西一采區(qū)準備巷道優(yōu)化設計

宋德軍 王書有 楊然景

小康煤礦現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為南二采區(qū),東西長為2.048km,南北寬為2.895km,面積為5.9290km2;2009年末南二采區(qū)剩余工業(yè)儲量為4591.5萬t,其中111b=2859.6萬t;333=1731.9萬t;剩余可采儲量Z可=3443.6萬t。采區(qū)生產(chǎn)能力260萬t/a,剩余服務年限為10.2a。

準備采區(qū)為西一采區(qū),東西長為1.535km,南北寬為1.630Kｍ,面積:2.50km2。其工業(yè)儲量1542.2萬t,可采儲量1286.3萬t,設計生產(chǎn)能力為240萬t/a,采區(qū)服務年限為5.4a。

依據(jù)小康煤礦西一采區(qū)斷層分布及實測地壓主應力方向,工作面沿煤層走向推進。又由于小康煤礦巷道屬難維護型,決定開拓采用后退式布置方式,因為礦內(nèi)涌水量不大,瓦斯也不大,煤層傾角一般6°～8°,布置方案采用仰、俯斜開采;采煤方法為綜采放頂煤開采。

采區(qū)開采方案是從井底車場掘三條大巷,到9號勘探線后,掘三條上山,至采區(qū)傾斜方向中部,沿煤層底板掘進運輸、軌道、回風中巷至采區(qū)邊界,沿采區(qū)邊界掘入風斜巷、溜煤眼,準備首采面和準備面。經(jīng)研究論證,決定采用傾斜長壁大后退開采方案。

但是如何合理開采西一采區(qū)東南側煤炭,是擺在我們面前急待需要解決的問題。

1采區(qū)準備巷道優(yōu)化設計

礦井合理集中生產(chǎn)是煤炭生產(chǎn)的一個重要技術原則,而優(yōu)化采區(qū)設計又是其中的一個重要方面,其目的是加大采區(qū)的開采強度,提高采區(qū)的生產(chǎn)能力;同時減少采區(qū)個數(shù),相應地減少采區(qū)準備工程量,可節(jié)省大量資金投入。

我們以市場為導向,以經(jīng)濟效益為中心,遵循少投入,多產(chǎn)出的原則,應用現(xiàn)代設計理念、方法和手段進行優(yōu)化設計,以期達到生產(chǎn)集中化、煤炭運輸連續(xù)化、系統(tǒng)簡單化、布置合理化、管理現(xiàn)代化和技術經(jīng)濟合理之目標,把西一采區(qū)建設成高產(chǎn)、高效、低投資的現(xiàn)代化采區(qū)。由此,我們設計了三個可行性方案,現(xiàn)就三者的優(yōu)缺點進行分析比較如下。

方案一:從西一采區(qū)運輸、軌道、回風中巷靠近上山附近沿W1S1段綜放面采空區(qū)煤層底板掘進西一采區(qū)南運輸、軌道、回風中巷至礦井邊界,沿礦井邊界掘入風斜巷、溜煤眼,準備首采面和準備面。經(jīng)研究論證決定采用傾斜長壁大后退開采方案。

方案二:從西一采區(qū)運輸、軌道、回風中巷沿W1S2段綜放面采空區(qū)煤層底板掘進西一采區(qū)南運輸、軌道、回風中巷至礦井邊界,沿礦井邊界掘入風斜巷、溜煤眼,準備首采面和準備面。

方案三:按礦井設計的最初考慮,向西開拓延伸南一采區(qū)的兩條中巷雙翼傾斜長壁開采這部分煤炭。由于兩條中巷維護狀況不好,經(jīng)多次翻修,已無法再翻修故已報廢。為此一九九七年六月集團公司設計院搞西一采區(qū)初步設計時,從西一采區(qū)三條開拓大巷沿工業(yè)廣場煤柱掘進一條石門,從南翼膠帶上山掘進一條運輸大巷,圈定這部分煤炭,避去巷道維修和中巷始終處于動壓中之苦。石門處于工業(yè)廣場煤柱中,減少了煤炭損失和動壓影響和采區(qū)煤柱的留設。如今,再從西一采區(qū)三條開拓大巷中的軌道大巷沿廣場煤柱掘進一條軌道石門,然后掘進三條中巷單翼傾斜長壁開采這部分煤炭。

采區(qū)間留設20ｍ煤柱,區(qū)段間留設8ｍ小煤柱,采區(qū)中巷每側留設30ｍ煤柱。

開采順序:準備巷道掘進至采區(qū)邊界,由采區(qū)邊界區(qū)段間后退式回采,不采用跳采方式,三條中巷隨著開采逐段廢掉,避免中巷受動壓影響,減少巷道維護量?？拷龡l上山最后一個區(qū)段,可廢掉上山,由三條大巷后退式回采。

2三個設計方案對比

三個設計方案巷道設計工程量、回采產(chǎn)量對比見表1。

2.1 經(jīng)濟對比

開拓、準備巷道支護為壁后充填,每米巷道直接成本為17500元;

噸煤售價:折合原煤售價330.00元/t,噸煤原煤成本:285.55元/t,銷售稅及附加折合噸煤原煤成本:1.25元/t,噸煤盈利:330.00－285.55-1.25＝43.20元/t。

方案二與方案一比可多用資金915×17500-59.5221×43.20=1600.9929萬元。

方案三與方案一比可多用資金1324×17500-145.0665×43.20=2316.3733萬元。

從上述中不難看出:三個方案比較中只有方案一最優(yōu)。

2.2 技術對比

方案三與其它方案對比,增加了一套開拓系統(tǒng),對于采區(qū)開采、運輸、通風等方面增加了難度。方案一與其它方案對比。

(1)開拓系統(tǒng)相對簡單,生產(chǎn)環(huán)節(jié)少,有利于集中生產(chǎn),管理更簡潔、高效。

(2)開拓工程量小,僅以方案二比較就節(jié)省915m,僅此一項節(jié)約資金約1600.9929萬元。

(3)布局的簡單化使得礦井生產(chǎn)的安全性提高、發(fā)展?jié)摿υ黾印?/p>

(4)首采面投產(chǎn)工期短。

(5)巷道利用率高。

故我們選擇方案一作為西一采區(qū)設計巷道布置,目前已實施。

3結語

小康煤礦近幾年來,通過優(yōu)化采區(qū)設計,不斷簡化生產(chǎn)系統(tǒng),在軟巖、易自燃、小構造發(fā)育的厚煤層開采中取得了一定的成績,獲得了較為理想的經(jīng)濟技術效果。該礦的成功經(jīng)驗可為其他同等條件的礦井生產(chǎn)提供借鑒。