礦井大巷布置方式

張敬宇

(龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司振興煤礦，黑龍江 鶴崗 154100)

1 分層大巷的布置

自井底車(chē)場(chǎng)掘進(jìn)主石門(mén)、主溜井或斜巷聯(lián)系各煤層，開(kāi)掘?yàn)楸久簩娱_(kāi)采服務(wù)的大巷布置方式，即分層大巷布置，該大巷為分層運(yùn)輸(回風(fēng))大巷。在分層大巷布置時(shí)，各采(盤(pán)、帶)區(qū)也分層設(shè)置，僅開(kāi)采一層煤。按煤層傾角不同，大巷間或大巷與井底車(chē)場(chǎng)間有兩種聯(lián)系方式。

1.1 分層大巷---石門(mén)聯(lián)系

如圖1所示。開(kāi)采傾角較大煤層時(shí)，對(duì)各可采煤層都布置分層大巷，各煤層單獨(dú)布置采(盤(pán)、帶)區(qū)，大巷之間、大巷與井底車(chē)場(chǎng)之間利用主石門(mén)聯(lián)系。各煤層采(盤(pán)、帶)區(qū)開(kāi)采出來(lái)的煤炭經(jīng)分層運(yùn)輸大巷和主要運(yùn)輸石門(mén)到井底車(chē)場(chǎng)，新鮮風(fēng)經(jīng)井底車(chē)場(chǎng)、主要運(yùn)輸石門(mén)和分層運(yùn)輸大巷進(jìn)入各煤層的采(盤(pán)、帶)區(qū)。

1—主要運(yùn)輸石門(mén)；2、3—分層運(yùn)輸大巷；4、5—分層回風(fēng)大巷；6、7—采區(qū)上山；8—主要回風(fēng)石門(mén)圖1 分層大巷-主石門(mén)布置Fig.1 Arrangement of hierarchy main roadway and main cross-hole

1.2 分層大巷的暗立(斜)井聯(lián)系

開(kāi)采近水平煤層，利用暗斜井或溜井聯(lián)系各煤層，為各煤層布置分層大巷和分煤層布置采(盤(pán)、帶)區(qū)。各煤層開(kāi)采出來(lái)的煤炭通過(guò)分層大巷或直接或經(jīng)暗立(斜)井到達(dá)井底車(chē)場(chǎng)，輔助運(yùn)輸或利用石門(mén)直接與輔助井筒或通過(guò)暗立(斜)井與輔助井筒聯(lián)系。暗立(斜)井以上各分層大巷所在水平相當(dāng)于輔助水平。大巷之間、大巷與井底車(chē)場(chǎng)之間利用暗立(斜)井進(jìn)行聯(lián)系，增加了轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，分層大巷---暗立(斜)井聯(lián)系方式應(yīng)用較少。

1.3 分層大巷的應(yīng)用

分層大巷的優(yōu)點(diǎn)是利用石門(mén)或暗立(斜)井直接進(jìn)入煤層，采(盤(pán)、帶)區(qū)巷道的巖石工程量小。可以先進(jìn)行上煤層的開(kāi)拓準(zhǔn)備，分層大巷沿煤層掘進(jìn)，施工簡(jiǎn)單。此種大巷布置方式的缺點(diǎn)也較多，由于為各煤層布置大巷，軌道、管線占用多。各煤層也分別布置采(盤(pán)、帶)區(qū)，采(盤(pán)、帶)區(qū)數(shù)目多，采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)工程量和維護(hù)工作量大。煤層大巷維護(hù)困難，需要留設(shè)護(hù)巷煤柱，資源損失量大。若井田走向長(zhǎng)度不大，開(kāi)采煤層數(shù)目少，層間距大，可采用分層大巷布置方式。在礦井采用“一井一面”或“一井兩面”等集中化生產(chǎn)時(shí)，分層大巷布置的優(yōu)點(diǎn)突出。

2 集中大巷的布置

采用集中大巷布置時(shí)，沿煤層傾斜方向垂直剖面圖和水平截面圖，如圖2所示。礦井利用主立井l、副立井2到達(dá)開(kāi)采水平，布置井底車(chē)場(chǎng)3，利用主石門(mén)4穿過(guò)煤層，在煤層底板巖層中布置集中運(yùn)輸大巷5，間隔布置采區(qū)石門(mén)6。同時(shí)，由地面開(kāi)鑿回風(fēng)立井7和集中回風(fēng)大巷8，即可進(jìn)行采區(qū)準(zhǔn)備。所以，各煤層利用采區(qū)石門(mén)，經(jīng)集中大巷、主石門(mén)與井底車(chē)場(chǎng)發(fā)生聯(lián)系。

1—主立井；2—副立井；3—井底車(chē)場(chǎng)；4—主石門(mén)；5—集中運(yùn)輸大巷；6—采區(qū)石門(mén)；7—集中回風(fēng)大巷；8—回風(fēng)井圖2 集中大巷布置Fig.2 Arrangement of concentrating main roadway

大巷內(nèi)用大型運(yùn)輸設(shè)備集中運(yùn)輸，對(duì)提高井下運(yùn)輸效率有利。布置底板巖層集中大巷，其上部可不留或少留護(hù)巷煤柱，減少資源損失。集中大巷布置也有不足之處，礦井投產(chǎn)前需要掘主石門(mén)、集中大巷和采(盤(pán)、帶)區(qū)石門(mén)或其他聯(lián)絡(luò)巷，初期工程量大，建井周期長(zhǎng)。煤層間距大、聯(lián)絡(luò)石門(mén)多時(shí)，石門(mén)的總長(zhǎng)度大。在煤層底板布置巖層大巷時(shí)，巖石掘進(jìn)工程量大。因此，集中大巷布置方式一般應(yīng)用于井田范圍大、煤層數(shù)目較多、層間距較小的礦井。采用采(盤(pán)、帶)區(qū)聯(lián)絡(luò)石門(mén)時(shí)，石門(mén)長(zhǎng)度一般不超過(guò)250～300 m，否則需改為斜巷聯(lián)系。

3 分組集中大巷的布置

井筒到達(dá)開(kāi)采水平后，布置井底車(chē)場(chǎng)，通過(guò)主石門(mén)分煤組布置大巷，在煤組內(nèi)進(jìn)行采區(qū)的準(zhǔn)備和回采。

圖3是某礦井開(kāi)拓巷道布置的沿煤層傾斜方向剖面示意圖和水平截面示意圖。礦井開(kāi)采的煤層數(shù)目多，因其層間距較大，分為A、B兩個(gè)煤組。主立井1、副立井2在煤組之間到達(dá)開(kāi)采水平以后，布置井底車(chē)場(chǎng)3，通過(guò)主石門(mén)4向兩側(cè)延伸，分別在煤組底板布置A煤組集中運(yùn)輸大巷5和B煤組集中運(yùn)輸大巷6，再分煤組布置采區(qū)石門(mén)7。在回風(fēng)水平，通過(guò)回風(fēng)立井8在最下煤組(B煤組)布置集中回風(fēng)大巷9，進(jìn)行A、B煤組開(kāi)采期間的集中回風(fēng)。在生產(chǎn)期間，各煤組采區(qū)通過(guò)分組集中運(yùn)輸大巷、主石門(mén)與井底車(chē)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)系。

1—主立井；2—副立井；3—井底車(chē)場(chǎng)；4—主石門(mén)；5—A煤組集中大巷；6—B煤組集中大巷；7—采區(qū)石門(mén)；8—回風(fēng)立井；9—集中回風(fēng)大巷圖3 分組集中大巷布置Fig.3 Arrangement of grouping and concentrating main roadway

由圖3可知，分組集中大巷布置是分層大巷布置和集中大巷布置的過(guò)渡形式，兼有這兩種方式的部分優(yōu)點(diǎn)。分組集中大巷布置的主要優(yōu)點(diǎn)是巷道掘進(jìn)工程量不大，大巷便于維護(hù)，生產(chǎn)集中，其缺點(diǎn)是石門(mén)長(zhǎng)度大。分組集中大巷布置方式適用可采煤層數(shù)目較多、層間距大小不等的礦井。分組集中大巷布置應(yīng)用的前提條件是合理劃分煤組。一般把層間距較小的煤層分為一組，對(duì)不同煤種和煤質(zhì)的煤層，受用戶、售價(jià)等影響，可分為不同的煤組。受賦存條件或地質(zhì)構(gòu)造影響，局部區(qū)域可采儲(chǔ)量較少、不宜單獨(dú)布置大巷的煤層，可與其他相近的煤層分為一組。瓦斯涌出量大、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)大的煤層，為便于安全防治，可分為一組。由于存在上、下煤層開(kāi)采的相互影響，分煤組布置采(盤(pán)、帶)區(qū)時(shí)，必須盡量使上、下煤組采(盤(pán)、帶)區(qū)邊界劃分一致，并盡可能讓上、下山等主要準(zhǔn)備巷道在同一傾斜剖面內(nèi)，以方便合理留設(shè)護(hù)巷煤柱。

4 大巷布置方式的選擇

上述幾種大巷布置方式各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，最終選擇哪種布置方式，必須按井田的具體條件提出不同方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。僅就大巷布置方式選擇來(lái)說(shuō)，可比較不同方案的相關(guān)指標(biāo)，如大巷掘進(jìn)工程量和掘進(jìn)費(fèi)。由于不同的大巷布置使采(盤(pán)、帶)區(qū)布置不同時(shí)，還應(yīng)比較采(盤(pán)、帶)區(qū)的石門(mén)、車(chē)場(chǎng)、上(下)山及區(qū)段(分帶)石門(mén)、斜巷等準(zhǔn)備工程量，大巷維護(hù)費(fèi)，大巷軌道、設(shè)備、管線等投資，大巷運(yùn)輸工作量和費(fèi)用，煤柱損失，通風(fēng)量、瓦斯抽放等特殊的通風(fēng)安全要求。