一膏组采区巷道布置方案优化

孙忠胜

(沈煤(集团)辽阳文东石膏建材有限责任公司)

一膏组采区巷道布置方案优化

孙忠胜

(沈煤(集团)辽阳文东石膏建材有限责任公司)

辽阳石膏矿一膏组由3层石膏(一矿层、二矿层)夹2层含膏白云岩组成，原采用分层开采，需要布置2套单独的生产系统，掘进工程量大，生产系统复杂，不能集中生产，且上、下矿房的矿柱难以对齐，给矿井生产带来了巨大的安全隐患。为此，对一膏组采区巷道布置方案进行优化，取消一矿层大巷，把巷道集中布置在二矿层内，简化生产系统，减少一半掘进工程量，实现了采区的集中生产，提高回采工作面单产，实现了矿井的安全高效生产。

分层开采 集中生产 房柱法 巷道布置

辽阳石膏矿一膏组原采用分层开采，布置2套单独的生产系统，巷道掘进工程量大，生产接续紧张。两矿层间距为1.8～2.0 m，受采动影响，开采下分层时，顶板难以维护，作业不安全，曾发生过顶板大面积垮落的现象；并且生产管理复杂，设备占用率高，无法集中生产。通过简化采区巷道布置，降低巷道掘进率，从而实现采区集中安全生产。

1 矿井概况

1.1 地质概况

辽阳石膏矿为寒武纪馒头组石膏，一膏组呈层状赋存于下寒武统馒头组四段砖红色白云质泥岩下，系复合膏层，由3层石膏、硬石膏夹2层灰绿色泥质含膏白云岩组成，膏层由上至下依次为I1、I2和I3膏，分别厚1.4 ,0.9和0.9 m，夹层为G1和G2，G1夹层平均厚1.8 m，最大厚度为2.0 m,G2夹层平均厚0.6 m。I1膏层为一矿层，G2夹层厚0.6 m，小于夹石剔除厚度与I2和I3膏层合并为二矿层，膏层走向115°，倾向205°，平均倾角为16°。

膏层顶板为砖红色白云质泥岩，平均厚26 m，硬度系数f=5，层位稳定，钻孔单位涌水量q为0.000 6 L/(s· m)，富水性极弱，渗透系数K为0.002 1 m/d，隔水性很好，其上有毛庄组含水层；底板为紫红色泥质白云岩，厚21 m，硬度系数f=9，富水性较弱，隔水性很好，其下部有馒头组含水层，水量丰富，是矿井的主要涌水来源。

1.2 分层开采巷道布置层位

由于矿层赋存特点，I1与I2膏层之间为1.8～2.0 m厚的G1夹层，分层开采时要布置2套生产系统：一膏大巷(一矿层)布置在I1膏层和G1夹层内,二膏大巷(二矿层)布置在I2、G2、I3和底板内。二膏大巷采用破0.3 m留0.6 m I2膏做巷道顶板。为满足运输、行人、通风和装载的需要，巷道宽3.0 m，轨面上净高2.5 m，断面积为8.5 m2。

1.3 采矿方法概述

由于膏层顶板上部有毛庄组含水层，在开采时不能因顶板垮落而将含水层的水导入矿井；其次矿区井田2/3地表是村庄、民房，不允许塌陷。

矿井采用片盘斜井开拓，走向前进房柱法，运输巷沿膏层走向布置，工作面倾斜长度为60 m。矿房沿走向前进开采，每13 m掘一条开切眼与上水平回风巷道贯通形成生产系统。

回采I1膏层时的开切眼布置在I1膏层，在大巷内沿倾向每13 m掘进一条开切眼，切眼高1.4 m。回采I2、G2、I3膏层的开切眼布置在G2夹层、I3膏层内，在二膏大巷沿倾向每13 m掘进一条开切眼，切眼高1.5 m。

开采顺序为先采上部的I1层石膏(一矿层)，采8 m留5 m，后采下部的I2、G2、I3层石膏(二矿层)，采6 m留7 m。回采时上、下分层工作面错距不低于50 m。

2 分层开采存在的问题

采用分层开采的采区每个水平都需要布置2条运输巷道和回风巷道，掘进工程量大，采掘接续紧张。同时上、下分层开采作业人员分散，不能实现集中生产，设备占用率高，劳动效率低。

分层布置的上、下层矿房开切眼未掘在同一中心线上，2次掘进，2次开采，多次实施采掘爆破，对1.8 m的G1夹层产生了严重的震动破坏，当开采下分层石膏时，顶板已经十分破碎，G1顶板的完整性受到破坏，曾由于安全原因多次放弃开采，因而造成石膏资源的浪费。

分层开采时，上、下层矿房的矿柱无法对齐。在实际生产中发生过上层的矿柱正好与下层的矿房相对，上层的整个矿柱落到下层的矿房里的现象，给矿井安全生产带来很多潜在的隐患。

3 采区巷道布置方案优化

集中开采的膏层运输巷布置在I2、G2、I3层膏和底板中，用G1夹层做巷道顶板。巷道宽3.0 m，轨面上净高2.5 m，断面积为8.5 m2。

水平运输巷集中布置在I2、G2、I3层位，沿膏层走向掘进，再在G2、I3层位沿倾斜每13 m掘进一条开切眼，切眼高1.5 m，与上水平回风巷贯通后，构成通风、回采系统。

矿房采8 m留5 m，先采下部矿层，后采上部矿层，先将I2、G2、I3膏层合并为一层开帮开采，达到8 m 宽后，将矿房扫净，自下而上放G1夹层，放至矿房上部采止线后，在矿房里用电耙出一部分红渣，并人工平整矿渣使其形成U型渣槽，然后从上至下放I1膏，将I1膏全部出完后，整个矿房即开采结束。回采顺序为G2+I3+I2(底部矿层一次采全高)→G1(放1.8 m夹层，修渣槽)→I1(放一膏)。

4 方案对比及技术经济指标

分层开采准备巷道掘进率为174 m/万t，开切眼掘进率为418 m/万t，每条运输巷道每月需要掘进80～90 m才能达到采掘平衡；采区巷道集中布置，水平运输巷及开切眼掘进工程量减少一半，解决了采掘接续紧张的局面。

为防止上、下矿柱对不齐，下层矿房采6 m留7 m，即一层膏矿柱为5 m，二层膏矿柱为7 m，整个矿柱形成正梯形，以保证上、下层矿房矿柱的稳定，每个下层矿房丢掉2 m的矿柱，每个矿房少采出石膏690 t。实行采区巷道集中布置后上下矿房采宽一致，石膏采出量增加，减少了资源的浪费。

上、下层矿房重叠布置，为防止下层膏开采影响上层膏运输巷道，每个下层膏矿房的上部要留15 m顶板，这样每个矿房少采出石膏1 100 t，从而使每个矿房的损失量达到1 790 t，可采量损失近40%。采区巷道集中布置可以有效解决这一问题，矿井增加可采储量近300万t。

采用分层开采方案每个采区都要投入同样多的材料、设备、人工，作业人员分散，不能实现集中管理。采区巷道集中布置，实现了采区集中生产，生产设备占用率下降50%，劳动组织简单，生产效率大幅度提高。

由以上对比可看出，采区巷道集中布置解决了采掘失衡造成的接续紧张，实现了采区的集中生产和管理，解决了资源浪费的现象,增加矿井的可采储量，技术上、经济上都有优势，开采方法安全可靠，提高了矿井的安全效益和经济效益。

5 结 论

采区巷道布置及其参数选择是否合理，既关系到采区内工作面正常生产和设备效能的发挥，也决定着巷道掘进、维护等工程费用和运输、通风等生产经营费用。根据辽阳石膏矿一膏组的赋存条件，对采区巷道布置方案进行优化，集中布置，掘进工程量下降至原来的一半，生产系统简化，降低了设备的占用率，实现了采区的集中生产，保证了采区的正常生产接续，资源回收率高，巷道掘进、维护、运输和设备投入等生产经营费用大幅降低，实现了矿井的安全高效生产。

·记者在线·

湖北地区新发现4处矿产地

日前，湖北嘉鱼—蒲圻地区矿产远景调查项目、恩施高罗地区矿产远景调查项目通过成果验收。

嘉鱼—蒲圻地区矿产远景调查项目获优秀级，新发现2处矿产地，划分出2处成矿远景区、3个找矿靶区，并对区内红土型金矿等成矿规律及找矿标志进行了总结，为该区进一步开展找矿工作打下了良好的基础。

恩施高罗地区矿产远景调查项目获得良好级，大致查明了区内铅、锌矿矿化岩层在空间上的展布规律及矿化地质特征，新发现2处矿产地，划分出6处成矿远景区，优选出3个找矿靶区，并提出了下一步找矿方向。

2015-05-10)

孙忠胜(1970—)，男，副部长，工程师，111311 辽宁省灯塔市铧子镇荣官村。