塔甸煤矿深部开采之浅见.pdf

云南煤炭} 2 0 1 2年第 4期 塔甸煤矿深部开采之浅见 云南玉溪塔甸煤矿有限责任公司李平安 摘要针对塔甸煤矿 深部开采 中面临的 困难和问题 ， 从技术 、 管理角度进行分析 ， 并提出 解决办法 关健词塔甸煤矿深部开采问题措施 塔甸矿区开发 于上世纪 6 0年代 ，早期建有 云南省塔甸煤矿和峨山监狱煤矿 ， 8 O年代相继有 乡办 、 村办 的细腰 山煤 矿 、 嘿腻 煤矿 、 瓦 哨宗煤 矿、 科拉池煤矿、 西差黑煤矿和李家村煤矿建成 ， 开采塔甸矿区的浅部煤层。目 前除峨山监狱煤矿 因资 源枯竭关 闭外 ， 塔甸煤矿和其他乡办 、 村办 煤矿均在开采 ，以塔甸煤矿 的开采深度最深 ， 开 采难度最大。村办的科拉池煤矿 、 西沙黑煤矿 ， 乡 办李 家村煤矿均开采矿区的 1 煤层 ，开采深度 浅 ， 资源量少 ， 即将关闭 。细腰 山煤矿 、 瓦哨宗煤 矿 、 嘿腻煤矿开采矿区 4 、 5 煤层 ， 目前开采垂深 尚在 1 5 0米以内属浅部开采。本人在塔甸矿区工 作 2 7年 ，就今后塔甸矿区的开采 问题着重对塔 甸煤矿的深部开采进行一些探讨。 1 ． 塔甸煤矿开采基本情况 塔甸煤矿是玉溪 市 内及塔 甸矿 区最大 的井 工煤矿。建于 1 9 6 3年， 建矿时设计生产能力 6万 吨／ 年 ， 上世纪 7 0年代扩建为 1 3万吨／ 年。 8 O年代 又新建一个年产 2 1万的科拉池井 ，形成了一矿 两井， 年生产能力 3 4 万吨的规模。 9 0 年代两井合 为一井形成 3 0万吨／ 年的生产规模至今 。 经过 4 7年的开采 ， 从一水平 ， 标 高 2 0 5 7 ． 5 3 米开采至现生产第七水平 ， 标高 1 3 5 0米 ， 开拓方 式 由一 至四水平平峒开拓 到五水平 的平峒暗斜 井开拓 ， 再到现在六 、 七水平 的斜井开拓 ， 据现实 际揭露情况预计还可再 开拓一个水 平八水 平 。经过 4 7年的开采 和深部延伸 ， 老矿井开采特 点 f 在籍巷道多 、 系统能力不够 、 采空区瓦斯 和涌 水量加大等1 和深部开采 困难 地温 升高 、 地压增 大 、 涌水量增大 、 瓦斯涌 出量增大1 等问题 已明显 显现 。给煤矿的安全生产带来 了很大的困难 。 2 ． 地质简况 塔甸矿 区位于 云南 中部 的玉溪市峨山县城 西北 ， 现塔甸煤矿所在地距峨 山县城 6 0公里 ， 距 玉溪市 9 O公里 ， 距 省会城市昆明 1 9 0公里 ， 交通 便利 ， 有较好的地理和区位优势 ， 产品供不应求 ， 市场前景较好 。 矿区位于滇中断坳盆地复式向斜西翼 ， 为单 斜构造 ， 地层走 向 3 1 O 。 一 3 4 0 。 ， 倾角 2 0 。 4 O 。 。 含煤地层为 中生代 晚三叠世 上统干海子组 中段 。干海子组厚 2 9 0 3 9 0米 ，上段为黑色页 岩 。中段为灰色 白色砂岩 、 黑色砂岩 、 砂质页岩 ， 含煤层 三层 ， 仅顶部 1 煤为全区可采 ， 其余为不 可采煤层 。下段为黄灰色、 浅黑色杂质石英砾岩 、 夹砂岩。 1 煤结构简单 ， 全 区稳定 ， 厚 0 ． 5 _4 ． 4米 ， 平 均 1 ．9 2 米 ， 倾向 2 2 0 。 一 2 5 0 。 ， 倾角 1 2 。 一 4 5 。 ， 平均 2 5 。 。煤质 中灰 、 中一 高硫 ， 低磷 ， 抗碎强度高 ， 热稳 定性能好的优质动力煤 ， 煤质牌号为无烟煤 3 。 39 塔甸煤矿深部 开采之浅见 矿 区构造 中等 ，含煤地层呈单斜状产出 ， 含 煤地层产状与煤层大致相同， 构造 以断裂为主。 塔甸煤矿开采范围上至煤层露头 ， 下至 1 3 o 0 米 ， 南至科拉池村 ， 北至李家村 ， 走 向长 8公里 ， 倾斜宽 1 ． 8公里 ， 面积 1 4 ． 4平方公里。 矿 区为云贵高原 山区地貌 ，地势北高南低 ， 东高西低 ， “ V” 形 山谷发育 ， 地形落差大。地层含 水性差 ， 断层不导水 ， 补给径流弱 ， 水文地质条件 为 简 单 型 。据 2 0 0 9年 实测 矿 井 正 常 涌 水 量 1 9 8 6 mT d ， 最大涌水量 2 9 7 6 m 3 ／ d 。 2 0 0 6年 以来历年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿 井。最大相对 瓦斯涌出量 1 4 ． 3 4 m3 ／ t ， 最大绝对瓦 斯涌 出量 9 ． 1 4 3 m3 ／ mi n 地温在 6 1 2线之 间超过 3 0 ℃， 1 6 0 6孔 附近 出现一级热害区。 煤层为 自燃煤层 ， 煤尘有爆炸性 。 3 ． 目前开采中存在的问题 3 ． 1 矿井深部勘探程度低 、 地质情况不清 矿井 1 5 0 0米水平 至 1 3 0 0米仅 施工 4个钻 孔 ， 其 中三个钻孔见煤 ， B级储量仅 占水平总储量 f B C级 的 4 ． 0 7 ％。 在 1 5 0 0米向 1 3 0 0米副井延伸 过程 中在 1 3 2 8 ． 8米进入底板石英细粒岩 ， 突然出 现大量涌水 ，经过长达一个 多月抽水也未见减 小，最终迫使原计划延伸 1 3 0 0米水平退至 1 3 5 0 米水平。 据实际揭露 ， 1 3 5 0米水平薄煤带加宽 ，致使 水平储量减小。 3 ． 2地温明显升高 在 1 3 5 0米一采 区开拓过程 中，一采 区轨道 下 山及大巷f 均布置煤层底板砂岩 中 开采过程中 掘进工作面供风量加大到 2 0 0 m T m i n ，掘进工作 面温度仍达 3 1 ℃的情况 。 3 ． 3瓦斯涌出量 明显增大 多个地点 出现岩石 中瓦斯喷出情况 ， 瓦斯浓 40 度高达 6 0 ％， 并有一定 的压力 ， 短 时间内巷道无 法掘进 。 3 ． 4通风线路长 ， 系统复杂 单翼开采 ，受地形和煤层赋存条件限制 ， 风 井大致处于原二水平和 四水平 的标高位置 ， 造成 通风线路过长 ， 采空区面积大 ， 瓦斯涌出量 大 ， 给 深部开采带来很大的难度 。 3 ． 5随着巷道的不断延伸 ， 上下班路程远 ， 职工无 益的消耗大 单翼开采 ， 如仍用现有系统从科拉池副井行 走 ， 最远 的行走路线达 8 K M之多 ， 无益的消耗太 大 。 4 ． 深部开采的措施及建议 4 ． 1 近期措施 4 ． 1 ． 1进一步强化地质工作， 充分收集现有资料 由于深部地质资料较少 ， 加之深部采用钻探 成本太高 ， 钻孔平均深度均在 5 0 0米以上 。要充 分注意收集现有地质资料 ， 分析深部煤层 的赋存 状况， 以及水文、 瓦斯、 地热、 岩体应力情况及变 化规律 ， 为下一步的开采提供足够的依据 。 4 ． 1 ． 2 进行通风系统的改造 ， 以风定产 优化通 风系统 ， 减少通风距离 ， 尽量利用现 有通风设施 ， 方案有二 方案一 ， 1 3 5 0米水平一 、 二、 三 、 四采 区进行 合理配采 ， 实现分区通风， 即按 煤矿安全规程 第四十八条之规定两个采 区、 两个 回采工作面进 行生产 ， 前提是实现分 区通风 ， 即南 风井保 证一 个采区风量 ， 北风井保证一个采区风量 ， 否则 由 于瓦斯涌出量大， 浓度高 ， 将造成无法满足风量 的要求 ， 而被迫停止一个工作面的生产。 方案二 ， 以风定产 ， 降低矿井的生产能力 。即 只利用一个风井 ， 废弃一个风井进行生产 ， 只生 产一个采 区， 充分提高回采工作面 的单产 ， 生产 能力以一个工作面保证 ，年生产能力 2 0万吨左 云南煤炭 2 o 1 2 年第 4期 右 。 4 ． 1 ． 3充分利用现有巷道 ， 减少通风行人距离 现在原塔甸井主 、 副井仍保 留 ， 对现有巷道 进行必要的改造 。利用原副井 该井处于井 田中 部1 延伸至 1 5 0 0米水平或 1 3 5 0米水平 ， 采用斜井 人车运送人员 ， 减少人员上下班行走距离近 2 ／ 3 ， 充分提高劳动生产率 。 4 ． 1 ． 4加强通风瓦斯管理 深部矿井 ， 瓦斯涌出量加大 ， 地温升高。就 目 前 的手段而言 ， 更主要 的还是依靠加强通风进行 解决。就塔甸矿区来讲， 今后如达到 煤矿安全规 程 第 1 4 5条要求 “ 回采工作面的绝对瓦斯涌出 量达 3 mT mi n ” ， 则需进行抽放。” 坚持“ 先抽后采、 以风定产 、 监测监控” 的煤矿瓦斯治理方针 ， 满足 矿井生产的要求。 4 ． 1 ． 5积极推广运用先进科学技术 深水平的开采长距离通风 、 供 电、 压风 、 多水 平提升 、 运输 、 排水、 地压加大 ， 行人路线长 ， 制约 生产安 全问题 ，只有依靠采用先进 的科学技术 如 移动空压机技术 、 瓦斯抽放技术 、 矿井通风降 温技术 ； 提 升运输 、 瓦斯 监控 、 人 员定位 电子技 术 、 专用 回风巷等新技术措施和工艺 ， 不断进行 技术改造 ， 才能满足生产的要求 。 4 ． 2 长远措施 4 ． 2 ． 1充分利用 2 煤层 塔甸矿区地质报告提供的 2 煤层是稳定但 不可采 ， 但实际揭露情况应属局部可采。掘初步 测算应 有 2 5 0万 吨左右可采量 ，但 煤层厚度在 0 ． 5 0 ． 8米 之间 ， 应对 2 煤进行专 项研究 ， 充分 利用现有生产系统进行开采 ， 增加矿井寿命 。 4 ． 2 ． 2 1 3 0 0米以下的勘探及开采方案 历次 的勘探对 1 3 0 0米 以下 均未进行勘探 ， 但依据 现揭露 的地层情况分析 尚未 到煤 田的底 部 。在现 1 3 5 0米水平揭露的基础上 ，为节约成 本 ，可在 1 0勘 探线 附近掘一 至二 条下 山探 明 1 3 0 0米 以下的煤层赋存情况 ， 以利于下一步的规 划 。如有可能采用暗斜井开采 ， 延长矿井的寿命 。 4 ． 2 ． 3对周围开采小矿的建议 按省政府批准 的资源整合方案 ，细腰 山煤 矿 、 嘿腻煤矿 、 瓦哨宗煤矿保 留原有井 口， 划入塔 甸进行统一管理。但三个矿开采是 4 、 5 煤 ， 煤层 不稳定 ， 只做过普查勘探 ， 据推测深部发展前景 不大 ， 要进行深部 的钻探 ， 成本太高 ， 应加强现有 地质工作， 充分利用现有的巷探资料进行深部的 论证方可进行开拓布置。 5 ． 结论 塔甸矿 区，特别是塔甸煤矿经过 4 7年的开 采 ，老矿井开采和深部开采 的矛盾已 日益显现 ， 只有从 现在开始进一 步的强化矿井的地质工作 并对各生产系统进行技术改造 ， 积极推广运用新 技术 、 新工艺 ， 加强安 全 、 生产 、 技术 、 经营管理 ， 才能保证煤矿稳定 ， 持续安全的生产和发展。 参考文献 [ 1 ] 刘 洪主 编 ， 煤 矿 总 工程 师手 册 ， 煤 炭 工业 出版 社 。 2 0 0 9 [ 2 ] 刘泉声 ， 高玮， 袁亮著 ， 煤矿 深部岩巷稳定 性控 制 理 论 与 支 护技 术 及 应 用 。煤 炭 工业 出版 社 ， 2 01 0 [ 3 】 金朝 阳主编 ， 现代采矿 工程设计手册 ， 当 代 中国音像 出版社 ， 2 0 0 7 [ 4 ] 孙继平主编 ， 煤矿瓦斯治理十二字方针解 析 ， 煤炭工业 出版社 ， 2 0 0 5 41