淮南潘谢矿区C组煤层安全高效开采技术创新之成功范例
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摘 要：目前国内煤炭市场形势严峻，如何降本增效是每个煤炭企业必须面临的课题。文章针对淮南潘谢矿区C组煤层实际赋存状况，改变设计思维定式，从创新瓦斯治理模式入手，采区系统巷道布置与瓦斯治理方式相适应，联合布置，减少了采区系统巷道，降低了成本，为淮南潘谢矿区C组煤层安全高效开采技术创新提供了一个成功范例。
关键词：C组煤层 瓦斯治理 巷道布置
中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0141-02
随着煤矿开采深度的增加，瓦斯治理难度加大，巷道支护成本也在不断增高，尤其是在目前煤炭市场的环境下，煤炭企业经济效益面临严重下滑的局面。如何通过不断探索创新，在瓦斯治理模式、采区划分、巷道布置等方面进行改革，大胆尝试，在确保瓦斯治理效果和维持矿井产能的情况下，尽量减少投入，实现安全高效，是每个煤炭企业必须研究的课题。
1 淮南潘谢矿区C组煤层赋存状况及储量
1.1 淮南潘谢矿区C组煤层赋存状况
淮南潘谢矿区C组煤层含13-1、13-2及11-1、11-2、11-3等煤层，其中13-1、11-2为稳定可采煤层，也是潘谢矿区各矿首采煤层。C组煤层倾角5～15°，其中13-1与11-2煤层间距66～75 m，13-1煤层厚度3.5～4.5 m、11-2煤层厚度1.8～3.2 m。13-1煤层顶板为粉细砂岩及泥岩，底板为砂质泥岩与泥岩。11-2煤层顶板为砂质泥岩及细中砂岩，底板为砂质泥岩与泥岩或粉砂岩。
1.2 淮南潘谢矿区C组煤层储量
淮南潘谢矿区C组煤层资源储量397647万吨，可采储量215489万吨，储量十分丰富，对于淮南潘谢矿区各矿生存与发展意义重大。
2 传统瓦斯治理模式与采区巷道布置
2.1 C组煤传统瓦斯治理模式
淮南潘谢矿区C组煤层传统瓦斯治理模式为：将11-2煤层作为13-1煤层下保护层先行开采，11-2本煤层开采采用“一面五巷、Y”型通风和地面钻井等综合治理措施，详见图1。
2.2 C组煤传统采区巷道布置
与传统瓦斯治理模式相对应，淮南潘谢矿区C组煤层开采巷道传统布置模式为13-1煤与11-2煤层分层布置，分两个分煤层采区进行开采，采区系统巷道通采多达8～9条，其中11-2煤层采区在11-2煤层底板布置4条、在11-2煤层顶板布置1条；13-1煤层采区在13-1煤层底板布置3条、在13-1煤层顶板布置1条，详见图2。
1、6―回风上山；2、8―运煤上山；3、9―轨道上山；4、5、7―运矸上山；6―回风上山。
例如，顾桥矿已投产的北一C组下山采区，采区走向长约3200 m，倾向宽约2000 m，13-1煤与11-2煤层分层布置，划分为两个单一煤层下山采区，采用走向长壁后退式开采。其中，北一11-2下山采区，开采11-2煤层，布置4条采区系统巷道，即-780 m～-900 m11-2煤层底板轨道下山、-780 m～-900 m11-2煤层底板运煤胶带机下山、-780 m～-870 m煤层回风下山、-780 m～-870 m11-2煤层底板矸石胶带机下山。北一13-1下山采区，开采13-1煤层，布置4条采区系统巷道，即-720 m～-850 m煤层轨道下山、-740 m～-870 m13-1煤层底板胶带机下山、-720 m～-850 m煤层回风下山、-750 m～-870 m13-1煤层底板矸石胶带机下山。两个分煤层采区，共布置8条采区系统巷道，巷道工程量达18000 m。巷道工程量大，每米岩巷造价高达1.2万元以上，成本高。
3 创新瓦斯治理模式与采区巷道布置
3.1 C组煤创新瓦斯治理模式
通过不断探索、试验、总结、创新，对传统瓦斯治理模式进行变革，在确保瓦斯治理效果的情况下，尽量减少投入，总结出一套淮南潘谢矿区C组煤层新型瓦斯治理模式。
C组煤层仍然将11-2煤层作为13-1煤层下保护层先行开采，采用“一面三巷、一巷多用、联合开采、连续治理”的创新瓦斯治理模式，实行连续无煤柱开采，11-2煤作为关键保护层，详见图3。
具体做法：11-2煤采用“Y”型通风无煤柱连续开采，一面三巷，提前掘出下阶段瓦斯综合治理巷，作为11-2煤回采时的“Y”型回风巷，形成一个采煤面回采，一个岩巷面回风的格局。11-2煤实体条带利用边界回风巷和瓦斯综合治理巷的下向钻孔消突；11-2煤回采前，顺层钻孔消突；回采期间利用顶板孔+“Y”型通风+顺层孔治理瓦斯。13-1煤卸压瓦斯通过瓦斯综合治理巷穿层钻孔和地面钻井进行立体式抽采；13-1煤回采时利用顶板孔+老塘埋管治理瓦斯。
3.2 C组煤创新采区巷道布置
C组煤层采区传统开采方式，投资巨大，准备工期长，在现有煤炭市场环境下，不符合安全高效矿井发展模式。为此，结合新的瓦斯治理模式，将13-1煤与11-2煤联合布置，设计为一个采区，在瓦斯治理模式、采区划分、巷道布置上进行改革，大胆尝试，在潘三矿二水平东一C组煤层采区获得成功，详见图4。
1、2―回风上山；5―运煤上山；4―轨道上山；3―运矸上山。
潘三矿二水平东一C组煤层采区，采区走向长约3300 m，倾向宽约1050 m。采用“一面三巷、一巷多用、联合开采、连续治理”的瓦斯治理模式，在采区系统巷道布置上，结合新的瓦斯治理模式，13-1煤与11-2煤联合布置、走向长壁后退式开采，采区共布置5条采区系统巷道，分别为13-1煤底板轨道上山、13-1煤底板回风上山、13-1煤底板矸石胶带机上山、13-1煤底板胶带机上山及11-2煤顶板回风上山，巷道工程量约6000 m。如果按照传统布置方式，采区系统巷道至少布置8条，巷道工程量约9600 m，与传统布置方式相比，采区系统巷道减少3600 m，按每米岩巷造价1.2万元计算，节约资金约4300万元，并且少占用大量设备，同时由于采区系统巷道工程量减少，采区准备时间相应缩短，缓解了采场接替紧张的矛盾，综合经济效益显著，真正做到了系统便捷、安全高效。
4 结论
C组煤层是淮南潘谢矿区的主采煤层，又是突出煤层，如何安全高效开采，不仅关系到企业发展，更涉及社会稳定。因此，既要在瓦斯治理模式上进行创新，大胆尝试，又要利用瓦斯治理新技术，在采区系统巷道布置上进行改革，与之相适应，在确保安全的前期下，尽量减少巷道投入，节约成本，使企业经济效益最大化，建设瓦斯治理示范矿井、安全生产高效矿井，真正实现煤矿生产安全高效。