摘要： 本文主要就大水头煤矿中204综放工作面优化布置技术做出探讨，并进行了实践，且取得了较好的成效。
Abstract： This article mainly discusses the layout optimization technology of 204 fully mechanized caving face in Dashuitou Coal Mine， takes the practice and gets good results.
关键词： 工作面优化；地质钻探；刀楞山断层
Key words： working face optimization；geology drilling；Daoleng mountain faultage
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）28-0115-03
0 引言
为了合理开发矿产资源，加强资源有效利用，大水头煤矿在掘进期间，坚持“边掘边探”原则，注重地质钻孔的施工，为工作面合理布置和回采提供准确的地质资料。中204工作面沿井田大断裂构造——刀楞山断层北部布置，由于该断层具体位置由原勘探地质钻孔控制，控制精度较低，严重制约工作面合理布置。中204工作面原设计在没有其它地质资料来源的情况下，根据原有地质资料设计为纺棰形，该方案对工作面回采管理会带来困难。 根据矿井可持续发展及生产接续的实际，决定对中204工作面进行“边探边掘，合理优化”，同时兼顾生产系统简单化原则。
1 矿井概况
大水头煤矿为甘肃靖远煤电有限公司所属的年产2.00Mt的大型矿井， 2014年实际产量2.20Mt，2014年矿井瓦斯等级鉴定相对瓦斯涌出量为10.01m3/t，绝对瓦斯涌出量40.83m3/min，为高瓦斯矿井。可采煤层（一层煤）瓦斯含量为8～10m3/t，呈现东高西低的特征，瓦斯压力0.35～1.48MPa，煤层透气性系数1.11～4.66m2/MPa2d。煤层具有自然发火特征，发火期3～6个月，最短发火期21天，为Ⅰ级自然发火危险程度矿井。煤尘具有爆炸性，爆炸指数33.32%。
2 中204工作面基本情况
大水头煤矿中二采区设计为双翼采区，采区走向长2500m，倾斜长380m，面积0.95km2，采区沿倾斜方向在东翼划分为两个区段，西翼划分为三个区段，剩余工业储量为584.9万吨，可采储量486.8万吨，服务年限8.1年。
中204工作面位于1180水平，在中二采区沿倾斜北部布置，工作面标高1160～1230m，东以东一采区1180回风石门为界，西以1215回风石门及中二采区运输上山为界，南以刀楞山断层为界，北以中202采空区为界，且与中202工作面以窄小煤柱相邻。
2.1 煤层情况
工作面区域内仅有一层煤，一层煤在中二采区204工作面范围内均有分布，煤厚在7.49m～12.63m之间。从整体来看，工作面内煤层的厚度比较稳定，东、中部厚，西部逐渐变薄。由于本区只在中202工作面进行了掘进及回采工作，靠近中202回风顺槽侧煤层赋存稳定，资料比较清楚，靠近刀楞山断层侧预计煤层赋存变化较大，大部分地质资料仅来源于勘探阶段的钻探资料，对于煤层的赋存特征、煤厚变化规律及地质构造资料的掌握不足，对工作面的合理布置受到限制。
2.2 地质构造情况
中二采区的地质资料2006年以前全部来源于勘探阶段的钻探资料和中202工作面实际揭露的地质资料，由于没有采用其它勘探手段，就资料来源、资料的准确性及对生产指导的可靠性而言显得比较单一，故在采区说明书中提出了进行高分辨率三维地震勘探的申请。
根据1215回风石门揭露和在中202回风顺槽向204工作面施工的地质孔及抽放孔结果显示，在中202回风h5～h7区段共计140m区域工作面地质构造复杂，预计有刀楞山断层的派生断层存在。（表1）
3 中204工作面原布置巷道参数
3.1 工作面几何尺寸的确定
依据《中二采区开拓初步设计》，中204工作面位于中二采区东翼北部沿刀楞山断层布置（留设不小于10m的煤柱）。 中204运输顺槽与中202回风顺槽之间留设7米窄小煤柱，东西分别以1180回风石门、1215回风石门（二）为界。设计走向长902m，倾斜宽66/94m。如图1。
3.2 巷道布置
中204工作面设计回采巷道三条，即“一进二回”。受刀楞山断层的影响，回风顺槽、回风巷（二）按三个方位布置。设计巷道总工程量2758m。
3.2.1 运输顺槽
中204运输顺槽设计长度902m（平距），沿煤层底板布置，开口位置位于1215回风石门（一），方位135°08′ 44″。开口坐标：X=7302.895、Y=7739.803、H=1216.719。设计为机轨合一巷道，作为回采时工作面进风、运煤和存放设备列车之用。
3.2.2 回风顺槽
中204回风顺槽设计长度901m（平距），开口位置位于1215回风石门内（一）。按巷道分段设计方位不同，分三段叙述：第一段（即开口段）开口先以141°48′19″方位： +15°的坡度掘进270m（平距）；第二段以135°08′44″沿煤层底板掘进180m，第三段以132°03′08″的方位沿煤层底板掘进451m（平距）。主要用于工作面回风、设备及材料的运输。
3.2.3 回风巷（二）
中204回风巷（二）设计长度889m（平距），与回风顺槽内错8m（中—中，平距），开口位置位于1215回风石门内（一）。按巷道分段设计方位不同，分三段叙述：第一段（即开口段）开口先以146°13′50″方位、+15°的坡度掘进30米（平距），然后0°掘进10m，再以-15°的坡度掘进见煤层顶板后沿顶板掘进131m（平距）；第二段以135°08′44″沿煤层顶板掘进265m，第三段以132°03′08″的方位沿煤层顶板掘进453m（平距）到位。其主要作用是提前抽放瓦斯、生产时排出采空区瓦斯、工作面部分煤尘及解决上隅角瓦斯超限问题，同时兼做煤层注水巷及地质探巷。
3.2.4 开切眼
工作面回风顺槽施工到位后，以45°05′05″方位施工大断面开切眼66m（平距），与运输顺槽贯通，用于安装综采设备。开口坐标：X：6617.546，Y：8329.935，H：1175.000。
3.3 原设计工作面可采储量
中二采区204工作面设计走向长902m（平距），倾斜长66/94m，平均煤厚9.99m，煤容重1.41t/m3。1180主、副水仓需留设保护煤柱150m，故工作面可采走向长751m。
工作面地质储量： 451×（66+94）×1/2×9.99×1.41+（280×94×9.99×1.41）=87.9（万吨）。
4 工作面优化布置思路
在中204工作面巷道掘进施工组织时，先安排施工回风巷（二）作为地质探巷，每施工30～50m设计施工一个钻场，根据现有地质资料，设计施工地质钻孔，对影响工作面布置的刀楞山大断层位置进行钻探，彻底探明该断层在该区域的具体位置及产状要素。为回风顺槽的合理布置提供准确的地质资料，取消原设计第二拐点。第一拐点以东，工作面布置为长方形，有利于资源利用的最大化和减小生产管理难度，达到工作面优化布置的目的。
5 钻孔设计
在中204回风巷（二）施工至距离第二拐点10m时，在巷道左帮施工一个钻场（深×宽×高=2.5m×2m×2.5m），在钻场内设计一组3个地质钻孔，对刀楞山断层具体位置进行探测。根据探测结果决定回风巷（二）施工至第二拐点时是否变更巷道施工方位。并在巷道内，每掘进30m时施工一个同样的钻场。巷道以135°08′44″施工掘进120m时，共施工钻场3个，设计9个地质钻孔，根据需要施工完成8个。具体情况见表2。
6 钻探结果及分析
根据探测资料，结合新70、大生5、补117、补116地质钻孔综合分析，刀楞山断层与原有位置有所偏差，其平面位置相对与原位置南移20m左右，走向方位在中204工作面范围内由原来资料的132°03′08″变为136°43′15″，两方位夹角为4°40′07″。该结论在优化后的中204工作面回风顺槽掘进到位（距1180回风石门25m）时，在巷道左帮设计施工了一组3个地质钻孔，并采用了先进的地质探测仪器——KDZ1114-3型便携式矿井地质探测仪进行了探测验证。
7 中204工作面回风顺槽布置优化方案
风根据上述探测结果：当中204回风顺槽掘进至原设计第一拐点时，不改变巷道方位继续以141°48′19″掘进至与中204回风巷（二）相距34m（中-中，平距）时再改变巷道掘进方向为135°08′44″掘进至设计切眼位置，使工作面倾斜宽度增加至120m。这样就会增加工作面可采面积14285.4m2，增大工作面可采储量，减少资源损失。
9 结语
中204综放工作面采用优化布置技术后，有效解决了工作面回采管理困难问题，实现了矿井可持续发展。并根据中204工作面钻探成效，得出在工作面掘进期间，加强地质钻孔施工，及时调整工作面布置，优化工作面设计，对资源合理开发有着长期而深远意义的结论。
参考文献：
[1]董陆海，常新春.煤矿区队安全自主管理的星级创建方法探讨[J].中州煤炭，2011（03）.
[2]李喜员，谢海龙，刘国正，徐长安.平顶山矿区深井开采瓦斯治理技术浅探[J].中州煤炭，2010（01）.
[3]程健，司德文.义煤集团公司高突矿井瓦斯治理存在问题及对策[J].中州煤炭，2010（01）.
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