义安矿业保护层开采综合分析

张晶玉

洛阳义安矿业有限公司

摘要：义安矿业为高瓦斯突出矿井，按照区域瓦斯治理措施开采保护层为最好的治理措施，现采煤层为二1煤层，通过对比分析二2为最适合的开采保护层，二211070工作面上巷可采长度1070.2m，下巷可采长度1101.1m，切眼长度179.2m，煤厚0.1m-2.6m，平均1.1m，工作面可采储量29.7万吨。

1 概况

二1煤层上部36.8m范围内存在3层煤层，分别为二2、二3、二4煤层，各煤层分别作为上保护层进行开采的优缺点见表2-3，由表可得，义安矿业适用上保护层开采，开采二2、二3或二4煤层，但开采二3或二4煤层经济价值低，设备损耗大。只有选取二2煤层作为保护层。

二1煤层下部80m范围内存在6层煤层，分别为一1、一3、一4、一5、一6、一7、一8煤层。各煤层分别作为下保护层进行开采时一1煤 至一7 煤底板奥灰水突水危险性较大且处于处于“铁里石”层下部。一8 煤)距离现采二1煤层较近，可能会造成二1煤层结构遭受破坏保护层最小间距要求，不建议义安矿业采用下保护层开采。

表1 各煤层作为上保护层开采的优缺点

2 剩余工程量

二211070下巷变形严重，需整修巷道800m。上巷及切眼维修380米，按照进入2个队伍施工，需6个月能维修结束。

3 二2煤作为保护层存在的问题

二2煤为突出煤层，回采前需要执行区域防突措施，若采用穿层钻孔对二2煤回采区域进行消突存在以下问题：

1、11070中间底抽巷目前掩护二1煤层工作面回采区域钻孔第一轮钻孔已基本全部完成，正在施工施工第二轮钻孔，第二轮施工完毕后将是2米一小排，在此基础上再施工掩护二2煤层工作面回采钻孔，钻孔开孔已无开孔位置；

2、若使用11070中间底抽巷施工二2煤层回采区域穿层钻孔，由于岩柱较大，钻孔普遍较深，部分钻孔孔深过深，最深孔深达到110米，钻孔容易出现偏斜，不易施工到位；

3、因二211070工作面做成时间较长，经过对二1煤层打钻巷道变形严重，下巷维修工程量为800米，上巷维修工程量为200米，切眼维修工程量为180米。

4、需在11采区施工1个碴仓，容量不低于600m³，高度为25m。实现煤碴分离。

5、主井提升系统需进行升级，有原150万吨/年，提升到200万吨/年。

4 二2 11070工作面回采生产、安全、经济效益分析

1、根据上述工作面概况与外单位进行沟通联系，具体结果如下：

现义煤公司仅有孟津煤矿使用薄煤层开采装备，该单位使用MG2×160/730-AWD型采煤机1台、ZY4000/09/21D中间架、ZYG4000/14/32D排头支架、SGZ730/400前部刮板机1部、SZZ764/200转载机1部、PCM110破碎机1台。购置该批设备预计资金投入5000万元。

2、前期巷道维修按1180m计算，材料费约210万元，人工费约450万元，后期巷道维修费用预计300万；合计960万元。

3、防突费用：

（1）顺层钻孔，防突费用约803.32万元（二1煤穿层钻孔已施工完毕，不再计算该部分费用）。其中打钻费用516.42万元、封孔、钻具及钻机配件费用286.9万元。

（2）穿层钻孔，防突费用约5515.5万元。其中打钻及冲孔费用3577.7万元，封孔、钻具及钻机配件费用1937.8万元。

4、电费消耗约895万元。

工作面设备配置：采煤机730kW，工作面溜子500kW，泵站2×125kW、小溜子40kW，皮带机160kW，11区皮带机200KW,合计1880kW。按三班组织生产，回采11个月，电力消耗成本：1880×24×30×11×0.67×0.7=698万元（设备负荷率按70%计算）

运输系统设备：东胶皮带机250KW、上仓皮带机400KW，合计650KW。主井提升每罐装载量12吨，消耗电费46元，33.4*10000/12*46=128万元；电力消耗成本：650×24×30×11×0.67×0.2=68.9万元（设备负荷按20％计算）；共计消费128+68.9=196.9万元。

5、防治水费用约为86万元。

6、安装配电点、泵站、铺设液压管路、风水管路、压风自救、应急广播等费用（包含人工费用）约为100万元。

7、工作面设备安装费用120万元。

8、正常回采期间每月消耗支护材料费用30万元，计30*11=330万元。

9、工作面回采人工费用，每月100万元，预计回采11个月，计1100万元。

合计总投入为穿层钻孔为14106万元（顺层钻孔为9394万元）。

产出效益：

二₂11070工作面的发热量约为4000大卡（560元/吨），可采储量为29.7万吨，总价值为29.7+560=16632万元。

综上所述，回采二₂11070工作面利润：

穿层：产值-投入=16632-14106=2526万元。

顺层：产值-投入=16632-9394=7238万元。

5结论

1、回采二2煤时现二111070上下巷变形严重，巷道后期维修量大。

2、若进行保护层开采，最大的难度是：①11采区施工1个碴仓，需进行设计并施工。②主井提升系统进行升级。

3、根据瓦斯治理情况是否具备回采：

（1）二2煤只有通过顺层钻孔进行消突，才具备回采条件，而按照《防治煤与瓦斯突出细则》第六十二条第一项规定，第六十五条规定,不得将顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施：

（2）若通过穿层钻孔消突由于掩护二1煤层工作面回采区域钻孔已基本施工结束，已无开孔位置对二2煤进行穿层消突，不具备穿层钻孔施工条件，不具备回采条件。

4、不建议开采二211070工作面保护层。