关健词：近距离煤层群，顶(底)板巷道，层位控制
淮南矿区含煤地层为石炭—二叠系，总厚800m左右。二叠系含煤地层为本区主要含煤地层，含煤段煤系厚674m，一般含煤40层，最多可达56层，总煤厚30～40m，其中可采者11～19层，可采厚度23～36m，含煤32～40层，主要可采煤层集中在山西组和下石盒子组中。淮南煤田按含煤岩系旋回结构特征从下至上划分为A、B、C、D、E五个含煤组，矿井开采主要为A、B、C三个含煤组，其中B组煤属二叠系下石盒子组，自上而下9、8、7-2、7-1、6、5、4-2、4-1等煤层，各煤层之间层间距较小，属煤层群开采，主采8、6煤层。各煤层赋存情况见表1。
1 层位控制的重要性
随着矿井开采延深，各煤层瓦斯含量和瓦斯压力也逐渐增大。顾桥矿8煤在-970m标高瓦斯压力高达4.0MPa，顾北矿6煤在-700m标高瓦斯压力高达3.5MPa。目前瓦斯治理模
式为开采保护层。一般开采6煤保护8煤，但保护层6煤本身也是突出煤层，开采模式为“一面五巷”，即轨道、运输顺槽和三条瓦斯治理巷道（岩巷），巷道层位一般是：两条6煤底板巷，施工条带预抽钻孔预抽6煤层瓦斯掩护煤巷掘进；一条6煤顶抽巷，施工上行、下行穿层钻孔分别抽采8煤层卸压瓦斯和6煤本煤层瓦斯。
但瓦斯治理巷道在施工过程中，同样存在瓦斯异常涌出的危险，尤其是在断层构造附近，同时误揭断层也容易使巷道错层造成废巷。因此准确控制煤层层位和构造，才能确保巷道安全掘进。经过多年摸索，淮南矿区目前已形成一套完整有效的层位控制管理体系。
2 层位控制管理体系
2.1巷道层位设计
根据淮南矿区煤系地层特征以及煤层突出危险性，在突出煤层顶（底）板巷道设计时，巷道层位的选择需要综合考虑多方面因素。
例如底抽巷，用途是打钻预抽煤层瓦斯以掩护煤层掘进、回采，层位设计前首先要考虑底抽巷层位不能距8煤层太远，要便于钻孔设计，其次要考虑巷道施工岩性、顶板岩性，要保证有利于快速掘进、有利于顶板支护，最后最重要的是巷道施工过程的层位控制，要避免距上下煤层太近，防止误揭断层，巷道即进入突出煤层法距5m以内，容易造成瓦斯异常涌出。
同时，为了有利于控层，根据淮南矿区煤系地层特征，可以选择沿标志层施工，能有效减少控层难度，提高掘进效率。例如8煤底板11m处的7-1薄煤层，6煤底板18m的5煤，4煤底板15m处的花斑泥岩等。
经常多年实践，目前淮南矿区B组煤层顶(底)板巷道层位设计已经形成了一套较固定的模式，即8煤顶、底板分别布置在9煤、7-1煤中，6煤层底板巷布置在5煤或4煤底板花斑泥岩。
2.2前探分级管控
根据煤矿地质勘探控制程度，对顶(底)板巷道层位控制进行分级管控。
一是公司分级管理，各矿距突出煤层突出危险区法距小于20m的掘进工作面必须编制层位控制预测图，并每月报公司审查，公司下发前探控层意见，矿严格落实。
二是矿井分级前探，具体是：当巷道距突出煤层突出危险区法距在20～15m时，应根据控制程度及岩层变化情况适时前探；当法距小于15m、大于等于10m时，每50m至少前探一次；当法距小于10m、大于等于5m时，必须在钻孔超前探明突出煤层层位的掩护下掘进；当法距小于5m时，必须按规定采取针对性防突措施。层位及地质构造控制不明的，不得掘进。
2.3精细构造控制
由于B组煤层层间距小，若误揭断层则容易导致巷道距断层对盘煤层法距变小，易造成瓦斯异常涌出。例如8煤底抽巷沿7-1煤层掘进，巷道揭露一落差5m的前倾正断层，则巷顶距上盘8煤层法距突变为5m，巷道跟上7-2煤层，容易造成瓦斯异常涌出，同时巷道将错层施工。因此对于断层必须严格探明控制，目前具体做法有：
2.3.1前探孔加小探眼循环掩护掘进
当巷道距离突出煤层法距小于10m时，前探钻孔循环掩护，每轮前探孔必须预留不小于10m的超前距，小角度钻孔必须测斜。另外，借用顶板锚索孔、岩性探查孔等小探眼实时探明煤层层位，确保煤层层位控制可靠。
2.3.2三维地震精细动态解释构造
目前矿区已基本实现三维地震勘探全覆盖，但是B组煤层受上覆C组煤层屏蔽影响，地震反射效果较差，断层控制程度相对较低。随着地震处理解释技术的不断进步，从2012年开始，对之前施工的常规三维地震进行了精细再处理解释，B组煤地震反射波品质得到有效提高。
同时，各矿配置了三维地震工作站，安装了地震解释软件，对矿井地质管技人员进行了三维地震技术培训，提高了地质人员地震“读片”能力。日常地质工作做到采区、工作面设计前利用三维地震工作站进行精细解释，分析区内地质构造分布规律；采掘工作面施工过程中必须结合实见地质资料，开展三维地震动态解释；采掘工作面结束后对三维地震资料进行探采对比，总结本矿井三维地震波形特征与地质构造的响应规律，提高地质构造解释精度。
4 结束语
随着矿井开采不断延深，瓦斯治理工作量越来越大，同样瓦斯治理的顶(底)板巷道工程量也随之增加，巷道层位及构造控制工作量也越来越大。目前这套层位控制管理体系是前期工作中不断总结形成的，适用于类似淮南矿区瓦斯地质条件的煤矿。加上今后科技装备的不断升级，利用全面、多样、立体、综合控制手段，完善科学化、信息化控制体系，服务矿井建设和生产，构筑矿井安全屏障。
参考文献：
[1]陶文猛. 井底车场近突出煤层顶(底)板巷道层位控制与预测[J]. 矿业科学技术,2010,38（4）:31-33.
[2]苏朝晖.潘二矿煤层群开采的层位控制方法[J].矿业科学技术,2010,38（3）:10-12.
[3]王志毅. 底板瓦斯抽放巷道层位选择与控制技术[J]. 内蒙古煤炭经济, 2019(1).
[4]吕有厂, 王玉杰. 深井突出煤层底板巷防治煤与瓦斯突出工程研究[J]. 煤炭工程, 2017(11):22-25.
论文作者:刘 俊
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/5
标签：煤层论文; 巷道论文; 瓦斯论文; 淮南论文; 底板论文; 断层论文; 矿区论文; 《科学与技术》2019年14期论文;