東翼開(kāi)拓方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

東翼開(kāi)拓方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

本文根據(jù)板石煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀,結(jié)合生產(chǎn)技術(shù)條件,對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,減少巖石工程量,降低了生產(chǎn)成本,縮短了工期,保證了采區(qū)接續(xù)。以“安全第一”為指導(dǎo)思想,為全面完善礦井生產(chǎn)技術(shù)條件,滿(mǎn)足礦井年產(chǎn)量和采區(qū)接續(xù)的總體要求,優(yōu)化設(shè)計(jì)按現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)政策進(jìn)行編制。優(yōu)化方案中盡量采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及新材料,以適應(yīng)煤礦現(xiàn)代化發(fā)展的需要。

方案 優(yōu)化 比較 可行

板石一礦由長(zhǎng)春煤礦設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為90萬(wàn)噸,2008年核定年生產(chǎn)能力為240萬(wàn)噸/年,2011年進(jìn)行了風(fēng)立井系統(tǒng)改造,改造后重新核定年生產(chǎn)能力為300萬(wàn)噸/年,是一座機(jī)械化程度較高的大型礦井。2008年7月18日正式投產(chǎn)以來(lái),主要開(kāi)采一、二采區(qū),而一、二采區(qū)生產(chǎn)能力發(fā)揮不出礦井的優(yōu)勢(shì),必須優(yōu)化東翼開(kāi)拓系統(tǒng),盡快形成三個(gè)采區(qū)同采的生產(chǎn)格局,才能完成300萬(wàn)噸的產(chǎn)能,使礦井走上安全高效、持續(xù)發(fā)展的軌道。

1 采區(qū)概況

(1)采區(qū)境界。板石一礦東翼位于板石井田中部,北以F11斷層為界;東以井田邊界為界;南以新農(nóng)村村莊保護(hù)煤柱為界;西以北河堤為界與八連城井田相鄰。總面積9．261km2。(2)采區(qū)地表。采區(qū)地表西北部為琿春河,礦區(qū)鐵路專(zhuān)用線跨河而建。區(qū)內(nèi)地表地勢(shì)平坦,大多為水田及旱田。有新農(nóng)村、南秦孟村坐落在采區(qū)地表中部及東部。(3)采區(qū)煤層結(jié)構(gòu)。采區(qū)內(nèi)煤巖層淺部走向北東,傾向北西;深部走向南北～北西～東西,傾向西～西南～南。傾角淺部較大,為15°,深部趨于平緩,為0～5°。深部是一較大型的向斜構(gòu)造(新農(nóng)村向斜),而且小型褶曲也較發(fā)育。(4)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造。采區(qū)內(nèi)經(jīng)三維地震勘探過(guò)的部分,已探明斷層53條,落差0～5米的斷層14條,落差5～10米的斷層4條,落差10～30米的斷層20條,落差大于30米的斷層15條。15線以東還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)三維地震勘探工作。(5)采區(qū)儲(chǔ)量。采區(qū)面積9．261km2。參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層為22、22a、23、23a號(hào)4個(gè)煤層,經(jīng)計(jì)算本采區(qū)的儲(chǔ)量A+B級(jí)為1435．2萬(wàn)噸,C級(jí)為3015．5萬(wàn)噸,A+B+C級(jí)為4450．7萬(wàn)噸。其中1．31米以上的儲(chǔ)量A+B級(jí)為1114．5萬(wàn)噸,C級(jí)為606．8萬(wàn)噸,A+B+C級(jí)為1723．1萬(wàn)噸;1．30米以下的儲(chǔ)量A+B級(jí)為320．7萬(wàn)噸,C級(jí)為2406．9萬(wàn)噸,A+B+C級(jí)為2727．6萬(wàn)噸。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

以“安全第一”為指導(dǎo)思想,為全面完善礦井生產(chǎn)技術(shù)條件,滿(mǎn)足礦井年產(chǎn)量和采區(qū)接續(xù)的總體要求,優(yōu)化設(shè)計(jì)按現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)政策進(jìn)行編制。優(yōu)化方案中盡量采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及新材料,以適應(yīng)煤礦現(xiàn)代化發(fā)展的要求。

2.1 采區(qū)生產(chǎn)能力

根據(jù)東翼儲(chǔ)量、煤層賦存、地質(zhì)條件及礦井兩翼均衡生產(chǎn)的原則,設(shè)計(jì)采區(qū)內(nèi)安排兩個(gè)綜采工作面,年生產(chǎn)能力平均為150萬(wàn)噸,服務(wù)年限7年。

2.2 采區(qū)開(kāi)拓方式

結(jié)合采區(qū)構(gòu)造較相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),采區(qū)應(yīng)首選雙翼采區(qū)開(kāi)拓方式,東西雙翼布置工作面。因此確定采區(qū)開(kāi)拓方式為雙翼采區(qū)集中方式。

2.3 采區(qū)開(kāi)拓布置方案

方案一：

沿-480m水平布置水平軌道大巷、皮帶運(yùn)輸大巷,沿-470m水平布置回風(fēng)大巷,在-480m水平大巷1200m位置遇23號(hào)煤層變方向施工三條下山。

皮帶巷沿23a號(hào)煤層施工,軌道、回風(fēng)巷沿22號(hào)煤層施工,在五采區(qū)集中巷內(nèi),上山抓22號(hào)煤層,布置工作面。

方案二：

東翼軌道大巷、回風(fēng)大巷和皮帶大巷分別在-585運(yùn)輸石門(mén)、暗主井和暗風(fēng)井拉門(mén),軌道大巷和回風(fēng)大巷沿22號(hào)煤層施工,施工900m后下山施工遇23號(hào)煤層后,沿23號(hào)煤層施工。皮帶大巷沿22a號(hào)煤層施工,施工900m后,下山施工見(jiàn)23a號(hào)煤層后,沿23a號(hào)煤層施工。

軌道大巷和回風(fēng)大巷在900m處分岔,沿22層煤按N32°方位施工22層皮帶巷和22層回風(fēng)巷, 22層皮帶巷和22層回風(fēng)巷單獨(dú)為22層煤服務(wù),23a層皮帶巷,23層軌道巷和回風(fēng)巷為23號(hào)煤層和23a號(hào)煤層服務(wù)。

2.4 采區(qū)開(kāi)拓方案比較

方案一：

優(yōu)點(diǎn)：(1)煤炭運(yùn)輸直接進(jìn)入主井提升,環(huán)節(jié)少、事故點(diǎn)少,軌道運(yùn)輸采用卡軌車(chē)一段,提升能力強(qiáng)。(2)采區(qū)獨(dú)立通風(fēng)完整性強(qiáng),采區(qū)開(kāi)拓獨(dú)立,不受正常生產(chǎn)影響。(3)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：(1)三條大巷施工3600m全巖巷道,礦車(chē)提矸工程量大(礦井現(xiàn)有提矸能力差),施工工期長(zhǎng),難以實(shí)現(xiàn)采區(qū)正常接續(xù)。(2)反向運(yùn)輸距離長(zhǎng),不合理。(3)采區(qū)巷道送下山坡度較大。(4)暗井服務(wù)時(shí)間短,利用率低。(5)風(fēng)立井服務(wù)時(shí)間短。

方案二：

優(yōu)點(diǎn)：(1)巖石巷道工程量少,(巖石巷道408m),節(jié)省費(fèi)用3192萬(wàn)元。(2)總工程量少,省6336萬(wàn)元。(3)降低施工成本(沿煤層掘進(jìn))。(4)減少采區(qū)集中巷工程量(四、五采區(qū))。(5)有利于合理集中生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)格局。(6)出貨直接進(jìn)煤流,能發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的作用,施工速度快,有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)接續(xù)和采區(qū)接續(xù)。(7)充分利用三條暗井和風(fēng)立井,延長(zhǎng)三條暗井及風(fēng)立井服務(wù)年限。(8)可布置大儲(chǔ)量工作面,提高生產(chǎn)能力,減少搬家倒面次數(shù),更利于采面接續(xù)。(9)通風(fēng)、運(yùn)輸、運(yùn)煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單,減少運(yùn)輸環(huán)節(jié),降低通風(fēng)阻力。(10)有利于六采區(qū)巷道布置(離可采層較近)。

缺點(diǎn)：(1)設(shè)備占有量大,運(yùn)輸環(huán)節(jié)多。(2)采區(qū)軌道運(yùn)輸用無(wú)極繩絞車(chē),運(yùn)輸能力較差。(3)和斷層夾角較小,停采后煤柱不規(guī)則,煤柱較大。

2.5 確定方案

一方案具有工期短,工程量少,能保證接續(xù),但工程總造價(jià)為3992萬(wàn)元。二方案生產(chǎn)環(huán)節(jié)多,但工期短,施工難度小,工程總造價(jià)為2753萬(wàn)元,能夠保證正常接續(xù)。綜合分析：方案一和方案二都在技術(shù)上可行,但方案二在經(jīng)濟(jì)上較為合理,優(yōu)于方案一,所以?xún)?yōu)選方案二為最佳方案。

3 幾點(diǎn)啟示

(1)礦井增能后,如何在現(xiàn)有的煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造條件下保證采掘接續(xù),是擺在我們工程技術(shù)人員面前的大課題。(2)采區(qū)設(shè)計(jì)及工作面設(shè)計(jì)不是一成不變的,要根據(jù)井下地質(zhì)條件變化的實(shí)際情況進(jìn)行研究和調(diào)整。(3)工程技術(shù)人員要隨時(shí)掌握井下地質(zhì)變化情況,做到心中有數(shù)、思路要放寬、不能鉆牛犄角。(4)生產(chǎn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題或能力不足時(shí),如(通風(fēng)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)及其他系統(tǒng)和大面積來(lái)壓等)如何跟上生產(chǎn)形勢(shì)需要的步伐,滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,是對(duì)我們工程技術(shù)人員的考驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上的分析,廣泛采用開(kāi)拓巷道沿煤層施工,不僅在技術(shù)上可行、而且在經(jīng)濟(jì)上合理,不但能節(jié)約大量資金,而且大大提高巷道的掘進(jìn)速度,大幅度縮短了采區(qū)準(zhǔn)備的時(shí)間,更有利于采掘正常接續(xù),為降低成本、提高效益創(chuàng)造了條件,為礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。