板石煤礦采區設計優化的探討

張立勇

(琿春礦業集團板石煤礦駐礦安監處,吉林琿春 133300)

板石煤礦采區設計優化的探討

張立勇

(琿春礦業集團板石煤礦駐礦安監處,吉林琿春 133300)

本文根據板石煤礦生產現狀,結合生產技術條件,對采區設計進行優化,減少巖石工程量,降低了生產成本,保證了采區接續,縮短了工期。

方案 優化 比較 可行

板石煤礦原設計生產能力為90萬噸/年，現增能到240萬噸/年。自2009年在全面回采過程中，礦壓顯現強烈，礦井大面積來壓，主井、副井、風井井筒和-480車場巷道及二采區開拓巷道變形嚴重，影響了通風、運輸、機電、排水等系統。礦井進入全面翻修階段，副、風井絞車擔負著運料的任務的同時，還擔負著翻修提矸和開拓排矸任務，由于提升能力的不足，嚴重制約了二采區開拓巷道的進尺，使開拓巷道施工停止八個多月，造成采區接續緊張。

1 優化設計原因

礦井全面來壓，造成-480系統及各主要開拓巷道嚴重變形，需要全面翻修，排矸占用大量礦車，嚴重影響開拓進尺，使采區接續十分緊張。

由于各主要開拓巷道及準備巷道表現為通風距離長且變形嚴重，并且隨著礦井開采深度不斷增大，存在巷道通風斷面小、通風阻力大，通風困難。

礦井原設計生產能力為90萬噸/年，現增能到240萬噸/年。但副、風井斷面，絞車提升能力均按90萬噸/年井型裝備的。主要通風機也是按90萬噸/年裝備的，只有主井大傾角皮帶機能夠滿足240萬噸/年的提升能力。巷道的全面翻修和礦井的開拓進尺完全靠風、副井絞車擔負排矸，再加上運料。造成風、副井絞車提升能力嚴重不足。

隨著回采速度的加快和礦井產量的加大，采區接續緊張，急需進入二采區。而原設計方案中三條大巷均布置在巖層中，礦車排矸嚴重制約著開拓進尺，按原設計施工遠遠滿足不了采區接續的要求。

全巖巷道采用礦車排矸，施工進度慢，系統無法按期形成，無法保證采掘正常接續。

采煤工作面安裝、回撤頻繁，幾乎每個月都有，嚴重影響開拓排矸。

礦井矸石提升系統能力不足，制約全巖巷道的施工進度，同時也急待緩解風、副井軌道運輸壓力。

2 優化設計的原則

針對以上問題，本著“安全第一”的指導思想，為全面改善礦井通風條件，滿足礦井年產量和采區接續的總體要求，對原設計優化勢在必行。

2.1 原方案

二采區皮帶大巷與軌道大巷布置在-585m水平延伸到北河堤保護煤柱，皮帶大巷全長1520m，軌道大巷全長1520m。為全巖巷道。排矸采用絞車提升至地面。

二采區回風大巷布置在-575m水平延伸到北河堤保護煤柱，全長1500m，為全巖巷道。排矸采用絞車提升至地面。

19層材料巷布置在19號煤層中延伸到北河堤保護煤柱，全長1350m。為半煤巖巷道。

19層回風巷布置在19號煤層中延伸到北河堤保護煤柱，全長1150m。為半煤巖巷道。

最后用聯絡巷將五條大巷在邊界聯接。

2.2 修改后方案

二采區皮帶大巷按原方案已施工完220m，按-5°施工16m，放平施工28m平巷進入19b煤層，沿19b煤層頂板施工約76m見DF27斷層，過斷層按6°上山進入20a煤層，沿煤層頂板施工145m后見DF28斷層，過斷層進入19b煤層，沿煤層頂板施工274m見FD28斷層，過斷層后先施工24.5m平巷，再按-7°38′23″下山施工約118m全巖巷道進入19b煤層，沿煤層頂板施工約180m至設計位置。

二采區回風大巷按原設計已施工完341m，過DF27斷層后按10°上山施工約30m全巖巷道進入20a煤層，沿煤層頂板施工約116m，見DF28斷層，施工-12°下山約60m全巖巷道見20a煤層，沿煤層頂板施工約240m見FD28斷層，過斷層后先施工約25m全巖平巷，再按-7°38′施工約66m全巖下山進入20號煤層，沿煤層頂板施工約220m至設計位置。

19層回風巷和19層材料巷仍布置在19號煤層中，沿煤層頂板掘進，但不延伸到北河堤保護煤柱，只施工到FD48斷層。

最后用聯絡巷將五條大巷在邊界聯接。

3 優化設計后理想效果

修改后布置了兩條回風巷道，回風斷面增加了一倍，從根本上解決了通風阻力大、風量不足的問題。

修改后布置了兩條煤層巷道，取消了二采區軌道大巷，使全巖巷道由4540m減少到1143m，減少巖石巷道3400m，緩解了風、副井提升的壓力。

煤層巷道施工速度快，運輸采用膠帶輸送機連續運輸，更有利于采區接續。

沿煤層掘送開拓巷道，更有利于布置工作面。

4 可行性分析

兩條大巷主要是為大巷西側19號、20號煤層服務，西側回采19號、20號煤層。20a、21號煤層局部可采，采用四采區開拓系統圈面。

巷道抓煤過程中略有上下坡，但坡度不大，最大坡度不超過12°。巷道中采用卡軌車運輸，對運輸系統無影響。

原設計中有三條開拓巷道布置在煤層頂板巖石中，且延伸到北河堤保護煤柱。修改后取消二采區軌道大巷的施工，且二采區皮帶運輸大巷和回風大巷優化后大部分沿煤層布置，只有過斷層抓煤層施工少量的全巖巷道。

修改后五條大巷均沿煤層布置，且減少了開拓工程量。運煤可采用煤流運輸系統。提高了開拓巷道掘進速度，更有利于完善開采系統，更有利于采掘正常接續關系。為礦井穩產、高產打下堅實的基礎。

修改后巖石巷道少施工約3397m，節約總工程量3144m。節約資金2500多萬元。

結論：根據以上的分析，采用兩巷抓煤層施工，在技術上可行、經濟上合理，不但能節約大量資金，而且大大提高巷道的掘進速度，大幅度縮短了采區準備的時間，更有利于采掘正常接續，為降低成本、提高效益創造了條件，為礦井穩產、高產打下堅實的基礎。

5 幾點啟示

(1)礦井增能后，如何在現有的煤層賦存條件及地質構造條件下保證采掘接續，是擺在我們工程技術人員面前的大課題。(2)采區設計及工作面設計不是一成不變的，要根據井下地質條件變化的實際情況進行研究和調整。(3)工程技術人員要隨時掌握井下地質變化情況，做到心中有數、思路要放寬、不能鉆牛犄角。(4)生產系統存在的問題或能力不足時，如(通風系統、運輸系統及其他系統和大面積來壓等)如何跟上生產形勢需要的步伐滿足生產要求，是對我們工程技術人員的考驗。

張立勇,工程師，畢業于阜新煤炭學校，現工作琿春礦業集團板石煤礦駐礦安監處。