賽蒙特爾煤礦盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

高運(yùn)增

(北京天地華泰采礦工程技術(shù)有限公司,北京 100013)

賽蒙特爾煤礦盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

高運(yùn)增

(北京天地華泰采礦工程技術(shù)有限公司,北京 100013)

煤礦開(kāi)采受現(xiàn)場(chǎng)條件變化影響較大,初步設(shè)計(jì)往往不能滿足礦井后期的生產(chǎn)和開(kāi)拓要求,必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定的優(yōu)化處理。以賽蒙特爾煤礦為例,充分利用其為適應(yīng)“快速搬家”要求而提前施工的輔助回撤通道,實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

通風(fēng)系統(tǒng);優(yōu)化改造;新思路

礦井初步設(shè)計(jì)往往是按礦井最理想的開(kāi)拓、準(zhǔn)備順序進(jìn)行巷道布置,而生產(chǎn)過(guò)程中受諸多因素影響,巷道往往難以按照設(shè)計(jì)順序施工,因此,必須結(jié)合實(shí)際情況對(duì)初步設(shè)計(jì)中的一些內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改造。而在改造過(guò)程中必須綜合考慮礦井各系統(tǒng)的影響,力爭(zhēng)達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效的目標(biāo)。以賽蒙特爾煤礦盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)改造為例,通過(guò)提前施工的輔助回撤通道,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

1 礦井概況

賽蒙特爾井田屬于神府東勝礦區(qū)東勝煤田,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 5Mt/a。主采煤層為 4-2煤,平均煤厚 4.38m,埋藏深度 180～220m,為一向西南傾斜的單斜構(gòu)造,地層傾角 1～3°,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。

礦井采用斜井開(kāi)拓,主斜井傾角 16°,井筒內(nèi)裝備B=1400mm帶式輸送機(jī),運(yùn)輸能力 1500t/h,擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù);副斜井傾角 6°,行走無(wú)軌膠輪車(chē),擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料及設(shè)備等輔助任務(wù);回風(fēng)斜井傾角 25°,擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)。

礦井通風(fēng)方式采用抽出式,通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式。主、副斜井進(jìn)風(fēng),回風(fēng)斜井回風(fēng)。

主采 4-2煤層劃分為 4個(gè)盤(pán)區(qū),目前正在回采一盤(pán)區(qū)、開(kāi)拓二盤(pán)區(qū),一、二盤(pán)區(qū)均采用“區(qū)內(nèi)前進(jìn)”式接續(xù),工作面后退式回采。

2 原盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)情況

礦井初步設(shè)計(jì)布置 3條盤(pán)區(qū)大巷,自盤(pán)區(qū)邊界向里依次為盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷、盤(pán)區(qū)主運(yùn)大巷和盤(pán)區(qū)輔運(yùn)大巷,輔運(yùn)大巷和主運(yùn)大巷進(jìn)風(fēng),回風(fēng)大巷回風(fēng),3條大巷均布置在煤層中。

回采工作面主運(yùn)巷道進(jìn)風(fēng)、輔運(yùn)巷道回風(fēng)?；仫L(fēng)巷道通過(guò)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷溝通,回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷跨越盤(pán)區(qū)輔運(yùn)大巷、盤(pán)區(qū)主運(yùn)大巷時(shí)構(gòu)筑風(fēng)橋,見(jiàn)圖 1。

圖1 礦井原盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

3 原盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

原盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各回采工作面的獨(dú)立通風(fēng),但每個(gè)工作面的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷必須構(gòu)筑跨越盤(pán)區(qū)輔運(yùn)大巷和盤(pán)區(qū)主運(yùn)大巷的風(fēng)橋,因此,存在以下問(wèn)題：

(1)對(duì)巷道施工順序要求嚴(yán)格 依照初步設(shè)計(jì)方案,盤(pán)區(qū)大巷施工過(guò)程中宜將各工作面回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷提前施工,這樣才能便于風(fēng)橋的施工組織。即先施工上部巷道,再施工下部巷道,然后架設(shè)風(fēng)橋。但這樣施工必然影響盤(pán)區(qū)開(kāi)拓進(jìn)度,以及礦井的投產(chǎn)和接續(xù)。

如為加快礦井投產(chǎn)進(jìn)度或確保采區(qū)接替而將各大巷提前施工,各工作面開(kāi)始準(zhǔn)備時(shí)再施工回風(fēng)風(fēng)橋,則會(huì)導(dǎo)致跨巷道施工,特別是需要跨盤(pán)區(qū)主運(yùn)大巷膠帶施工,必然會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響,且施工組織將非常復(fù)雜,全部需要采用人工炮掘,增加了施工費(fèi)用。

(2)施工成本較高 施工回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷需進(jìn)行半煤巖巷道施工。4-2煤層平均煤厚 4.38m,為保證支架搬運(yùn)車(chē)等大型車(chē)輛通行,輔運(yùn)大巷設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度 3.8m,沿煤層底板掘進(jìn),底板硬化厚度200mm;為保證通風(fēng)斷面,回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)橋以上高度不低于 3m,則回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷必須進(jìn)行半煤巖巷道施工,增加了施工成本 (見(jiàn)圖 2)。

(3)構(gòu)筑風(fēng)橋增加了材料成本 構(gòu)筑風(fēng)橋需要大量磚、水泥和鋼材,增加了材料成本。

(4)易造成安全隱患 當(dāng)工作面回采完后,如將橫跨輔運(yùn)大巷和主運(yùn)大巷的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行封閉,一但出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象,將形成礦井重大安全隱患;如保留該回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷,則巷道和風(fēng)橋維護(hù)工作量較大,且風(fēng)橋處漏風(fēng)將增加礦井內(nèi)部漏風(fēng)量。

(5)存在懸空巷道 為礦井末期回收大巷煤柱帶來(lái)困難,將增加煤柱損失。

圖2 礦井盤(pán)區(qū)回風(fēng)聯(lián)巷施工

4 盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案

4-2煤層條件較好,適合采用神東地區(qū)普遍使用的“快速搬家技術(shù)”：提前沿回采工作面終采線施工工作面設(shè)備主回撤通道,主回撤通道以外約30m處施工設(shè)備輔回撤通道,兩通道之間施工 3～4個(gè)聯(lián)絡(luò)巷,末采時(shí)工作面直接與主回撤通道貫通,利用主運(yùn)巷道、輔運(yùn)巷道及聯(lián)巷對(duì)設(shè)備進(jìn)行多頭回撤,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速回撤、加快搬家速度。

優(yōu)化方案充分利用了輔回撤通道,具體如下：將盤(pán)區(qū)各工作面輔回撤通道提前全部施工到位,作為盤(pán)區(qū)輔助回風(fēng)大巷;當(dāng)工作面回撤完畢后,在主運(yùn)巷道、輔運(yùn)巷道和各主回撤通道與盤(pán)區(qū)輔助回風(fēng)大巷 (輔回撤通道)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)施工密閉進(jìn)行采空區(qū)封閉,則盤(pán)區(qū)輔助回風(fēng)大巷可保留,下一個(gè)回采工作面回風(fēng)經(jīng)輔助回風(fēng)大巷和原回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷;掘進(jìn)工作面回風(fēng)可通過(guò)后段盤(pán)區(qū)輔助回風(fēng)大巷及聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造,每個(gè)回采盤(pán)區(qū)僅首采工作面需施工回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷,其余工作面即可省略,從而簡(jiǎn)化了施工程序,降低了回采成本,具體布置見(jiàn)圖 3。

圖3 優(yōu)化改造后盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

5 優(yōu)化方案經(jīng)濟(jì)分析

通過(guò)優(yōu)化改造,減少了準(zhǔn)備巷道工程量、簡(jiǎn)化了施工組織,消除了安全隱患,也大幅降低了生產(chǎn)成本。

根據(jù)《煤炭建設(shè)井巷工程消耗量定額 (2007基價(jià))》預(yù)算,每少施工 1個(gè)立交橋可節(jié)省費(fèi)用約12.6萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)上述盤(pán)區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造,每少施工 1個(gè)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷可少施工 2個(gè)立交橋,可節(jié)省費(fèi)用約 25.2萬(wàn)元。取消回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷施工后,可少施工煤巷約 24m,少出矸石約 460m3,根據(jù)預(yù)算可節(jié)約費(fèi)用約 34萬(wàn)元。則每少施工 1個(gè)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷共可節(jié)約生產(chǎn)成本約 59.2萬(wàn)元。

6 優(yōu)化方案適應(yīng)條件分析

由于受地質(zhì)條件、開(kāi)拓方案、回采順序等多因素影響,任何設(shè)計(jì)或施工方案只能在一定條件下適用。同時(shí),煤礦生產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程,每一子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都不是孤立的,必須綜合考慮運(yùn)輸、通風(fēng)、供排水、供電等各生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合影響。

上述優(yōu)化改造方案的適應(yīng)條件：近水平煤層,采用單水平或多水平分層開(kāi)拓;低瓦斯、不易自燃煤層;適用“快速搬家技術(shù)”提前施工綜采設(shè)備主、輔回撤通道,或巷道掘進(jìn)、維護(hù)成本較低可以采用“兩進(jìn)兩回”開(kāi)拓布置的礦井。

7 結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)系統(tǒng)的改造是一個(gè)系統(tǒng)工程,只有充分掌握了各系統(tǒng)的特點(diǎn),充分利用各系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),才能對(duì)某個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行靈活改造,從而達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1]尹茂森 .神東礦區(qū)快速建井模式 [J].煤炭科學(xué)技術(shù),2004(10)：17-19.

[2]牛瑞芳 .神東礦區(qū)井下無(wú)巖巷布置與矸石處理技術(shù) [J].陜西煤炭,2008(5)：83-84.

[責(zé)任編輯：于海湧 ]

Reformation and Optimization of Panel Ventilation System in Saimengter Colliery

GAO Yun-zeng
(Tiandi Huatai Mining Technology Co.,Ltd,Beijing 100013,China)

Coal mining is largely influenced by actual condition variation and preliminary design which usually cannot meet later mining and driving requirement,so optimization on the basis of actual condition is necessary.Taking Saimengter Colliery as an example,for rapid dis mantling mining face,auxiliary dismantling roadway was constructed in advance,utilization of the roadway made optimization and reformation of ventilation system simple.

ventilation system;optimization and reformation;new idea

TD724

A

1006-6225(2011)01-0036-02

2010-08-30

煤炭科學(xué)研究總院青年基金資助項(xiàng)目 (2008QN08)。

高運(yùn)增 (1979-),男,河北深州人,工程師,碩士,研究方向?yàn)槊禾可a(chǎn)。