浅析根据煤系地层特征选择掘进巷道层位布置的设想

2020-12-29罗李珎

山东煤炭科技 2020年8期

罗李珎

（龙岩北山煤矿有限责任公司，福建龙岩 364011）

1 前言

东坑仔煤矿随着矿区的不断深入开采，地质情况愈加复杂，通过多年生产事实证明，部分在用早期跟煤巷道压煤线路长，受采空区风化影响维护难度增加，万吨掘进率逐步攀升。为扭转这一被动局面，起到前期防治作用，从而选择一个合理的巷道布置方案成为降低巷道掘进工程量、延长巷道服务年限、缓解采空影响、提高煤层回采率的重要工作之一。

2 井田地层特征分析

东坑仔井田实际开采煤层13层，C1+2、C5、C6、C6+1、C7极少数开采，C0、C2、C8、C11、C12局部有开采，C1、C9、C10大部分有开采。实际揭露较稳定可采2层（C1、C9），较稳定C8煤层由于煤质坚硬，开采较困难，局部有开采；较稳定至不稳定可采2层（C10、C11），较稳定至不稳定C2由于煤质坚硬较薄，开采困难，局部有开采；不稳定局部可采7层（C0、C1+2、C5、C6、C6+1、C7、C12）。

（1）C0煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.5m。顶板以细砂岩或粉砂岩为主，具水平层理，厚度0.9～9.8m，一般2～5m；老顶为细砂岩，底板以粗粉砂岩为主，次为砂岩，且见浑浊状层理。当顶板相变为泥质岩时，其底板局部亦为泥质岩。与往上第一条煤线相距约8.9m。

（2）C1煤层

属较稳定煤层，平均煤厚0.75m。顶板以砂质泥岩为主，厚度一般为1～5m；老顶以石英砂岩为主，次为粉砂质岩，厚度一般为3m左右；直接底板为富含植物根茎化石的泥质岩或砂质泥岩，厚度0.1～0.3m；老底为细砂岩，厚度一般3m左右。上与C0煤层相距约26m。

（3）C2煤层

属较稳定至不稳定煤层，平均煤厚0.56m。顶板以泥质岩为主，含黄铁矿及菱铁矿结核，具水平层理，厚度3～5m；老顶以砂质岩为主，次为粉砂岩，厚度5m左右；底板以粉砂岩和砂岩为主，具浑浊状层理，厚度一般2m左右，少数具砂质岩伪底，含植物根茎化石。上距C1煤层约28m，往上与C1+2煤层相距约6m。C1+2煤层属于极不稳定煤层，常含夹矸，夹矸厚约0.15m。

C2煤层至C5之间间隔一套童子岩组第三段第三带地层，该地层层组属过渡相含煤沉积，含煤线丰富，岩性主要以砂质泥岩和泥岩为主，次为粉砂、细砂岩。地层厚度约63m。

（4）C5煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.5m。顶板以砂质泥岩和泥岩为主，含黄铁矿结核，具水平层理，厚度约3m；直接底板以砂质泥岩为主，厚约1m，往下为细砂岩，呈中厚层状，厚约2m。下距C6煤层约21m。

（5）C6煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.45m。顶板以砂质泥岩为主，厚2m左右，往上部过渡到细砂岩，煤层顶板沿倾向相变为泥岩；底板以砂质泥岩和粗粉砂岩为主，具浑浊状层理，厚度3m左右，往下为砂质泥岩。上距C2煤层约78m。

（6）C6+1煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.6m，以泥质岩和砂质泥岩为主，含菱铁矿结核，厚度2m左右。老顶为砂质岩或粉砂岩，厚度3m左右；底板以细砂岩为主，厚度1～2m；老底为砂质泥岩，厚度1～4m。往上距离C6煤层约21m。

（7）C7煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.50m。顶板以泥岩为主，内含大戟贝等化石及菱铁矿结核，厚度2m左右；老顶为砂质岩，厚度3m左右；底板为泥岩--砂质泥岩，厚度2m左右；老底为砂质岩或粗粉砂岩，厚度2m左右。往上距离C6+1煤层约7.5m。

（8）C8煤层

属较稳定煤层，平均煤厚0.5m。顶板以泥质岩为主，厚度2m左右，但在44线～48线间煤层顶板相变为粗粉砂至细砂岩，厚度不稳定，最厚达20m左右；底板以砂岩为主，具浑浊状层理，厚度2～3m。往上距离C7煤层约14m。

（9）C9煤层

属较稳定煤层，平均煤厚1.25m。顶板以泥岩和细粉砂岩为主,含黄铁矿及菱铁矿结核，厚度3～4m；直接底板为泥岩--细粉砂岩，内含植物根茎化石，厚度0.5m左右，往下为细砂岩，厚度2m。往下约5m为C9+1煤线，上距C8煤层约14m。

（10）C10煤层

属较稳定至不稳定煤层，平均煤厚1.0m。顶板以泥质岩为主，含黄铁矿化虫迹、黄铁矿结核和菱铁矿结核，具水平层理，厚度一般4m左右；底板以粗粉砂及砂岩为主，厚度3m左右，常见砂质泥岩伪底，含植物根茎化石，厚度3m左右。往下约23m地层为以粗粉砂岩、细砂岩为主，次为砂质泥岩的含C10+1煤线地层。往上距离C9煤层约31m。

C10煤层至C11之间间隔一套由5个砂质泥岩～细砂岩组成的无煤旋迴，无煤旋迴总厚度可达40m。

（11）C11煤层

属较稳定至不稳定煤层，平均煤厚0.60m。顶板为泥岩--砂质泥岩，具水平层理，厚度2～4m；直接底板为砂质泥岩，厚度小于0.5m，往下过渡到细粉砂岩和细砂岩。上距C10煤层约57m。

（12）C12煤层

属不稳定煤层，平均煤厚0.50m。直接顶为细砂岩，厚度0.2m左右，顶板不平整，往上为砂质泥岩和泥岩，具水平层理；底板以细砂岩为主，厚度2～7m左右，最厚达11m，直接底板植物根茎不发育。往上距离C11煤层约9m。

综上地层特征分析得出：

（1）几组相邻煤层特殊的层间距关系，C2、C1+2煤层层间距，C6+1、C7、C8煤层层间距，C11、C12煤层层间距，C5、C6煤层层间距，均为较近层间距旋迴关系。

（2）C10煤层至C11之间间隔一套由5个泥岩～细砂岩组成的无煤旋迴，无煤旋迴总厚度可达40m。

（3）C2煤层至C5之间间隔一套过渡相含煤沉积地层，含煤线丰富，岩性主要以砂质泥岩和泥岩为主，次为粉砂、细砂岩。地层厚度约63m。

（4）C10、C12煤层底板往下均含一组较稳定的砂质岩为主地层，岩性稳定，较不易风化。

3 巷道布置方案

3.1 各煤层准备巷道层位布置建议

（1）C0、C1，根据历年开采揭露情况分析，顶底板岩性一般，且平均煤厚均在1.0m之内，煤层厚度较小，容易控制巷道支护，控制煤层走势，建议采用跟煤施工准备运巷。

（2）C2与C1+2煤层组（反眼约 6m），C6+1、C7、C8煤层层组（反眼约22m），C11、C12煤层组（反眼约8m），C5、C6煤层组（反眼约21m），上述四个煤层组，可利用其特殊的层间距关系，选用联合布置巷道的方式，跟老地层煤层，以反眼施工控制新地层煤层。如C2与C1+2煤层组，可以选用跟C2煤层施工运巷，利用反眼控制C1+2煤层，回采时按自上而下的开采顺序进行开采。C11、C12煤层组，可选用跟C12煤层施工运巷，反眼控制C11煤层等。

优点：可避免每层煤层均施工一条运巷，降低掘进工程量。反眼开采的煤层采空区，可降低积水的可能性。

缺点：反眼开采煤层，容易出现丢下帮煤量的现象，比较不适用于复采块段开采。工程揭露点偏少，不稳定煤层容易出现开采不完全。

（2）C9、C10煤层，深部C9、C10采空区煤岩层温度上升均较快，事实证明其导热率较高，易加速顶板风化。C9煤层稳定，厚度较大，直接顶板黄铁矿结核丰富，易脱落。C10煤层多数呈串珠状，可采块段常为煤包分布。若选择跟煤层施工运巷，巷道维护工程量增加。考虑C9+1、C10+1分别与C9、C10层间距较近，可选跟底板煤线施工，反眼控制C9、10煤层（但复采块段不适用），降低巷道受采空区的影响程度。