神農煤業15號煤三采區布置方案優選

周松江 張志群

（山西煤銷集團神農煤業有限公司，山西 高平 048402）

礦井回采前需進行采區劃分，根據礦井地質條件、采煤方法、生產能力等確定合理的采區巷道布置方式，優化采區開拓、運輸、通風、排水等系統，減少礦井初期投資、降低煤炭資源損失、提高礦井經濟效益[1-4]。本文結合神農煤業15號煤三采區采礦技術條件，從技術和經濟角度分別對提出的兩種布置方案進行對比分析，確定了合理采區布置方案。

1 概況

神農煤業為山西煤銷集團下屬礦井，根據礦井采掘規劃，15號煤三采區位于井田北部，為一采區的接替采區。三采區東西長約1580m，南北長約1230m，面積約為1784900m2。地面標高在+1247～+1007m之間，井下標高約+940～ +770m，埋藏深度約136～365m。三采區南部為一采區，西、北部為井田邊界，東北部也為井田邊界，東南部為F1斷層。

采區內3號煤層已大面積采空或破壞，僅采區東北部有賦存。三采區15號煤層厚1.90～4.2m，平均厚3.30m，煤層結構簡單，全區穩定可采。三采區地質儲量為10.12Mt，設計可采儲量6.08Mt。煤層頂板為泥巖、砂質泥巖，厚0.41～2.29m，井田南部局部為K2灰巖，底部為泥巖或砂質泥巖；布置一個綜采工作面和兩個綜掘工作面；設計生產能力為0.6Mt/a，服務年限約為7.2a；采煤工藝為綜合機械化一次采全高。

地層傾角一般為3°～10°，局部20°。三采區東南部發育有F1正斷層，另外發育有X1、X2及X3共3個陷落柱。三采區屬低瓦斯區域，15煤層煤塵無爆炸危險性，煤層自燃傾向性均為Ⅱ類，屬自燃煤層。

2 采區巷道布置方案

2.1 方案一

本方案為采區大巷南北方向布置，工作面雙翼回采。沿南北方向平行布置三條三采區大巷至礦井

北部邊界煤柱，自西向東分別為三采區回風、軌道、膠帶大巷，大巷間距30m。三條大巷北端至礦井北部邊界煤柱，膠帶大巷南端與主斜井底溜煤眼上口相連，軌道大巷南端與副斜井井底車場巷道相連，回風大巷南端與一采區回風大巷相連。三采區的回采工作面布置在三采區大巷兩側，為雙翼布置。工作面的順槽直接與三采區的大巷連接，形成三采區的回采、通風、排水等系統。三采區工作面總體采用傾向長壁布置，工作面在采區內采用前進式接替、后退式回采。F1斷層東側的邊角煤，由于受到斷層的影響，煤層抬高了100m左右，因此，可以利用三采區東北部上覆的3號煤層的開采系統進行回采。如圖1所示。

圖1 方案一平面圖

2.2 方案二

本方案為采區大巷東西向布置，單翼回采。工作面位于大巷北側，從南向北分別為三采區膠帶、軌道、回風大巷，大巷間距30m。三條大巷西端一直掘進至礦井西部邊界煤柱，東端一直掘進至礦井F1斷層煤柱。三采區膠帶大巷與主斜井底溜煤眼上口直接連接，三采區軌道大巷通過一條斜巷與副斜井井底車場巷道相連，三采區回風大巷通過一段斜巷與一采區回風大巷相連。工作面的順槽直接與三采區的大巷連接，形成三采區的回采、通風、排水等系統。三采區工作面總體采用走向長壁布置，工作面在采區內采用前進式接替、后退式回采。F1斷層東側的邊角煤處理方式同方案一。如圖2所示。

3 方案對比分析

3.1 技術對比

（1）方案一優缺點

優點：① 開拓系統簡單，運輸系統順暢；②排水系統簡單，該方案西北高、東南低，采區排水可采用自流方式；③ 采區大巷煤柱和工業廣場煤柱有效重合，煤柱留設少。

缺點：① 整體看工作面沿傾向開采，管理難度大；② 大巷西側工作面推進度相對較短，工作面開采時間短，搬家次數多。

（2）方案二優缺點

優點：① 工作面整體沿走向開采，管理難度小；② 采區內工作面整體相對較長，搬家次數少。

缺點：① 該方案采區西部四個工作面均需從工業場地下面穿過，順槽無效進尺較多；②采區煤柱留設較多；③ 采區東部兩個工作面回采較為困難，環節較多。

圖2 方案二平面圖

3.2 經濟比較

兩個方案在移交生產時，對軌道大巷、膠帶大巷和回風大巷的工程量和投資金額進行分享對比分析，如表1所示。

3.3 綜合比較

從技術層面分析可知，兩種采區巷道布置方案都具有各自的優缺點。從經濟層面分析可知，方案一的工程量和投資金額明顯低于方案二。因此，為簡化采區布置系統，減少煤柱，提高資源回收率，并減少初期大巷開拓工程量和投資金額，綜合考慮三采區采用方案一，即南北方向布置采區大巷、工作面雙翼回采。

4 結語

根據神農煤業三采區位置、實際地質情況和采煤方法，提出了兩個三采區巷道布置方案，并對兩個采區布置方案的優缺點、大巷開拓工程量和投資金額進行了分析。通過對比分析，綜合考慮，三采區巷道布置方案確定為采區大巷南北方向布置、工作面雙翼回采，開拓系統簡單，運輸順暢，且減少了巷道煤柱損失、初期大巷開拓工程量和投資金額。

表1 移交時兩種方案經濟比較表