13-1煤首采工作面采后地质总结
一、工作面概况
1、13-1煤首采工作面位于-762m水平东二采区，该面近走向布置。西起设计停采线（首采面上部车场保护煤柱线），东至切眼，南至工作面胶带顺槽（标高-743m～-716.2m），北至工作面轨道顺槽（标高-690.8m～-652.1m），工作面轨道顺槽走向长1622.6m，胶带顺槽走向长1622.8m，平均走向长1622.7m，平均倾向长234.5m（净煤壁），平均斜面积394131m2。工作面东邻F30断层，南邻13-1煤工广保护煤柱，西邻采区上山，北邻设计121303工作面。工作面标高-743.0m～-652.1m，对应地表有何宅子、李庄、刘庄和毛圩子等村庄，其余部分为农田，地面标高+25.0～+25.6m。
2、施工单位：综采队
3、采煤方法：综采
4、开采日期：2006年10月至2007年12月
二、煤层特征及对生产的影响
（一）、煤层特征
采前煤层特征：煤层倾角14～18°，煤层厚度2.4～4.3m，平均煤层厚度3.85m，局部含一层夹矸。
采后煤层特征：倾角12～18°，煤层厚度1.3～4.5m，平均煤层厚度3.96m，局部含一层0.1m厚夹矸。
局部遇层滑断层，煤层变薄。
（二）、煤层对生产的影响
本工作面煤层发育稳定，煤层结构简单，仅局部受层滑断层影响，煤层变薄，对回采基本无影响。
三、地质构造对生产的影响及处理方法
工作面揭露断层情况一览表
断层编号 | 性质 | 倾向（°） | 倾角（°） | 落差（m） | 在工作面实际延展长度(m) |
f1 | 正 | 115 | 26 | 0～0.9 | / |
f2 | 正 | 115 | 35 | 0～0.7 | / |
f3 | 正 | 155 | 57 | 0～0.7 | / |
f4 | 正 | 131 | 54 | 0～1.5 | 100 |
f5 | 正 | 324 | 42 | 0～0.8 | / |
f6 | 正 | 120 | 41～70 | 0.～2.7 | 30 |
f7 | 正 | 114 | 45～60 | 0～3.0 | 未延伸到工作面内 |
f8 | 正 | 247 | 70 | 0～0.7 | / |
f9 | 正 | 2 | 45 | 0～0.6 | / |
f10 | 正 | 342 | 32～45 | 0～0.5 | 48 |
f11 | 正 | 121 | 59 | 0～1.5 | 69 |
f12 | 正 | 120 | 29～68 | 0～1.2 | 132 |
f13 | 正 | 254 | 65 | 0.5 | / |
1、延伸至本工作面的断层落差多在1米左右，约为煤厚的四分之一，这些小断层的展布方向受F30、F31断层控制，越靠近F30、F31断层，小断层的密度越大，层滑构造也越发育，小断层多表现为顶断底不断或底断顶不断的特征，多集中分布于工作面的东翼边缘，仅对工作面的初期回采有影响。
2、处理方法: 工作面过落差较大断层时降低采高通过，断层落差较小时采取强制通过的方法，。工作面过断层时建立煤矸分流系统，最大程度减小对回采煤质的影响。工作面过断层前编制专项过断层安全技术措施。
四、煤层及顶、底板特征
（一）、煤层顶、底板岩性
13-1煤顶、底板岩样测试结果，岩石抗压强度：砂岩类平均为100Mpa，泥岩类平均为40Mpa；单向抗拉强度砂岩类平均为4.49Mpa，泥岩类平均为1.54Mpa。部分泥岩稳定性较差，遇水易泥化或易风干开裂。
1、13-1煤顶板岩性
13-1煤首采工作面直接顶以泥岩为主，灰色，致密，性脆，含植物化石碎片，夹薄层的砂质泥岩,底部含炭质，直接顶平均厚度8.34m。往东翼向斜处直接顶过渡为细砂岩与薄层泥岩互层，厚度6.35m。老顶以粉砂岩、细砂岩和砂质泥岩为主。粉砂岩：浅灰色，致密，块状，具滑面。细砂岩：浅灰色，成分以石英为主，长石次之，含较多的菱铁质矿物，具交错层理，层面有泥炭质及少量白云母片，分选性中等，磨圆度中等，垂直节理发育，裂隙充填有方解石脉，硅钙质胶结。老顶平均厚度11.3m，东翼向斜处老顶厚度8.75m。
2、13-1煤底板岩性
13-1煤伪底为粘土岩，平均厚度0.2m。直接底为砂质泥岩，老底为粉砂岩。粘土岩：灰白色，致密，具滑面，遇水泥化。砂质泥岩：灰色，致密，性脆，含植物化石碎片。直接底平均厚度2.2m。老底为粉砂岩：平均厚度5.0m，灰色、致密、性脆、底部含菱铁结核。13-1煤底板以下15m左右发育有一层3.5m厚的花斑泥岩。
工作面节理较发育，主要分布于宽缓褶曲的轴部和断层附近，主要展布方向为15~25、145~160°。
（二）煤层特征及其分布情况
13-1煤为黑色、条痕褐黑色，沥青～弱玻璃光泽，条带状及线理状结构，参差状及平坦状断口，内生裂隙较发育，性脆易碎成粒状及粉末状。煤岩坚硬程度多为松软级，真密度13-1煤平均为1.37g／cm３，孔隙率2～3%，视电阻率一般在100欧姆左右。
采前煤层特征及分布情况：
13-1煤煤厚2.4～4.3m，平均3.85m， 煤层结构简单，局部含一层夹矸，夹矸岩性多为炭质泥岩，少数为含炭泥岩和泥岩。西翼向斜和中部背斜处煤层厚度稳定，厚度3.8～4.3m,东翼向斜处煤厚变薄为2.8m,轨道顺槽、胶带顺槽最东头逐渐变薄至1.6m，变薄方向大致为NE75°。局部受层滑断层影响，煤层最薄为1.5m。
煤层倾角14～18°。
采后煤层特征及分布情况：
13-1煤煤厚1.3～4.5m，平均3.96m，局部受层滑断层影响，煤层最薄为1.5m。 煤层结构简单，局部含一层夹矸，夹矸岩性多为炭质泥岩，少数为含炭泥岩和泥岩。
煤层倾角12～18°。
五、储量分析
1、采前采后储量对比
原地质储量（万吨） | 原可采储量（万吨） | 工作面设计回采率（%） | 原煤产量 （万吨） | 动用地质储量(万吨) | 巷道出煤 (万吨) | 采出量 (万吨) | ||
207.9 | 193.3 | 93.0 | 243.2 | 215.4 | 8.3 | 210.8 | ||
损 失 量 （万吨） | 工作面实际回采率（%） | 顶底煤损（万吨） | 落煤损失 （万吨） | 巷道顶底损失(万吨) | 阶段摊销量(万吨) | |||
4.6 | 97.8 | 3.6 | 1.0 | 1.1 | 0 | |||
2、储量增减原因
1、采前采后动用量增加了6.5吨，因采前预计工作面煤厚为3.85m,采后实测煤厚为3.96m,按采后实测煤厚计算因此动用储量相对增加。
2、因该工作面采用大功率综采设备，遇小断层采取强行通过的方法，故回采率比规程规定的回采率高4.8个百分点，采出量增加17.5万吨。
13-1煤首采工作面采出量、损失量基础表 | |||||||||||
月份 | 原煤产量 (t) | 工作面动用量（t） | 工作面采出量（t） | 落煤损 失（t） | 顶、底煤损失（t） | 工作面回采率（%） | 巷道掘进煤（t） | 上下山煤柱损失（t） | 巷道损 失（t） | 采区回采率（%） | |
2006年 | 10 | 26574 | 25594 | 24868 | 306 | 420 | 97.2 | 1020 | 5000 | 33 | 81.8 |
11 | 120156 | 101760 | 98707 | 1049 | 2004 | 97.0 | 4025 | 20033 | 102 | 81.6 | |
12 | 191166 | 176599 | 172918 | 1553 | 2128 | 97.9 | 6947 | 36059 | 434 | 81.7 | |
2007年 | 1 | 249138 | 227336 | 225413 | 811 | 1112 | 99.2 | 8202 | 41699 | 1723 | 83.7 |
2 | 241542 | 204368 | 202193 | 712 | 1463 | 98.9 | 7508 | 37663 | 1455 | 83.5 | |
3 | 246878 | 221950 | 220514 | 384 | 1052 | 99.4 | 8192 | 40892 | 1546 | 83.9 | |
4 | 246454 | 235655 | 231429 | 827 | 3399 | 98.2 | 8917 | 43624 | 1474 | 82.9 | |
5 | 233008 | 204538 | 200204 | 362 | 3972 | 97.9 | 7796 | 37843 | 1226 | 82.7 | |
6 | 192886 | 170084 | 167138 | 897 | 2049 | 98.3 | 6700 | 31522 | 815 | 83.1 | |
7 | 205576 | 177798 | 173379 | 950 | 3469 | 97.5 | 6901 | 32995 | 958 | 82.5 | |
8 | 157666 | 148293 | 145927 | 535 | 1831 | 98.4 | 6072 | 27622 | 486 | 83.3 | |
9 | 122680 | 102284 | 98060 | 571 | 3653 | 95.9 | 4120 | 18793 | 366 | 81.3 | |
10 | 139084 | 116322 | 110421 | 640 | 5261 | 94.9 | 4616 | 21457 | 487 | 80.5 | |
11 | 59192 | 41757 | 36767 | 304 | 4686 | 88.0 | 1647 | 10726 | 188 | 70.6 | |
合计 | 2432000 | 2154338 | 2107938 | 9901 | 36499 | 97.8 | 82663 | 405928 | 11293 | 82.5 | |
六、水文地质
1、钻孔水
二十32钻孔13-1煤见煤点位于工作面轨道顺槽上部平距50m，封孔质量为不合格。2006年7、8月份已对该孔进行定向钻进启封，对原基岩段及第四系下部进行注浆封闭。回采过程中未发现异常出水情况。
2、断层水
工作面揭露的断层均为泥质填充，不含水、不导水，回采过程中无异常出水情况。
3、煤层顶板砂岩水
与中国矿业大学合作采用瞬变电磁法探测顶板砂岩裂隙水，共发现三个A级富水异常区。根据物探结果在工作面机巷施工钻场5个，钻孔10个，工程量1385.3米，放水钻孔总计放出水量约20268m3/h。出水量较大的3#、3-1#、4#的终孔位置都位于物探富水区域，瞬变电磁探测结论与放水钻孔验证及工作面回采验证基本吻合。
回采过程中，根据机巷中排水量统计，实际涌水量比预计的增产75m3/h，最大173m3/h大为减小，正常小于8m3/h工作面老顶初次垮落以及过三个A级富水异常区时，工作面涌水量在15～20m3/h之间，总出水量69120 m3/h，没有产生水害事故，对安全、生产无影响。
在工作面回采前采用瞬变电磁法探测顶板砂岩水，并针对富水异常区，施工探放水钻场，提前进行探放水有力地保证了工作面安全顺利回采。
七、瓦斯
根据抚顺分院所编的«煤层基础参数测定及矿井危险程度评价»报告，预测13-1煤瓦斯含量5.29 m3/t，该工作面回采期间相对瓦斯涌出量为5.06m3/t。
根据13-1煤首采面瓦斯抽放设计，采用地面钻孔、顶板走向钻孔、高位瓦斯抽排钻场、顺层钻孔、穿层钻孔、上隅角埋管等综合方法抽放瓦斯。瓦斯抽采率设计为37.5%，工作面实际瓦斯抽采率达82.49%，矿井实际瓦斯抽采率达62.85%，超过设计值；工作面抽采瓦斯量10057770m3，其中2006年度抽采瓦斯量109944m3，2007年度抽采9947826m3。工作面回采期间，瓦斯浓度稳定在0.1%～0.56%之间，瓦斯抽放效果良好，工作面未出现瓦斯超限。
13-1煤首采面瓦斯统计表（回采期间）
年/月 | 日 期 | CH4% | ℃ |
06/11 | 5 | 0.2 | 26 |
06/11 | 15 | 0.18 | 26 |
06/11 | 25 | 0.24 | 26 |
06/12 | 5 | 0.2 | 26 |
06/12 | 15 | 0.23 | 26 |
06/12 | 25 | 0.26 | 26 |
07/1 | 5 | 0.28 | 26 |
07/1 | 15 | 0.32 | 26 |
07/1 | 25 | 0.38 | 26 |
07/2 | 5 | 0.56 | 26 |
07/2 | 15 | 0.28 | 26 |
07/2 | 25 | 0.36 | 26 |
07/3 | 5 | 0.26 | 27 |
07/3 | 15 | 0.32 | 27 |
07/3 | 25 | 0.26 | 27 |
07/4 | 5 | 0.3 | 27 |
07/4 | 15 | 0.26 | 27 |
07/4 | 25 | 0.3 | 27 |
07/5 | 5 | 0.28 | 27 |
07/5 | 15 | 0.22 | 28 |
07/5 | 25 | 0.2 | 28 |
07/6 | 5 | 0.26 | 28 |
07/6 | 15 | 0.32 | 29 |
07/6 | 25 | 0.36 | 29 |
07/7 | 5 | 0.26 | 30 |
07/7 | 15 | 0.28 | 30 |
07/7 | 25 | 0.26 | 30 |
07/8 | 5 | 0.24 | 30 |
07/8 | 15 | 0.24 | 30 |
07/8 | 25 | 0.2 | 30 |
07/9 | 5 | 0.2 | 30 |
07/9 | 15 | 0.1 | 30 |
07/9 | 25 | 0.26 | 29 |
07/10 | 5 | 0.24 | 30 |
07/10 | 15 | 0.22 | 28 |
07/10 | 25 | 0.22 | 29 |
07/11 | 5 | 0.22 | 29 |
07/11 | 15 | 0.2 | 28 |
07/11 | 25 | 0.1 | 27 |
最 高 统 计 | 0.56 | 30 | |
最 低 统 计 | 0.1 | 26 | |
但在工作面回采过程中，上隅角瓦斯浓度局部出现过多次异常现象：2006年12月16日～2007年3月17日，工作面过3#、4#、5#、6#、7#、8#高位钻场期间，工作面绝对瓦斯涌出量最高达43.59m3/min，相对瓦斯涌出量最大达10.18 m3/t，上隅角瓦斯浓度异常，上端头架顶梁附近瓦斯浓度超过0.8%，最高达3%～5%，因瓦斯影响计18天，总计影响生产时间为109小时，对工作面正常回采产生了严重影响。
八、经验总结及建议
1、该面采用SL500大功率采煤机，最大采高5180 mm，最大卧底量420 mm，实现一次采全高，不丢底煤；ZZ10000/22/45型液压支架工作阻力10000 KN，能实现沿煤层顶板开采，不丢顶煤，增强了回采过构造的能力，有利于提高工作面回采率。
2、把瞬变电磁法和高密度电法当着常规探测煤层顶、底板砂岩水手段，结合物探成果，有针对性的进行提前打钻探放水，以保证工作面安全、顺利回采。
3、东二采区目前揭露的节理多为近走向分布，另轨道顺槽从回风上山往东1005m处及胶带顺槽从胶带上山往东1010m处煤层底板均发现一条近走向的宽约5cm的大角度裂隙，但未出水。但在其正下方的11-2煤的121105工作面却在相近位置发生裂隙导通煤层底板砂岩水，瞬时最大出水量280m3/h，总出水量14.5万m3的异常情况。建议在我矿其它工作面的风、机掘进、回采过程中，密切关注工作面顶、底板出现裂隙、出水等异常情况，以便提前做好防治水工作。
4、在工作面西部煤层直接顶为泥岩或砂质泥岩，厚约5.0m，且其上发育一层厚约1.0m的13-2煤，东部煤层直接顶为砂泥岩互层，因此，工作面在掘进、回采过程中加强支护、顶板管理工作，保证安全、顺利生产。