对地质构造极复杂地区工作面设计的探讨..doc

对地质构造极复杂地区工作面设计的探讨 韩关桥 （河北金牛能源股份有限公司东庞矿技术科） 内容摘要：根据2613工作面设计情况，分析了地质构造复杂地区工作面设计的特点，提出了地质构造复杂地区工作面优化设计的途径。 关键词：地质构造、复杂、工作面、设计、探讨 工作面开采设计是生产矿井技术管理的基础工作之一，它的内容就是根据煤层地质条件及矿井系统能力、技术装备和管理水平，合理确定工作面回采工艺参数及设备配套参数。工作面设计对于编制矿井采掘衔接、指导井下采掘技术管理，都具有非常重要的意义。 一般来讲，地质条件相对简单的矿井，工作面设计主要是根据矿井各系统能力及技术装备水平。而对于地质条件较为复杂的矿井，除了考虑上述因素外，煤层地质条件就成了影响工作面设计的主要因素。 1、概况 河北金牛能源股份有限公司东庞矿是一座年产2.6Mt优质煤炭的大型现代化矿井，井田划分为三个水平，分南、北两翼开采，其中一水平和二水平已投入生产，其主采煤层为2号煤，煤层平均厚度4.5m；三水平正在施工中，其主采煤层为9号煤，预计2007年下半年可圈定第一个工作面投入生产。东庞矿已回采工作面全部设计为4.5-5m高架综采工作面。从矿井20多年的开采实践来看，井田内南翼地区地质构造比较简单，对工作面设计及回采影响较小；北翼地区地质构造相对复杂，对工作面设计及回采造成了很大的困难。 东庞矿北翼2600采区地质条件相当复杂，现已回采出2602、2603、2604、2606、2607、2608共6个工作面。从工作面回采情况综合来看，北翼地区断层较多，尤其是靠近井田边界地区，造成工作面万吨掘进率增加，并且给工作面回采带来极大的困难，直接影响了矿井的原煤生产和经济效益。因此如何在地质构造复杂地区使工作面避开断层影响，降低万吨掘进率，使工作面设计最优化，是设计人员研究与探讨的难点。 2、复杂地质构造对工作面设计、掘进、开采的影响 东庞矿井田北翼地区地质构造特别复杂，大落差、高密度的断层构造对工作面的设计造成很大的影响。工作面设计都不规则，经常需要采用对接、续减支架等开采技术，而且在巷道掘进过程中，要根据实际情况及时修改设计。巷道布置需要穿过断层，而断层落差大时还需要岩巷开拓队伍施工，直接影响了巷道掘进速度，并且给工作面回采带来很大困难，还直接影响了煤质；断层附近煤层顶板破碎，极易发生溜渣、冒顶事故，对安全生产不利，造成原材料的大量使用，影响了施工队伍的掘进速度。 3、2613工作面设计研究探讨 3.1、初步设计 2613工作面位于2600采区左翼，-300北翼运输大巷东北侧，2605工作面（未采）东南侧，落差达55m的F3断层和落差达20m的北f14断层之间，工作面切眼位于东庞矿一水平而边眼位于二水平，是一个跨越两个水平的工作面。工作面切眼与边眼标高相差近180m，倾角较大。F3断层和北f14断层在这一区域呈一个三角状态，在井田一水平两条断层相距约310m，而在二水平则交织在了一起。根据东庞矿原配套机电设备情况，工作面走向长度不适宜布置达200m以上，为了尽量多回收宝贵的煤炭资源，在两条断层之间就初步设计布置了一个主采面和一个辅采面。在一水平范围内主采面2613工作面走向长度布置为160m，剩余的长度可布置辅采面。主采面2613工作面轨道巷沿北f14断层按最小留设10m煤柱布置，皮带巷尽量与轨道巷平行布置，工作面切眼以-300北翼大巷保护煤柱为界。工作面掘进时采用先施工工作面切眼和在轨道巷掘进过程中及时向地质资料相对匮乏的F13断层一侧作探巷，以利于摸清地质构造情况便于根据实际地质构造情况布置辅采面，如图所示。 2613综采工作面初期设计图 3.2优化设计 利用科技创新，优化工作面系统，确立合理的布置方式，在工作面实际掘进过程中，根据断层变化趋势及东庞矿新机电设备的运输能力的提高（主要是溜子）优化设计将工作面长度加长为236m，为东庞矿建矿至今最长的工作面，工作面圈定结束后实际圈定74.7万吨。 2613综采工作面在实际掘进中共揭露1m落差以上断层达26条之多，严重影响了该工作面的圈定，在掘进头遇断层后技术人员第一时间下井观测分析，上井后及时向领导汇报并确定优化设计方案，有利的证了该区域工作面的合理布置。 2613优化设计后成图 4、复杂地质条件工作面设计优化方法 4.1加强超前综合地质勘探 2613工作面万吨掘进率较高，主要是因为该区域地质条件异常复杂，断层数量较多，通过多年开采实践，分析总结北翼地区断层构造规律，采取钻探、三维三分量地震等综合勘探手段，对北翼2600采区进行了综合立体勘探，基本摸清了该区域的地质构造状况。区内地质构造情况的摸清对工作面优化设计具有相当重要的作用。 4.2积极研究并应用多种开采新工艺，提高资源回收率 在地质构造复