【正文】 。在此情況下，我礦為了職工的人生安全，避免發(fā)生安全事故，對原支護方式進行變更，由錨網(wǎng)噴變?yōu)榧芘镏ёo，噴規(guī)格為32工字鋼對棚，間距1m。安全問題得到解決，但卻極大的增加了井巷工程費用，同時，制約了掘進效率，影響到我礦的正常建設(shè)進度。二、對于開拓大巷可以采取架棚處理，但對于地質(zhì)變化帶內(nèi)的回采巷道架棚會影響回采工作面的正常推進，所以順槽不適合用架棚進行支護。而且，回采巷道受采動影響很大，對頂板支護更加不利，安全問題尤為重要。通常為了有效的控制和防治巷道頂板事故，一般在開掘巷道前就避免把巷道布置在受地質(zhì)構(gòu)造影響范圍內(nèi)和受采動影響的高應(yīng)力區(qū)，避開軟弱破碎的巖層。否則，必須使用可靠的支護方式，保證安全施工和生產(chǎn)。針對我礦面臨的這些安全隱患問題，我礦對《初步設(shè)計》中原巷道布置方案進行了變更設(shè)計，使新的巷道避開地質(zhì)變化帶，根本上解決安全問題，保證礦井的安全建設(shè)和生產(chǎn)。第三節(jié) 地表建筑物影響首采區(qū)西部有一座110kv高頭窯變電所，4條高壓輸電線路、村莊及農(nóng)田等，其中包括我礦的2條35kv高壓輸電線路,電塔41座。建筑物共壓煤750萬t，其中23煤350萬t，31煤400萬t。采區(qū)西部為建筑物密集區(qū)，對回采影響較大。對23煤西部變更設(shè)計影響范圍內(nèi)建筑物統(tǒng)計表:1編號分類數(shù)量1110kv變電所1座2高壓輸電線4條3人家約20戶4農(nóng)田約300畝110kv變電所是高頭窯鎮(zhèn)最重要的變電所，屬于系統(tǒng)樞紐變電所，擔負著為我礦、吳四圪堵煤礦、陳家梁煤礦及周邊其他廠礦、居民供電的任務(wù)，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定關(guān)系到本地區(qū)的安全生產(chǎn)和正常生活。礦井首采區(qū)內(nèi)的主要高壓輸電線路是我礦2條35kv高壓輸電線路，礦井供電屬于一類負荷，供電的穩(wěn)定關(guān)系到我礦的安全生產(chǎn)和建設(shè)，礦井的主通風設(shè)備一旦停電,可能招致井下人身傷亡等嚴重事故。按照國家頒布的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》第19條規(guī)定，低于220kv高壓輸電線路路桿塔保護煤柱等級為Ⅲ級，維護帶寬度10m。通過保護煤柱范圍計算，23煤保護煤柱為60m，壓煤量190萬t；31煤保護煤柱為80m，壓煤量210萬t。110kv變電所依據(jù)《“三下”采煤規(guī)程》礦區(qū)建（構(gòu)）筑物保護等級劃分規(guī)定，按其重要性劃分為Ⅱ級，維護帶寬度為15m，23煤保護煤柱為65m；31煤保護煤柱為90m，壓煤量總計22萬t。保護煤柱計算示意圖：高壓輸電電塔具有底面積小，高度高，受地表變形影響最大，也是我礦建筑物下采煤的關(guān)鍵難題。地表的變形極易引起電塔重心偏移，傾覆，其次構(gòu)建的自身強度和地基承載能力也是重要影響因素?！冻醪皆O(shè)計》 中“三下”采煤表述：本礦地表為丘陵地貌，大部分地區(qū)為低矮山丘，除位于井田西北部的高頭窯鎮(zhèn)外，居民點零星分布，無大規(guī)模的建筑群體。，距地表80m左右， mm/m，103/m，地面建筑物將受到Ⅳ級損壞。井田內(nèi)西側(cè)由高頭窯電廠引出4條高壓線路，正位于井下富煤區(qū)之上，對井下開采影響很大。因此，為使井下開采保持良好的連續(xù)性和完整性，設(shè)計除對高頭窯鎮(zhèn)留設(shè)保護煤柱外。其他地表建（構(gòu)）筑物均不留設(shè)保護煤柱，對沉陷范圍內(nèi)的居民點根據(jù)其受破壞程度進行必要的維修或搬遷，高壓輸電線路予以改線拆遷。采取搬遷高壓線路（改線）措施不僅投資大，涉及面廣，實施難度大，而且存在新路徑選擇困難、重復壓煤、周期長等問題，不符合我礦現(xiàn)在的實際情況，所以不建議搬遷高壓線路。建筑物下開采可行性分析對于《規(guī)程》建（構(gòu)）筑物壓煤的開采規(guī)定，若符合第28條，建（構(gòu)）筑物壓煤允許開采；若符合第29條，允許進行試采。我礦對建筑物下采煤可行性進行了調(diào)研，基本掌握了回采工作對地面建筑物、地表的影響及破壞程度。如下為我礦調(diào)研內(nèi)容：調(diào)研神東公司寸草二礦情況：煤層賦存深度120—240m。地表裂縫寬度達50—1000mm，房屋裂縫寬度達5—30mm，；根據(jù)《三下壓煤開采規(guī)程》確定破壞等級為四級（嚴重損壞）。北京昊華煤業(yè)高家梁煤礦：地表為薄層風積沙，煤層賦存深度120m左右，地表裂縫寬度達50—600mm，房屋裂縫寬度達5—30mm，；根據(jù)《三下壓煤開采規(guī)程》確定破壞等級為四級（嚴重損壞）。上述煤礦地質(zhì)情況和回采技術(shù)與我礦相似，但我礦回采兩層煤，埋深更淺，23煤埋藏為75m到120m,；31煤為120m到160m，巖性同調(diào)研各礦相比強度略高（脆性大），厚度減少了30—80m；其次，我礦四周地表大部分被厚風積砂覆蓋，平均厚度17m，地基強度更低。因此，更加劇了地表裂隙的發(fā)育、沉陷幅度的增大，預測對建筑物的破壞同調(diào)研各礦相比更嚴重一些。地表移動和破壞與開采深度、開采厚度、采煤方法、頂板巖性等有直接關(guān)系。煤層埋深越淺，煤層越厚，地表破壞約嚴重，可能出現(xiàn)較大裂縫，甚至塌陷，且地表的移動和變形在空間和時間上都不連續(xù)，即有突變可能，沒有嚴格規(guī)律。根據(jù)《“三下”采煤新技術(shù)》對地表變形的表述：開采煤層的深厚比小于90時，采用長壁垮落法全陷開采后，預計地表變形值將達到Ⅳ級損壞標準。我礦深厚比約為30，損壞程度預計更嚴重。由于高壓輸電線路分布的特殊性，尤其是輸電線路鐵塔對開采引起的地表移動變形敏感，高壓輸電線路的安全性顯得愈發(fā)重要，直接關(guān)系到我礦及周邊企業(yè)的安全生產(chǎn)。開采沉陷影響高壓線桿塔穩(wěn)定性和線路擋距、近地距離、懸垂絕緣子串偏斜等，超過電力安全運行標準將可能導致電塔傾覆、斷電等重大安全事故。多數(shù)礦井解決輸電線路鐵塔下采煤問題，采用采前對地表高壓輸電線路鐵塔加固設(shè)計、施工、調(diào)整等措施。采取充填技術(shù)，面臨煤柱較多、面積較大、原料限制、施工復雜且多層煤充填等問題，現(xiàn)在幾乎沒有實例，也不建議此方法。結(jié)合我礦巖層移動情況復雜，煤層埋藏較淺，回采多個煤層，地基強度較低，地表變形將更加嚴重。 留設(shè)保護煤柱，建筑物對礦井影響分析、建筑物壓煤對23煤影響根據(jù)《規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定及我礦《初步設(shè)計》中23煤回采工作面布置情況分析，地表建筑物對23煤影響較大，具體如下：（1）按《規(guī)程》計算，110kv變電所保護煤柱為,65m，煤量10萬t；5條高壓輸電線電塔保護煤柱為60m，煤量190萬t。（2）高壓輸電線以里，受保護煤柱相互影響，6個工作面回采困難，影響儲量為320萬t。（3）若停采線設(shè)在煤柱以外，將造成大量的回采巷道浪費，約6個工作面的7500m順槽。、建筑物壓煤對31煤影響地表建筑物對31煤的影響與對23煤的影響類似，但由于31煤可采范圍更大，所以影響也更大，具體如下：（1）按《規(guī)程》計算，110kv變電所31煤保護煤柱為90m，壓煤量12萬t；5條高壓輸電線保護煤柱為80m，壓煤量210萬t，總計222萬t。（2）高壓輸電線以里，受保護煤柱影響也無法回采，造成6個以上的工作面停采線達600m，影響儲量為410萬t。（3）停采線約為600m，造成大量的回采巷道浪費，約6個工作面的7800m順槽。綜上所述，按《初步設(shè)計》中對采取西北部高壓輸電線對礦井的采掘影響都非常不利。第二章 23煤巷道變更變更方案要求經(jīng)濟合理，施工安全，減少投資，縮短工期，采掘接續(xù)合理。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，科學、合理地優(yōu)化各個生產(chǎn)系統(tǒng)，巷道布置避開了地質(zhì)變化帶，減少了巖巷工程量，提高了回采率，保住礦井的順利達產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。第一節(jié) 采區(qū)地質(zhì)特征1．采區(qū)基本情況：水平、采區(qū)一水平23煤首采區(qū)地面標高/m1291～1420井下標高/m1215～1197開采深度/m80～120采區(qū)大小，可采儲量地面相對位置建筑及其它地表從西向東分布有高頭窯110kv變電所，高頭窯村莊，高壓輸電線，農(nóng)田等。煤層間關(guān)系23煤下部有可采煤層31煤，平均間距50m井下相對位置對巷道及回采的影響按國家《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》規(guī)定，需留設(shè)保護煤柱2．區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存特征： 采區(qū)西部地質(zhì)：根據(jù)實見地質(zhì)情況和鉆探資料， 23煤西部地質(zhì)變化帶始于5大巷聯(lián)絡(luò)巷以西100m，走向?qū)捈s為1000m，且賦存極不穩(wěn)定，厚度變化劇烈，連續(xù)性較差，嚴重影響了礦井的正常掘進和回采。根據(jù)《勘探報告》G510和J509鉆孔分析，但實際揭露為無煤區(qū)，偏差非常大?！兜乜眻蟾妗稪308鉆孔的煤層對比明顯錯誤?？梢姡瑢嶋H煤厚比《勘探報告》中鉆孔煤厚小，這也是23煤三機配套進行調(diào)整的原因。采區(qū)東部地質(zhì)：根據(jù)《地勘報告》提供的煤層對比圖，結(jié)合已揭露煤層賦存情況分析，23煤上分層在首采區(qū)東部缺失較嚴重，只有局部具備回采條件，可采儲量有限。主要原因是由于東部23煤上分層的缺失嚴重，導致根據(jù)鉆孔預測值偏大；，東部可采范圍進一步減少。分析地質(zhì)變化原因，主要是由于井田處于東勝煤田北部，地質(zhì)構(gòu)造變化較多，煤層的賦存變化不穩(wěn)定。變更方案巷道布置區(qū)域內(nèi)煤層賦存較為穩(wěn)定 , ～。煤層結(jié)構(gòu): 局部含夾矸0～3層，～，煤層結(jié)構(gòu)較簡單，但厚度變化較大。煤層產(chǎn)狀：北西～南東向展布，傾角0176?！?176。煤層頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、細粒砂巖、粗粒砂巖，底板巖性主要為細粒、粗粒砂巖、砂質(zhì)泥巖。3．水文地質(zhì)：區(qū)內(nèi)地形起伏不平,最大的溝谷為水多湖川，由本區(qū)西南及東南部向中北部延伸至區(qū)外，在本區(qū)范圍內(nèi)，～，最高洪水位高程1266～1270m，～，屬季節(jié)性溝溪，一般旱季干涸無水或有少量溪流，雨季可形成洪水，也是排泄本區(qū)地表水和地下潛水的主要通道。4．儲量分析：《高頭窯礦井及選煤廠初步設(shè)計》。但《初設(shè)》可采儲量計算時未考慮110kv變電所及高壓輸電線路損失煤量，其次未充分考慮地質(zhì)變化造成的儲量損失，按《規(guī)程》。經(jīng)過對鉆孔的認真比對，， Mt， Mt。局部地段煤層變薄或被沖刷，煤層呈北西～南東向展布，西部較厚且連續(xù)性較好，但較大范圍內(nèi)位于水多湖川下和第四系淺表水水體下，經(jīng)與中國礦業(yè)大學進行的高頭窯煤礦河流下淺埋藏煤層安全開采研究，確定的該區(qū)域下的可采厚度要根據(jù)確定的三帶觀測的規(guī)律進行調(diào)整，根據(jù)科研成果分析。根據(jù)《報告》得出的結(jié)論，結(jié)合23煤的賦存條件，限采高度不超過4m，煤層賦存超過4m的范圍內(nèi)丟失的儲量約為17萬噸， Mt。23煤上分層連續(xù)性差，夾矸厚度不均勻且局部厚度超過上分層厚度，導致整個23煤回收率低。第二節(jié) 生產(chǎn)能力和服務(wù)年限1．設(shè)計生產(chǎn)能力按23煤可采儲量分布計算， 23煤西部區(qū)域可以布置12個回采工作面，即GW2301 ～GW2312工作面；23煤東部區(qū)域可以布置3個回采工作面，即GE2300 ～GE2304工作面。23煤原則上布置一個大采高工作面，其與31煤配套生產(chǎn)。2． 服務(wù)年限：可采年限：T＝Z/KA式中：T—可采年限，a；Z—可采儲量，Mt；K—備用系數(shù)，；A—設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a；T＝Z/(kA)= （）=13aT西＝Z/(kA)= （）=T東＝Z/(kA)= （）=第三節(jié) 23煤西部巷道布置變更1．巷道布置的原則：（1）巷道布置已煤巷為主，盡量減少巖巷工程量；（2）采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，占用設(shè)備少、人員少；（3） 回采巷道盡量避開保護煤柱，提高巷道利用率，降低巷道掘進率。鑒于鉆孔G50，且賦存不穩(wěn)定，厚度變化劇烈，其次考慮實際揭露煤厚可能比預計的更小，所以新的設(shè)計巷道不應(yīng)穿過此薄煤區(qū)。，煤層較厚，所以巷道應(yīng)布置在鉆孔J306和J307之間，保證巷道基本上為煤巷。110kw變電所及高壓輸電線等影響西部煤層的正?；夭?，大巷及順槽不宜布置在其保護煤柱內(nèi)，否則會造成回采巷道浪費，降低巷道利用率。2．巷道布置設(shè)計變更：：通過對西部23煤地質(zhì)條件及井上下情況的綜合分析，提出兩個技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理的變更方案，通過進一步的技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。變更方案一:變更方案巷道布置：在現(xiàn)已施工完的5大巷聯(lián)絡(luò)巷處，輔助運輸大巷方位角由270176。調(diào)整為180176。，由北向南沿煤層頂板掘進625m，膠運大巷，回風大巷依次向西平行布置，三條大巷間距為40m。輔助運輸大巷掘進至625m處，三條大巷方位角再次調(diào)整為270176。，由東向西沿煤層頂板掘進，均