小紀汗煤礦13盤區大巷優化設計

李虎民，李朋峰，劉建林

(陜西華電榆橫煤電有限責任公司，陜西 榆林 719000)

小紀汗煤礦13盤區大巷優化設計

李虎民，李朋峰，劉建林

(陜西華電榆橫煤電有限責任公司，陜西 榆林 719000)

為了實現降本增效目的，減少小紀汗煤礦大巷延伸投資，結合原開采設計情況并綜合考慮礦井排水、供電、主輔運輸、通風等因素，通過理論分析和風量驗算，提出將13盤區大巷布置由5條調整為3條，大巷布置調整后能夠減少礦井13盤區開拓投資，同時礦井能夠達到設計產能，并且提出相應的生產接續計劃。

礦井；盤區；大巷；優化設計

1 原13盤區大巷布置

小紀汗煤礦現有井下大巷組采用5條大巷布置，即帶式輸送機大巷、一(二)號輔助運輸大巷和一(二)號回風大巷，大巷兼做盤區巷道，工作面巷道直接與大巷連接。其中一(二)號輔助運輸大巷位于大巷組的兩側，帶式輸送機大巷位于大巷組的中間，各大巷間距均按40 m設計，巷道均采用錨網噴支護。#1輔運大巷服務南翼采掘工作面輔助運輸；#2輔運大巷服務北翼采掘工作面輔助運輸；帶式輸送機大巷服務全礦井主運輸；在小蘇計回風立井形成的條件下，#1回風大巷服務于南翼采掘工作面回風，#2回風大巷服務于北翼采掘工作面回風，實現分區通風。

2 13盤區大巷優化設計總體方案

13盤區采用條帶式開采，大巷延伸段按三巷制，沿11盤區大巷向西布置，延伸至13盤區西邊界，大巷組由帶式輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風大巷組成，13盤區工作面沿大巷布置在兩側，13盤區帶式輸送機大巷直接延伸11盤區帶式輸送機大巷，回風大巷采用延伸11盤區#2回風大巷，輔助運輸大巷采用延伸11盤區#1回風大巷，11盤區輔助運輸大巷與13盤區回風大巷、輔助運輸大巷連接處采用繞道連接，該方案與原開采設計批復文件一致，利于后期文件審批與驗收，同時移交工程量小，井下可實現雙翼開采，井下開拓較為合理。3條大巷具體布置如圖1所示。

3 大巷優化設計條件下生產接續計劃安排

綜合考慮實現分區通風，充分利用小蘇計回風立井和中央回風立井兩條風井回風，同時滿足回風大巷風速不超限，通風阻力符合規定，13盤區采用三條大巷從#3到位聯巷延伸至井田邊界的前提條件為南翼中厚煤層綜采工作面必須在#3到位聯巷以東，實現11盤區布置一個中厚煤層綜采工作面，13盤區布置一個厚煤層綜采工作面。

3.1 厚煤層綜采工作面接續計劃安排

根據現有五年接續計劃安排，厚煤層總體接續為從11 215綜采工作面至13 219綜采工作面順序接替。但根據井上下對照圖分析，13 201、13 203、13 205、13 207綜采工作面上部住戶較多，11 307綜采工作面至井田邊界綜采工作面上部住戶較少，其中13 223、13 221、13 219綜采工作面上部無住戶，13 217綜采工作面上部有4戶14人，13 215綜采工作面上部有3戶11人，13 213綜采工作面上部3戶7人，13 211綜采上部10戶27人。為了減少移民搬遷一次性投資，考慮綜采工作面回采收益，將厚煤層從11 219綜采工作面回采完成后接替井田邊界綜采工作面，根據生產接續計劃安排，11 219綜采工作面于2020年5月份回采完成。按照此方案進行接續，13盤區能夠延伸至井田邊界，同時此時邊界綜采工作面能夠掘進完成，并且小蘇計回風立井能夠投入使用。

3.2 中厚煤層生產接續計劃安排

考慮大巷采用三條制，厚煤層已經布置在13盤區，因此中厚煤層接續計劃必須布置在11盤區。中厚煤層生產接續總體計劃為11 213剩余段綜采工作接替11 207綜采工作，11 214綜采工作面接替11 213剩余段綜采工作面，11 216綜采工作面接替11 214綜采工作面，11 218綜采工作面接替11 216綜采工作面，#3到位聯巷附近11 220綜采工作面接替11 218綜采工作面，11 210綜采工作面接替11 220綜采工作面，此時時間節點為2022年5月份，此時厚煤層綜采工作面正在回采南翼13 222綜采工作面。將南翼中厚煤層全部解放完成后，再將中厚煤層綜采工作面安排至北翼11 209綜采工作面及北翼剩余邊角煤回采，在此期間可考慮準備回采12盤區中厚煤層綜采工作面。

圖1 13盤區大巷布置

3.3 接續范圍內綜采工作面布置及產量分析

根據厚煤層、中厚煤層綜采工作面接續安排，未來十年內全礦厚煤層、中厚煤層兩個綜采工作面配采基本合理，能達到設計產能1 000萬t/a，同時此條件下通風能夠滿足要求，10年內具體產量分析見表1。

4 優化設計后13盤區主要輔助生產系統

4.1 13盤區排水管路布置

礦井排水由13盤區排水系統、11盤區排水系統、井底主排水系統共同組成。11，13盤區涌水分別由各自盤區排水系統排至井下主水倉，最終由井下主排水泵房排出地面，大巷優化設計中考慮將3趟377 mm排水管路布置在帶式輸送機大巷。具體排水路線如下：13盤區涌水→13盤區水泵房→2煤西翼帶式輸送機大巷→井下主排水泵房→中央進風立井→地面。

表1 礦井十年內產量計劃表

表2 13盤區移交時井下用風地點風量分配表

4.2 13盤區供電線路布置

井下在13盤區建13盤區變電所，與13盤區水泵房聯建13盤區水泵房變電所，在#2煤西翼大巷二部帶式輸送機頭部設機頭變電所。變電所采用二回路10 kV進線電源，每回路電纜選用2×(MYJV42-8.7/10 kV 3×240 mm2)，經鉆孔，通過2煤西翼帶式輸送機大巷引自小蘇計風井場地35 kV變電站10 kV不同的母線段上。

4.3 13盤區通風系統能力驗證

4.3.1 井下用風地點風量分配

根據通風計算結果，13盤區移交時井下各用風地點的風量配備及進回風井風量分配見表2、表3。

4.3.2 通風系統選擇

根據未來10年內采掘工作面布置及產量分析表分析，小蘇計回風立井投入使用后，2021年厚煤層綜采工作面13 224面投入生產，此時中厚煤層綜采工作面正常回采11 220綜采工作面。為了縮短北翼綜采工作面通風路線，降低北翼綜采工作面通風阻力，實現采掘工作面分區通風，13盤區南翼13 224綜采工作面實現分區通風主要利用小蘇計回風立井回風，11盤區南翼中厚煤層綜采工作面主要利用中央回風立井回風。南翼13 224綜采工作面直接利用小蘇計回風立井回風；南翼11 220綜采工作面利用中央回風立井回風。

表3 13盤區移交時井筒風量分配表

4.3.3 井田邊界位置回采期間小蘇計回風立井回風量驗算

井田邊界位置回采期間小蘇計回風立井回風風流主要為13 224綜采工作面、備用綜采工作面、接續巷道連采掘進工作面、盤區變電所等，盤區實現分區通風總回風量為110.3 m3/s，即13盤區回風大巷內回風量為110.3 m3/s，回風全部利用小蘇計回風立井回風，可以實現小通風阻力回風。根據回風大巷設計可知，回風大巷設計斷面為18.9 m2，則

v=Q/S=110.3/18.9=5.84 m/s ，

式中：v為風速，m/s；Q為風量，m3/s；S為斷面面積，m2。

計算結果小于煤礦安全規程規定的回風大巷風速最大不大于8 m/s的要求，風速、風量滿足要求[1]。

4.3.4 井田邊界位置綜采工作面通風阻力計算

根據采掘工程平面圖分析，北翼厚煤層綜采工作面回采13 223綜采工作面期間，厚煤層綜采工作面回風路線最長，通風阻力為最大時期，因此13 223綜采工作面回采期間為通風困難時期。根據通風網絡分析，通風困難時期的通風路線依次為副斜井、#2輔運大巷(包含延伸段)、綜采工作面輔運順槽、綜采工作面、綜采工作面回風順槽、#2號回風大巷(延伸段)、小蘇計回風立井。根據礦井通風系統和總風量，計算北翼厚煤層綜采工作面通風困難時期總通風阻力具體見表4。

表4 礦井困難時期通風阻力表

根據通風系統及礦井總風量，利用通風網絡解算分析，其北翼厚煤層通風困難時期通風阻力為2 043.96 Pa，通風阻力滿足不大于2 940.00 Pa的相關要求。

總之，通過以上分析13盤區邊界位置南翼綜采工作面期間，礦井在11盤區布置一個中厚煤層綜采工作面，全礦采掘面可以實現分區通風，礦井能夠合法化生產，礦井通風風量和通風阻力也能滿足相關要求。

5 13盤區大巷延伸投資分析

13盤區輔助運輸大巷、回風大巷、帶式輸送機大巷#3到位聯絡巷至井田邊界距離約3 060 m。根據目前大巷延伸延米施工費用，13盤區三條大巷延伸共需投資約10 786.5萬元，與五條大巷延伸相比減少投資約9 000萬以上。

6 結束語

將13盤區5條大巷調整為3條大巷設計優化后，雖然厚煤層綜采工作面、中厚煤層綜采工作面布置受限，厚煤層綜采工作面布置在13盤區中，中厚煤層綜采工作面必須布置在11盤區內，重要分界點為#3到位聯巷，但是從礦井未來采掘接續方面分析，采掘接續能夠滿足生產要求，接續巷道掘進布置比較容易，同時較原方案相比減少兩條大巷共計6 120 m，直接減少投資9 000萬以上，并且大巷延伸方案優化后，能夠保障厚煤層的正常生產接續問題，減少礦井移民搬遷一次性投資。

[1]張榮立，何國緯，李鐸.采礦工程技術設計手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2004.

(本文責編：齊琳)

李虎民(1970—)，男，陜西合陽人，總工程師，高級工程師，從事煤礦技術管理方面的工作(E-mail:splhm@163.com)。

TD 823

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1674-1951(2017)11-0026-04

2017-09-11；

2017-11-14