蘆家窯煤礦開拓布局優(yōu)化與實(shí)踐①

王志剛

(山西茂華能源投資有限公司，山西 朔州 036000)

蘆家窯煤礦開拓布局優(yōu)化與實(shí)踐①

王志剛②

(山西茂華能源投資有限公司，山西 朔州 036000)

蘆家窯煤礦由柱式開采方式改為綜采開采方式，在充分利用原有巷道的基礎(chǔ)上，對開拓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，重新分配了各井筒的功能，確定了盤區(qū)大巷的位置，建立和完善了各生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了合理集中生產(chǎn)的目標(biāo)，為建設(shè)安全高產(chǎn)高效礦井奠定了基礎(chǔ)。

開拓布局;優(yōu)化布局;實(shí)踐;高產(chǎn)高效

0 引言

蘆家窯煤礦位于山西省朔州市平魯區(qū)境內(nèi)，井田南北長3.3km，東西寬3.6 km，面積8.5827 m2，保有儲量3.8億噸，開采煤種為長焰煤，均為自燃煤層，礦井瓦斯涌出量較低。礦井原設(shè)計(jì)能力45萬噸/年，采用斜井開拓，設(shè)有兩個(gè)井筒，主斜井擔(dān)負(fù)原煤提升，副斜井擔(dān)負(fù)下料和人員提升，兼做回風(fēng)井。原為房柱式開采，回采率低，采煤方法落后，生產(chǎn)布局不合理。為實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效、健康發(fā)展，礦井進(jìn)行了機(jī)械化升級，優(yōu)化開拓布局，實(shí)施系統(tǒng)改造，將能力提升至150萬噸/年。礦井可采煤層4層，分別為4-1號、4-2號、9 號、11 號，分兩水平開采，4-1號、4-2號為一水平，9號、11號為二水平。礦井現(xiàn)采4-1號煤，煤層傾角3～6°，平均厚度9.37m。

1 井田開拓方案確定原則

井田開拓應(yīng)遵循合理集中、方便生產(chǎn)、有序接替，盡可能利用已有井筒、井下巷道及硐室工程，減少井巷工程量、多做煤巷、少做巖巷、著重考慮礦井初期開采，同時(shí)應(yīng)兼顧長遠(yuǎn)的原則［1］。

2 井田開拓方案優(yōu)化

2.1 工業(yè)場地、井筒數(shù)量及功能優(yōu)化

原方案:采用斜井開拓，利用現(xiàn)有工業(yè)場地，井田內(nèi)布置3個(gè)井筒。在現(xiàn)有工業(yè)場地，新掘一斜井作為主斜井，凈寬4.8 m，裝備帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井提煤任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。利用原有主斜井作為副斜井，凈寬3.2m，裝備絞車，設(shè)臺階扶手，擔(dān)負(fù)全礦井的提矸、下料及人員上下等輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。利用原有副斜井作為回風(fēng)斜井，凈寬4.7m，設(shè)臺階扶手，擔(dān)負(fù)全礦井專用回風(fēng)井任務(wù)兼作安全出口。

優(yōu)化后方案:采用斜井-立井開拓，井筒數(shù)量為4個(gè)。主要是考慮副斜井井筒斷面不能滿足大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊螅诂F(xiàn)有工業(yè)場東部500 m左右新選一場地作為修改設(shè)計(jì)后的風(fēng)井場地，布置回風(fēng)立井，在現(xiàn)有工業(yè)場地布置主斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井和副斜井。主斜井，凈寬4.8 m，裝備帶式輸送機(jī)、檢修軌道，設(shè)臺階扶手，擔(dān)負(fù)全礦井提煤任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。利用現(xiàn)有的回風(fēng)斜井作為調(diào)整設(shè)計(jì)后的副斜井，凈寬4.7 m，裝備絞車，設(shè)臺階扶手，擔(dān)負(fù)全礦井的提矸、下料等輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口。利用現(xiàn)有的副斜井作為調(diào)整設(shè)計(jì)后的進(jìn)風(fēng)行人斜井，凈寬3.2 m，裝備架空乘人器(猴車)，擔(dān)負(fù)全礦井人員升降輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。隨著礦井產(chǎn)量及開采深度的增加，為確保礦井各用風(fēng)地點(diǎn)供風(fēng)量，保證安全生產(chǎn)，新掘一立井作為調(diào)整布局后的回風(fēng)立井，凈直徑5.0 m，設(shè)梯子間，擔(dān)負(fù)全礦井的專用回風(fēng)井任務(wù)兼作安全出口。［2］

2.2 盤區(qū)大巷布置優(yōu)化

根據(jù)煤層賦存特征，全井田共布置2個(gè)水平，一水平開采4-1、4-2號煤層，水平標(biāo)高為+962 m;二水平開采9、11號煤層，水平標(biāo)高為+922 m。一水平開采4-1、4-2號煤層巷道已成格局，重點(diǎn)對二水平的開拓巷道布置進(jìn)行優(yōu)化。

一水平巷道布置:井筒落底后，向西北方向走800m后，然后往正北方向至井田邊界為運(yùn)輸巷、軌道巷、回風(fēng)巷，西北方向的運(yùn)輸巷沿4-2號煤層布置、正北方向的運(yùn)輸巷4-1號煤層底板布置，西北、正北方向軌道巷均沿4-2號煤層布置，西北、正北方向回風(fēng)巷均沿4-1號煤層底板布置。向正東方向掘三條大巷至井田邊界為東運(yùn)輸巷、東軌道巷、東回風(fēng)巷，三條大巷開始均沿4-2號煤層布置，穿過4-1號煤層采空區(qū)后，三條大巷均沿4-1號煤層布置，東運(yùn)輸巷、東軌道巷沿4-1號煤層底板布置，東回風(fēng)巷沿4-1號煤層頂板布置。開拓方案見圖1。

二水平布置優(yōu)化后方案:井筒落底后，向南北方向布置三條大巷至井田邊界，三條大巷分別為運(yùn)輸巷、軌道巷、回風(fēng)巷;垂直垂直這三條大巷向西布置三條大巷，分別為西運(yùn)輸巷、西軌道巷、西回風(fēng)巷。運(yùn)輸巷沿11號煤層底板布置，軌道巷沿9號煤層底板布置，回風(fēng)巷沿9號煤層頂板布置。優(yōu)化后方案，見圖2。

二水平布置原方案:井筒落底后，向東西方向掘三條大巷至井田邊界，三條大巷分別為運(yùn)輸巷、軌道巷、回風(fēng)巷，運(yùn)輸巷沿11號煤層底板布置，軌道巷沿9號煤層底板布置，回風(fēng)巷沿9號煤層頂板布置。原方案，見圖3。

二水平開拓方案技術(shù)比較:

表1 二水平開拓方案技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較表

方案經(jīng)濟(jì)比較:兩方案比較主要是通風(fēng)費(fèi)用、井巷工程費(fèi)用及煤炭運(yùn)輸費(fèi)用有所差別。經(jīng)濟(jì)比較見表2。

表2 二水平開拓方案主要費(fèi)用經(jīng)濟(jì)比較表

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

優(yōu)化后方案相比原方案，一是新增加回風(fēng)立井，要在附近山上新建場地，但減輕了辦公及居住區(qū)域噪音和空氣污染，對風(fēng)機(jī)占用場地進(jìn)行了硬化和綠化，使其重新得到利用［4］;二是取消了支架組裝硐室施工，支架不用在井下組裝，可直接經(jīng)井底車場運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅妫瑴p少了崗位人員設(shè)置和施工安全操作隱患。三是通風(fēng)系統(tǒng)由兩進(jìn)一回改為三進(jìn)一回，減小了礦井通風(fēng)阻力，提高了通風(fēng)能力［3］;四是將原回風(fēng)斜井改為副斜井，專門擔(dān)負(fù)下料、提矸輔助運(yùn)輸，原副斜井改為進(jìn)風(fēng)行人斜井，安裝架空乘人器，專門擔(dān)負(fù)人員升降，主斜井安裝大功率皮帶運(yùn)輸機(jī)擔(dān)負(fù)原煤提升，四個(gè)井筒分工明確，各司其職，互不影響，管理方便，效用發(fā)揮充分，系統(tǒng)安全可靠;五是盤區(qū)三條大巷位置優(yōu)化后，采煤工作面走向長度、切眼寬度趨于合理。礦井實(shí)現(xiàn)了一井一面，生產(chǎn)集中，采掘平衡，接續(xù)正常。六是盤區(qū)開拓方案優(yōu)化后需投入11123萬元，原方案需要12320萬元，優(yōu)化后比原方案少投入1197萬元，相差10.7%，優(yōu)化后的方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。

4 結(jié)論

礦井在充分利用原有生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行開拓優(yōu)化，井筒布局合理，功能明確，生產(chǎn)集中，接續(xù)正常，系統(tǒng)簡單順暢。礦井按優(yōu)化后方案改造完成，當(dāng)年即實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)，順利通過了驗(yàn)收組驗(yàn)收，在安全、環(huán)保、高產(chǎn)、高效上達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，為企業(yè)贏得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

［1］ 宋宏偉.井巷工程.北京:煤炭工業(yè)出版社，2007

［2］ 杜計(jì)平.采礦學(xué).徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006

［3］ 王德明，等.礦井通風(fēng)與安全.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007

［4］ 馬中飛，等.工業(yè)通風(fēng)與除塵.北京:中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009

Lujiayao coal mine development layout optimization and practice

WANG Zhigang

(Shanxi Maohua Energy Investment Company Limited，Shanxi Shuozhou 036000)

Lujiayao coal mine pillar mining changed to fully mechanized coal mining methods on system development based on the full use of existing roadway，the optimal design，a redistribution of the functions of each wellbore to determine the roadway of the panel location，establishment and improvement of the production system to achieve reasonable focus on the production target，and laid the foundation for building a high yield safe and efficient mine.

development layout;optimization;practice;high yield and efficiency

TD823.1

A

1672-7169(2012)03-0055-05

2012-06-06

王志剛(1983-)，男，河北武安人，大學(xué)畢業(yè)，山西茂華能源投資有限公司助理工程師。