淺析平朔井工三礦優(yōu)化采區(qū)設計方案

摘 要：采區(qū)是礦井的主要生產單元，采區(qū)設計的優(yōu)劣直接關系到礦井生產效率的高低。本文主要闡述平朔井工三礦采區(qū)設計中存在的問題，并提出了相應的優(yōu)化設計方案，實踐效果良好。

關鍵詞：井工三礦；優(yōu)化；采區(qū)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.076

1 采掘布局存在的問題分析

井工三礦二采區(qū)根據目前采掘布局，4、9煤所有采掘工作面都受二采區(qū)東坡向斜及伴生斷層困擾；加之4、9煤砂巖裂隙水豐富。

（1）二采區(qū)大部分掘進巷道大坡度上下山施工，過斷層期間導致巖巷施工較長，頂板管理難度大，加之砂巖裂隙水下山掘進出貨困難，導致掘進單進水平低，同時大坡度車輛運料、人員安全系數低。

（2）回采期間工作面大坡度俯采、仰采，距離長，四柱式支架俯采時四連桿易斷，采煤機工況差，同時老塘水緊跟工作面，水煤大；輔運順槽大坡度行車，存在車輛側滑或跑車風險；主運順槽膠帶運輸機大坡度運輸，運輸能力低，極易灑煤，主輔運低洼點煤泥清理量大。以上因素導致產能受限。

（3）4、9煤共16個工作面都需要跳采，影響生產時間長，安裝回撤費用高；掘進和回采過程中，設備故障率高、材料配件消耗量大；順槽落差大，供水管路易爆管。二采區(qū)工作面回采期間，因東坡向斜及砂巖裂隙水的影響，導致原煤水分高、煤質差。

（4）所有工作面的兩順槽中部為最低點，掘進及回采期間遇水患險情不利于人員避險，水害安全管理難度大。

2 布局優(yōu)化調整設計方案

為了解決目前采掘布局導致的以上困難，提出了將二采區(qū)34203和39203工作面往東剩余區(qū)域劃分為三采區(qū)，在三采區(qū)將工作面改為東西向布置由北向南依次回采。

（1）三采區(qū)開拓大巷布置：開拓大巷南北向布置至井田北部邊界，4#煤利用現掘的34204輔運順槽作為三采區(qū)回風大巷，留設25m煤柱往東依次平行布置主、輔運兩條大巷，總工程量5125m；9#煤在9煤開拓大巷東部由南向北平行布置主輔回三條大巷，9煤三采區(qū)回風大巷與中央水倉留設20m保護煤柱，三采區(qū)9煤開拓大巷煤柱留設25m，巷道斷面和支護方式與原布局相同。

（2）三采區(qū)采煤工作面布置：采煤工作面東西向布置，4、9煤各布置9個采煤工作面，留設20m保安煤柱，可采煤量1.3億噸（原布局1.26億噸），4、9煤邊界、斷層、巷道煤柱損失量7221.53萬噸，由北向南依次回采。9煤布置與4煤相同，為了保護四煤三采區(qū)三條大巷，二采區(qū)9煤39203工作面與四煤三條大巷留設80m保護煤柱，39202工作面寬度由原300m變?yōu)?20m，39203工作面寬度由原300m變?yōu)?38m，巷道斷面和支護方式與原布局相同。

（3）三采區(qū)通風系統(tǒng)：礦井布局調整后繼續(xù)沿用原礦井通風系統(tǒng)，礦井通風方式為中央分列式，通風方法為抽出式，即主斜井、副斜井、進風斜井進風，回風立井回風；三采區(qū)開拓大巷兩進一回，主、輔運大巷進風，回風大巷回風，工作面輔運順槽進風、主運順槽回風，經計算，風量、通風阻力滿足生產要求。

（4）三采區(qū)排水系統(tǒng)：在4、9煤三采區(qū)輔運大巷向斜中部最低點布置采區(qū)水倉及采區(qū)水泵房；4#煤礦井水在低洼點使用潛水泵排至采區(qū)水倉，通過采區(qū)水泵房排至三采區(qū)回風大巷泄水孔，泄入9煤中央水倉；9#煤礦井水在低洼點使用潛水泵排至采區(qū)水倉，通過采區(qū)水泵房直接排至9煤中央水倉。三采區(qū)4、9煤大巷最低點至4、9煤二采區(qū)回風大巷垂直高差140m，現工作面順槽最低點使用MD155-30*8多級離心泵排水泵能夠滿足要求。

（5）三采區(qū)供電系統(tǒng)：1）三采區(qū)采煤工作面設備采用雙回路供電方式，主電源從現用的4、9煤變電所高爆柜直接引出，采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜供電壓降損耗為4.67%，滿足供電要求。2）三采區(qū)采取水泵房水泵及掘進工作面設備、局部通風機的配電電源來自在三采區(qū)設置的采區(qū)配電點，配電點雙回路從4、9煤變電所高爆柜直接引出，電纜采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜，滿足供電要求。配電點配置11臺高爆柜，采用單母線雙回路供電方式。

（6）三采區(qū)主運輸系統(tǒng)：布局調整后，4、9煤各增加了一部主運膠帶機，工作面原煤通過三采區(qū)主運大巷至原二采區(qū)主運大巷，三采區(qū)主運大巷在向斜軸部設計坡度為±10°，其余地段最大設計坡度為11°，膠帶機運輸能力滿足要求。

（7）三采區(qū)輔助運輸系統(tǒng)：三采區(qū)輔運大巷局部設計最大坡度±10°，使用無軌膠輪車運輸，滿足輔助運輸要求。

（8）采掘設備：布局調整后全部使用平朔現有采掘設備，根據煤層底板等高線，最大坡度為10.5°，設備能力能夠滿足要求，當工作面局部坡度大于12°以上時，液壓支架需要增加防倒油缸，后部刮板輸送機需要控制煤量，采煤機采用上行走空刀、下行割煤方式。

3 調整效果分析

平朔井工三礦優(yōu)通過優(yōu)化設計調整，大大解決了井工三礦目前采掘布局造成的諸多困難，取得了以下效果。（1）安全管理方面：調整后輔助運輸更加安全，板管理更加容易，砂巖裂隙水得到控制。（2）資源利用方面，布局調整后，采掘布局更加合理，增加了煤炭的回收率，相對原布局可采煤量增加了399萬噸。（3）調整后整體投入節(jié)省費用3204萬元。（4）系統(tǒng)調整方面：排水系統(tǒng)簡化，順槽主運系統(tǒng)能力提升。布局調整后，采煤工作面主運順槽系統(tǒng)由原來的兩部膠帶運輸機或加裝中驅設備變?yōu)橐徊磕z帶運輸機，系統(tǒng)簡單且運行穩(wěn)定，運輸能力提升。（5）生產組織方面：布局調整后，減少了大坡度采掘和巖巷作業(yè)，避開了砂巖裂隙水的影響，調整后無需跳面，搬家倒面次數減少10次，節(jié)約費用9800萬元。（6）采掘接續(xù)方面：布局調整后，可實現二采區(qū)接續(xù)一采區(qū)，一采區(qū)接續(xù)三采區(qū)，礦井擺脫單采區(qū)回采困局，接續(xù)更加合理。

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作者簡介：蘇帥（1987-），男，山西朔州人，本科，助理工程師，從事采掘技術工作。