棲鳳煤礦礦井采區布置方案的探討

趙書海

（太原理工大學 礦業工程學院，太原 030024）

山西忻州神達棲鳳煤礦的設計生產能力0.90 Mt/a，斜井開拓方式，5號煤層首采區位于井田西南部，+1 325 m水平南翼，編號514采區，屬上山采區，走向長1 200 m，傾斜寬515 m，采區垂高176 m，面積618 000 m2，可采采儲量650萬t，服務年限5.5 a。

1 采區數目及工作面生產能力計算

1）移交生產和達到設計能力時的采區數目：礦井移交生產時布置1個采區（5號煤層514采區），采用一井一面，5號煤層1個工作面單層生產達到生產能力。

2）工作面生產能力計算：回采工作面基本參數為：切眼長110 m，運輸順槽長948 m，回風順槽長878 m，5號煤層平均厚度14.68 m，采用走向長壁分層放頂煤綜采法（分兩次采放全高），其中采底開幫2.4 m，放頂煤5.0 m，最大控頂距4.72 m，最小控頂距4.12 m，每循環推進0.6 m，容重1.47 m3/t，工作面回收率推幫煤95%、放頂煤70%。機組循環進度0.6 m，三班生產，一班檢修，生產班進度1.2 m，日進度3.6 m，正規循環率0.8，年工作日330 d，工作面年推進度950.4 m，年掘進量2 500 m，掘進斷面13.4 m2。

（1）循環產量：循環產量Qxh=Q1+Q2=176.96+271.66=448.62 t。推幫循環產量 Q1=LM1VγC1c=110×2.4×0.6×1.47×0.95×0.8=176.96 t。放頂煤循環產量Q2=LM2VγC2c=110×5.0×0.6×1.47×0.70×0.8=271.66 t。式中：Q 為產量，t；L 為工作面長度，m；M1、M2為推幫采煤厚度及放頂煤厚度，m；V為工作面年物質循環進度，m；γ 為煤層容重，t/m3；C1為工作面推幫回采率，取0.95；C2為工作面放頂煤回采率，取 0.70；c為正規循環率，80%。

（2）工作面生產能力：工作面三采一準，每天6個循環，年工作日330 d，正規循環率80%，日產量269 1.7 t，年推進度 950.4 m。Ac=448.62×6×330×10-4=88.83萬t/a。

（3）采區生產能力：QB=k1k2Ac。式中：QB為采區生產能力；k1為采區掘進出煤系數，取為1.1；k2為工作面之間出煤影響系數，由于同采的工作面個數為1，故 k2=1。A=1.1×1×88.83=97.7 萬 t/a。故采區能滿足礦井產量要求。

2 采區尺寸及巷道布置

1）采區走向長度的確定：514采區位于井田+1 325 m水平南翼，屬上山雙翼采區，走向長1 300 m，傾斜寬425 m，面積552 500 m2。

2）確定區段斜長和工作面數目：采區傾斜長425 m，工作面長110 m，以514采區三條上山巷道為中心雙翼布置順槽巷道，首采區布置6個工作面（2層）。

3）采區巷道布置：5號煤層為特厚煤層，按綜采放頂煤法布置巷道，以514采區三條上山（運輸、輔助運輸、回風）巷道為中心雙翼布置順槽巷道，上分層順槽均沿煤層中部布置，下分層順槽沿煤層底板布置，上下分層順槽巷道重疊布置；上分層運輸順槽通過溜煤眼與514采區運輸上山刮板輸送機聯接，下分層直接搭接。

4）采區內工作面的接替順序：51402（上）→50404（上）→50406（上）→51402（下）→51404（下）→51406（下），工作面接替采用由近至遠、由上至下依次接替。

3 采區車場、裝車點及硐室

1）采區車場：+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）布置在2號、5號煤層之間巖石中，機軌合一，+1 325 m南翼輔助運輸大巷利舊。大型設備及材料通過+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）軌道運輸，日常小型設備及人員通過+1 325 m南翼輔助運輸大巷架線電機車運輸。514采區輔助運輸上山采用絞車牽引礦車運輸，回風順槽（軌道）采用無極繩連續牽引車運輸。原煤經運輸順槽可伸縮帶式輸送機轉載入514采區運輸上山刮板輸送機，514采區運輸上山刮板輸送機與采區煤倉上倉運輸巷帶式輸送機搭接送入采區煤倉，由+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）、2號-5號煤運輸石門帶式輸送機，將原煤送入井底煤倉，再由井底煤倉下給煤機將原煤給入主斜井帶式輸送機運出地面。

2）采區主要硐室：①采區煤倉：圓形斷面煤倉，直徑5 m，垂高25 m，容量350 t。②采區絞車房：采區輔助運輸采用絞車牽引礦車運輸，設專用采區絞車房。③采區變電所：首采514采區距中央變電所距離較遠，在514采區輔運上山及回風上山之間設采區變電所。④采區機電硐室（利舊）、采區消防材料庫（20 m）、井下保健急救站（20 m）、采區等候硐室（15.5 m）。

4 采區煤矸運輸、輔助運輸、通風系統、排水系統

1）運煤系統：回采工作面（刮板運輸機）→運輸順槽（可伸縮帶式輸送機）→514運輸上山（刮板輸送機）→采區煤倉上倉運輸巷（帶式輸送機）→采區煤倉→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→2號-5號煤運輸石門（帶式輸送機）→井底煤倉（給煤機）→主斜井（帶式輸送機）→地面。

2）運料系統：副斜井→副斜井井底車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）或+1 325 m南翼運輸大巷（利舊）→采區車場→514采區輔助運輸上山→工作面回風順槽（軌道）→回采（掘進）工作面。

3）通風系統

①新鮮風流：主風流：主斜井→井底車場→2號-5號煤輔助運輸石門→+1 325 m南翼運輸大巷聯絡巷→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→采區車場→采區運輸上山→工作面運輸順槽→工作面。輔助風流：副斜井→2號-5號煤運輸石門→+1 325 m南翼行人大巷（利舊）及輔助運輸大巷（利舊）→采區車場→采區輔運上山→掘進工作面運輸順槽→回采工作面。②污風風流：工作面→工作面回風順槽→采區回風上山→回風聯絡巷→總回風巷→回風斜井→風硐經主要通風機排出地面。

4）矸石系統：掘進工作面矸石→順槽→采區輔運上山→采區車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→+1 325 m南翼運輸大巷聯絡巷→2號-5號煤輔運石門→副斜井井底車場→副斜井→地面。

5）供電系統：地面變電站→主斜井→井下中央變電所→采區變電所→移動變電站→工作面。

6）排水系統：運輸、軌道順槽→采區運輸、輔助運輸、回風上山→采區車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）、+1 325 m南翼行人大巷（利舊）及輔助運輸大巷（利舊）→2號-5號煤運輸石門→井底車場→中央水泵房→主斜井→地面。

5 結束語

經對棲鳳煤礦礦井采區布置方案的探討，得出結論：5號煤層514采區工作面生產能力88.83萬t/a，采區生產能力97.7萬t/a。因此采區將能滿足礦井產量要求。5號煤層為特厚煤層，按綜采放頂煤采煤法布置巷道；采區車場、裝車點、硐室、采區通風和排水系統均能滿足規定要求。