對改擴建礦井首采區巷道布置優化設計的分析

杜學淵

摘 要：改擴建礦井首采區巷道布置是否合理對礦井的快速、安全投產以及經濟效益的影響至關重要，文章針對新疆某礦井現有采區巷道布置的優缺點及適用情況，對優化開拓布局的關鍵性問題及主要環節做了介紹，以期對類似礦井有一定的借鑒作用。

關鍵詞：改擴建礦井；首采區；巷道布置；優化設計

中圖分類號：TD822.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0167-01

1 礦井概況

興和煤礦于1998年建井，原為3萬t礦井，現礦井改擴建為生產能力1.2 Mt/a。井田位于頭屯河西岸，總體呈一單斜構造，地層走向呈北西～南東向，傾向西南，傾角為12 ？觷～32 ？觷之間。礦井+1 500 m水平以上煤層無煤與瓦斯突出危險性，為高瓦斯區域；礦井+1 500～1 150 m水平之間煤層評估具有煤與瓦斯突出危險性。井田煤層煤塵均具有爆炸性，井田各主要可采煤層以易自燃煤層為主。

根據各方面論證，礦井改擴建后將采用主斜井、副立井的綜合開拓方式。分煤組、分水平進行開拓，全礦井兩個水平開采：①水平標高+1 350 m；②水平標高+1 150 m。

2 首采區位置的選擇

2.1 首采區數目和位置選擇

根據礦井已確定的開拓方式，礦井達產時布置一采區（+1 500 m輔助水平以上煤層），礦井投產一采區9號煤層工作面。設計推薦一采區為礦井首采區，一采區有如下優點：①一采區煤層煤質較好；②儲量較為豐富，煤層賦存穩定；③勘探程度高，工作面接續可靠；④建井工期最短，達產快，效益好。

2.2 首采區地質特征

2.2.1 采區尺寸

一采區位于+1 500 m輔助水平以上，1勘探線以西，采區服務年限約為3.0 a，開采標高為+1 500 m以上的下組煤（9號～11號煤層），單翼布置，走向長度約為900～1 000 m。

2.2.2 構 造

井田位于頭屯河西岸，總體呈一單斜構造，地層走向呈北西～南東向，傾向西南，傾角為12 ？觷～32 ？觷之間，礦井北部地層傾角大于礦區南部地層傾角，在礦區的西北部，地層走向向西偏轉，傾向為20 ？觷左右。

2.2.3 煤層賦存

井田主要含煤段為中侏羅統八道灣組地層的下部（J1b1）共含煤12層，其煤層自上而下編號為1～12號。其中首采區可采的煤層為7、8、9、10、11號煤層均為大部可采煤層，煤層厚度2.76～9.02 m，煤層平均總厚為5.89 m。

2.2.4 水文地質

井田大部分煤層位于當地侵蝕基準面—頭屯河河床標高以下，常年性河流—頭屯河從井田南界流經，地質構造簡單，為向西傾斜的單斜構造，未發現斷裂構造。

2.2.5 其他開采技術條件

一采區煤層直接頂板為粗砂巖、粉砂巖、細砂巖，泥質膠結，較軟；煤層底板為粗砂巖、粉砂巖、炭質泥巖；投產采區按高瓦斯煤層設計；煤塵有爆炸性；煤層易自燃。

2.3 首采區資源儲量

一、二采區地質資源儲量共28.42 Mt，工業資源量為26.52 Mt，設計可采儲量為11.42 M。

3 采區巷道布置的確定

3.1 現有礦井情況

該礦井為改擴建礦井，設計利用原混合提升立井作改擴建后的副立井，+1 500 m水平的井底車場的巷道及硐室可以作為改擴建礦井的車場（+1 500 m水平）。在+1 500 m水平車場向北的+1 500 m水平的軌道石門，可以直接和新掘的主斜井的+1 500 m水平運輸巷相連；礦井開采三、四采區時，布置的+1 500 m水平軌道大巷可以通過新掘一段+1 500 m水平軌道石門和副立井車場相通。

3.2 采區巷道布置情況

井田內對采區巷道布置影響最大的是火燒區和采空區的分布，由于7號、8號煤層采空區底線標高為+1 520 m的水平，因此，礦井投產工作面可以布置在+1 500 m水平的9號煤層中。根據礦井煤層賦存情況和淺部小井開采現狀分析，礦井的巷道布置系統可以分為一采區的+1 500 m輔助水平以上和二采區的1 350 m水平至+1 500 m水平之間兩個部分。

3.2.1 一采區+1 500 m輔助水平以上巷道系統布置

根據淺部小井開采現狀，+1 500 m輔助水平以上7、8號煤層都已經回采完畢，剩余的其它煤層（9號～11號煤層）淺部都有火燒區，底部標高在+1 580 m水平左右，留設30 m的安全隔離煤柱后，僅能布置一個工作面。因此，工作面回風水平為+1 540 m水平。

回采9～11號煤層時，+1 500 m水平軌道石門沿伸到9～11號煤層，在+1 500 m水平布置軌道上山。主運輸通過工作面運輸順槽經集中運輸斜巷到主斜井下部的+1 500 m水平煤倉。

最后通過主斜井帶式輸送機到達地面；新鮮風流通過副立井、+1 500 m水平軌道石門到達工作面的運輸順槽、工作面；回風通過工作面回風順槽到集中回風上山，最后從立風井到達地面。

3.2.2 二采區1 350 m水平至+1 500 m輔助水平之間巷道系統

布置

該區域上部標高+1 500 m，下部標高+1 350 m，垂高150 m，該區域瓦斯評估為煤與瓦斯突出區域。

在礦井南部的6號和7號煤層之間布置主、副暗斜井，至+1 350 m水平后布置車場和軌道、運輸石門，然后沿8號煤層底板布置二采區軌道、運輸上山，上部標高+1 530 m，下部標高+1 350 m，斜長590 m。二采區回風上山布置在7號煤層底板中，在+1 500 m水平布置一條回風石門連接到集中回風上山。

設計礦井達產時在二采區+1 500～+1 460 m水平間的7號煤層01分層布置一個綜合機械化采煤工作面。該工作面走向長度為1 500 m，工作面傾斜長度為150 m，沿煤層底板布置工作面運輸、回風順槽至井田邊界或是煤層火燒區保護煤柱線，沿煤層傾斜方向布置工作面開切眼。

270101分層工作面運輸順槽到集中運輸石門，通過溜煤眼到二采區運輸上山、+1 350 m水平運輸石門、+1 350 m水平上倉斜巷、+1 350 m水平煤倉、主暗斜井，再經過+1 500 m水平運輸石門、+1 500 m水平上倉斜巷、+1 500 m水平煤倉與主斜井連接。

270101分層工作面回風順槽經過集中回風石門與二采區軌道上山、+1 350 m水平軌道石門、+1 350 m水平車場、副暗斜井，再經過+1 500 m水平軌道石門與副立井聯系。270101分層工作面回風順槽經過集中回風石門與二采區回風上山聯系、到+1 500 m水平回風石門和集中回風石門與立風井連接。

根據安監總煤裝[2010]146號《國家安全監管總局國家煤礦安監局關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知》的規定，礦井須建設井下緊急避險系統。因此，設計在+1 500 m輔助水平和+1 350 m水平車場各設一座永久避難硐室，采煤工作面回風順槽和運輸順槽中部各設一座臨時避難硐室，內設壓風自救系統、供水施救系統以及通訊聯絡系統。在+1 500 m水平和+1 350 m水平車場設置避難硐室，避難硐室要求：設置向外開啟的隔離門，室內凈寬2.6 m，凈斷面積為7.11 m2，長度為40 m，設有與礦（井）調度室直通的電話；壓風自救系統的每人供風量按0.3 m3/min配備；避難硐室內配備110臺隔離式自救器。

4 結 語

采區巷道布置的合理性不僅影響礦井的生產能力，而且直接關系到礦井生產的安全性。目前，該礦的首采區已經按照本布置方案進行了實施，實現縮短首采區準備工期和連續化集中安全生產的目的。因此，作為一名采礦設計人員，研究改擴建礦井采區巷道的布置方式，對礦井設計和生產具有重要的意義。

參考文獻：

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