寺河矿东井区底抽巷岩性对比研究

乔树培

（山西晋城煤业集团寺河矿，山西 晋城 048025）

针对寺河矿东井区煤层透气性差、较难抽放的特点，该矿决定先掘进底板岩巷，通过钻机在巷道两侧煤体抽放瓦斯，提前抽放煤体。原有工艺为巷道底板沿5#煤掘进，由于顶板为K6灰岩（f=7～8MPa），硬度系数高，严重制约岩巷延伸速度，根据该矿实际情况，采用底板岩巷底板沿K6灰岩顶板掘进，距3#煤煤层底板垂距离9m左右的层位，经过实践证明，该工艺施工抽放钻孔效率高，材料消耗少，成孔及孔瓦斯浓度高，进而对该矿底板岩巷层位的选择提供了依据。

1 工作面情况

寺河煤矿东井区主采3#煤层，2014年东井区变更为高突矿井，绝对瓦斯涌出量529.17m3/min，相对瓦斯涌出量为31.81m3/t，抽采瓦斯量为402.04m3/min，抽采瓦斯率76.1%，为不易抽放煤层。3#煤体位于地层山西组，是东井区主要可采煤层之一，平均厚度6.10m，煤层中部有一层夹矸，厚0.15m，下部煤厚1.8m。直接顶为砂岩，直接底为泥岩，平均厚度9.79m。其中K6石灰岩在3#煤底板下9m（平均厚1.95m，硬度较高）。东井区西回风大巷煤层综合柱状如图1所示。

图1 东井区西回风大巷地层柱状图

东井区西回风大巷为东井区东五盘区向东七盘区延伸的巷道，工作面西侧布置两条集中巷，分别为东井区西回风一巷、东井区西回风二巷，东侧三条集中巷，分别为东井区西胶带输送机大巷、东五盘区辅助运输巷、东五盘区进风巷，5条集中巷沿煤层掘进，其中东井区西回风大巷巷道底板沿新方案掘进。

2 岩层层位的确定

原方案：东井区西回风大巷原设计为巷道沿5#煤掘进，由于5#煤顶上为K6灰岩层位，属坚硬岩石，采用机掘工艺掘进，机组截割时速度较慢，该岩硬度较高，阻碍进尺提升。而且抽放队组在打钻期间需要钻孔穿透该岩，抽放及掘进效率均较低，一定程度上严重制约左右两侧集中煤巷抽放、掘进进度。

现方案：东井区西回风大巷巷道底板沿该岩掘进，优点是掘进机运行时不截割该岩，岩巷硬度较低，岩巷掘进效率明显提高。通过对东井区西回风大巷的实践，该巷岩层层位为巷道底板沿着该硬岩掘进，掘进进尺为6m/d，相比原方案1.7m/d，较大程度提高该矿底抽巷进尺，为东井区煤体的提前抽放奠定基础。东井区西回风大巷断面图如图2所示。

图2 东井区西回风大巷断面图

3 方案对比分析

3.1 底板岩巷进尺

岩巷层位调整后，掘进进尺原来为1.7m/d，变更后进度为5.7m/d，从进尺来看，沿K6灰岩掘进加快了岩巷掘进速度。通过对巷道岩性的调整，将原有沿5#煤掘进调整为K6灰岩布置在底板位置，该矿提前加快了对所有煤层、左右两侧集中巷的外侧超前卸压工作，对前方煤体提前卸压。根据矿井安排，东井区西回风大巷（至东七盘区矿界）进尺为7300m。原方案：若按沿5#煤层位掘进，进尺为1.7m/d，巷道施工完成需耗时8年。现方案：采用沿该硬岩掘进，掘进进尺为5.7m/d，巷道施工完成需耗时3.33年。若东八盘区掘进到矿界，可以安排对组对掘，通过两个掘进队对向贯通，采用新方案后可以提前6年将东井区西回风大巷掘进到位，两个方案只考虑人工成本核算的话，新方案较原方案减少6800万元人工费计。掘进进尺见表1。

表1 东井区西回风大巷掘进进尺表

3.2 抽放瓦斯情况

表2为钻机在不同层位条件下抽放进尺比较表，从表中得知底抽巷在不同位置布置下抽放孔效能对比明显：原方案情况下，普通钻机进度为 91m/d，现方案的普通钻机进度为 138m/d。数据显示，采用第二种方案，普通钻机进尺是第一种方案进尺的1.5倍。效率较高的主要原因：采用第一种方案普钻施工时要贯通硬岩，第二套方案不需要。

表2 东井区西回风大巷钻孔施工情况统计

表3为方案一与方案二钻孔瓦斯浓度数据表，表中显示，第二种方案由于未受该硬岩岩层影响，钻孔浓度与抽放效果均高于第一套方案。

表3 东井区西回风大巷方案一与方案二浓度统计表

4 结语

（1）东井区西回风大巷调整为沿K6灰岩顶板掘进，掘进进尺、抽放效率都明显提高，钻孔成孔效果好，接抽浓度较大，施工量降低，成煤孔段较多，有效抽放前方煤体，保证前方煤体在卸压范围内，钻孔成孔率与浓度都极大提升。

（2）综合试验效果及实践，对两种方案进行技术、经济对比分析，探究出东井区西回风大巷底抽巷岩性合理层位。