東翼開拓方案優(yōu)化設(shè)計的探討

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團)公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

東翼開拓方案優(yōu)化設(shè)計的探討

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團)公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

本文根據(jù)板石煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀,結(jié)合生產(chǎn)技術(shù)條件,對采區(qū)設(shè)計進行優(yōu)化,減少巖石工程量,降低了生產(chǎn)成本,縮短了工期,保證了采區(qū)接續(xù)。以“安全第一”為指導思想,為全面完善礦井生產(chǎn)技術(shù)條件,滿足礦井年產(chǎn)量和采區(qū)接續(xù)的總體要求,優(yōu)化設(shè)計按現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)政策進行編制。優(yōu)化方案中盡量采用國內(nèi)外先進的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及新材料,以適應煤礦現(xiàn)代化發(fā)展的需要。

方案 優(yōu)化 比較 可行

板石一礦由長春煤礦設(shè)計研究院設(shè)計,設(shè)計年生產(chǎn)能力為90萬噸,2008年核定年生產(chǎn)能力為240萬噸/年,2011年進行了風立井系統(tǒng)改造,改造后重新核定年生產(chǎn)能力為300萬噸/年,是一座機械化程度較高的大型礦井。2008年7月18日正式投產(chǎn)以來,主要開采一、二采區(qū),而一、二采區(qū)生產(chǎn)能力發(fā)揮不出礦井的優(yōu)勢,必須優(yōu)化東翼開拓系統(tǒng),盡快形成三個采區(qū)同采的生產(chǎn)格局,才能完成300萬噸的產(chǎn)能,使礦井走上安全高效、持續(xù)發(fā)展的軌道。

1 采區(qū)概況

(1)采區(qū)境界。板石一礦東翼位于板石井田中部,北以F11斷層為界;東以井田邊界為界;南以新農(nóng)村村莊保護煤柱為界;西以北河堤為界與八連城井田相鄰。總面積9．261km2。(2)采區(qū)地表。采區(qū)地表西北部為琿春河,礦區(qū)鐵路專用線跨河而建。區(qū)內(nèi)地表地勢平坦,大多為水田及旱田。有新農(nóng)村、南秦孟村坐落在采區(qū)地表中部及東部。(3)采區(qū)煤層結(jié)構(gòu)。采區(qū)內(nèi)煤巖層淺部走向北東,傾向北西;深部走向南北～北西～東西,傾向西～西南～南。傾角淺部較大,為15°,深部趨于平緩,為0～5°。深部是一較大型的向斜構(gòu)造(新農(nóng)村向斜),而且小型褶曲也較發(fā)育。(4)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造。采區(qū)內(nèi)經(jīng)三維地震勘探過的部分,已探明斷層53條,落差0～5米的斷層14條,落差5～10米的斷層4條,落差10～30米的斷層20條,落差大于30米的斷層15條。15線以東還沒有進行過三維地震勘探工作。(5)采區(qū)儲量。采區(qū)面積9．261km2。參加儲量計算的煤層為22、22a、23、23a號4個煤層,經(jīng)計算本采區(qū)的儲量A+B級為1435．2萬噸,C級為3015．5萬噸,A+B+C級為4450．7萬噸。其中1．31米以上的儲量A+B級為1114．5萬噸,C級為606．8萬噸,A+B+C級為1723．1萬噸;1．30米以下的儲量A+B級為320．7萬噸,C級為2406．9萬噸,A+B+C級為2727．6萬噸。

2 優(yōu)化設(shè)計的指導思想

以“安全第一”為指導思想,為全面完善礦井生產(chǎn)技術(shù)條件,滿足礦井年產(chǎn)量和采區(qū)接續(xù)的總體要求,優(yōu)化設(shè)計按現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)政策進行編制。優(yōu)化方案中盡量采用國內(nèi)外先進的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及新材料,以適應煤礦現(xiàn)代化發(fā)展的要求。

2.1 采區(qū)生產(chǎn)能力

根據(jù)東翼儲量、煤層賦存、地質(zhì)條件及礦井兩翼均衡生產(chǎn)的原則,設(shè)計采區(qū)內(nèi)安排兩個綜采工作面,年生產(chǎn)能力平均為150萬噸,服務年限7年。

2.2 采區(qū)開拓方式

結(jié)合采區(qū)構(gòu)造較相對簡單的特點,采區(qū)應首選雙翼采區(qū)開拓方式,東西雙翼布置工作面。因此確定采區(qū)開拓方式為雙翼采區(qū)集中方式。

2.3 采區(qū)開拓布置方案

方案一：

沿-480m水平布置水平軌道大巷、皮帶運輸大巷,沿-470m水平布置回風大巷,在-480m水平大巷1200m位置遇23號煤層變方向施工三條下山。

皮帶巷沿23a號煤層施工,軌道、回風巷沿22號煤層施工,在五采區(qū)集中巷內(nèi),上山抓22號煤層,布置工作面。

方案二：

東翼軌道大巷、回風大巷和皮帶大巷分別在-585運輸石門、暗主井和暗風井拉門,軌道大巷和回風大巷沿22號煤層施工,施工900m后下山施工遇23號煤層后,沿23號煤層施工。皮帶大巷沿22a號煤層施工,施工900m后,下山施工見23a號煤層后,沿23a號煤層施工。

軌道大巷和回風大巷在900m處分岔,沿22層煤按N32°方位施工22層皮帶巷和22層回風巷, 22層皮帶巷和22層回風巷單獨為22層煤服務,23a層皮帶巷,23層軌道巷和回風巷為23號煤層和23a號煤層服務。

2.4 采區(qū)開拓方案比較

方案一：

優(yōu)點：(1)煤炭運輸直接進入主井提升,環(huán)節(jié)少、事故點少,軌道運輸采用卡軌車一段,提升能力強。(2)采區(qū)獨立通風完整性強,采區(qū)開拓獨立,不受正常生產(chǎn)影響。(3)系統(tǒng)簡單。

缺點：(1)三條大巷施工3600m全巖巷道,礦車提矸工程量大(礦井現(xiàn)有提矸能力差),施工工期長,難以實現(xiàn)采區(qū)正常接續(xù)。(2)反向運輸距離長,不合理。(3)采區(qū)巷道送下山坡度較大。(4)暗井服務時間短,利用率低。(5)風立井服務時間短。

方案二：

優(yōu)點：(1)巖石巷道工程量少,(巖石巷道408m),節(jié)省費用3192萬元。(2)總工程量少,省6336萬元。(3)降低施工成本(沿煤層掘進)。(4)減少采區(qū)集中巷工程量(四、五采區(qū))。(5)有利于合理集中生產(chǎn),實現(xiàn)大生產(chǎn)格局。(6)出貨直接進煤流,能發(fā)揮掘進機的作用,施工速度快,有利于長遠接續(xù)和采區(qū)接續(xù)。(7)充分利用三條暗井和風立井,延長三條暗井及風立井服務年限。(8)可布置大儲量工作面,提高生產(chǎn)能力,減少搬家倒面次數(shù),更利于采面接續(xù)。(9)通風、運輸、運煤系統(tǒng)簡單,減少運輸環(huán)節(jié),降低通風阻力。(10)有利于六采區(qū)巷道布置(離可采層較近)。

缺點：(1)設(shè)備占有量大,運輸環(huán)節(jié)多。(2)采區(qū)軌道運輸用無極繩絞車,運輸能力較差。(3)和斷層夾角較小,停采后煤柱不規(guī)則,煤柱較大。

2.5 確定方案

一方案具有工期短,工程量少,能保證接續(xù),但工程總造價為3992萬元。二方案生產(chǎn)環(huán)節(jié)多,但工期短,施工難度小,工程總造價為2753萬元,能夠保證正常接續(xù)。綜合分析：方案一和方案二都在技術(shù)上可行,但方案二在經(jīng)濟上較為合理,優(yōu)于方案一,所以優(yōu)選方案二為最佳方案。

3 幾點啟示

(1)礦井增能后,如何在現(xiàn)有的煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造條件下保證采掘接續(xù),是擺在我們工程技術(shù)人員面前的大課題。(2)采區(qū)設(shè)計及工作面設(shè)計不是一成不變的,要根據(jù)井下地質(zhì)條件變化的實際情況進行研究和調(diào)整。(3)工程技術(shù)人員要隨時掌握井下地質(zhì)變化情況,做到心中有數(shù)、思路要放寬、不能鉆牛犄角。(4)生產(chǎn)系統(tǒng)存在的問題或能力不足時,如(通風系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)及其他系統(tǒng)和大面積來壓等)如何跟上生產(chǎn)形勢需要的步伐,滿足生產(chǎn)要求,是對我們工程技術(shù)人員的考驗。

4 結(jié)語

根據(jù)以上的分析,廣泛采用開拓巷道沿煤層施工,不僅在技術(shù)上可行、而且在經(jīng)濟上合理,不但能節(jié)約大量資金,而且大大提高巷道的掘進速度,大幅度縮短了采區(qū)準備的時間,更有利于采掘正常接續(xù),為降低成本、提高效益創(chuàng)造了條件,為礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。