發耳煤礦一井五盤區五上采區+780 m水平水倉設計優化

朱油雷，彭佑平，弓 彤，吳曉偉

（貴州發耳煤業有限公司，貴州 六盤水553017）

1 工程概況

貴州發耳煤業有限公司發耳煤礦一井區五盤區五上采區自2010年開始開拓，受地質構造、瓦斯治理等因素的影響，開拓進度慢，截止2015年7月底，五上采區主要開拓工程量剩余1331m（回風下山85m、皮帶下山165m、軌道下山450m，+780m水倉631m），根據五上采區開拓情況，五上采區投產主要工程量為+780 m水倉開拓，五盤區正常涌水量220 m3/h，最大涌水量500 m3/h，排水高度（垂高）201 m（傾角為9°），水倉有效容量按容納8 h礦井正常涌水量考慮為1 760 m3。根據原設計方案，五采區+780 m水倉開拓工程量大，且存在多次揭煤，嚴重影響五上采區投產和礦井采區接續，因此，對五上采區+780 m水倉設計進行了修改設計優化，加快采區投產。

2 +780 m水倉優化設計

2.1 原+780 m水倉設計存在的問題

原+980 m水倉位置是由貴州省煤礦設計研究院進行的設計，五上采區+780 m水倉布置在五上采區+780m標高井底車場北側，水倉設計工程量631m，主要工程為管子道聯絡巷69 m，管子道20 m，+780 m副水倉157m，+780m主水倉202m，水倉聯絡巷48m，水倉入口28 m，泵房變電所入口19 m，泵房變電所32 m，泵房入口18 m，泵房38 m（原水倉設計巷道布置如圖1所示）。水倉凈斷面為13.3 m2，有效容量為1 809 m3，其中主水倉有效容量1 085 m3，副水倉有效容量724 m3。

圖1 原水倉設計巷道布置圖

根據實際生產情況及水倉所在的位置，按照原水倉設計將存在以下問題：

1）五上采區+780 m水倉設計工程量大，工程費用高，采區投產時間晚，造成接續緊張。

2）瓦斯治理工期長，鉆孔進尺量大，瓦斯治理費用高，開拓工期長，水倉施工期間需停頭治理瓦斯。

3）原設計需留設計水倉保護煤柱，減少了煤炭資源的回收。

4）水倉回風流進入軌回聯絡巷，影響下一步五盤區開拓延伸。

2.2 原+780 m水倉設計瓦斯治理

根據發耳煤礦一井五盤區五上采區設計資料，+780 m水倉施工期間需對5-3煤層、5-3煤層下分層（煤厚大于0.3 m），7煤層進行瓦斯治理。根據計算，水倉瓦斯治理穿層鉆孔進尺約12 000 m，瓦斯治理鉆孔布置如下頁圖2所示。結合五上采區三條下山施工進度及現場情況，+780 m水倉瓦斯治理進度安排簡要敘述如下：

1）五上采區+780 m井底車場施工到位后，使用+780 m標高車場向水倉側施工穿層瓦斯抽放鉆孔，控制+780 m井底車場外側60 m，主要控制管子道、水倉聯絡巷、水倉入口、泵房變電所入口、泵房變電所、泵房入口、泵房及+780 m副水倉、+780 m主水倉一部分。

2）主水倉施工至里程18 m處停頭，施工穿層瓦斯抽放鉆孔，控制主水倉向前60 m范圍及副水倉部分巷道，預留20 m安全距離，主水倉批掘40 m。

3）主水倉施工至里程58 m處停頭，施工穿層瓦斯抽放鉆孔，控制主水倉向前及轉向施工合計82 m及副水倉部分巷道，預留20 m安全距離，主水倉批掘62 m。

4）主水倉施工至里程120 m處停頭，施工穿層瓦斯抽放鉆孔，控制主、副水倉剩余未控制范圍。

5）按打鉆加抽采達標需1.5個月計算，+780 m水倉需停頭治理瓦斯3次，瓦斯治理需4.5個月。

圖2 原水倉設計瓦斯治理鉆孔布置圖

2.3 +780 m水倉優化設計方案

放棄五上采區+780 m水倉布置在五上采區+780 m井底車場北側方案，將水倉位置調整到五上采區三條下山正下方。水倉設計優化后工程量367 m，主要工程由管子道43 m，+780 m副水倉80 m，+780 m主水倉115 m，水倉入口9 m，泵房變電所入口12 m，泵房變電所24 m，泵房入口13 m，泵房26 m，水倉出口45 m，水倉優化設計巷道布置如圖3所示，主要調整情況簡述如下：

1）取消水倉聯絡巷。

2）調整水倉通風路線，水倉乏風通過管子道直接回至五上采區回風下山。

3）將原設計水倉斷面13.3 m2，調整為水倉斷面19.8 m2，加大主、副水倉斷面，增加水倉有效容量，水倉有效容量為1 941 m3，其中主水倉有效容量1 201 m3，副水倉有效容量740 m3，減少水倉工程量。

圖3 水倉優化設計巷道布置圖

2.4 +780 m水倉優化設計瓦斯治理

根據五上采區+780 m水倉優化設計及五上采區地質資料，+780 m水倉施工期間需對5-3煤層、5-3煤層下分層（煤厚大于0.3 m），7煤層進行瓦斯治理。根據計算，水倉瓦斯治理穿層鉆孔進尺約7300 m，水倉優化設計瓦斯治理鉆孔布置如圖4、圖5所示。結合五上采區三條下山施工進度及現場情況，+780 m標高水倉瓦斯治理進度安排簡要敘述如下：

1）回風下山施工到位后，使用回風下山向水倉施工穿層瓦斯抽放鉆孔（與治理皮帶下山一并施工），控制水倉外側20 m，水倉內側55 m，主要控制管子道、+780 m副水倉、+780 m主水倉。

2）皮帶下山施工到位后，使用皮帶下山向水倉施工穿層瓦斯抽放鉆孔（與治理軌道下山一并施工），主要控制水倉入口，泵房變電所入口，泵房變電所，泵房入口，泵房，水倉出口等水倉剩余未控制范圍。

圖4 水倉優化設計瓦斯治理鉆孔布置圖

圖5 水倉優化設計瓦斯治理示意剖面圖

3 水倉設計優化的工程應用

基于原+780 m水倉設計存在的問題，根據實際生產情況對原設計進行優化，并將優化方案應用于現場，取得了較好的成果，優化設計方案為發耳煤礦帶來了很大的效益。

1）水倉總體工程量為367m，比原設計減少264m，工程費用減少134.6萬元。水倉瓦斯治理鉆孔進尺為7 300 m，比原設計減少鉆孔進尺4 700 m，瓦斯治理費用減少51.7萬元。

2）利于水倉瓦斯治理，可提前施工瓦斯抽放鉆孔進行超前預抽，抽放時間長。

3）采區投產時間提前，水倉瓦斯治理工作提前，不需停頭治理瓦斯，水倉施工期間可連續施工，減少施工時間4.5個月；水倉工程量減少264 m，減少施工時間4.4個月。

4）水倉回風流進入軌回聯絡巷，對下一步五盤區開拓延伸影響較小，同時水倉保護煤柱與三條下山保護煤柱重疊，減少煤柱損失。

4 結語

1）根據工程概況，結合原水倉存在的一系列問題，對五上采區+780 m水倉進行設計優化，簡化了施工工藝，減少了工程量，瓦斯治理簡單、水倉煤柱與開拓巷道煤柱重疊多回收煤炭資源、施工工期短、水倉回風系統順暢也大幅降低工程費用和材料消耗，為五上采區盡早投產提供了有效的技術支持。

2）將優化水倉設計應用于現場，取得了較好的效果，+780 m水倉設計優化工程量比原設計減少264 m，工程費用減少134.6萬元，瓦斯治理費用比原設計減少51.7萬元，對類似條件下的水倉設計有一定的現實指導意義。