陽煤壽陽景福煤礦6號煤層開拓分析

＊劉安定

（山西辰誠建設工程有限公司 山西 045000）

1.引言

陽煤集團壽陽景福煤礦礦井位于壽陽縣坪頭鎮郭家溝村、南莊村與虎現村一帶，距壽陽縣城約40km，行政區劃隸屬壽陽縣坪頭鎮管轄，為陽泉煤業（集團）有限責任公司（以下簡稱“陽煤集團”）控股的子公司。批準開采6號、15號煤層，井田面積為9.564km2，生產規模為0.9Mt/a。礦井采用上行開采，即先開采15號煤，在開采上部的6號煤。現開采15號煤層，15號煤層煤厚3.03～5.21m，平均4.00m，布置一個綜采一次采全高回采工作面，設計生產能力0.9Mt/a。15號煤為從西向東單翼開采，銜接相鄰工作面。銜接工作面進風順槽和已采工作面采空區相鄰，受回采動壓影響較大，維護時間較長，回采工作面搬家倒面時間較長，易造成礦井停產的局面。為保持礦井產能穩定，在6號煤布置一個0.6Mt/a的回采工作面進行生產，待15號煤回采工作面具備生產條件時，結束6號煤回采，恢復15號煤的回采作業，礦井始終保持“一井一面”生產。

2.景福煤礦6號煤開拓方案分析

根據已形成的15號煤開拓系統，考慮到6號煤層與15號煤層覆存情況基本相同，為減少開拓大巷保護煤柱損失，決定將6號煤開拓大巷和15號煤開拓大巷上下重疊布置，即沿井田東部邊界在6號煤南北向布置3條大巷，分別為6號煤膠帶大巷、軌道大巷和回風大巷，間距33～35m，沿6號煤層頂板布置，直至井田南部邊界。從已有的+720水平井底車場開拓6號煤，由于6號煤北部為北高南低，根據采用材料暗斜井和軌道石門兩種開拓方式的不同，提出以下兩個方案，進行比選。

(1)6號煤開拓方案設計

方案1：采用材料暗斜井開拓6號煤

井田境界5號拐點以北的6號煤，為北高南低的單斜構造，為盡快揭露6號煤層，在+720水平井底車場（位于爆炸物品庫進料通道附近）開口，在15號煤軌道巷與膠帶巷之間施工6號煤材料暗斜井（坡度10°）與上下部車場，總長約419m，與6號煤軌道大巷相連，采用無極繩連續牽引絞車運輸。

為簡化主立井井底裝載系統，在6號煤材料暗斜井與15號煤膠帶大巷層間距30m的地方向東開口，平走16m，與15號煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號煤膠帶大巷，在6號煤與15號煤膠帶大巷之間設置6號煤煤倉，即6號煤通過煤倉與已有的15號煤主運輸系統相連，該種布置方式，6號煤膠帶巷長約3533m。為滿足6號煤人員運輸，在清理撒煤巷向南開口施工6號煤運人巷，與6號煤膠帶巷相連，巷道長度543m，安設一部架空乘人器。

方案2：采用軌道石門開拓6號煤

井田境界5號拐點以北的6號煤，為北高南低的單斜構造，該區域6號煤底板最低標高為+710m，距離+720水平井底車場約1000m，結合井底車場蓄電池式電機車運輸方式，可在+720水平井底車場（位于爆炸物品庫進料通道附近）開口，在15號煤軌道巷與膠帶巷之間施工6號煤軌道石門，約749m，采用蓄電池式電機車通過6號煤軌道石門與6號煤軌道大巷相連。

為簡化主立井井底裝載系統，在6號煤軌道石門與15號煤膠帶大巷層間距30m的地方開口，平走16m，與15號煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號煤膠帶大巷，在6號煤與15號煤膠帶大巷之間設置6號煤煤倉，即6號煤通過煤倉與已有的15號煤主運輸系統相連，該種布置方式，6號煤膠帶巷長約3460m。

(2)6號煤開拓方案的選定

為了確定兩種方案的優劣，需要對兩種方案的經濟效應進行對比。具體結果如下：

①開拓巷道：6號煤材料暗斜井/軌道石門，方案1的工程量為419m、費用為1185萬元，方案2的工程量為749m、費用1708萬元；6號煤膠帶大巷，方案1的工程量為3533m、費用為6078萬元，方案2的工程量為3460m、費用5951萬元；6號煤運人巷，方案1的工程量為543m、費用為728萬元，方案2無；無極繩連續牽引絞車硐室工程量，方案1的工程量為600m3、費用為78萬元，方案2無。

方案1比方案2巷道工程量長度多286m，硐室工程量多600m3，多投資410萬元。

②輔運設備：無極繩連續牽引絞車/蓄電池式電機車，方案1需要在材料暗斜井安裝無極繩連續牽引絞車1部，共計152萬元，方案2不需要。

方案1比方案2多1部絞車，多投資152萬元。

③運輸環節（井底車場至6101移交回采工作面回風順槽口）：方案1的為4個，方案2的為兩個。

方案1較方案2多2個運輸環節。

④運輸時間（井底車場至6101移交回采工作面回風順槽口）：方案1從井底車場摘掛鉤時間約5min，井底車場至6號煤材料暗斜井下部車場運輸時間約5min（共472m），下部車場摘掛鉤時間約5min，6號煤材料暗斜井及上下部車場運輸時間約8min（共373m），上部車場摘掛鉤時間約5min，至6號煤一采區材料車場及摘掛鉤時間約10min，至6101移交工作面回風順槽口運輸時間約21min（共1063m），從井底車場至6101移交工作面回風順槽口運輸時間約49min；方案2從井底車場摘掛鉤時間約5min，井底車場至6號煤一采區材料車場運輸時間約12min（共1197m），車場摘掛鉤時間約5min，至6101移交工作面順槽口運輸時間約15min（共750m），從井底車場至6101移交工作面回風順槽口運輸時間約37min。

方案1較方案2多花費時間12min。

綜上所述，方案1較方案2井巷工程量多286m，硐室體積多600m3，多安設一部無極繩連續牽引絞車，投資多562萬元，運輸環節多2個，運輸時間多12min。但考慮到材料暗斜井較軌道石門少330m，可以提前3個月揭露6號煤，盡早進入采區巷道的施工，提前移交投產，為此6號煤開拓方式推薦方案1，即采用材料暗斜井開拓。

3.6號煤礦開拓巷道的布置方式分析

根據確定的6號煤開拓巷道布置方案，輔助運輸方式亦可采用單軌吊運輸，單軌吊選用DZ2200 3+3，2部。該種運輸方式在6號煤單軌吊暗斜井下部車場換裝1次，即可將材料設備直接運往生產地點，運輸環節簡單；但是存在投資高（1552.5萬元，其中設備費1134萬元，安裝費418.5萬元），防爆柴油機產生的廢氣對井下空氣產生污染，特別根據現15號煤開采后，相鄰的開拓準備巷道頂板礦壓顯現明顯，需要進行整巷維修，可見6號煤采用單軌吊運輸其安全性亦較差，為此確定6號煤輔助運輸采用無極繩連續牽引絞車 運輸。

為簡化主立井井底裝載系統，在6號煤材料暗斜井與15號煤膠帶大巷層間距30m的地方向東開口，平走16m，與15號煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號煤膠帶大巷，在6號煤與15號煤膠帶大巷之間設置6號煤煤倉，即6號煤通過煤倉與已有的15號煤主運輸系統相連，該種布置方式，6號煤膠帶巷長約3533m。為滿足6號煤人員運輸，在清理撒煤巷向南開口施工6號煤運人巷，與6號煤膠帶巷相連，巷道長度543m，安設一部架空乘人器。

6號煤層埋深500m等值線以下，開拓巷道可以布置在原始應力區，即與15號煤開拓巷道重疊布置；埋深500m等值線以上，開拓巷道既可以布置在原始應力區，呈“│”字型布置，也可以布置在采動影響區，若布置在采動影響區，6號煤開拓巷道較重疊布置往西平移258m，布置在15號煤開采后的卸壓區，呈“”字型布置。由于6號煤和15號煤上下重疊布置，開拓巷道南北向“│”字型布置，有利于主、副運輸設備布置，減少運輸環節和人員配備，提高運輸效率，為此在滿足治理瓦斯的前提下，根據已形成的15號煤開拓系統，考慮到6號煤層與15號煤層覆存情況基本相同，為減少開拓大巷保護煤柱損失，決定將6號煤開拓大巷和15號煤開拓大巷上下重疊布置，即沿井田東部邊界在6號煤南北向布置3條大巷，分別為6號煤膠帶大巷、軌道大巷和回風大巷，間距35m，沿6號煤層頂板布置，直至井田南部邊界。

4.小結

為保持礦井開采的安全性，壽陽景福煤礦在15號煤層開采完畢之前，提前對6號煤層進行開采。為此，需要對6號煤層進行開拓。本文探討了6號煤層開拓的兩種方案，一種是采用材料暗斜井開拓6號煤，另一種是采用軌道石門開拓6號煤。對比研究發現，方案一相對于方案二可以提前3個月揭露6號煤，盡早進入采區巷道的施工，提前移交投產。