礦井剩余煤柱退采方案比較

姬宗方 張占陽 黃星 黃清蘇 楊晨暉

1 礦井基本概況

雙祥分公司位于鶴壁礦區(qū)中北部，井田南北長5.4km，東西寬約1km，井田面積約5.40km2。1958年6月建成投產(chǎn)，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/年，核定生產(chǎn)能力63萬噸/年。可采煤層為二1煤。礦井為高瓦斯礦井。煤層自然發(fā)火等級為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。煤塵有爆炸危險性。礦井目前共有四個井筒，即主井、副井、北風(fēng)井、新副井，安全出口為副井及新副井。通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式，通風(fēng)方式為混合式。礦井水文地質(zhì)條件為中等型。

2 編制方案的必要性

我礦二1煤瀕臨資源枯竭，無正規(guī)采區(qū)，回采方式主要是后退式煤柱回采。當(dāng)前礦井剩余煤柱主要集中在主暗井保護(hù)煤柱地區(qū)、北翼副暗斜井底工作面等保護(hù)煤柱。當(dāng)前生產(chǎn)地區(qū)為主暗井地區(qū)，2014年11月底礦井剩余可采儲量177.3萬噸，其中主暗井地區(qū)剩余可采儲量163.9萬噸，111邊煤柱工作面可采儲量10.5萬噸，北站煤柱工作面剩余可采儲量2.9萬噸，預(yù)計可回采至2017年10月份。為保證服務(wù)年限內(nèi)正常生產(chǎn)，需提前對礦井最后服務(wù)年限的回采方案規(guī)劃。

3 礦井退采方案選擇

3.1 方案簡介 針對礦井資源枯竭的局面，通過對主暗井地區(qū)進(jìn)行分析研究，決定對主、副井和水源孔進(jìn)行保護(hù)煤柱劃定，保護(hù)范圍以外的煤柱與主暗井煤柱進(jìn)行聯(lián)合開采，增加儲量約39萬噸?，F(xiàn)礦井剩余煤柱工作面為2103、2104、2105、2106、2107工作面及北站煤柱配采面，為最大限度合理回收剩余二1煤資源，編制了兩套回采方案：①方案1。2106和2107工作面合并開采：該方案是將2106與2107工作面合并為一個工作面進(jìn)行回采，即2106工作面，2106工作面與2107工作面合并后的工程量為：上、下順槽分別為400米，擴(kuò)、掘切眼分別180米，運(yùn)輸巷360米，回風(fēng)巷370米，材料巷160米（巖巷70米）共計2050米。該工作面作為主暗井地區(qū)的最后一個工作面，下順槽臨近斷層，沿三水平主皮帶下山布置，與一水平大巷相通形成出煤、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，上下順槽平行布置，便于工作面的回采，上順槽通過材料巷與一水平大巷相通形成運(yùn)料路線，沿斷層布置回風(fēng)巷與主暗井新回風(fēng)巷相通形成回風(fēng)系統(tǒng)，可采儲量70.5萬噸。②方案2。2106和2107工作面順序回采：該方案是2106與2107工作面按順序開采，施工2106工作面工程量：上、下順槽分別為410米，擴(kuò)、掘切眼分別110米，運(yùn)輸巷120米，共計1160米。2107工作面工程量為上、下順槽分別為410米、擴(kuò)、掘切眼分別70米，運(yùn)輸巷360米，材料巷130米，回風(fēng)巷500米（巖巷），共計1950米。該方案2106和2107工作面是主暗井煤柱地區(qū)最后兩個工作面，2106工作面上順槽臨近斷層，以斷層為界與2104工作面相鄰，與主暗井新回風(fēng)巷相通作為回風(fēng)系統(tǒng)，下順槽由于臨近新主暗井一部，需留40米煤柱維護(hù)該巷道布置下順槽，利用三水平主皮帶下山掘運(yùn)輸巷作為出煤系統(tǒng)，形成2106工作面，工程量為1180米，可采儲量43.8萬噸。

2107工作面作為主暗井煤柱的最后一個工作面，上順槽平行2106工作面下順槽布置，間隔煤柱4米，回采方向與2106工作面相反，由北向南回采，與一水平大巷相通形成運(yùn)料系統(tǒng)，下順槽沿斷層布置，臨近2105工作面，掘進(jìn)運(yùn)輸巷與一水平大巷相通，利用一水平大巷出煤直接進(jìn)入井底翻罐籠，形成出煤系統(tǒng)，由于礦井的回風(fēng)系統(tǒng)位于該工作面的北部，該工作面回采需布置一條煤層底板巖石回風(fēng)巷與材料巷相通形成回風(fēng)系統(tǒng)。改面工程量為1950米，其中巖巷500米，可采儲量為32.9萬噸。該方案總工程量3110米，總可采儲量76.7萬噸。

3.2 方案對比分析 ①儲量對比。方案2可回收二1煤資源76.7萬噸，方案1可回收二1煤資源70.5萬噸。方案2比方案1多回收二1煤資源6.2萬噸。方案1中2107工作面斜長較長為回采便利，上下順槽采取平行布置，上順槽與NⅡ28斷層間丟留了三角煤柱儲量約8萬噸。但該三角煤柱可在最后與主副井及水源孔保護(hù)煤柱進(jìn)行一起回收。②工程量、投入對比。方案2總工程量3110米，其中巖巷500米。方案1總工程量2050米，其中巖巷70米。方案1比方案2少掘煤巷1060米，少掘巖巷430米。每米巖巷成本按1萬元計算，方案2比方案1多投入430萬元。方案1比方案2工作面搬家接替次數(shù)少1次，掘進(jìn)工程量相對較少，系統(tǒng)相對簡單，產(chǎn)量相對較高。③服務(wù)年限對比。方案1實(shí)施后礦井可服務(wù)至2017年8月中旬，方案2實(shí)施后礦井可服務(wù)至2017年10月下旬。方案2比方案1礦井服務(wù)年限延長三個月。④回采難易程度對比。方案2順序開采，由于新主暗井一部是由煤層頂板巖巷穿煤進(jìn)入煤層底板巖巷，2106工作面放頂回采對該巷道影響較大，維護(hù)困難，影響2016和2107工作面的進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸、行人。由于兩工作面相鄰，2016回采對2017工作面上順槽的巷道布置影響也較大，對接替工作面的安裝也有一定影響，但工作面較短，可操作性強(qiáng)。方案1合并開采，工作面長度長達(dá)180米，屆時可通過合理設(shè)備選型進(jìn)行科學(xué)開采。

綜上所述，經(jīng)過方案對比確定采用方案1。

3.3 主暗井地區(qū)煤柱回采經(jīng)濟(jì)分析 當(dāng)前主暗井地區(qū)剩余工作面為2103、2104、2105、2106工作面和111邊工作面，儲量分別為20萬噸、24.6萬噸、48.8萬噸、70.5萬噸和10.5萬噸，儲量共計174.5萬噸。2014年1-11月份平均噸煤成本為419元，噸煤售價為462元，噸煤盈利為43元，剩余工作面回采盈利7503.5萬元。

該地區(qū)開采影響地面建（構(gòu)）筑物移動搬遷費(fèi)用為5596.1萬元最終結(jié)算1907.4萬元，雖然數(shù)據(jù)顯示盈利不多，但該地區(qū)回采產(chǎn)生了很大的積極作用：一是可為國家多上繳稅款;二是穩(wěn)定民心，保持社會秩序穩(wěn)定;三是可保持礦井正常接替，維持礦井目前產(chǎn)量穩(wěn)定;四是可創(chuàng)造良好的社會效益。

4 結(jié)論

通過上述礦井剩余煤柱[1-5]退采方案比較分析，明確了礦井人員的分流時間，對我礦未來幾年的生產(chǎn)接替進(jìn)行了合理布置，為后期產(chǎn)量的順利完成指明了方向。①通過本方案可對主暗井煤柱與工業(yè)廣場保護(hù)煤柱部分進(jìn)行聯(lián)合開采，2106與2107工作面合并開采，最大限度的合理集中生產(chǎn)。②2014-2017年產(chǎn)量可以穩(wěn)定保持在62萬噸/年，可維持礦井正常運(yùn)營。③2015年6月底巖巷主體工程基本結(jié)束，可退出巖巷隊(duì)。④2016年8月份最后一個正規(guī)開采工作面2106工作面正常投產(chǎn)后，其他大部分人員可以分流安置。

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作者簡介：姬宗方，1981年，男，河南安陽人，助理工程師，2009年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，現(xiàn)從事煤礦安全及生產(chǎn)技術(shù)管理工作。