。

1.2 地质构造概况

1）褶曲。工作面总体为背向斜复合构造。背斜B1位于工作面南部，轴向北西，倾伏北西，两翼倾角 3°～5°。北部为马鞍形构造，煤岩层倾角 1°～10°。预计局部地段断层等地质构造附近煤岩层倾角变化较大。

2）断层。据相邻48707工作面资料推测，该面掘进中皮带巷将遇断层 F8585、F8586、F8587、F8588、F8590，落差1.0～2.0 m，对掘进有一定影响。预计掘进中还将有新的断层出现。该面切眼外侧有随老母断层（F801），其位置为推测位置，胶轮车巷掘进至距切眼50 m处时应进行钻探以确定断层位置，并留设防水煤柱，以确保施工安全。

3）陷落柱。据相邻48707工作面资料推测，该面皮带巷将遇陷落柱X8878，对掘进影响较大。根据周边8号煤资料分析，该区8号煤陷落柱较为发育，掘进中还可能有陷落柱出现，对掘进影响较大。

4）节理。据相邻8号工作面资料推测，该面顶板节理局部比较发育，陷落柱、断层附近构造节理较发育，对掘进有一定影响。

1.3 水文地质概况

1）上覆有三层薄层太原组石灰岩含水层，均为弱含水层，局部富含裂隙水，各含水层之间被砂质泥岩和泥岩隔水层阻隔，水力联系差。

2）工作面上覆石灰岩局部富含裂隙水，掘进中遇地质构造及顶板破碎带时会有淋水出现，局部淋水较大，对掘进有一定影响。

3）该面上覆2号煤已回采，采空区局部低洼处有三处积水，积水量约9700 m3。北部2号煤及3号煤为小窑所采，局部可能有少量积水。2号煤与8号煤层间距85 m左右，3号煤与8号煤层间距66 m左右，对掘进影响不大。

4）该面北部（切眼外侧）有随老母断层（F801），落差约35 m，为推测位置，胶轮车巷掘至距切眼50 m处时，应对其进行钻探，以确定断层位置，并留设防水煤柱。

5）该面中部及南部地表有马家滩沟、娄烦滩沟由南东向北西穿过工作面，沟底与8号煤层间距约231 m，为季节性沟谷，雨季地表水将通过2号煤采空裂隙渗入2号煤采空区。预计掘进期间正常涌水量 0～5 m3/h，最大涌水量 25 m3/h。

2 48705工作面开采主要技术问题

1）该面上覆石灰岩含水层局部富含裂隙水，施工中遇地质构造或顶板破碎带时，会有淋水出现，局部淋水较大，对掘进有一定影响，在工作面低洼处要配备排水能力不小于50 m3/h的排水设备，加强排水。采前对上覆采空积水进行探放。

2）该面煤岩层裂隙发育，局部地段有薄层页岩伪顶，破碎易冒落；在掘进施工中(特别是遇断层、陷落柱等地质构造时)，要采取相应的安全措施，加强煤帮及顶板管理，确保安全生产。

3）该面切眼北部有随老母断层，其附近可能有伴生断层等地质构造。受断层等地质构造影响，周边煤岩层松软、顶板破碎、煤岩层倾角变化较大，对掘进影响较大。

4）皮带巷、胶轮车巷掘至距切眼50 m处时，应对其进行钻探，以确定断层位置，并留设防水煤柱。

5）掘进中遇地质构造或煤层裂隙发育时，瓦斯涌出量可能增大，施工中要加强通风和瓦斯检查。

3 工作面巷道布置及支护形式

3.1 工作面巷道布置

1）皮带巷。布置在工作面的西侧，皮带巷从北七左翼皮带巷13号测点后16 m，以方位角334°35'33”开口向前掘进，巷道全长1818 m。

2）胶轮车巷。布置在工作面的东侧，胶轮车巷从北七左翼回风巷B1号测点，以方位角334°35'33”开口向前掘进，巷道全长1733 m。

3）切眼。布置在工作面北侧，切眼长220 m。

4）底抽钻场。布置在工作面的南侧，钻场共10个，间距150 m。钻场从48703皮带巷开口，以180°22'2"方位角，-15°下山掘进40 m，进入9号煤后，平行掘进30 m。

5）皮带巷回风贯眼。在北七左翼回风巷B2号测点前72 m处，以方位角70°24'38"，向前掘进44 m与48705皮带巷贯通。该贯眼用于巷道掘进期间的回风。

6）胶轮车巷回风贯眼：在北七左翼回风巷B1号测点前32 m处，以方位角164°36'15"，向前掘进47 m与48705胶轮车巷贯通。该贯眼用于巷道掘进及工作面回采期间的回风。

7）工作面安装贯眼：距切眼150 m处，在48705胶轮车巷与48703皮带巷间布置一条贯眼，长度25 m。贯眼用于工作面安装期间车辆的调头。

3.2 巷道支护形式

1）采用托夹石掘进，胶轮车巷、皮带巷顶板采用螺纹钢树脂锚杆、钢带、钢筋网联合支护，两帮采用螺纹钢树脂锚杆、金属网护帮。

2）沿8号煤石灰岩顶板掘进，胶轮车巷、皮带巷支护方式为螺纹钢树脂锚杆支护顶板，两帮金属网护帮。

3）巷道过陷落柱、断层时，采用架棚支护。

4）切眼沿8号煤石灰岩顶板掘进，采用螺纹钢树脂锚杆支护顶板，玻璃钢树脂锚杆加金属网护帮。

4 煤炭开采

4.1 工作面采高

工作面采用走向长壁后退式采煤方法采煤，全部垮落方法管理顶板，综合机械化采煤工艺采煤。夹石厚度小于1.6 m时（局部地段），采用沿石灰岩顶板回采。夹石厚度大于1.6 m时，采用托夹石回采。工作面采高确定为3.14 m。

4.2 初采的主要技术要求

1）当工作面采宽达10 m顶板未冒落时，每班设专人观察顶板变化情况，发现有来压预兆时，立即通知工作面全部人员撤至距端头50 m以外的安全地点。来不及撤离时，要躲入支架内抱紧立柱，防止风流吹伤人员。

2）所有的单体支柱要采用矿自制钢性连接器互相连好，连接高度1.5 m，支柱要升紧升牢。

3）开采前，及时将支架压力表安装齐全，初采到大顶冒落，每班必须有专人记录压力变化情况，掌握顶板来压规律。

4.3 收尾的主要技术要求

1）距停采线20 m处开始，逐步调整采高，保证开始铺网时采高在3.7 m，距停采线14 m处，把支架调直，开始铺网。

2）所需金属网（规格 1.8 m×3 m，1 m×8 m）、联网针、圆木（直径不小于 20 cm，长 3.6 m）、破板（长3.5 m）、铁梁（长 4.6 m）、帮锚杆（长 1.8 m）、PZD-3800型单体液压支柱全部提前准备好，整齐码放在轨道巷内待用。

3）铺网时，上刀网与下刀网必须交错布置，且与上刀网搭接200 mm，每隔200 mm联好，下刀网须在上刀网的上面，防止扯网，最后拉出支架，顶过溜子交替拉架。

4）铺完12刀网后，所铺金属网已铺至支架前探梁下，将支架上线调直，开始打通道。

5）工作面铺网工作人员操作前，必须停机停溜闭锁，切断采煤机电源，打开隔离开关，摘掉滚筒离合器，并在离合器手把的定位处插好销子以防重合上，经点动俩次无误后，方可进行。

5 结语

煤炭产业一直以来就是我国国民经济的支柱产业，其为国家的经济建设做出了巨大的贡献。随着国家经济体制的变革，如何提高煤炭的回采率，保证矿井可持续发展，是节约资源、提供能源利用率的有效保障。