摘要：文章結(jié)合顯德汪煤礦四采區(qū)地質(zhì)地貌和水文地理特點，從綜采施工的合理性與經(jīng)濟性出發(fā)，提出巷道布置方案，并作詳細解析，為同類綜采工作提供有價值的資料和實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：顯德汪煤礦水文地質(zhì)巷道布置

1 區(qū)域概況

四采區(qū)范圍東至井田邊界及新村村莊煤柱線，北至井田邊界，西至F11斷層，南至顯德汪與東風井煤柱線。四區(qū)上部1#煤開采完，根據(jù)1#煤揭露情況，本區(qū)北部構(gòu)造較簡單，東南部構(gòu)造較復雜。采區(qū)北部有新村村莊，南部有溫莊、顯德汪村及本礦工業(yè)廣場。地表由第四系地層所覆蓋，呈溝嶺狀地形。紫牛灣小溪流經(jīng)本區(qū)地表，為季節(jié)性小溪，僅雨季有水。

區(qū)內(nèi)共有鉆孔23個。其中鉆孔CK114終孔層位2#煤底；顯7鉆孔9#煤斷失，鉆孔1120未封孔，鉆孔715、716封孔不合格，鉆孔718、1118封孔不可靠，沙18鉆孔封孔情況不明。其余情況詳見鉆孔附表。

根據(jù)鉆孔資料，本區(qū)9#煤煤層厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全區(qū)可采。本區(qū)9#煤位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構(gòu)造。向斜軸呈NNE向。區(qū)內(nèi)巖層走向變化大，北部由NE向轉(zhuǎn)向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

本區(qū)9＃煤-200以上水平有基礎(chǔ)儲量612.4萬噸，儲量489.9萬噸。

2 區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)概述

2.1 地層特征 本區(qū)及附近巷道所揭露的地層主要有二疊系下石盒子組（P1x）、山西組（P1s）及石炭系太原組（C3t）。該套地層主要由細砂巖、粉砂巖、灰?guī)r及砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。

本區(qū)主要標志層為大青灰?guī)r、本溪灰?guī)r。

大青灰?guī)r：深灰色，質(zhì)硬，厚度較穩(wěn)定，平均4.6m，全區(qū)發(fā)育。

本溪灰?guī)r：由灰?guī)r夾煤組成，灰?guī)r灰～深灰色，中厚層狀。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

2.2.1 褶曲。本區(qū)主要位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構(gòu)造。向斜軸呈NNE向。總的構(gòu)造特征為北部構(gòu)造條件相對簡單，南部和東部復雜。區(qū)內(nèi)巖層走向變化大，北部由NE向轉(zhuǎn)向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

2.2.2 陷落柱。九采回風巷掘進曾揭露陷落柱Ｘ2，揭露層位為上石盒子組一段砂巖夾泥巖層。初始揭露時柱體破碎帶潮濕，后發(fā)生涌水，水量36m3/h，最大增至240m3/h，目前基本穩(wěn)定在10m3/h。陷落柱破碎帶呈黃～黃褐色，風化嚴重，由棱角狀褐色砂巖碎塊、紫紅色泥巖礫塊及黃泥充填物組成，膠結(jié)松散。-50水平平面呈不規(guī)則橢圓狀，長軸NW向，軸長70～80米，短軸長35～45米，縱向深至奧灰或更老的灰?guī)r層位，向上至基巖面。富水性平面和縱向呈不均勻狀。陷落柱位于溫莊及顯德汪村莊煤柱之內(nèi)。

2.2.3 斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)揭露的大中型斷層共8條，分別是：F1、F11、F2、F22、F17、F9、F30、F37；另外根據(jù)一采區(qū)及二采區(qū)九號煤揭露情況及本區(qū)三維地震資料，下組煤中小斷層將十分發(fā)育。

2.3 煤層及頂?shù)装濉１緟^(qū)9#煤煤層厚度1.16-4.34m，平均3.03m，全區(qū)可采。本區(qū)9#煤位于顯德汪向斜軸部附近，大體為一向斜構(gòu)造。向斜軸呈NNE向。區(qū)內(nèi)巖層走向變化大，北部由NE向轉(zhuǎn)向NW向，東南部以近似SN向為主。傾角北部較緩，中南部較陡。

2.4 水文地質(zhì)。本區(qū)地表無儲水地段，紫牛灣小溪從本區(qū)穿過，為季節(jié)性小溪，僅雨季有水。采掘主要受各含水層及周邊小煤窯積水影響。另外根據(jù)本區(qū)三維地震及電法勘探資料圈定底板富水異常區(qū)，掘進時應(yīng)制定專門防治水措施。

2.4.1 各含水層分別為：奧陶系石灰?guī)r、大青灰?guī)r和本溪灰?guī)r，掘進主要受各含水層水威脅。

2.4.2 本區(qū)周邊主要小煤窯及概述。四采區(qū)周邊目前開采下組煤的小煤礦主要分布于采區(qū)北東邊界附近，另采區(qū)北部有多個小煤礦廢棄井筒。采區(qū)周邊的有證小煤礦為：恒信煤礦(上關(guān)八礦)、上關(guān)十一礦、中新煤礦、新村煤礦、生源煤礦等，均有不同程度的越層越界開采現(xiàn)象。根據(jù)“四六采區(qū)三維地震綜合勘探報告”，小煤礦越界達400～1100m，但因小煤礦越界采掘工程未經(jīng)實測，采掘工程靠近這些小煤礦邊界及物探采空區(qū)時，應(yīng)采取防探水措施，防止采空區(qū)積水及有毒有害氣體的涌入。要加強對本區(qū)周邊小煤窯地下采動范圍的調(diào)查，查清其采動范圍。

2.4.3 底板富水異常區(qū)。根據(jù)本區(qū)電法勘探資料，圈定出底板富水異常區(qū)（見底板等高線圖）。各異常區(qū)可能與隱伏構(gòu)造或裂隙發(fā)育、小窯老空積水等有關(guān)。對掘進構(gòu)成威脅。

2.4.4 封閉不良鉆孔。鉆孔1120、1118、沙18等雖未封或封閉不良，但位于村莊煤柱以內(nèi)對采掘影響不大。鉆孔715、716封孔不合格，718鉆孔封孔質(zhì)量不可靠，采掘時應(yīng)留設(shè)防水煤柱或采取其它防治水措施。

3 區(qū)域巷道布置方案

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及煤層賦存情況，綜合考慮各種因素，以及經(jīng)過對四采區(qū)九號煤層賦存特點以及現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的深入分析，最終確定了以下這套巷道布置方案：雙翼開采，在-200m水平施工四采區(qū)運輸石門與-200集中運輸巷聯(lián)通，利用現(xiàn)有二水平排水系統(tǒng)以及二水平煤倉，實現(xiàn)集中防治水、9#煤集中運輸；還可實現(xiàn)不同煤層的分裝分運。方案詳情如下：

3.1 方案概述 在四采區(qū)布置兩條下山，一條四采九煤運輸下山、一條四采九煤軌道下山，兩條下山相距38m。四采九煤運輸下山自四采九煤軌道石門開口，見9#煤后拐彎走下山，沿9#煤頂板掘進至-187.5水平與四采九煤運輸石門貫通。四采九煤軌道下山自四采九煤軌道石門開口穿過大青灰?guī)r后，在大青灰?guī)r頂板掘進，至既定位置后與四采九煤運輸下山勾通，形成系統(tǒng)。為盡快完成四采區(qū)開拓工程，同時在一采九煤北翼軌道下山下部車場開口施工四采九煤聯(lián)巷。施工至設(shè)計水平位置后，拐彎向-200集中運輸巷方向施工四采九煤運輸石門，以盡早完成掘進四采九煤運輸石門期間的運輸路線。四采九煤聯(lián)巷后期封閉，實現(xiàn)采區(qū)隔離。

3.2 運輸系統(tǒng) 工作面煤經(jīng)工作面運輸巷→四采九煤運輸下山→四采九煤運輸石門→-200集中運輸巷→二水平煤倉→主井皮帶→地面。

3.3 運料系統(tǒng) 料經(jīng)副井→中央石門→四六大巷→四采九煤軌道石門→四采九煤軌道下山→采區(qū)中部車場→工作面運料巷→工作面。

3.4 通風系統(tǒng) 新鮮風經(jīng)中央石門→四六大巷→四采九煤軌道石門→四采九煤軌道下山→采區(qū)中部車場→工作面運料巷→工作面。

工作面乏風經(jīng)工作面運輸巷→四采九煤運輸下山→四采九煤運輸石門→-200集中運輸巷→一采九煤集中運輸上山→一采九煤運輸上山→一采九煤通風斜巷→北總回風巷→西風井→地面。

3.5 排水系統(tǒng) 此方案不設(shè)采區(qū)水倉，充分利用現(xiàn)有的二水平水倉，設(shè)計中工作面排出的水可由四采九煤運輸下山流經(jīng)四采九煤運輸石門，進入二水平水倉。

3.6 供電系統(tǒng) 區(qū)域供電來自四采變電所。

4 區(qū)域巷道布置方案優(yōu)缺點分析

4.1 優(yōu)點分析 ①充分利用現(xiàn)有二水平水倉實現(xiàn)一、四采區(qū)9#煤開采期間集中防治水。②實現(xiàn)9#煤集中運輸，通過控制二水平煤倉、中央煤倉放煤順序?qū)崿F(xiàn)不同煤層的分裝分運。③總工程量較方案2少；同時工期縮短。④相對于方案2減少水倉壓煤量。⑤煤流自-50m水平向-200m水平運輸，便于運輸。⑥由于礦井后期東風井主要用于滿足九采區(qū)(深部2#煤存在瓦斯異常現(xiàn)象)及十一采區(qū)開采期間所需風量，該方案采用西風井供風，可有效緩解東風井的通風壓力。

4.2 缺點分析 ①回風線路較長，通風阻力較大。②四采九煤運輸石門壓煤，不利于采區(qū)末采期間回收資源。

備注：此方案運輸石門壓煤量后期可回收。

參考文獻：

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作者簡介：

姜鑫（1986-），男，山西壽陽人，2009年畢業(yè)于石家莊經(jīng)濟學院測繪工程專業(yè)，現(xiàn)任顯德汪礦地測科副科長。