謝橋煤礦二水平東翼C組膠帶機石門施工方案設計優化

李兵

摘 要：煤與瓦斯突出是影響煤礦安全生產的主要因素，其中石門揭煤時突出強度最大、危險性最高。對于煤與瓦斯突出礦井，要盡量避免或減少揭煤次數，首先要從優化設計做起，從源頭抓起，本著安全第一，兼顧效益的原則進行采區巷道布置。根據謝橋礦已經揭露的地質情況和類似巷道布置經驗，對二水平東翼C組膠帶機石門布置提出3種方案，并成功地進行了方案優化選擇。

關鍵詞：石門揭煤 方案優化 安全技術經濟一體化

中圖分類號：TD4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0055-02

1 工程概況

二水平東翼C組采區位于F11斷層與礦井東邊界之間，采用單翼走向長壁布置，走向長3 400 m，傾斜寬1 100 m，首采面為2111（3）工作面。采區上山采用5條巖巷布置方式，分別為底板膠帶機上山、底板軌道上山、底板回風上山、底板矸石膠帶機上山和頂板矸石膠帶機上山。采區設計生產能力500萬噸/年。目前該采區正在準備，預計2018年1月首采面投產。

二水平東翼C組膠帶機石門為二水平東翼C組13-1煤層采區主運輸系統巷道，服務至礦井報廢。工程施工完成的進度，直接影響到該采區首采面的投產時間，為保障礦井接替，二水平東翼C組膠帶機石門的施工方案必須做到最優。

2 施工方案

2.1 方案一

在-920東翼C組軌道石門撥門施工二水平東翼C組膠帶機石門機尾聯巷，機尾聯巷設計工程量177.563 m，平巷施工，巷道位于11煤層底板。膠帶機石門施工113.158 m后，施工回風聯巷，回風聯巷設計工程量46.591 m，與-908 m東翼C組回風石門貫通。接著施工二水平東翼C組膠帶機石門，直至與-815～-920 m東翼膠帶機斜巷機尾段貫通，使C組石門皮帶與膠帶機斜巷皮帶直接搭接，巷道貫通處位于6煤層底板，施工期間揭6煤、8煤，該方案設計巷道總工程量655.372 m，揭煤2次。

2.2 方案二

在-920 m東翼進風石門與-920 m東翼軌道大巷之間聯巷撥門施工二水平東翼C組膠帶機石門施工聯巷，聯巷撥門位置處于6煤頂板，設計工程量129.929 m，其中19°上山施工76.787 m。接著施工回風聯巷，12.5°下山施工與-908 m東翼回風大巷貫通，設計工程量47.755 m，施工期間揭6煤層。施工二水平東翼C組膠帶機石門和機頭聯巷，其中機頭聯巷79.229 m。膠帶機石門與-815～920 m東翼膠帶機斜巷之間施工一煤倉，凈深20.1 m。膠帶機石門平巷施工120 m，接著5°下山施工284.01 m，下平施工54.105 m，至機尾聯巷，施工期間揭8煤層，機尾聯巷位置與方案一相同。該方案設計巷道總工程量872.491 m，煤倉20.1 m，揭煤2次。

2.3 方案三

在-920 m東翼進風石門撥門施工二水平東翼C組膠帶機石門施工聯巷，聯巷撥門位置處于8煤頂板，設計工程量207.180 m，其中20°上山施工156.742 m。接著施工二水平東翼C組膠帶機石門和機頭聯巷，其中機頭聯巷86.383 m。膠帶機石門與-815～-920 m東翼膠帶機斜巷之間施工一煤倉，凈深24.65 m。膠帶機石門平巷施工108.163 m，接著7°30′下山施工391.032m，下平施工40.722 m，至機尾聯巷，施工期無煤層揭露。機尾聯巷位置與方案一相同。該方案設計巷道總工程量1011.043 m，煤倉24.65 m，無揭煤工程。

3 方案比較與安全效益分析

3.1 巷道工程量與成本

3個方案進行比較，方案一工程量最少為655.372 m，方案二為912.691 m，方案三為1 035.693 m。但是方案一與方案二分別揭6煤、8煤，造成巷道成本增加。方案一成本為1 693.4萬元，方案二成本為2 046.3萬元，方案三成本為1 299.2萬元。方案三工程量最多，但是成本投入最少，比方案二節省成本約750萬元。

3.2 工期

單從工作量來計算工期，方案一工期為23.3月，方案二和方案三分別為30.1月和22.6月。從實際情況分析，方案一開工時間較晚，而方案二和方案三現在就可以進點開工，所以，方案一的完工時間相對方案二和方案三推遲了將近2年的時間。為確保二水平東翼C組采區按期投產，方案二工程完工時間相對采區投產時間比較緊張，而方案三相對比較寬裕。

3.3施工安全

煤與瓦斯突出是影響煤礦安全生產的主要因素，其中石門揭煤時突出強度最大，危險性最高。所以，在施工期間如若能避開石門揭煤，則盡量避開揭煤。方案三雖然工程量最大，但是避開了揭煤施工，方案二和方案一均有2次揭煤，相對方案三其存在的安全隱患較大。

3.4 優化選擇

方案一工程量最少，但巷道揭煤2次，給施工帶來了嚴重不安全因素，且工程成本相對較高，另外因工程開工時間較晚，采區形成時間較長，無法保證礦井正常生產接替，所以，該方案被否定。方案二工程開工時間不受影響，但是巷道也揭煤2次，同樣帶來了嚴重不安全因素，且工程成本最高，該方案也被否定。方案三相對于方案一、方案二工程量雖然最多，但是避開了巷道揭煤，且巷道工期和工程成本都最少，故作為首選方案。

4 結語

在煤與瓦斯突出礦井采區設計時，應考慮做到系統簡單、穩定可靠，在施工過程中要少揭煤層，盡量避開生產過程中的串聯風。選擇合理、支護效果好的巷道層位，主要巷道應布置在穩定的巖層中，有利于維護。選擇有利于安全快速施工的施工工藝，降低工程造價，控制成本投入。

目前，二水平東翼C組膠帶機石門施工聯巷和機頭聯巷已經完工，通過優化設計，做到了既符合安全要求，又滿足了使用的需要，不僅減少了工程量，節省了大量投資，而且縮短了工期，取得了良好的安全技術經濟一體化的效果。

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