棲鳳煤礦礦井采區(qū)布置方案的探討

趙書海

（太原理工大學 礦業(yè)工程學院，太原 030024）

山西忻州神達棲鳳煤礦的設(shè)計生產(chǎn)能力0.90 Mt/a，斜井開拓方式，5號煤層首采區(qū)位于井田西南部，+1 325 m水平南翼，編號514采區(qū)，屬上山采區(qū)，走向長1 200 m，傾斜寬515 m，采區(qū)垂高176 m，面積618 000 m2，可采采儲量650萬t，服務(wù)年限5.5 a。

1 采區(qū)數(shù)目及工作面生產(chǎn)能力計算

1）移交生產(chǎn)和達到設(shè)計能力時的采區(qū)數(shù)目：礦井移交生產(chǎn)時布置1個采區(qū)（5號煤層514采區(qū)），采用一井一面，5號煤層1個工作面單層生產(chǎn)達到生產(chǎn)能力。

2）工作面生產(chǎn)能力計算：回采工作面基本參數(shù)為：切眼長110 m，運輸順槽長948 m，回風順槽長878 m，5號煤層平均厚度14.68 m，采用走向長壁分層放頂煤綜采法（分兩次采放全高），其中采底開幫2.4 m，放頂煤5.0 m，最大控頂距4.72 m，最小控頂距4.12 m，每循環(huán)推進0.6 m，容重1.47 m3/t，工作面回收率推幫煤95%、放頂煤70%。機組循環(huán)進度0.6 m，三班生產(chǎn)，一班檢修，生產(chǎn)班進度1.2 m，日進度3.6 m，正規(guī)循環(huán)率0.8，年工作日330 d，工作面年推進度950.4 m，年掘進量2 500 m，掘進斷面13.4 m2。

（1）循環(huán)產(chǎn)量：循環(huán)產(chǎn)量Qxh=Q1+Q2=176.96+271.66=448.62 t。推幫循環(huán)產(chǎn)量 Q1=LM1VγC1c=110×2.4×0.6×1.47×0.95×0.8=176.96 t。放頂煤循環(huán)產(chǎn)量Q2=LM2VγC2c=110×5.0×0.6×1.47×0.70×0.8=271.66 t。式中：Q 為產(chǎn)量，t；L 為工作面長度，m；M1、M2為推幫采煤厚度及放頂煤厚度，m；V為工作面年物質(zhì)循環(huán)進度，m；γ 為煤層容重，t/m3；C1為工作面推幫回采率，取0.95；C2為工作面放頂煤回采率，取 0.70；c為正規(guī)循環(huán)率，80%。

（2）工作面生產(chǎn)能力：工作面三采一準，每天6個循環(huán)，年工作日330 d，正規(guī)循環(huán)率80%，日產(chǎn)量269 1.7 t，年推進度 950.4 m。Ac=448.62×6×330×10-4=88.83萬t/a。

（3）采區(qū)生產(chǎn)能力：QB=k1k2Ac。式中：QB為采區(qū)生產(chǎn)能力；k1為采區(qū)掘進出煤系數(shù)，取為1.1；k2為工作面之間出煤影響系數(shù)，由于同采的工作面?zhèn)€數(shù)為1，故 k2=1。A=1.1×1×88.83=97.7 萬 t/a。故采區(qū)能滿足礦井產(chǎn)量要求。

2 采區(qū)尺寸及巷道布置

1）采區(qū)走向長度的確定：514采區(qū)位于井田+1 325 m水平南翼，屬上山雙翼采區(qū)，走向長1 300 m，傾斜寬425 m，面積552 500 m2。

2）確定區(qū)段斜長和工作面數(shù)目：采區(qū)傾斜長425 m，工作面長110 m，以514采區(qū)三條上山巷道為中心雙翼布置順槽巷道，首采區(qū)布置6個工作面（2層）。

3）采區(qū)巷道布置：5號煤層為特厚煤層，按綜采放頂煤法布置巷道，以514采區(qū)三條上山（運輸、輔助運輸、回風）巷道為中心雙翼布置順槽巷道，上分層順槽均沿煤層中部布置，下分層順槽沿煤層底板布置，上下分層順槽巷道重疊布置；上分層運輸順槽通過溜煤眼與514采區(qū)運輸上山刮板輸送機聯(lián)接，下分層直接搭接。

4）采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序：51402（上）→50404（上）→50406（上）→51402（下）→51404（下）→51406（下），工作面接替采用由近至遠、由上至下依次接替。

3 采區(qū)車場、裝車點及硐室

1）采區(qū)車場：+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）布置在2號、5號煤層之間巖石中，機軌合一，+1 325 m南翼輔助運輸大巷利舊。大型設(shè)備及材料通過+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）軌道運輸，日常小型設(shè)備及人員通過+1 325 m南翼輔助運輸大巷架線電機車運輸。514采區(qū)輔助運輸上山采用絞車牽引礦車運輸，回風順槽（軌道）采用無極繩連續(xù)牽引車運輸。原煤經(jīng)運輸順槽可伸縮帶式輸送機轉(zhuǎn)載入514采區(qū)運輸上山刮板輸送機，514采區(qū)運輸上山刮板輸送機與采區(qū)煤倉上倉運輸巷帶式輸送機搭接送入采區(qū)煤倉，由+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）、2號-5號煤運輸石門帶式輸送機，將原煤送入井底煤倉，再由井底煤倉下給煤機將原煤給入主斜井帶式輸送機運出地面。

2）采區(qū)主要硐室：①采區(qū)煤倉：圓形斷面煤倉，直徑5 m，垂高25 m，容量350 t。②采區(qū)絞車房：采區(qū)輔助運輸采用絞車牽引礦車運輸，設(shè)專用采區(qū)絞車房。③采區(qū)變電所：首采514采區(qū)距中央變電所距離較遠，在514采區(qū)輔運上山及回風上山之間設(shè)采區(qū)變電所。④采區(qū)機電硐室（利舊）、采區(qū)消防材料庫（20 m）、井下保健急救站（20 m）、采區(qū)等候硐室（15.5 m）。

4 采區(qū)煤矸運輸、輔助運輸、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)

1）運煤系統(tǒng)：回采工作面（刮板運輸機）→運輸順槽（可伸縮帶式輸送機）→514運輸上山（刮板輸送機）→采區(qū)煤倉上倉運輸巷（帶式輸送機）→采區(qū)煤倉→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→2號-5號煤運輸石門（帶式輸送機）→井底煤倉（給煤機）→主斜井（帶式輸送機）→地面。

2）運料系統(tǒng)：副斜井→副斜井井底車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）或+1 325 m南翼運輸大巷（利舊）→采區(qū)車場→514采區(qū)輔助運輸上山→工作面回風順槽（軌道）→回采（掘進）工作面。

3）通風系統(tǒng)

①新鮮風流：主風流：主斜井→井底車場→2號-5號煤輔助運輸石門→+1 325 m南翼運輸大巷聯(lián)絡(luò)巷→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→采區(qū)車場→采區(qū)運輸上山→工作面運輸順槽→工作面。輔助風流：副斜井→2號-5號煤運輸石門→+1 325 m南翼行人大巷（利舊）及輔助運輸大巷（利舊）→采區(qū)車場→采區(qū)輔運上山→掘進工作面運輸順槽→回采工作面。②污風風流：工作面→工作面回風順槽→采區(qū)回風上山→回風聯(lián)絡(luò)巷→總回風巷→回風斜井→風硐經(jīng)主要通風機排出地面。

4）矸石系統(tǒng)：掘進工作面矸石→順槽→采區(qū)輔運上山→采區(qū)車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）→+1 325 m南翼運輸大巷聯(lián)絡(luò)巷→2號-5號煤輔運石門→副斜井井底車場→副斜井→地面。

5）供電系統(tǒng)：地面變電站→主斜井→井下中央變電所→采區(qū)變電所→移動變電站→工作面。

6）排水系統(tǒng)：運輸、軌道順槽→采區(qū)運輸、輔助運輸、回風上山→采區(qū)車場→+1 325 m南翼運輸大巷（新掘）、+1 325 m南翼行人大巷（利舊）及輔助運輸大巷（利舊）→2號-5號煤運輸石門→井底車場→中央水泵房→主斜井→地面。

5 結(jié)束語

經(jīng)對棲鳳煤礦礦井采區(qū)布置方案的探討，得出結(jié)論：5號煤層514采區(qū)工作面生產(chǎn)能力88.83萬t/a，采區(qū)生產(chǎn)能力97.7萬t/a。因此采區(qū)將能滿足礦井產(chǎn)量要求。5號煤層為特厚煤層，按綜采放頂煤采煤法布置巷道；采區(qū)車場、裝車點、硐室、采區(qū)通風和排水系統(tǒng)均能滿足規(guī)定要求。