徐誠軍

（安源煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司，江西 南昌330002）

首采面的確定，對礦井采掘部署、瓦斯治理、防治煤與瓦斯突出、盡快達(dá)產(chǎn)具有重要意義。從礦井煤層實際賦存情況、煤層突出危險性情況、瓦斯治理難易程度、煤層安全技術(shù)條件等方面對礦井首采面進(jìn)行確定。合理的采掘部署是指礦井在生產(chǎn)過程中抽掘采能夠達(dá)到在時間上和空間上的均衡銜接。長期以來，采掘部署不合理是困擾著礦井安全高效開采的關(guān)鍵問題之一[1]。為了使群力煤礦順利達(dá)產(chǎn)，針對目前設(shè)計存在的問題，通過分析和論證，對其首采面進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。

1 礦井開采情況

群力煤礦隸屬安源煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司江貴煤業(yè)集團(tuán)公司，屬技改煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力為0.6 Mt/a。礦區(qū)面積2.74 km2，東北—西南寬約1 km，西北～東南長約2.5 km，呈四邊形。采用斜井～平硐開拓，分別為主斜井、副平硐、南回風(fēng)斜井。礦井劃分2個水平，水平標(biāo)高分別為+1560 m、+1380 m，以5號勘探線為界劃分為南北兩翼，劃分為5個采區(qū)，首采區(qū)為一采區(qū)，一采區(qū)已形成走向長度為281 m的1C301回采工作面，設(shè)計首采面為1C301，C3煤層區(qū)段標(biāo)高+1556～+1492 m。

礦井可采煤層10層，可采煤層平均總厚14.15 m，為C3、C5、C6、C10、C16、C21、C27、C30、C31、C32，煤層平均厚度分別為1.36、3.57、2.15、1.23、1.36、0.86、1.08、0.84、1.06、1.03 m，煤層間距分別為32.54 m、7.19 m、67.88 m、52.42 m、42.78 m、36.97 m、16.82 m、7.38 m、2.35 m。煤層傾角平均30°，主采煤層為上部煤層C5、C6煤層，屬煤與瓦斯突出礦井。

2 工作面優(yōu)化設(shè)計分析

若將原設(shè)計的1C302工作面做為首采工作面，不但投資經(jīng)濟(jì)效益差，而且難以按期達(dá)產(chǎn)?，F(xiàn)1C501回風(fēng)巷標(biāo)高以上的C5煤層已基本采空，且上覆C3煤層靠近下山側(cè)剩余走向長281 m（281 m作為措施面在該礦形成安全生產(chǎn)系統(tǒng)時進(jìn)行回采），沿C5煤層采空區(qū)邊界掘進(jìn)1C501回風(fēng)巷，根據(jù)現(xiàn)場實際情況巷道在瓦斯卸壓范圍內(nèi)，進(jìn)行C501工作面布置完全可行。

2.1 從保護(hù)層選擇分析

考慮下保護(hù)層開采各煤層的層間距能否滿足上行式開采需要，C5煤層平均采高3.57 m，經(jīng)計算[1]，開采C5煤層C3煤層不被破壞的最小層間距為29.24～32.61 m，其最大平均距離大于C5與C3煤層平均層間距32.54 m，不滿足上行式開采的條件，如果采用上行式開采C3煤層被破壞可能性較大。

如果礦井考慮布置下保護(hù)層，C10煤層與C3煤層間距為106.71 m，不能作為有效的保護(hù)層，C5煤層在C10煤層保護(hù)范圍內(nèi)，但C5與C3煤層平均層間距不滿足開采下保護(hù)層條件，同時《保護(hù)層開采技術(shù)規(guī)范》（AQ1050-2008）要求優(yōu)先選擇上保護(hù)層。

從煤層間距分析，礦井上部煤層中C3、C5、C6、煤層僅C3具備開采不破壞其它煤層條件，即上煤層只能從上往下采，中下煤層大部分（C32除外）均具備開采不破壞其它煤層條件，但以中下部煤層中任一煤層為保護(hù)層，均不能起到保護(hù)主采煤層的作用，因此上煤組只能從C3煤層開始采，開采C3煤層后，依次開采保護(hù)下伏的的C5、C6煤層的保護(hù)層，開采C10、C16煤層時，考慮以C16煤層為C10煤層保護(hù)層，其下的C21、C27、C30、C31、C32可依次順序開采。

2.2 從區(qū)域防突措施選擇分析

礦井一采區(qū)為首采區(qū)，采區(qū)南翼C3煤層區(qū)段標(biāo)高+1556～+1492 m，現(xiàn)已形成走向長度僅為281 m的回采工作面（即1C301工作面），且回采工作面巷道斷面小，僅有5.1 m2斷面，不滿足機(jī)械化開采的要求，此工作面巷道維修滿足炮采工藝要求后作為保護(hù)層采用煤炮采工藝進(jìn)行回采，礦井后續(xù)工作面按綜采設(shè)計，1C301工作面保護(hù)范圍可以延伸到+1492 m以下24 m垂深，對C5煤層1C502運輸巷掘進(jìn)形成保護(hù)，另外C3煤層已形成的采空區(qū)對1C502回風(fēng)巷形成保護(hù)，故1C502回風(fēng)巷不布置底板瓦斯抽采巷，只需在C3號煤層底板法線距離15 m處布置瓦斯抽采巷，對首采C5煤層工作面運輸巷和切眼的瓦斯進(jìn)行頂板穿層鉆孔預(yù)抽。1C301工作面回采后，后續(xù)就可以布置1C501工作面。

2.3 從井巷工程量分析

原首采面一采區(qū)北翼1C302回采工作面必須施工采取預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域和局部防突措施，底板抽采巷的掘進(jìn)穿層鉆孔施工、預(yù)抽時間長，延長礦井投產(chǎn)時間。本設(shè)計井巷工程量8445 m，原設(shè)計井巷工程量10435 m，減少井巷工程量1990 m，主要差異在采區(qū)，現(xiàn)就優(yōu)化前后采區(qū)井巷工程量進(jìn)行比較。

表1 優(yōu)化前后采區(qū)井巷工程量比較（單位/m）

從表中可看出工程量的減少主要在+1380 m運輸石門、+1380 m回風(fēng)石門、+1380 m軌道石門三條石門和+1560 m瓦斯抽采巷(一)。

故選擇卸壓后的1C501回采工作面為首采面更利于礦井減少工程量和投產(chǎn)。

2.4 從工作面推進(jìn)度分析

工作面生產(chǎn)能力計算結(jié)果[2]，見表2。

表2 采煤工作面及礦井生產(chǎn)能力

經(jīng)計算，礦井在首采區(qū)布置一個綜采工作面，要滿足0.6 Mt/a的生產(chǎn)能力，1C302年推進(jìn)度達(dá)到1745 m，實際工作面走向長度僅675 m，要達(dá)產(chǎn)一年至少要搬遷三次，而采用1C501后，僅一個工作面當(dāng)年就能達(dá)產(chǎn)。

3 結(jié)語

1）群力煤礦原有系統(tǒng)已形成1C301采面，開采后被保護(hù)范圍后續(xù)C5、C6工作面按煤層順序開采。本變更首采面為一采區(qū)南翼1C501回采工作面，在開采1C501采面之前，先對已形成的1C301采面（經(jīng)區(qū)域預(yù)測為無突出危險）開采完，使1C501采面基本處于被保護(hù)范圍內(nèi)，有利于1C501采面瓦斯治理。

2）原設(shè)計首采面一采區(qū)北翼1C302回采工作面必須采取預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域和局部防突措施，底板抽采巷的掘進(jìn)穿層鉆孔施工、預(yù)抽時間長，延長礦井投產(chǎn)時間，故選擇卸壓后的1C501回采工作面為首采面更利于礦井盡快投產(chǎn)。

3）一采區(qū)1C302回采工作面作為1C501采面接替面，有充足的時間進(jìn)行底板抽采巷穿層鉆孔條帶預(yù)抽，運輸巷、回風(fēng)巷、工作面的本煤層預(yù)抽等瓦斯治理的區(qū)域和局部防突措施實施，有利于礦井安全生產(chǎn)。

4）C3、C5煤層厚度分別為1.36 m、3.57 m；變更后首采面為1C502工作面，可減少井巷工程量，縮短工期，減少初期投資，礦井投產(chǎn)即可達(dá)產(chǎn)，投產(chǎn)當(dāng)年即可獲經(jīng)濟(jì)效益。