1、風(fēng)化帶邊緣工作面設(shè)計(jì)方案優(yōu)化研究一、定題依據(jù)、任務(wù)來源及要求xx煤礦八采區(qū)位于井田北翼，共有可采煤層三層，分別是山青煤層、小青煤層和下架煤層，其中山青煤層和小青煤層地質(zhì)儲量較小，擬各布置一個(gè)回采工作面進(jìn)行回采，下架煤層儲量較大，擬布置三個(gè)工作面進(jìn)行回采。2012年二季度，1981工作面（下架煤層）作為八采區(qū)的首個(gè)工作面開始進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工，該工作面于2012年12月投產(chǎn)。在進(jìn)行1981工作面設(shè)計(jì)時(shí)，為最大限度地回收煤炭資源，延長礦井服務(wù)年限，工作面的風(fēng)巷盡量沿煤層風(fēng)化帶邊緣布置，由于八采區(qū)位于井田的邊界附近，煤層風(fēng)化帶呈不規(guī)則的曲線，而煤田內(nèi)鉆孔布置較為稀疏，地質(zhì)資料不詳細(xì)，不能準(zhǔn)確標(biāo)定風(fēng)化帶

2、位置，這就給風(fēng)巷的掘進(jìn)施工帶來了困難，風(fēng)巷掘進(jìn)過程中兩次進(jìn)入風(fēng)化帶內(nèi)，造成風(fēng)巷三次變線，不僅造成了廢巷，增加了掘進(jìn)費(fèi)用，而且增加了運(yùn)輸設(shè)備，增加了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提高了設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用和人工費(fèi)用，也給工作面的生產(chǎn)組織帶來了困難。有了這次教訓(xùn)，我們在以后的山青煤層和小青煤層的設(shè)計(jì)和施工過程中就要認(rèn)真研究，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和施工方案，避免造成類似損失，提高我礦的經(jīng)濟(jì)效益。二、課題研究內(nèi)容及完成過程1、研究內(nèi)容： 1981工作面風(fēng)巷設(shè)計(jì)及掘進(jìn)施工情況1981工作面風(fēng)巷原設(shè)計(jì)長度為710m，開口后掘進(jìn)310m變向，然后按設(shè)計(jì)方位掘進(jìn)到預(yù)定位置，見下圖： 實(shí)際施工過程中，風(fēng)巷掘進(jìn)到180m時(shí)進(jìn)入風(fēng)化帶內(nèi)，繼續(xù)掘進(jìn)約2

3、0m仍沒有轉(zhuǎn)入正常，回撤到風(fēng)化帶以外變向，掘進(jìn)70m再次進(jìn)入風(fēng)化帶，二次變向，掘進(jìn)30m后煤層正常，三次變向掘進(jìn)到切眼位置。由于巷道變向，共回撤巷道30m，同時(shí)增加了兩部運(yùn)輸設(shè)備，工作面實(shí)際巷道布置見下圖： 1601工作面設(shè)計(jì)方案優(yōu)化 八采區(qū)山青煤層儲量較小，煤層走向和傾向長度不大，擬布置一個(gè)工作面即1601工作面進(jìn)行開采。工作面位于井田北翼，東、西、北三面均為煤層風(fēng)化帶，南面為原工作面采空區(qū)，總體為一向斜構(gòu)造，設(shè)計(jì)布置三條巷道，分別是工作面風(fēng)巷、中間巷和運(yùn)巷，其中中間巷位于向斜軸部，風(fēng)運(yùn)巷分別布置在井田東西兩翼煤層風(fēng)化帶附近。為最大限度地回收煤炭資源，延長礦井服務(wù)年限，工作面的風(fēng)運(yùn)巷應(yīng)盡量靠

4、近煤層風(fēng)化帶邊緣布置。由于地質(zhì)資料不詳細(xì)，不能準(zhǔn)確標(biāo)定風(fēng)化帶位置，在設(shè)計(jì)時(shí)只能參照老采區(qū)巷道掘進(jìn)過程中實(shí)際揭露的煤層風(fēng)化帶的標(biāo)高，初步給定風(fēng)巷和運(yùn)巷的方位，通過在施工過程中采取措施，既最大限度地回收煤炭資源，又減少廢巷的產(chǎn)生，并給工作面的回采創(chuàng)造便利條件。工作面設(shè)計(jì)圖如下： 根據(jù)1601工作面巷道布置的特點(diǎn)，我們決定掘進(jìn)施工時(shí)首先掘進(jìn)工作面的中間巷，因?yàn)橹虚g巷位于向斜構(gòu)造的軸部，距離東西兩側(cè)的風(fēng)化帶較遠(yuǎn)，因此在掘進(jìn)過程中不會(huì)受到東西兩翼風(fēng)化帶的影響，通過中間巷的掘進(jìn)，探明井田北翼煤層風(fēng)化帶的邊界，然后向兩翼開掘東西切眼，通過切眼探明兩翼風(fēng)化帶的邊界，從而給風(fēng)巷和運(yùn)巷的掘進(jìn)施工定向，這就可以減少

5、風(fēng)巷和運(yùn)巷變向的可能，減少廢巷的產(chǎn)生。 1602工作面設(shè)計(jì)方案優(yōu)化八采區(qū)小青煤層和山青煤層的情況類似，擬布置1602工作面進(jìn)行回采，巷道布置形式和1601工作面相同，設(shè)計(jì)施工均參照1601工作面進(jìn)行。工作面設(shè)計(jì)圖如下： 2、完成過程：、1601工作面施工情況 1601工作面風(fēng)巷由聯(lián)絡(luò)巷開口掘進(jìn)，聯(lián)絡(luò)巷位于小青煤層內(nèi)，因此風(fēng)巷開口段為穿層上山巷道，由小青煤層摸山青煤層。風(fēng)巷見煤后發(fā)現(xiàn)山青煤已風(fēng)化，故變向掘進(jìn)，尋找正常煤，見正常煤后停止掘進(jìn)，等西切眼掘進(jìn)探明西翼風(fēng)化帶后，按照風(fēng)巷迎頭和西切眼迎頭定向，掘進(jìn)風(fēng)巷到位。 1601運(yùn)巷先按設(shè)計(jì)方位掘進(jìn)，探明東翼煤層風(fēng)化帶邊界，然后停止掘進(jìn)，等待東切眼掘進(jìn)

6、探明風(fēng)化帶邊界，然后變向掘進(jìn)與東切眼貫通。 1601中間巷在運(yùn)巷指定位置開口掘進(jìn)，掘到北翼煤層風(fēng)化帶邊界后，先后掘進(jìn)東西切眼，為工作面風(fēng)運(yùn)巷進(jìn)行定向。工作面掘進(jìn)完成后實(shí)際巷道布置如下圖： 1601工作面于2013年3月3日開始掘進(jìn)，2013年5月20日完工，工作面可采儲量7.8萬噸，目前正在順利回采。、1602工作面施工情況 1602工作面風(fēng)巷由聯(lián)絡(luò)巷開口掘進(jìn)，聯(lián)絡(luò)巷位于小青煤層內(nèi)，因此風(fēng)巷開口后摸小青煤層頂板掘進(jìn)，到變向位置后停止掘進(jìn)，等西切眼掘進(jìn)探明西翼風(fēng)化帶后，按照風(fēng)巷迎頭和西切眼迎頭定向，掘進(jìn)風(fēng)巷到位。 1602運(yùn)巷先按設(shè)計(jì)方位掘進(jìn)，接近中間巷開口位置后，煤層厚度逐步變薄，平均不足60

7、0mm，掘進(jìn)大約50m仍然沒有變化，經(jīng)研究決定暫時(shí)停止掘進(jìn)，根據(jù)中間巷掘進(jìn)情況再?zèng)Q定運(yùn)巷是否繼續(xù)掘進(jìn)。 1602中間巷在運(yùn)巷指定位置開口掘進(jìn)，開口后的50m左右煤層厚度也較薄，在700800mm左右。為探明中間巷前方煤層情況，并最終構(gòu)成工作面，決定繼續(xù)掘進(jìn)，在中間巷達(dá)到90m左右時(shí)煤層厚度逐漸變厚，到110m時(shí)遇到小煤窯老巷，決定不再向前掘進(jìn)，后撤5m掘進(jìn)西切眼。 根據(jù)1602中間巷掘進(jìn)揭露煤層情況，經(jīng)礦研究決定，因1602工作面東翼煤層厚度變薄，不再繼續(xù)掘進(jìn)，并將1602運(yùn)巷回撤至中間巷位置。 1602工作面于2013年6月15日開始掘進(jìn)，2013年9月28日完工，工作面可采儲量4.5萬噸，

8、預(yù)計(jì)12月份開始回采。工作面實(shí)際巷道布置如下圖： 三、與原事物比較主要技術(shù)和管理關(guān)鍵及創(chuàng)新內(nèi)容、實(shí)踐應(yīng)用情況1、技術(shù)和管理關(guān)鍵： 1601和1602兩個(gè)工作面位于礦井井田邊界風(fēng)化帶附近，工作面風(fēng)運(yùn)巷以及切眼的位置無法準(zhǔn)確給定，但工作面的初始設(shè)計(jì)也要認(rèn)真進(jìn)行，從而為礦井的采掘銜接和生產(chǎn)組織提供便利條件。 巷道掘進(jìn)期間，技術(shù)人員要經(jīng)常到施工現(xiàn)場，掌握煤層的變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，以便研究制定相應(yīng)方案，及時(shí)進(jìn)行巷道的變向，減少廢巷的產(chǎn)生，降低經(jīng)濟(jì)損失。 測量人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，及時(shí)測量并準(zhǔn)確計(jì)算，及時(shí)給定巷道方向，為巷道掘進(jìn)提供技術(shù)保障。2、創(chuàng)新內(nèi)容： 正常情況下巷道掘進(jìn)施工都是嚴(yán)格按照設(shè)

9、計(jì)方位進(jìn)行，除非遇到特殊情況，才能修改設(shè)計(jì)方案。而1601工作面和1602工作面由于位于井田邊界風(fēng)化帶附近，風(fēng)化帶邊緣無法準(zhǔn)確標(biāo)定，所以風(fēng)運(yùn)巷以及切眼的位置和方位都不確定，必須根據(jù)巷道實(shí)際揭露情況最終給定，做到隨機(jī)應(yīng)變，從而減少廢巷的產(chǎn)生，并可以最大限度地回收煤炭資源。3、實(shí)踐應(yīng)用情況： 在1601和1602兩個(gè)工作面掘進(jìn)施工期間，區(qū)隊(duì)和技術(shù)科技術(shù)人員能夠天天深入施工現(xiàn)場，及時(shí)掌握煤層變化情況，在煤層變化時(shí)，及時(shí)修訂設(shè)計(jì)方案，保證了施工的正常進(jìn)行。 目前兩個(gè)工作面均已掘進(jìn)完工，1601工作面已經(jīng)順利進(jìn)行回采，兩個(gè)工作面共有可采儲量12.3萬噸，實(shí)現(xiàn)了井田邊界風(fēng)化帶附近煤炭資源最大限度地回收。

10、1601工作面風(fēng)巷開口段為穿層巷道，為變向找煤而增加一部設(shè)備；1602風(fēng)巷因設(shè)計(jì)要求，有一處變向；其他巷道均實(shí)現(xiàn)了一條線布置，減少了設(shè)備布置，減少了廢巷的產(chǎn)生，為物料運(yùn)輸和生產(chǎn)組織提供了極大的便利。四、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益陳述1、經(jīng)濟(jì)效益：本項(xiàng)成果的實(shí)施，可安全順利采出煤炭12.3萬噸，按噸煤利潤20元計(jì)，則可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益：12.320246萬元2、社會(huì)效益： 可安全回收礦井邊界風(fēng)化帶附近煤炭資源12.3萬噸，提高煤炭回收率，延長礦井壽命。 減少設(shè)備布置，減少廢巷的產(chǎn)生，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，有利于生產(chǎn)組織，為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。五、自我評價(jià)和存在問題風(fēng)化帶邊緣工作面設(shè)計(jì)方案優(yōu)化研究成果在xx煤礦1601工作面和1602工作面的實(shí)施是成功的，通過各級領(lǐng)導(dǎo)、廣大工程技術(shù)