孫忠勝

(沈煤(集團(tuán))遼陽(yáng)文東石膏建材有限責(zé)任公司)

一膏組采區(qū)巷道布置方案優(yōu)化

孫忠勝

(沈煤(集團(tuán))遼陽(yáng)文東石膏建材有限責(zé)任公司)

遼陽(yáng)石膏礦一膏組由3層石膏(一礦層、二礦層)夾2層含膏白云巖組成，原采用分層開(kāi)采，需要布置2套單獨(dú)的生產(chǎn)系統(tǒng)，掘進(jìn)工程量大，生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，不能集中生產(chǎn)，且上、下礦房的礦柱難以對(duì)齊，給礦井生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的安全隱患。為此，對(duì)一膏組采區(qū)巷道布置方案進(jìn)行優(yōu)化，取消一礦層大巷，把巷道集中布置在二礦層內(nèi)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，減少一半掘進(jìn)工程量，實(shí)現(xiàn)了采區(qū)的集中生產(chǎn)，提高回采工作面單產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效生產(chǎn)。

分層開(kāi)采 集中生產(chǎn) 房柱法 巷道布置

遼陽(yáng)石膏礦一膏組原采用分層開(kāi)采，布置2套單獨(dú)的生產(chǎn)系統(tǒng)，巷道掘進(jìn)工程量大，生產(chǎn)接續(xù)緊張。兩礦層間距為1.8～2.0 m，受采動(dòng)影響，開(kāi)采下分層時(shí)，頂板難以維護(hù)，作業(yè)不安全，曾發(fā)生過(guò)頂板大面積垮落的現(xiàn)象；并且生產(chǎn)管理復(fù)雜，設(shè)備占用率高，無(wú)法集中生產(chǎn)。通過(guò)簡(jiǎn)化采區(qū)巷道布置，降低巷道掘進(jìn)率，從而實(shí)現(xiàn)采區(qū)集中安全生產(chǎn)。

1 礦井概況

1.1 地質(zhì)概況

遼陽(yáng)石膏礦為寒武紀(jì)饅頭組石膏，一膏組呈層狀賦存于下寒武統(tǒng)饅頭組四段磚紅色白云質(zhì)泥巖下，系復(fù)合膏層，由3層石膏、硬石膏夾2層灰綠色泥質(zhì)含膏白云巖組成，膏層由上至下依次為I1、I2和I3膏，分別厚1.4 ,0.9和0.9 m，夾層為G1和G2，G1夾層平均厚1.8 m，最大厚度為2.0 m,G2夾層平均厚0.6 m。I1膏層為一礦層，G2夾層厚0.6 m，小于夾石剔除厚度與I2和I3膏層合并為二礦層，膏層走向115°，傾向205°，平均傾角為16°。

膏層頂板為磚紅色白云質(zhì)泥巖，平均厚26 m，硬度系數(shù)f=5，層位穩(wěn)定，鉆孔單位涌水量q為0.000 6 L/(s· m)，富水性極弱，滲透系數(shù)K為0.002 1 m/d，隔水性很好，其上有毛莊組含水層；底板為紫紅色泥質(zhì)白云巖，厚21 m，硬度系數(shù)f=9，富水性較弱，隔水性很好，其下部有饅頭組含水層，水量豐富，是礦井的主要涌水來(lái)源。

1.2 分層開(kāi)采巷道布置層位

由于礦層賦存特點(diǎn)，I1與I2膏層之間為1.8～2.0 m厚的G1夾層，分層開(kāi)采時(shí)要布置2套生產(chǎn)系統(tǒng)：一膏大巷(一礦層)布置在I1膏層和G1夾層內(nèi),二膏大巷(二礦層)布置在I2、G2、I3和底板內(nèi)。二膏大巷采用破0.3 m留0.6 m I2膏做巷道頂板。為滿足運(yùn)輸、行人、通風(fēng)和裝載的需要，巷道寬3.0 m，軌面上凈高2.5 m，斷面積為8.5 m2。

1.3 采礦方法概述

由于膏層頂板上部有毛莊組含水層，在開(kāi)采時(shí)不能因頂板垮落而將含水層的水導(dǎo)入礦井；其次礦區(qū)井田2/3地表是村莊、民房，不允許塌陷。

礦井采用片盤(pán)斜井開(kāi)拓，走向前進(jìn)房柱法，運(yùn)輸巷沿膏層走向布置，工作面傾斜長(zhǎng)度為60 m。礦房沿走向前進(jìn)開(kāi)采，每13 m掘一條開(kāi)切眼與上水平回風(fēng)巷道貫通形成生產(chǎn)系統(tǒng)。

回采I1膏層時(shí)的開(kāi)切眼布置在I1膏層，在大巷內(nèi)沿傾向每13 m掘進(jìn)一條開(kāi)切眼，切眼高1.4 m?；夭蒊2、G2、I3膏層的開(kāi)切眼布置在G2夾層、I3膏層內(nèi)，在二膏大巷沿傾向每13 m掘進(jìn)一條開(kāi)切眼，切眼高1.5 m。

開(kāi)采順序?yàn)橄炔缮喜康腎1層石膏(一礦層)，采8 m留5 m，后采下部的I2、G2、I3層石膏(二礦層)，采6 m留7 m?；夭蓵r(shí)上、下分層工作面錯(cuò)距不低于50 m。

2 分層開(kāi)采存在的問(wèn)題

采用分層開(kāi)采的采區(qū)每個(gè)水平都需要布置2條運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道，掘進(jìn)工程量大，采掘接續(xù)緊張。同時(shí)上、下分層開(kāi)采作業(yè)人員分散，不能實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)，設(shè)備占用率高，勞動(dòng)效率低。

分層布置的上、下層礦房開(kāi)切眼未掘在同一中心線上，2次掘進(jìn)，2次開(kāi)采，多次實(shí)施采掘爆破，對(duì)1.8 m的G1夾層產(chǎn)生了嚴(yán)重的震動(dòng)破壞，當(dāng)開(kāi)采下分層石膏時(shí)，頂板已經(jīng)十分破碎，G1頂板的完整性受到破壞，曾由于安全原因多次放棄開(kāi)采，因而造成石膏資源的浪費(fèi)。

分層開(kāi)采時(shí)，上、下層礦房的礦柱無(wú)法對(duì)齊。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生過(guò)上層的礦柱正好與下層的礦房相對(duì)，上層的整個(gè)礦柱落到下層的礦房里的現(xiàn)象，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)很多潛在的隱患。

3 采區(qū)巷道布置方案優(yōu)化

集中開(kāi)采的膏層運(yùn)輸巷布置在I2、G2、I3層膏和底板中，用G1夾層做巷道頂板。巷道寬3.0 m，軌面上凈高2.5 m，斷面積為8.5 m2。

水平運(yùn)輸巷集中布置在I2、G2、I3層位，沿膏層走向掘進(jìn)，再在G2、I3層位沿傾斜每13 m掘進(jìn)一條開(kāi)切眼，切眼高1.5 m，與上水平回風(fēng)巷貫通后，構(gòu)成通風(fēng)、回采系統(tǒng)。

礦房采8 m留5 m，先采下部礦層，后采上部礦層，先將I2、G2、I3膏層合并為一層開(kāi)幫開(kāi)采，達(dá)到8 m 寬后，將礦房掃凈，自下而上放G1夾層，放至礦房上部采止線后，在礦房里用電耙出一部分紅渣，并人工平整礦渣使其形成U型渣槽，然后從上至下放I1膏，將I1膏全部出完后，整個(gè)礦房即開(kāi)采結(jié)束?；夭身樞?yàn)镚2+I3+I2(底部礦層一次采全高)→G1(放1.8 m夾層，修渣槽)→I1(放一膏)。

4 方案對(duì)比及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

分層開(kāi)采準(zhǔn)備巷道掘進(jìn)率為174 m/萬(wàn)t，開(kāi)切眼掘進(jìn)率為418 m/萬(wàn)t，每條運(yùn)輸巷道每月需要掘進(jìn)80～90 m才能達(dá)到采掘平衡；采區(qū)巷道集中布置，水平運(yùn)輸巷及開(kāi)切眼掘進(jìn)工程量減少一半，解決了采掘接續(xù)緊張的局面。

為防止上、下礦柱對(duì)不齊，下層礦房采6 m留7 m，即一層膏礦柱為5 m，二層膏礦柱為7 m，整個(gè)礦柱形成正梯形，以保證上、下層礦房礦柱的穩(wěn)定，每個(gè)下層礦房丟掉2 m的礦柱，每個(gè)礦房少采出石膏690 t。實(shí)行采區(qū)巷道集中布置后上下礦房采寬一致，石膏采出量增加，減少了資源的浪費(fèi)。

上、下層礦房重疊布置，為防止下層膏開(kāi)采影響上層膏運(yùn)輸巷道，每個(gè)下層膏礦房的上部要留15 m頂板，這樣每個(gè)礦房少采出石膏1 100 t，從而使每個(gè)礦房的損失量達(dá)到1 790 t，可采量損失近40%。采區(qū)巷道集中布置可以有效解決這一問(wèn)題，礦井增加可采儲(chǔ)量近300萬(wàn)t。

采用分層開(kāi)采方案每個(gè)采區(qū)都要投入同樣多的材料、設(shè)備、人工，作業(yè)人員分散，不能實(shí)現(xiàn)集中管理。采區(qū)巷道集中布置，實(shí)現(xiàn)了采區(qū)集中生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備占用率下降50%，勞動(dòng)組織簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率大幅度提高。

由以上對(duì)比可看出，采區(qū)巷道集中布置解決了采掘失衡造成的接續(xù)緊張，實(shí)現(xiàn)了采區(qū)的集中生產(chǎn)和管理，解決了資源浪費(fèi)的現(xiàn)象,增加礦井的可采儲(chǔ)量，技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上都有優(yōu)勢(shì)，開(kāi)采方法安全可靠，提高了礦井的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié) 論

采區(qū)巷道布置及其參數(shù)選擇是否合理，既關(guān)系到采區(qū)內(nèi)工作面正常生產(chǎn)和設(shè)備效能的發(fā)揮，也決定著巷道掘進(jìn)、維護(hù)等工程費(fèi)用和運(yùn)輸、通風(fēng)等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。根據(jù)遼陽(yáng)石膏礦一膏組的賦存條件，對(duì)采區(qū)巷道布置方案進(jìn)行優(yōu)化，集中布置，掘進(jìn)工程量下降至原來(lái)的一半，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，降低了設(shè)備的占用率，實(shí)現(xiàn)了采區(qū)的集中生產(chǎn)，保證了采區(qū)的正常生產(chǎn)接續(xù)，資源回收率高，巷道掘進(jìn)、維護(hù)、運(yùn)輸和設(shè)備投入等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用大幅降低，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效生產(chǎn)。

·記者在線·

湖北地區(qū)新發(fā)現(xiàn)4處礦產(chǎn)地

日前，湖北嘉魚(yú)—蒲圻地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目、恩施高羅地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目通過(guò)成果驗(yàn)收。

嘉魚(yú)—蒲圻地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目獲優(yōu)秀級(jí)，新發(fā)現(xiàn)2處礦產(chǎn)地，劃分出2處成礦遠(yuǎn)景區(qū)、3個(gè)找礦靶區(qū)，并對(duì)區(qū)內(nèi)紅土型金礦等成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)，為該區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展找礦工作打下了良好的基礎(chǔ)。

恩施高羅地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目獲得良好級(jí)，大致查明了區(qū)內(nèi)鉛、鋅礦礦化巖層在空間上的展布規(guī)律及礦化地質(zhì)特征，新發(fā)現(xiàn)2處礦產(chǎn)地，劃分出6處成礦遠(yuǎn)景區(qū)，優(yōu)選出3個(gè)找礦靶區(qū)，并提出了下一步找礦方向。

2015-05-10)

孫忠勝(1970—)，男，副部長(zhǎng)，工程師，111311 遼寧省燈塔市鏵子鎮(zhèn)榮官村。