復(fù)雜條件下的采區(qū)系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐

王安偉

淮北礦業(yè)股份有限公司蘆嶺煤礦，中國·安徽 宿州 234113

1 引言

淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦已開采50 多年，近年來隨著礦井收縮開采方案的實(shí)施，采場逐步收縮，二水平僅剩余兩個(gè)采區(qū)，其中Ⅱ84 采區(qū)為跨上山開采，采區(qū)主體上山和階段巷道反復(fù)受工作面回采礦山壓力影響，巷道收縮量大，長時(shí)間需要修復(fù)隊(duì)伍反復(fù)擴(kuò)修，維持采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)；同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行巷道狀況差，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。為此提出Ⅱ84 采區(qū)系統(tǒng)優(yōu)化[1]。

2 工程背景

Ⅱ84 采區(qū)為單翼布置跨上山開采，采區(qū)走向長620m，傾斜寬690m；共布置4 條采區(qū)上山，5 個(gè)區(qū)段，8、9 煤聯(lián)合布置放頂煤開采，8 煤平均厚度8.9m，9 煤平均厚度2.6m，8、9 煤間發(fā)育泥巖夾矸，平均厚度2.5m；煤層傾角5°～12°，平均7°。自2013年9月份投產(chǎn)以來，已安全回采3 個(gè)區(qū)段，目前Ⅱ946 工作面正在回采，采區(qū)下部剩余Ⅱ948 區(qū)段、Ⅱ9410 區(qū)段。

采區(qū)4 條上山均布置在9 煤底板35～47m，階段運(yùn)輸巷布置在9 煤底板25～30m。

3 面臨的問題

采區(qū)采用放頂煤開采工藝，一次采放全高聯(lián)合回采8、9 煤，采高高達(dá)13m，礦山壓力顯現(xiàn)劇烈，工作面超前壓力影響范圍達(dá)到80～100m，傾向支撐壓力影響范圍達(dá)到100～120m；工作面回采前要大量加固采動(dòng)影響巷道，回采時(shí)要安排修復(fù)隊(duì)伍隨時(shí)擴(kuò)修、加固、維護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)巷道；待回采結(jié)束礦山壓力穩(wěn)定后，下一區(qū)段掘進(jìn)仍要大量修復(fù)巷道準(zhǔn)備生產(chǎn)系統(tǒng)，形成修復(fù)工程量常年居高不下，掘進(jìn)有效進(jìn)尺效率低的困局。

同時(shí)采區(qū)行人、軌道等生產(chǎn)系統(tǒng)線路長，運(yùn)行狀況差、效率低?；诖诵枰獙?shí)施生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化，提高采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)安全性和可靠性。

4 生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整

4.1 生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)狀

Ⅱ946 工作面回采前要加固受工作面采動(dòng)影響的巷道有2650m，工程量巨大（見圖1）。

圖1 Ⅱ84 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)狀示意圖

Ⅱ84 采區(qū)人行上山和軌道上山中段受Ⅱ946 工作面采動(dòng)影響尤為嚴(yán)重，巷道變形、底鼓、進(jìn)料、行人環(huán)境差，經(jīng)常需要臥底調(diào)道、擴(kuò)刷維持生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

Ⅱ84 采區(qū)軌道上山裝備斜巷絞車，運(yùn)輸線路長達(dá)800m，且一次只能提升2 輛3 噸礦車，每次運(yùn)輸時(shí)間約30min，輔助運(yùn)輸效率低下。特別是工作面進(jìn)出架時(shí)，不能滿足采區(qū)其他掘進(jìn)工作面正常生產(chǎn)。

4.2 生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

結(jié)合Ⅱ84 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)狀和礦井接替，該采區(qū)上部已回采結(jié)束，僅下部剩余2 個(gè)工作面，因此從采區(qū)左側(cè)新增邊界上山，建立柴油機(jī)單軌吊網(wǎng)絡(luò)化輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)采區(qū)進(jìn)料與運(yùn)人；將Ⅱ84 采區(qū)軌道上山、人行上山及上部階段巷道封閉[2]。

4.2.1 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整

Ⅱ84 采區(qū)回風(fēng)上山采用全斷面高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索和采前深淺孔注漿加固，確保該巷道完好，保持采區(qū)正規(guī)的通風(fēng)系統(tǒng)。

Ⅱ84 采區(qū)軌道上山絞車拆除，回收Ⅱ84 采區(qū)人行上山的架空乘人器，使用新建的柴油機(jī)單軌吊輔助運(yùn)輸。

4.2.2 采區(qū)封閉，簡化系統(tǒng)

封閉Ⅱ84 采區(qū)軌道上山、人行上山和采區(qū)上部閑置巷道，分兩個(gè)階段實(shí)施（見表1）：

表1 Ⅱ84 采區(qū)封閉巷道工程明細(xì)表

第一階段（Ⅱ946 工作面回采期間）：封閉Ⅱ942、Ⅱ944 階段及階段聯(lián)巷，Ⅱ84 采區(qū)運(yùn)輸上山上段；共計(jì)2308m。

第二階段（形成采區(qū)柴油機(jī)單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)）：封閉Ⅱ84 采區(qū)軌道上山、Ⅱ84 采區(qū)人行上山、Ⅱ946 階段聯(lián)巷、Ⅱ948 階段聯(lián)巷；共計(jì)1982m。

Ⅱ84 采區(qū)封閉巷道工程明細(xì)表見表1，Ⅱ84 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化示意圖見圖2。

圖2 Ⅱ84 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化示意圖

4.2.3 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)

在采區(qū)左側(cè)新掘巷道420m，利用該巷道建立采區(qū)柴油機(jī)單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，下部平巷作為換裝點(diǎn)，直通工作面機(jī)風(fēng)巷，服務(wù)于Ⅱ948、Ⅱ9410 工作面采掘期間進(jìn)料、運(yùn)人、進(jìn)出支架；此種優(yōu)化后的輔助運(yùn)輸方式，運(yùn)輸線路500m，一次可運(yùn)輸5 個(gè)集裝箱，輔助運(yùn)輸效率提高了5 倍；后期結(jié)合礦井智能化建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)單軌吊無人駕駛[3]。

5 結(jié)論與建議

①通過生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化工程的實(shí)施，大量減少生產(chǎn)系統(tǒng)巷道維護(hù)工程，解決了生產(chǎn)系統(tǒng)受動(dòng)壓影響反復(fù)擴(kuò)修難題，解放巷修隊(duì)伍力量。

②采區(qū)封閉巷道4290m，減少采區(qū)漏風(fēng)率，通風(fēng)、運(yùn)輸、行人等生產(chǎn)系統(tǒng)得到了簡化，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

③建立了采區(qū)柴油機(jī)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)輸效率更高，同時(shí)為智能化礦井建設(shè)創(chuàng)造條件。