采區(qū)優(yōu)化設(shè)計的探析

姚軍峰

（安徽省淮北工業(yè)建筑設(shè)計院，安徽 淮北 235037）

1 概述

為了滿足經(jīng)濟、高效的開采思路，適應(yīng)設(shè)計大能力采區(qū)的方略，淮北工業(yè)建筑設(shè)計院，對劉店煤礦101采區(qū)進行優(yōu)化設(shè)計，把原設(shè)計101和102兩個采區(qū)進行合并，減少采區(qū)數(shù)量，減少巷道，簡化了系統(tǒng)，提高采區(qū)服務(wù)年限，對實現(xiàn)高產(chǎn)高效奠定了基礎(chǔ)。

2 劉店煤礦概況

劉店煤礦是由煤炭工業(yè)合肥設(shè)計院設(shè)計，年設(shè)計生產(chǎn)能力150萬噸，服務(wù)年限49.2年。

礦井采用立井、主要石門及大巷開拓方式，礦井劃分為兩個水平，一水平標(biāo)高－640m，上、下山開采方式，下山到－800m。二水平標(biāo)高－1000m，采用暗斜井延伸方式。工業(yè)廣場設(shè)計主井、副井和風(fēng)井3個井筒。主井直徑5m、副井直徑6.8m、風(fēng)井直徑5.5m。

礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)方式為全負(fù)壓、抽出式機械通風(fēng)。

工作面走向長壁布置或偽傾斜長壁布置，采煤工藝以綜采為主，高檔普采為輔。采用全部垮落法管理頂板。

2.1 采區(qū)概況

2.1.1 101采區(qū)概況

101采區(qū)位于劉店煤礦南部，面積1.82平方公里，西至DF2斷層上盤或礦區(qū)工廣煤柱線；東到煤層露頭線；南以F60斷層為界與102采區(qū)分開。地面有尹莊、新莊兩個村莊，以及民用高壓線穿過全采區(qū)。

主采煤層為10煤，下距K1標(biāo)志層20～50m，平均約33m；上距K2標(biāo)志層13～81m，平均約55m。兩極厚度1.37～5.70m，平均厚度3.15m。見煤點10個，可采點10個?？刹芍笖?shù)1，變異系數(shù)40.9%。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。是較穩(wěn)定煤層，煤類為焦煤、瘦煤、貧煤。煤層頂板為泥巖、粉砂巖、砂巖。煤層底板多為暗色泥巖或細(xì)粉砂巖。

101采區(qū)位于礦區(qū)南部，以傾向南西西的單斜構(gòu)造為主，傾角10°～30°，一般20°左右。采區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，共有19條，正斷層16條，逆斷層3條，斷層走向以北東向為主，北西向為輔。構(gòu)造復(fù)雜程度總體上屬中等構(gòu)造復(fù)雜程度。

采區(qū)涌水量采用比擬法預(yù)算結(jié)果6.84m3/h和20.51m3/h作為采區(qū)的正常涌水量和最大涌水量。

采區(qū)內(nèi)共獲得總儲量757.4萬噸，可采儲量393.48萬噸。

2.1.2 102采區(qū)概況

102采區(qū)位于劉店煤礦南部，面積2.33平方公里，西至DF2斷層上盤或礦區(qū)工廣煤柱線;東、南止于煤層露頭線;北部以DF61斷層為界與101采區(qū)分開。地面有后許莊、史王莊兩個村莊，以及民用高壓線穿過全采區(qū)。

主采煤層為10煤，下距K1標(biāo)志層15～60m，平均約33m；上距K2標(biāo)志層45～65m，平均約58m。兩極厚度0.94～6.77m，平均厚度2.398m。見煤點11個，可采點11個?？刹芍笖?shù)1，變異系數(shù)42.8%。煤層結(jié)構(gòu)較簡單。是較穩(wěn)定煤層，煤類為焦煤、瘦煤。煤層頂板為泥巖、粉砂巖、砂巖。煤層底板多為暗色泥巖或細(xì)粉砂巖。

102采區(qū)位于礦區(qū)南部，以傾向北北西的單斜構(gòu)造為主，傾角10°～30°，一般25°左右。采區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，共有16條，斷層走向以北東向為主，北西向為輔。構(gòu)造復(fù)雜程度總體上屬中等構(gòu)造復(fù)雜程度。

采區(qū)涌水量采用比擬法預(yù)算結(jié)果7.21m3/h和21.63m3/h作為采區(qū)的正常涌水量和最大涌水量。

采區(qū)內(nèi)共獲得總儲量838.4萬噸，可采儲量376.47萬噸。

2.2 原設(shè)計開采方案

101采區(qū)和102采區(qū)分別生根在北翼東軌道大巷、北翼東運輸大巷和北翼東回風(fēng)大巷形成兩套獨立系統(tǒng)，其中101采區(qū)四條上山準(zhǔn)備總工程量6560m，102采區(qū)四條上山，準(zhǔn)備總工程量6860m，準(zhǔn)備時間長工程量大，投入高。

3 優(yōu)化采區(qū)開采方案

優(yōu)化設(shè)計采區(qū)范圍包括原101采區(qū)和102采區(qū)，為了滿足經(jīng)濟、高效的開采思路，適應(yīng)設(shè)計大能力采區(qū)的方略，合并101采區(qū)和102采區(qū)，統(tǒng)稱101采區(qū)，生根在北翼東軌道大巷、北翼東運輸大巷和北翼東回風(fēng)大巷形成一套獨立系統(tǒng)。采區(qū)設(shè)計能力90萬噸，布置3條上山，上山沿煤層底板布置在DF60、DF61附近。

①上山平面位置布置與DF60和DF61斜交，由斷層南側(cè)穿到斷層北側(cè)，下山平面位置布置在DF61斷層南側(cè)，沿煤層底板布置，巷道底板與煤層的法線距離在15～30m之間。

準(zhǔn)備總工程量6762m（其中3條大巷及石門工程量3032m），全部為巖石工程。

②采區(qū)布置三條上山（下山），分別是回風(fēng)上山、軌道上山、運輸（行人）上山。軌道上山、回風(fēng)行人上山坡度為26°，運輸（行人）上山坡度為28°。

③運煤系統(tǒng)：各回采工作面采出的煤炭，由采區(qū)運輸上山運至運輸石門，進而進入礦井主運系統(tǒng)運向主井方向。

④通風(fēng)系統(tǒng)：采區(qū)按一面三頭布置，配風(fēng)系數(shù)取1.15，則需風(fēng)量為2760m3/min。

新鮮風(fēng)流：由北翼東軌大巷經(jīng)軌道石門進入軌道上山、行人上山進入回采工作面。

乏風(fēng)：自回采工作面出來的乏風(fēng)經(jīng)采區(qū)回風(fēng)上山至回風(fēng)石門進入北翼東回大巷到中央回風(fēng)井。

⑤采區(qū)材料運輸系統(tǒng)：由北翼東軌大巷經(jīng)軌道石門進入軌道上山進入施工地點。

⑥采區(qū)行人系統(tǒng)：由北翼東軌大巷經(jīng)軌道石門進入運輸行人上山進入施工地點。

結(jié)語

為了滿足經(jīng)濟、高效的開采思路，適應(yīng)設(shè)計大能力采區(qū)的方略，把開始小生產(chǎn)能力的相鄰采區(qū)進行優(yōu)化設(shè)計合并布置，簡化系統(tǒng)，提高服務(wù)年限，減少搬家次數(shù)，可以推廣。

[1]錢鳴高，劉聽成.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

[2]蔣金泉，韓繼勝，石永奎.巷道穩(wěn)定性與支護[M].濟南：山東科技大學(xué)出版社，1998.

[3]徐永析.采礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.