对开采条件复杂地区工作面设计的探讨

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　　摘要：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开采条件、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。本文就对开采条件复杂地区工作面设计进行了探讨。
　　关键词：工作面开采设计 优化方法 复杂地区
　　
　　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开采条件、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生产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
　　贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿滥泥箐采区是一个年产90万吨的采区，目前划分两个区段，分南北两翼开采，其中一区段北翼2672工作面已经投入生产，煤厚2.2m，设计采高1.9~2.4m。南翼2671工作面正在掘进。北翼地质构造简单，对工作面设计及回采影响较小，南翼地质构造相对较复杂，加上地方煤矿开采对资源造成破坏，对工作面设计及回采造成了很大的困难。
　　火烧铺矿泥箐采区北翼地质条件较为简单。从工作面回采情况综合来看，南翼地区断层较多，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
　　火烧铺矿滥泥箐采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。工作面设计较困难，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亚眼，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
　　设计开采系统开采标高为1600m～1400m，共分2个区段，双翼开采，主要开采煤层为1＃、3＃、5＃、7＃ 、12＃、14＃、17＃等12个煤层，目前北翼第一区段7＃煤层的2672工作面为首采工作面已经构成，南翼第一区段7＃煤层的2671工作面正在掘进。（由于地方小煤矿已经将1#、3#、5#煤层破坏，和南翼在1#煤层工作面掘进过程中实际掘露的断层综合分析南翼工作面走向长度为300~400m，因此选择2672工作面为首采工作面，2671为接替工作面）。
　　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火烧铺矿新勘探设备的使用，利于准确掌握地质情况，及时更改设计。原设计中，2671工作面设计成矩形，但在2671风巷掘进351m后，探到前方煤炭资源已经被地方小煤矿破坏，存在水患危险，但下方运巷资源正常，为了避免资源的浪费，合理开采资源，我矿及时更改设计，在探明前方资源赋存情况后，采取了垂直风巷岩煤层掘进50m下山，后沿原来风巷方位继续往前掘进至原来设计位置，然后掘进切眼，构成系统。经过优化后的设计，使工作面延长了120m，有效的避免了资源的浪费。
　　2671综采工作面在实际掘进中共揭露1m落差以上断层达22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。
　　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
　　2671工作面地质条件较为复杂，断层数量较多，通过分析总结南翼地区断层构造规律，采取钻探、震波探测等综合勘探手段，对火烧铺矿滥泥箐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
　　在地质构造复杂地区，要提高煤炭资源回收率，工作面上、下巷只能以断层构造为界，这就需要采用续减支架、对接、调采等特殊回采工艺，工作面上巷至断层之间的煤柱还可以通过延长刮板输送机机尾方法带采出来，可解放出断层煤柱的呆滞煤量。以上工艺的研究应用，大大提高了综采工作面煤炭资源回收率。
　　4.3巷道掘进过程中边掘进边探测，及时修改优化工作面设计
　　断层构造摆动幅度较大，大多呈曲线状，没有明显的规律。在巷道掘进过程中，揭露出的实际位置与预计位置会有些误差，有时还会有一些未曾预计到的断层，直接影响工作面的布置，这就需要我们及时根据实际情况修改优化设计。在掘进过程中应采用巷探、物探、钻探等综合钻探手段，及时摸清周边断层构造，以利于优化工作面设计。
　　4.4工作面回采结束后及时总结
　　工作面回采结束后，对工作面内部断层构造有了比较清楚的认识，对这些已经掌握的资料应该及时分析研究，总结该地区地质构造情况，研究断层摆动规律，为该区下一工作面的开采设计提供可靠的地质资料。
　　5、结束语
　　通过对2671工作面的详细研究探讨，积累了地质构造复杂地区工作面设计经验。地质构造复杂地区必须增加综合地质勘探手段，采用多种开采工艺，才能降低万吨掘进率及最大限度回收宝贵煤炭资源，使工作面设计达到最优化。
　　

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