濟寧二號煤礦南翼二水平生產接續(xù)方案優(yōu)化與實施

賀新剛　劉　慧

【摘要】隨著濟寧市新增規(guī)劃建筑的增加，濟寧二號煤礦的十三、十五采區(qū)將會被規(guī)劃到新城之內，為了保證礦井的經濟效益以及礦井接續(xù)，加快十三、十五采區(qū)的開采力度成了當務之急。如何加大礦井開拓力度，確定開采方案，對于保證礦井的持續(xù)發(fā)展起到積極作用，合理的開采方案有利于礦井的發(fā)展。

【關鍵詞】水平生產；礦井開采；優(yōu)化實施

一、 對十三、十五采區(qū)的概述

濟寧二號煤礦為設計年產400萬噸的特大型現代化煤礦,同時隨著濟寧市新增規(guī)劃建筑的增加，濟寧二號煤礦也在規(guī)劃范圍之內，特別是十三、十五采區(qū)將在據新增城市規(guī)劃建筑與村莊的規(guī)劃內，如何加大、加快十三、十五采區(qū)的開采是我們礦的重中之重。

二、 確定開拓方案

煤礦企業(yè)的生產環(huán)節(jié)多，各生產環(huán)節(jié)的比例和連續(xù)性較強，必然要求計劃安排工作要嚴格保證計劃進度的銜接。我們采用進度銜接法確定開采方案。

（一）十三、十五采區(qū)開拓布置方案

十三和十五采區(qū)煤層有下列特點：

1.兩個采區(qū)3上煤層厚0～4.46m，平均2.7m，煤層結構復雜，不可采范圍較小，適合用綜合機械化采煤方法開采，為穩(wěn)定可采煤層。

2. 兩個采區(qū)3下煤層煤厚度0～3.85m，平均0.87m，不可采范圍大，尤其是十三采區(qū)全區(qū)缺失，十五采區(qū)局部可采，為極不穩(wěn)定煤層。

3.采區(qū)主要褶曲是白莊背斜、石佛向斜等。

4.煤層頂板為中等穩(wěn)定～穩(wěn)定頂板。

5. 十五采區(qū)地面有李集、常村、白莊、六四農場等地面建筑物，分布整個采區(qū)內。

6. 十三采區(qū)位于北湖和南陽湖下，地面情況簡單。

通過以上分析，確定十三和十五采區(qū)以開采3上煤層為主，大巷層位位于3上煤層中，其中膠帶輸送機大巷和回風大巷沿3上煤層布置，軌道進風大巷根據3上煤層賦存狀況，沿一定坡度施工，局部穿層布置。

（二）南翼二水平大巷開拓方案

根據二水平巷道現有開拓狀況，為了加快十三和十五采區(qū)開拓，盡早形成工作面，結合九采區(qū)、十一采區(qū)工作面布置方案和礦井生產接續(xù)安排，整個開拓方案分為前期和后期：

1. 前期開拓方案

方案一：水平延伸南翼-740軌道進風大巷到九采邊界，全巖巷（1562m）開拓，輔助運輸采用平巷電機車運輸；南翼-740第二部膠帶輸送機大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層，然后見3上煤層后沿3上煤層施工。

方案二：沿3下煤層延伸南翼二水平輔助運輸巷到九采邊界（煤巷620m，巖巷910m），輔助運輸采用無極繩運輸；南翼-740第二部膠帶輸送機大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層斷層，然后見3上煤層后沿3上煤層施工。

方案三：南翼-740第二部膠帶輸送機大巷和南翼回風大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層，然后見3上煤層后沿3上煤層施工，其中南翼-740第二部膠帶輸送機大巷煤巷735m，半煤巖巷556m，南翼-740回風大巷煤巷600m，半煤巖巷556m。采用回風大巷進風和擔負輔助運輸任務，輔助運輸采用無極繩運輸。后期施工南翼-740軌道進風大巷，形成整個生產系統。

2. 前期方案對比

方案一：

優(yōu)點：輔助運輸環(huán)節(jié)簡單，運輸巷道層位較穩(wěn)定，同時排水系統簡單，人員運送方便。

缺點：九采區(qū)和十一采區(qū)工作面聯絡巷巖巷工程量大。

方案二：

優(yōu)點：巖巷工程量小，巷道最低點位于輔助運輸巷，能夠集中進行排水。九采區(qū)和十一采區(qū)工作面聯絡巷多為煤巷和半煤巖巷。

缺點：輔助運輸環(huán)節(jié)多，運輸能力低。主要輔助運輸巷道位于3下煤層中，易于變形，維護困難。排水系統復雜，所有的積水必須通過管路排至上車場位置。人員機械化運輸困難

方案三：

優(yōu)點：全部為煤巷和半煤巖巷，巷道最低點位于回風巷，能夠集中進行排水。同時能夠探明煤層賦存狀況，為軌道進風巷布置提供依據。

綜上所述，從方案可行性上來看，三個方案均具有一定的可行性，方案一的優(yōu)點最為突出，但是缺點也比較明顯，方案三與其他方案相比，缺點明顯，但施工周期最短，更有利于礦井的長遠發(fā)展，故設計推薦采用方案三。

3. 后期開拓方案

當-740回風大巷和膠帶輸送機大巷向前施工一定距離或則進入十三采區(qū)后，探明了煤層賦存狀況后，確定軌道進風大巷施工方案：

方案一：煤層賦存狀況好，斷層等地質構造少，起伏小，沿3下煤層延伸南翼-740輔助運輸巷，見3上煤層后，沿3上煤層施工進入十三和十五采區(qū)，同時水平延伸南翼-740軌道進風大巷（采用小斷面單軌運輸），擔負整個南翼輔助運輸、行人和排水等任務。

方案二：煤層賦存狀況差，斷層等地質構造多，起伏變化大，沿3下煤層延伸南翼-740輔助運輸巷到九采區(qū)邊界，解決九采區(qū)和十一采區(qū)工作面輔助運輸和通風等工作（不再進入十三和十五采區(qū)）；水平延伸南翼-740軌道進風大巷（采用大斷面雙軌運輸），施工進入十三和十五采區(qū)，擔負整個南翼輔助運輸、行人和排水等任務，在十三和十五采區(qū)根據3上煤層賦存狀況沿一定坡度施工，穿層布置，輔助運輸采用液壓絞車接力運輸，同時考慮沿3上煤層施工管子道，以便于十三和十五采區(qū)工作面布置。

三、首采面選擇

1. 工作面布置。十三十五采區(qū)工作面布置采用傾斜長壁式布置，由于十五采區(qū)地面建筑物多，根據現如今搬遷狀況，建議采用條帶開采；十三采區(qū)位于地面水體下，應進行水下開采可行性研究后進行布置工作面，結合濟三煤礦設計情況，本采區(qū)水下采煤應是可行的，采用正規(guī)綜合機械化采煤方式布置。根據現有地質資料，預計十三采區(qū)生產能力約在150～200萬噸。

2. 首采工作面選擇。首采面位置選擇應遵循煤層條件好、構造少和準備工期短的原則，根據兩個采區(qū)井上下情況分析，適合首采面位置的有133上01、153上01、133上06和133上09工作面，但由于133上01和153上01工作面均位于村莊保護煤柱下，開采前必須搬遷村莊或則采用建筑物下采煤方式，同時兩個工作面煤層厚度小，不適宜作首采工作面，133上09工作面與133上06工作面相比，準備工期較長（長4個月左右），因此確定首采面布置在133上06面，原因如下：

（1）地面沒有建筑物，位于水體下，不牽扯到村莊搬遷；

（2）煤層厚度穩(wěn)定，煤層厚度在1.8～2.0m之間，構造較少。

四、工期計算

從2007年4月開始安排隊伍施工，南翼-740第二部膠帶輸送機大巷到133上06工作面尚余2161m巷道沒有施工，安排綜掘隊伍施工，到2008年4月（150m/月）施工到133上06工作面運順位置，到2008年2月施工到133上06工作面運順位置。

五、通風能力核算

濟寧二號煤礦采用立井多水平開拓，目前開采的第一水平標高-555m。礦井通風方式為中央并列式，主井、副井進風，中央風井回風，中央風井地面風機房安裝GAF31.5-15.8軸流式風機兩臺，其中一臺運轉，一臺備用。

九采區(qū)（或十一采區(qū)）、十三采區(qū)同時回采時期，二水平片區(qū)需風量6000 m3/min風量，礦井通風阻力2879Pa，根據主要通風機特性曲線，主通風機最大提供負壓3100Pa，能夠滿足礦井安全生產的需要。

六、存在的問題

1. 輔助運輸問題：前期輔助運輸環(huán)節(jié)多，距離長，從副井到133上06工作面要經過6個環(huán)節(jié)，運距達7.2km，輔助運量低。

2. 通風問題：通風路線增加，礦井通風阻力增大，全程通風路線（13306工作面）將近19000米，通風阻力2879Pa，到十三采邊界工作面，全程通風路線將達24000米左右，通風阻力預計將達3055Pa，大大增加通風管理難度，主要通風機能力達到極限，抗災能力大大降低；

3. 機械設備問題：由于濟寧二號煤礦地質條件復雜，煤層賦存不穩(wěn)定，煤層起伏變化大，煤厚變化大，兩條巷道施工原則沿煤層施工，局部會出現破頂或破底情況，采用綜掘施工，配備兩部大功率綜掘機來解決。

七、實施效果

經濟效益：十三采區(qū)壓礦煤炭儲量14023.23萬噸，十五采區(qū)壓煤617.42萬噸，采用此種開采方式，將為我礦提前開采十三、十五采區(qū)提供了保障，十三、十五采區(qū)合計煤炭儲量為14640.65萬噸，按平均回采率75%計算回采產量，以2007年底煤炭平均售價500.37元/噸計算所創(chuàng)經濟效益：

14640.65×500.37×75%=5494306.53萬元。

社會效益：穩(wěn)定了礦井生產，保持了南、北兩翼均衡生產，為我礦經濟效益的提高打下了良好的基礎。