魯班山北礦四采區方案設計優化

摘要：通過對一、二、三采區設計中存在的問題與不足，針對性地在四采區方案設計中進行優化，為今后采區及區段設計提供新思路。

關鍵詞：采區設計；系統布置；系統優化

一、礦井概況

魯班山北礦是筠連礦區首期開發的兩個礦井之一，是四川省建設西部能源基地的重要礦井。礦井經鑒定屬高瓦斯礦井，初步設計生產能力為450kt/a，核定生產能力900kt/a，礦井服務年限為51.2年。區內煤系地層為上二迭統宣威組，根據含礦特征，以9號煤層之底界將煤組分為上、下兩段，上段稱宣威組上段（P2x2），下段稱宣威組下段（P2x1），其主采煤層2、3、8#煤層均處于宣威組上段（P2x2），煤層頂板以粉砂巖、泥巖、炭質泥巖為主，底板以深灰～灰色砂質泥巖、泥巖為主夾煤線或炭質泥巖。

二、四采區方案設計

1.采區范圍的劃分及儲量調整。為了充分發揮機械化在生產實踐中的巨大促進作用，在四采區的方案設計中事實求是地對原礦井初設方案進行了調整：由于原來的四采區走向長度只有800，傾向長度只有300米左右，東翼是巡司河，南翼是紅巖煤礦，因此將原來的四采區合并為+200m以下采區開采，即調整了四采區開采水平下線，對原礦井初設方案中的五、六采區儲量進行了核算，將儲量不高的五、六采區合并為四采區一個采區，合并后的設計生產能力為60萬t/年，資源儲量為1167.45萬噸，工業儲量為1107.45萬噸（不包括7號煤層為1036.17萬噸），其中111b為1017.49萬噸（不包括7號煤層為955.86萬噸），可采儲量為783.73萬噸，按60萬噸/年，地質備用系數取1.4計算，服務年限為9.3年，從而提高了四采區整體服務年限，而調整后的四采區采區走向長度約達2000m左右（單翼達1000m），采區垂高約300m左右，較一、二采區而言大大增加了走向長度，大大減少了采面搬家的次數，從客觀的條件上保證了生產的連續性，并且四采區3個可采煤層均是按綜采能力進行設計，屆時我礦綜合機械化礦井的生產能力將會得到充分發揮和顯現。

2.上山布置及層位選擇。本采區設四條主要上山：分別為軌道上山、行人上山、運輸機上山、回風上山，根據一、二采區回采后的情況對采區上山巷道影響大，失修嚴重的設計弱點，其主要原因是采區上山離所開采8號煤層只有25～30米左右，受采動壓力影響大，并且此段的巖性也差（砂質泥巖），因此將采區上山選擇布置在離8號煤層120米左右的峨眉山組玄武巖層中，四條上山顯倒“品”字形，即軌道上山和回風上山在同一層位，運輸上山和行人上山在同一個層位，軌道和回風上山比運輸和行人上山層位高7米。由于采區上山布置在玄武巖層中，因此將煤柱留在采區上山上部，主要為了減少區段石門聯巷的布置，為了減少煤柱的損失將運輸石門、軌道石門、回風石門均布置在此煤柱內。

3.主運系統的布置。我礦+450m上水平采用采區煤倉配合礦車轉運原煤至地面煤倉的方式進行運輸，從一、二采區回采過程中的實際情況看，該運輸方式已不能滿足高效、高產的需求，運輸中轉環節反而成了制約生產的瓶頸。

四采區方案設計本著長遠發展、科學規劃的思路，精心設計了暗副運輸斜井專供+150m水平采區原煤運輸，其巷道整體布置在玄武巖層中，即從地面104皮帶到采區煤倉下口（施工坡度﹣6°），總體工程量約2700m左右。該方案的思路是：通過膠帶運輸機將四采區煤倉的煤炭經采區煤倉直接運至地面，通過煤倉運輸系統，到達煤坪及裝車倉。該運輸方式減少了井下人工轉運的諸多環節，從長遠看成本消耗較低，運輸的連續性也得到了保證，能夠有效地滿足今后四采區全面生產的原煤運輸能力，不僅如此，該巷道同時也承擔著今后該水平其他采區原煤輸送任務（五、六采區），而該巷道選擇布置玄武巖層之中，亦將大大降低巷道維修費用及延長其服務年限，因此四采區主運系統的設計理念較傳統方式有了極大的跳躍與創新，該思路也為今后下水平其余采區提供了全新的設計方向，可謂意義長遠。

4.區段巷道布置。為了解決跨采保護、高效運輸、安全轉運的難題，四采區設計方案中針對性地將區段巷道布置在保護煤柱內采用多煤層聯合石門布置進入煤層，不僅減少了區段巷道長度和保護煤柱的損失，更有利于采區骨干巷道與區段巷道的維護，從而大大降低巷道維修費用增長巷道服務年限，避免再次出現一、二、三采區采一段補一段的“打游擊戰”的尷尬局面；同時，采用石門進入煤層聯合開采的方式，其區段石門長度達350m左右，大大增加了區段運輸、中轉能力，并且減少了環節，對設備運輸、排矸運輸及通風管理都十分有利，使得安全系數大大提高。

在區段運煤系統上，采用石門運輸配合反井煤倉的方式進入主運系統，再經暗副運輸斜井輸送至地面，該方式較多地推廣使用了反井鉆機在立井、反井的使用，安全系數高，施工也較為簡易，同時在區段運輸的環節上將系統優化得更加簡單明了。

三、經濟技術比較

首先，從掘進開拓成本看，四采區開拓上山（軌道、回風、行人）長度共約2550m，暗副運輸斜井2760m，共計工程量5310m，四采區骨干上山均布置在峨眉組玄武巖之中，故而巷道采取素噴進行支護，其掘進成本較以往錨網噴支護更低；

其次，從維修成本看，當四采區投入使用后，屆時一、二采區將結束服務年限，礦井維修任務主要分布在三、四采區，但四采區主體巷道均布置在玄武巖之中，故而巷道維修量將大大減少，可節約維修費用。

此外，四采區暗副運輸斜井承擔了+150m水平所有采區（五、六采區），從理論上講為其它采區節約了上千米的工程量，且其服務年限相當長（大于15年），因其巷道層位選擇布置在玄武巖之中，故而巷道的維修費用將大大減少，從長遠看經濟效益十分顯著。

結語

魯班山北礦四采區方案設計在巷道層位選擇、運煤系統布置、及合理優化系統的諸多環節上都為今后我礦設計提供了新的設計理念，宏觀上對+150m水平整體做了規劃，其思路考慮較為長遠，且將主干下山布置在玄武巖中所帶來的經濟效益十分明顯。

參考文獻：

[1]李德強，馬守成.依靠科技創新管理成功開采下組煤[J].內蒙古煤炭經濟.2013（04）.