淺析平朔井工三礦優化采區設計方案

摘 要：采區是礦井的主要生產單元，采區設計的優劣直接關系到礦井生產效率的高低。本文主要闡述平朔井工三礦采區設計中存在的問題，并提出了相應的優化設計方案，實踐效果良好。

關鍵詞：井工三礦；優化；采區

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.076

1 采掘布局存在的問題分析

井工三礦二采區根據目前采掘布局，4、9煤所有采掘工作面都受二采區東坡向斜及伴生斷層困擾；加之4、9煤砂巖裂隙水豐富。

（1）二采區大部分掘進巷道大坡度上下山施工，過斷層期間導致巖巷施工較長，頂板管理難度大，加之砂巖裂隙水下山掘進出貨困難，導致掘進單進水平低，同時大坡度車輛運料、人員安全系數低。

（2）回采期間工作面大坡度俯采、仰采，距離長，四柱式支架俯采時四連桿易斷，采煤機工況差，同時老塘水緊跟工作面，水煤大；輔運順槽大坡度行車，存在車輛側滑或跑車風險；主運順槽膠帶運輸機大坡度運輸，運輸能力低，極易灑煤，主輔運低洼點煤泥清理量大。以上因素導致產能受限。

（3）4、9煤共16個工作面都需要跳采，影響生產時間長，安裝回撤費用高；掘進和回采過程中，設備故障率高、材料配件消耗量大；順槽落差大，供水管路易爆管。二采區工作面回采期間，因東坡向斜及砂巖裂隙水的影響，導致原煤水分高、煤質差。

（4）所有工作面的兩順槽中部為最低點，掘進及回采期間遇水患險情不利于人員避險，水害安全管理難度大。

2 布局優化調整設計方案

為了解決目前采掘布局導致的以上困難，提出了將二采區34203和39203工作面往東剩余區域劃分為三采區，在三采區將工作面改為東西向布置由北向南依次回采。

（1）三采區開拓大巷布置：開拓大巷南北向布置至井田北部邊界，4#煤利用現掘的34204輔運順槽作為三采區回風大巷，留設25m煤柱往東依次平行布置主、輔運兩條大巷，總工程量5125m；9#煤在9煤開拓大巷東部由南向北平行布置主輔回三條大巷，9煤三采區回風大巷與中央水倉留設20m保護煤柱，三采區9煤開拓大巷煤柱留設25m，巷道斷面和支護方式與原布局相同。

（2）三采區采煤工作面布置：采煤工作面東西向布置，4、9煤各布置9個采煤工作面，留設20m保安煤柱，可采煤量1.3億噸（原布局1.26億噸），4、9煤邊界、斷層、巷道煤柱損失量7221.53萬噸，由北向南依次回采。9煤布置與4煤相同，為了保護四煤三采區三條大巷，二采區9煤39203工作面與四煤三條大巷留設80m保護煤柱，39202工作面寬度由原300m變為220m，39203工作面寬度由原300m變為238m，巷道斷面和支護方式與原布局相同。

（3）三采區通風系統：礦井布局調整后繼續沿用原礦井通風系統，礦井通風方式為中央分列式，通風方法為抽出式，即主斜井、副斜井、進風斜井進風，回風立井回風；三采區開拓大巷兩進一回，主、輔運大巷進風，回風大巷回風，工作面輔運順槽進風、主運順槽回風，經計算，風量、通風阻力滿足生產要求。

（4）三采區排水系統：在4、9煤三采區輔運大巷向斜中部最低點布置采區水倉及采區水泵房；4#煤礦井水在低洼點使用潛水泵排至采區水倉，通過采區水泵房排至三采區回風大巷泄水孔，泄入9煤中央水倉；9#煤礦井水在低洼點使用潛水泵排至采區水倉，通過采區水泵房直接排至9煤中央水倉。三采區4、9煤大巷最低點至4、9煤二采區回風大巷垂直高差140m，現工作面順槽最低點使用MD155-30*8多級離心泵排水泵能夠滿足要求。

（5）三采區供電系統：1）三采區采煤工作面設備采用雙回路供電方式，主電源從現用的4、9煤變電所高爆柜直接引出，采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜供電壓降損耗為4.67%，滿足供電要求。2）三采區采取水泵房水泵及掘進工作面設備、局部通風機的配電電源來自在三采區設置的采區配電點，配電點雙回路從4、9煤變電所高爆柜直接引出，電纜采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜，滿足供電要求。配電點配置11臺高爆柜，采用單母線雙回路供電方式。

（6）三采區主運輸系統：布局調整后，4、9煤各增加了一部主運膠帶機，工作面原煤通過三采區主運大巷至原二采區主運大巷，三采區主運大巷在向斜軸部設計坡度為±10°，其余地段最大設計坡度為11°，膠帶機運輸能力滿足要求。

（7）三采區輔助運輸系統：三采區輔運大巷局部設計最大坡度±10°，使用無軌膠輪車運輸，滿足輔助運輸要求。

（8）采掘設備：布局調整后全部使用平朔現有采掘設備，根據煤層底板等高線，最大坡度為10.5°，設備能力能夠滿足要求，當工作面局部坡度大于12°以上時，液壓支架需要增加防倒油缸，后部刮板輸送機需要控制煤量，采煤機采用上行走空刀、下行割煤方式。

3 調整效果分析

平朔井工三礦優通過優化設計調整，大大解決了井工三礦目前采掘布局造成的諸多困難，取得了以下效果。（1）安全管理方面：調整后輔助運輸更加安全，板管理更加容易，砂巖裂隙水得到控制。（2）資源利用方面，布局調整后，采掘布局更加合理，增加了煤炭的回收率，相對原布局可采煤量增加了399萬噸。（3）調整后整體投入節省費用3204萬元。（4）系統調整方面：排水系統簡化，順槽主運系統能力提升。布局調整后，采煤工作面主運順槽系統由原來的兩部膠帶運輸機或加裝中驅設備變為一部膠帶運輸機，系統簡單且運行穩定，運輸能力提升。（5）生產組織方面：布局調整后，減少了大坡度采掘和巖巷作業，避開了砂巖裂隙水的影響，調整后無需跳面，搬家倒面次數減少10次，節約費用9800萬元。（6）采掘接續方面：布局調整后，可實現二采區接續一采區，一采區接續三采區，礦井擺脫單采區回采困局，接續更加合理。

參考文獻：

[1]馬崇山.劉莊礦業1511采區軌道上山上部車場優化設計[J].山東煤炭科技，2018（12）：1+4.

[2]賈進亞.張雙樓煤礦延深采區系統設計優化研究[J].煤炭科技，2018（04）：30-32.

[3]王向東.煤礦礦井設計及采區優化分析[J].內蒙古煤炭經濟，2018（14）：6-7.

作者簡介：蘇帥（1987-），男，山西朔州人，本科，助理工程師，從事采掘技術工作。