复杂地质条件下安全高效矿井的建设

刘庆迎 LIU Qing-ying

（徐州矿务集团有限公司恒源煤矿，塔城 834700）

（Xuzhou Coal Mining Group Hengyuan Coal Mine，Tacheng 834700，China）

复杂地质条件下安全高效矿井的建设

刘庆迎 LIU Qing-ying

（徐州矿务集团有限公司恒源煤矿，塔城 834700）

（Xuzhou Coal Mining Group Hengyuan Coal Mine，Tacheng 834700，China）

地质条件的优劣对安全高效的建设有着重要影响，旗山煤矿在复杂地质条件下，积极探索安全高效矿井发展之路，在诸多方面进行了一系列行之有效的工作，探索出一条建设高度集约化安全高效矿井的有效途径，对同类矿井有很好的借鉴作用。

“三软”煤层；复杂地质条件；安全高效

0 引言

对于矿井建设，安全是始终放在第一位的，效率其次。弄清矿井本身的地理条件，是搞好矿井建设的先要条件。旗山煤矿地理环境异常复杂，开采时间比较长。企业熟悉煤矿的方方面面后，进行了一系列行之有效的工作，探索出一条建设集约化安全高效矿井的有效途径。

1 矿井概况

旗山煤矿是一座老煤矿，在1957年建立，至今为止，已经被开采了50余年。目前主要集中在-850m～-1000m水平开采，最终开采深度将达-1200m。井田南边层倾角为0～30°，属“三软”煤层。可采煤层为夏桥系1、3煤和小湖系9煤三层。

2 制约安全高效因素分析

矿井自然条件好坏虽然对安全高效的建设影响很大，但不是建成安全高效矿井的必要条件。旗山煤矿认真分析影响开采的主要因素，进行了安全高效的开采。

2.1 开采深度大，地质条件复杂 旗山煤矿地质结构异常复杂，多断层，好多地方地质情况各不相同。复杂的地质条件，对旗山煤矿安全高效矿井的建设提出了更高的要求。比如呈现出由浅到深的簸萁形态，多断层，地质结构复杂在总体上看为断层～褶皱型；有的煤层顶底板松软易碎，遇水膨胀，大多由砂泥岩、泥砂岩构成，煤质比较软，这样的被称为“三软煤层”；有三煤层均可采的多煤层开采；有三层煤层每层都有由强冲击引起的地压倾向的属自燃煤层；还有一些由于开采的比较深，地压很大、地温很高的煤层。

2.2 多水平开拓，系统复杂，环节多 矿井一直以来是上下山开采，分成多种水平，主要有-220m水平、-420m、-700m、-850m、-1100m五种水平。因为矿井开采的时间比较长，到了现在，主要在-700m至-850m水平间开采。目前，井下区域集中运输皮带达13部（不包括采区及工作面皮带），煤炭从工作面至主井最长运输距离达5.5km，开拓巷道至地面井口轨道运输长度达6km；通风线路长，用风地点多，矿井总需风量在11000m3左右，风阻大。

2.3 煤层赋存变化大，工艺选择难 因为矿井地质环境复杂，各个煤层的开采方法各不相同，使用的工具也不相同。在的采区的工作面多断层，煤层薄化，高档或炮采对这种情况最适合。因为开采时间比较久了，许多采区已经不能开采，得重新布置工作面。

2.4 生产接续计划和煤质的调控困难大 在生产开采过程中，因为地质环境复杂，大多时候并不能确定某一采区是否可采。为了确定采区的可采程度，得多挖掘一些探巷。在施工过程中，可能会通过一些没有煤矿的地方或已经被开采完了的地方，造成了有许多空巷的情况。这样不规则的回采，造成了采煤生产的断断续续，扰乱了原有的计划。

2.5 生产现场变化多，安全管理压力大 在现场管理过程中，由于矿井的路线特别长，环节格外多，采煤点众多，采煤面积广大，造成了人员布置分散，所用设备过多的现象，在上矿井气所处的特殊地理环境，给安全管理增加了难度。

3 安全高效矿井建设实践

旗山煤矿因地制宜，认真设计开采计划，解决了开采中的各个难题，提高了经济效益。因此，本文认真总结了实际建设过程中的一些主要方法，现在特别陈列如下：

3.1 加强技术改造，提高主系统可靠性 旗山煤矿为了提高生产效率和安全性，更新许多设备。主要把主井系统更换为自动装载系统，能够对装载进行严格控制；把斜巷人行车更换为架空乘人设备；把-420水平或-220水平到地面的二级排水系统更换为一级系统。设备更新以后，大大提高了生产效率，并且提高了安全性能。为了解决系统路线长，风阻大的难题，利用对一系列通风系统运行状态的计算机模拟，调整了原有通风系统，大大降低了风阻；并且开启了已关停的韩桥矿井的副进作为旗山矿的北翼风井。

3.2 合理布局、优化设计、技术创新为安全生产提供系统保障 为了改善矿井的生产布局和接续状况，旗山煤矿采用两翼配采、厚薄配采和煤系配采的科学布局。根据同一水平区域两翼分布的现象，合理分配东翼和西翼的开采，平衡两翼的压力，提高矿井的效益；夏桥系和小湖系在煤质和地质条件方面有很大差异，兼顾科学和厚薄开采，提高了生产效率。旗山煤矿重视设计，在源头上为生产建设提供保障。比如对-700m的水平西二采区，采用比较适合它的跨区段上山布局，解决了由于工作面走向长度增加带来的“三软”煤层区段平巷维护困难，在一段时期内，有力地保证了矿井的稳产高产。

3.3 大力发展机械化工艺及装备，提高单产单进水平针对不同地质的煤层，改进了生产工艺。比如，把综采和高普工艺应用于山西9煤的开采当中，在单个工作面上，大大提高了效率；把综采放顶煤工艺应用于“三软”4.5m的厚煤层，不仅减少了对材料的消耗，还大大减少了对断层回采的次数。合理选型综采机组的设备，解决了某些采煤面断层多，落差大的难题；使综采支架向轻型的方向改造，使工作面跳面更加便捷，加强了设备的开采能力。

3.4 强化过程管理，稳步提高煤质 在管理过程中，把好每一关，提高了煤的质量。用在线灰分监测仪、核子称计量等先进手段，禁止煤岩混装、混运，污染煤质；转变管理模式，实行组织和煤质控制一块管理，大大提高了管理效率；将工作面矸石导入劣质煤仓，避免直接进入储煤井，而后系统分时分出劣质煤或通过矿车装车外运，从而保障煤质的稳定。

3.5 加大安全投入，提升安全管理绩效 转换管理模式，对各个工程项目的程质量和安全生产的专业化监督管理；具体化操作工序，。对工程施工进行全过程、全方位的监督和管理，现场操作实行“手指口述”法；发展矿井建设数字化，对施工现场进时时监控，加强工作区的瓦斯监测等等，提高现场的安全管理水平。

3.6 加强环境治理，发展循环经济旗山矿在煤矸石处理方面积极探索，形成了行之有效的综合处理方法，一是采用煤矸石复垦造地技术复垦采煤塌陷地，保护矿区有限的土地资源，实现了土地的集约化、可持续利用之目的。二是矸石井下巷道充填，利用该技术可以把煤矿生产中所产生的矸石直接填入井下巷道内，实现矸石不上井或少上井，并进一步发展可利用矸石置换煤炭资源，以达到综合治理煤矿矸石的目的，保护了矿区有限的土地资源。

4 结语

加快安全高效矿井建设，是每个煤炭企业生产、建设的重要内容和发展方向。由于我国煤炭资源分布广、地质条件复杂多样、赋存条件不一，技术经济各异，安全高效矿井的建设工作要采取因地制宜，科学分析，加强技术交流与合作，不断学习、创新，借鉴和引进新核技术、新装备，提高企业的生产技术水平。尤其是对于地质条件异常复杂的矿井，要首先对复杂的地理环境做好充分的调研，分析各个开采区的特点，因地制宜，努力挖掘各个开采区的潜能，勇于创新，把安全高效提到战略性地位。

[1]秦永洋,李培,雷青泉.复杂地质条件煤层综采自动化的创新实践[J].江西煤炭科技，2009(03).

[2]王福启,孙照圣,张桂俊,周杰.复杂地质条件下“三软”煤层的回采[J].煤炭科技，2000(02).

[3]冯万君.精细化管理在安全高效矿井建设中的重要作用[J].中州煤炭，2009(08).

Safe and Efficient Mine Construction under Complex Geological Conditions

Geological conditions have an important impact on safe and efficient construction.In complex geological conditions,Qishan Coal Mine actively explores the safe and efficient development road,and has carried out a series of effective work in many aspects.An effective way for building highly intensive and safe and efficient mine has been found,which has good reference for similar mine construction.

"three soft"coal；complicated geological conditions；safe and efficient

刘庆迎（1972-），男，江苏徐州人，助理工程师，研究方向为采矿工程。

TD82-9

A

1006-4311（2014）15-0046-02