對地質(zhì)構(gòu)造極復(fù)雜地區(qū)工作面設(shè)計的探討

1、 對地質(zhì)構(gòu)造極復(fù)雜地區(qū)工作面設(shè)計的探討韓關(guān)橋（河北金牛能源股份有限公司東龐礦技術(shù)科） 內(nèi)容摘要：根據(jù)2613工作面設(shè)計情況，分析了地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)工作面設(shè)計的特點，提出了地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)工作面優(yōu)化設(shè)計的途徑。關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造、復(fù)雜、工作面、設(shè)計、探討工作面開采設(shè)計是生產(chǎn)礦井技術(shù)管理的基礎(chǔ)工作之一，它的內(nèi)容就是根據(jù)煤層地質(zhì)條件及礦井系統(tǒng)能力、技術(shù)裝備和管理水平，合理確定工作面回采工藝參數(shù)及設(shè)備配套參數(shù)。工作面設(shè)計對于編制礦井采掘銜接、指導(dǎo)井下采掘技術(shù)管理，都具有非常重要的意義。一般來講，地質(zhì)條件相對簡單的礦井，工作面設(shè)計主要是根據(jù)礦井各系統(tǒng)能力及技術(shù)裝備水平。而對于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的礦井，除了考

2、慮上述因素外，煤層地質(zhì)條件就成了影響工作面設(shè)計的主要因素。1、概況河北金牛能源股份有限公司東龐礦是一座年產(chǎn)2.6Mt優(yōu)質(zhì)煤炭的大型現(xiàn)代化礦井，井田劃分為三個水平，分南、北兩翼開采，其中一水平和二水平已投入生產(chǎn)，其主采煤層為2號煤，煤層平均厚度4.5m；三水平正在施工中，其主采煤層為9號煤，預(yù)計2007年下半年可圈定第一個工作面投入生產(chǎn)。東龐礦已回采工作面全部設(shè)計為4.5-5m高架綜采工作面。從礦井20多年的開采實踐來看，井田內(nèi)南翼地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，對工作面設(shè)計及回采影響較?。槐币淼貐^(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜，對工作面設(shè)計及回采造成了很大的困難。東龐礦北翼2600采區(qū)地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，現(xiàn)已回采出26

3、02、2603、2604、2606、2607、2608共6個工作面。從工作面回采情況綜合來看，北翼地區(qū)斷層較多，尤其是靠近井田邊界地區(qū)，造成工作面萬噸掘進率增加，并且給工作面回采帶來極大的困難，直接影響了礦井的原煤生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。因此如何在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)使工作面避開斷層影響，降低萬噸掘進率，使工作面設(shè)計最優(yōu)化，是設(shè)計人員研究與探討的難點。2、復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造對工作面設(shè)計、掘進、開采的影響東龐礦井田北翼地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特別復(fù)雜，大落差、高密度的斷層構(gòu)造對工作面的設(shè)計造成很大的影響。工作面設(shè)計都不規(guī)則，經(jīng)常需要采用對接、續(xù)減支架等開采技術(shù)，而且在巷道掘進過程中，要根據(jù)實際情況及時修改設(shè)計。巷道布置需要穿

4、過斷層，而斷層落差大時還需要巖巷開拓隊伍施工，直接影響了巷道掘進速度，并且給工作面回采帶來很大困難，還直接影響了煤質(zhì)；斷層附近煤層頂板破碎，極易發(fā)生溜渣、冒頂事故，對安全生產(chǎn)不利，造成原材料的大量使用，影響了施工隊伍的掘進速度。3、2613工作面設(shè)計研究探討3.1、初步設(shè)計2613工作面位于2600采區(qū)左翼，-300北翼運輸大巷東北側(cè)，2605工作面（未采）東南側(cè)，落差達55m的F3斷層和落差達20m的北f14斷層之間，工作面切眼位于東龐礦一水平而邊眼位于二水平，是一個跨越兩個水平的工作面。工作面切眼與邊眼標(biāo)高相差近180m，傾角較大。F3斷層和北f14斷層在這一區(qū)域呈一個三角狀態(tài)，在井田一水

5、平兩條斷層相距約310m，而在二水平則交織在了一起。根據(jù)東龐礦原配套機電設(shè)備情況，工作面走向長度不適宜布置達200m以上，為了盡量多回收寶貴的煤炭資源，在兩條斷層之間就初步設(shè)計布置了一個主采面和一個輔采面。在一水平范圍內(nèi)主采面2613工作面走向長度布置為160m，剩余的長度可布置輔采面。主采面2613工作面軌道巷沿北f14斷層按最小留設(shè)10m煤柱布置，皮帶巷盡量與軌道巷平行布置，工作面切眼以-300北翼大巷保護煤柱為界。工作面掘進時采用先施工工作面切眼和在軌道巷掘進過程中及時向地質(zhì)資料相對匱乏的F13斷層一側(cè)作探巷，以利于摸清地質(zhì)構(gòu)造情況便于根據(jù)實際地質(zhì)構(gòu)造情況布置輔采面，如圖所示。2613綜

6、采工作面初期設(shè)計圖3.2優(yōu)化設(shè)計利用科技創(chuàng)新，優(yōu)化工作面系統(tǒng)，確立合理的布置方式，在工作面實際掘進過程中，根據(jù)斷層變化趨勢及東龐礦新機電設(shè)備的運輸能力的提高（主要是溜子）優(yōu)化設(shè)計將工作面長度加長為236m，為東龐礦建礦至今最長的工作面，工作面圈定結(jié)束后實際圈定74.7萬噸。2613綜采工作面在實際掘進中共揭露1m落差以上斷層達26條之多，嚴(yán)重影響了該工作面的圈定，在掘進頭遇斷層后技術(shù)人員第一時間下井觀測分析，上井后及時向領(lǐng)導(dǎo)匯報并確定優(yōu)化設(shè)計方案，有利的證了該區(qū)域工作面的合理布置。2613優(yōu)化設(shè)計后成圖4、復(fù)雜地質(zhì)條件工作面設(shè)計優(yōu)化方法4.1加強超前綜合地質(zhì)勘探2613工作面萬噸掘進率較高，主

7、要是因為該區(qū)域地質(zhì)條件異常復(fù)雜，斷層數(shù)量較多，通過多年開采實踐，分析總結(jié)北翼地區(qū)斷層構(gòu)造規(guī)律，采取鉆探、三維三分量地震等綜合勘探手段，對北翼2600采區(qū)進行了綜合立體勘探，基本摸清了該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造狀況。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況的摸清對工作面優(yōu)化設(shè)計具有相當(dāng)重要的作用。4.2積極研究并應(yīng)用多種開采新工藝，提高資源回收率在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)，要提高煤炭資源回收率，工作面上、下巷只能以斷層構(gòu)造為界，這就需要采用續(xù)減支架、對接、調(diào)采等特殊回采工藝，工作面上巷至斷層之間的煤柱還可以通過延長刮板輸送機機尾方法帶采出來，可解放出斷層煤柱的呆滯煤量。以上工藝的研究應(yīng)用，大大提高了綜采工作面煤炭資源回收率。4.3巷道掘

8、進過程中邊掘進邊探測，及時修改優(yōu)化工作面設(shè)計斷層構(gòu)造擺動幅度較大，大多呈曲線狀，沒有明顯的規(guī)律。在巷道掘進過程中，揭露出的實際位置與預(yù)計位置會有些誤差，有時還會有一些未曾預(yù)計到的斷層，直接影響工作面的布置，這就需要我們及時根據(jù)實際情況修改優(yōu)化設(shè)計。在掘進過程中應(yīng)采用巷探、物探、鉆探等綜合鉆探手段，及時摸清周邊斷層構(gòu)造，以利于優(yōu)化工作面設(shè)計。4.4工作面回采結(jié)束后及時總結(jié)工作面回采結(jié)束后，對工作面內(nèi)部斷層構(gòu)造有了比較清楚的認(rèn)識，對這些已經(jīng)掌握的資料應(yīng)該及時分析研究，總結(jié)該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造情況，研究斷層擺動規(guī)律，為該區(qū)下一工作面的開采設(shè)計提供可靠的地質(zhì)資料。5、結(jié)束語通過對2613工作面的詳細(xì)研究探討，積累了地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)工作面設(shè)計經(jīng)驗。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)必須增加綜合地質(zhì)勘探手段，采用多種開采工藝，才能降低萬噸掘進率及