陽煤一礦西部區域開拓系統的改造分析

龐棟巍

（陽泉煤業（集團）有限責任公司發展計劃部，山西 陽泉 045000）

1 西部區域改造的概況

1.1 西部區域改造的必要性

一礦礦井東部生產、準備采區已經采掘，若對礦井現有系統進行升級改造，施工難度大，影響現有的正常采掘活動。該礦決定對礦井剩余西部資源（剩余可采儲量約3億t），利用閻家莊分區風井建設的同時考慮輔助運輸系統的改造。一礦北翼十三采區及礦井東部區域預計2024年回采結束，礦井西部區域系統改造預計用時7.5a，礦井東、西部接替比較緊張。

通過采用無軌輔助運輸裝備智能化監控系統，應用支架搬運車、多功能鏟車、蓄電池動力車和運人、運料車等無軌輔助成套設備，代替無極繩軌道車、小絞車、軌道機車等多段分散的傳統運輸設備，實現煤礦井下運輸系統機械化。系統改造后可以優化運輸系統，減少（支架）解體環節，簡化安裝工藝，縮短安裝周期，提高生產效率。

1.2 西部區域開拓系統的改造范圍

為了將改造工程對現有生產系統的影響降至最低，確定本次開拓系統改造的服務范圍為：準備采區四采區和十四采區以及礦井西部的15#煤區域。在現有的生產分區進風井筒無法改造的情況下，利用新建的閻家莊進風立井，增加一套提升系統用來提升大型設備。

2 西部區域開拓方案

一礦西部的閻家莊分區和獅子坪分區風井尚未建設，+560m輔助水平和+669m水平開拓大巷延伸至各自分區中部附近，已經具備施工風井條件。對礦井西部區域的開拓方式原來提出了兩種設計方案，礦根據生產實際，做了詳細的研究和對比，并形成了方案三。

（1）方案一：將南北條帶合二為一，布置閻家莊分區，見圖1。

設計閻家莊分區，布置閻家莊副立井和回風井，同時負擔礦井西部規劃區域的所有采區。為滿足向高家溝分區十四采區運輸一次采全高液壓支架的要求，在南、北條帶輔運大巷之間施工一條集中輔運大巷，在原南北條帶分界線處，從集中輔運大巷開口從東往西直達井田西部邊界施工一組閻家莊西采區準備大巷，西采區膠帶大巷與南條帶膠帶大巷相連，回風大巷與閻家莊回風立井相連。

圖1 方案一

閻家莊分區劃分為東、西兩個采區，東采區以集中輔運巷向東至五采區準備巷、陽坡堰四采區（四采區西部的工作面推進為2800m）為界，采用條帶式南北向開采，工作面推進長度為2600m。西采區從集中輔運巷向西直至井田西部邊界，采用條帶式南北向開采，回采工作面最大推進長度為2900m。將十四采區西部的回采工作面延伸至陽泉西環高速公路保護煤柱，回采工作面最大推進長度為3400m。

（2）方案二：維持原初設南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區，見圖2。

圖2 方案二

維持閻家莊和獅子坪分區的初步設計，按南北條帶分界線，劃分為兩個分區，分別為閻家莊和獅子坪分區，每個分區布置一對進、回風井筒。閻家莊風井選址和方案一致。

為滿足向高家溝分區十四采區運輸一次采全高液壓支架的要求，在南、北條帶輔運大巷之間施工一條集中輔運大巷。閻家莊分區沿分區中部布置一組大巷，采用條帶式南北向開采；獅子坪分區沿分區中部布置一組大巷，位于陽泉西環高速公路以東的區域采用上下山開采，以西的區域采用條帶式南北向開采。工作面的最大推進長度為2000m，其中80%的回采工作面推進長度小于1400m。

（3）方案三：維持南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區，見圖3。

圖3 方案三

維持閻家莊和獅子坪分區的初步設計，按南北條帶分界線，劃分兩個分區，分別為閻家莊和獅子坪分區。閻家莊分區內布置1對進、回風井筒，獅子坪分區內僅布置1個回風立井，不再布置進風井，利用紅簡溝進風井和閻家莊進風井對獅子坪分區實施供電、供風、供水等。井筒位置及工業場地按照方案二執行。

由于一礦構造發育基本呈南北向，若工作面采用南北條帶布置，會造成掘進、回采期間遇幾百米長的構造帶，不能保證礦井均衡生產。所以獅子坪、閻家莊分區均采用以上、下山走向長壁式開采為主，三角煤及不便于布置走向長壁式資源部分，可靈活布置，采用南北向條帶式開采。同時為了便于大走向工作面布置，將十四采區邊界延伸至西環高速保護煤柱處，利用十六采區準備巷與十四采區準備巷同時準備十四采區西部一次采全高工作面，從而縮短工作面準備工期。

為了滿足向高家溝十四采區運輸一次采全高液壓支架的要求，在南北條帶輔運大巷之間施工一條集中輔助大巷。閻家莊分區沿分區中部布置一組大巷，高速公路以東采用上、下山走向長壁式開采，高速公路以西采用條帶式南北向開采；獅子坪分區沿分區中部布置一組大巷，采用上、下山走向長壁式開采。

3 方案比較及分析

每個開拓方案從開拓部署方面講基本一致，包括開拓工程量、井筒數目、采區及工作面布置，具體情況如下：

（1）方案一優點：方案一開拓系統簡單，井、巷工程量少。僅布置一個工業場地，一對進、回風井筒。

方案一缺點：一礦地質構造水平面上基本呈南北向，若考慮工作面南北條帶布置，屆時工作面掘進、生產將有可能遇大范圍構造區，受地質構造影響，工作面生產組織時好時壞，造成礦井生產不均衡。

方案一取消獅子坪風井布置，獅子坪分區與閻家莊分區合二為一，負擔區域較廣，管理困難。而且通風距離長，同時負擔頭面較多，需要回風巷道斷面大，掘進期間施工困難。根據設計方案，礦井西部區域所有煤、矸全部利用西大巷皮帶巷運輸，造成西大巷皮帶運輸能力不足，北翼皮帶閑置不用的局面。

（2）方案二優點：方案二采用兩區布置，開拓系統相對合理，風井負擔區域劃分明確，風井同時負擔頭面較少，有利于通風瓦斯管理。

方案二缺點：方案二中采區及工作面布置方式不理想。其中獅子坪分區東一采區走向布置，但工作面長度太短，不符合大采高設備開采條件要求；獅子坪西采區北部為南北條帶布置，與構造走向基本一致，不利于工作面均衡生產；閻家莊東二采區工作面走向短，且與構造走向一致，不利于均衡生產。

（3）方案三優點：開拓系統簡單，新建井筒數目相對較少，原兩區布置4個井筒，現擬建3個井筒。采區、工作面布置相對簡單、合理。南北翼采區資源相對均衡，工作面走向相對較長，一次采全高工作面設備利用率較高，同時減少了構造對工作面生產的影響，有利于礦井均衡生產。高抽系統布置相對合理、簡單，有利于實現煤、矸分裝分運。工作面準備系統簡單，采掘比更加合理，有利于工作面的正常接替和高產高效。

方案三缺點：新建工業場地2個，新建井筒數目3個，比方案一多建1個工業場地，1個井筒。

4 結論

經以上優缺點比較，結合礦井整體規劃部署，設計推薦方案三。即維持南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區。閻家莊分區內布置1對進、回風井筒，獅子坪分區內僅布置1個回風立井，不再布置進風井，利用紅簡溝進風井和閻家莊進風井對獅子坪分區實施供電、供風、供水等。