孟建瑞
(山西介休義棠煤業(yè)有限公司,山西 晉中 031206)
利貞寨及其兩翼開采區(qū)域開采的綜合分析
孟建瑞
(山西介休義棠煤業(yè)有限公司,山西 晉中 031206)
從裝備技術、采煤方法、(水文)地質方面分析了義棠煤業(yè)+610m水平的利貞寨及其兩翼開采區(qū)域歷次開采失敗的原因,并結合現(xiàn)狀提出了今后開采時應采取的技術方案。
裝備技術;采煤方法;(水文)地質;綜合分析
山西義棠煤業(yè)有限公司礦井位于霍西煤田孝柳礦區(qū)師屯北井田內,礦區(qū)面積15.6463km2,現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模120萬t/a,分水平開采山西組1號、2號煤(+610 m水平)及太原組9號、10號、11號煤(+530 m水平)。礦井開拓平面圖,見圖1。
圖1 礦井開拓平面圖
該礦山西組1號、2號煤(+610 m水平)的利貞寨及其兩翼五采區(qū)一部、三采區(qū)(皆為下山采區(qū))位于井田東北下山區(qū)域,該區(qū)域無論在煤巖沉積、賦存、(水文)地質方面還是開采歷史上一直是個特例,從上世紀八十年代投產(chǎn)至今,一直沒有合適的開采方法,這里面既有地質原因、理論認識原因,也有裝備、工藝水平原因?,F(xiàn)就其開采綜合分析如下:
1)煤巖沉積、賦存。本區(qū)域位于井田東北下山區(qū)域,屬于整個師屯北井田沉積中心,其煤層賦存、頂?shù)装鍘r煤明顯不同于其它地方:主采煤層2號煤厚度由正常的1.6m左右變?yōu)?.2m,煤層底部原10 cm~20cm底煤變?yōu)?0cm~50cm,底部為松散的根、葉腐殖煤,煤層灰分明顯加大,精煤回收率由40%~60%下降為30%~50%,頂板由原中厚的白色、灰白色砂巖、砂頁巖變?yōu)闃O薄的泥質砂質與頁巖互層至頁巖,頂板層理發(fā)育,底板為頁巖夾薄層泥質砂巖,頂、底板植物化石豐富。區(qū)域內3號、5號、6號煤明顯比其它地方賦存較厚、較穩(wěn)定且間距變小,煤層厚度由0cm~70cm變?yōu)?0cm左右,但頂、底板漸變?yōu)殁}質頁巖,節(jié)理及斷層間方解石發(fā)育,菱鐵礦結核較為豐富,各煤層間距皆3m~9m。
2)地質構造。礦井處于晉中盆地西南,受新生代晉中裂陷帶強烈影響,特別是該區(qū)域直接受井田外NW向孝義斷陷、NNE向孝義斷階直接控制,沉陷作用導致的采區(qū)下山傾角大于18°,區(qū)域內發(fā)育有井田內第二大斷裂構造NNE向利貞寨斷層。
3)水文地質。整個井田呈弧形向該區(qū)域傾斜并進入晉中裂陷帶,是區(qū)域內地表水、第四紀潛水層,石盒子系砂巖含水層等的匯水地帶。井田東北的西劉屯村在民國以前為水稻種植區(qū),212隊在該區(qū)域勘探時其201水文地質孔以井泉形式向外排水,礦井3號行人井石盒子含水層為礦井穩(wěn)定的供水水源,新、舊三采區(qū)開采時,采空區(qū)涌水嚴重,對生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重制約。采區(qū)深部部分為奧灰水承壓開采(靜水位+530 m),在沒有大型張裂性斷裂構造形成涌水通道的情況下,不發(fā)生水力聯(lián)系。圖2為礦井構造綱要圖。
4)開采歷史,1986年礦井第一次開采三采區(qū),當時采掘工藝為炮采、炮掘,支護設備為摩擦金屬支柱及木柱,運輸設備為刮板輸送機,由于煤層傾角大,柱式開采了幾個走向工作面便匆匆回收;2001年由于采掘緊張,重新布置新三采區(qū),最后一個工作面020305面為傾向下山工作面,回采工藝為炮采,金屬磨擦支柱配絞接頂梁支護,刮板輸送機及皮帶運輸,同樣由于傾角大、運輸設備損耗嚴重、輔助運輸系統(tǒng)不足、采空區(qū)涌水大而沒有大規(guī)模開采。
圖2 礦井構造綱要圖
近年來,錨、噴、網(wǎng)開掘工藝、綜采工藝及大傾角皮帶、液壓支護設備的大規(guī)模應用,為該區(qū)域重新開采作了技術、設備上的準備。同時,井田內1號、2號煤可采儲量的日益減少和井田內各村莊的搬遷,也使該區(qū)域1號、2和、5號(局部)煤的開采規(guī)劃提上議事日程。
1)開掘工藝。采區(qū)下部頂板巖性為極薄泥質砂巖與頁巖互層,易離層,現(xiàn)設備的大型化要求巷道斷面大型化,因此,掘進支護必須實行嚴格的錨索、錨桿、金屬網(wǎng)、噴漿(采區(qū)大巷)支護。
2)回采工藝(2號煤)?;谄涿簩淤x存較厚、頂板易離層、底板松軟的特點,要采用綜采工藝,加強支護,加快推進。
3)工作面布置。工作面按偽傾向布置,工作面與頂板主節(jié)理方向成30度左右夾角,以利頂板的維護和采空區(qū)的管理。
4)生產(chǎn)系統(tǒng)布置。大巷主運輸采用大傾角、長距離皮帶,輔運輸及救援通道必須快捷、暢通、高效,必須有完善、可靠的中部水倉和排水系統(tǒng)。
由于采區(qū)大巷與區(qū)域內利貞寨斷層近平行布置,要留足斷層及大巷兩翼保安煤柱,以防形成支護上的“孤島”效應,要注意井田外晉中裂陷帶孝義段階對采區(qū)下部影響形成的斷裂構造,加強地質預測預報工作,密切關注采區(qū)深部奧灰水與與井田內張裂性斷裂構造的水動力關系。采區(qū)涌水水大且為下山采區(qū),因此僅在采區(qū)上部刀
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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
編輯:劉新光
2010-09-15
孟建瑞(1970—),男,山西介休人,大學本科,工程師,從事煤炭采掘技術工作。