回采工作面巷道布置優(yōu)化研究

楊紹輝

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展，對(duì)煤礦企業(yè)提供了越來(lái)越高的要求，為了保證煤礦安全和正常生產(chǎn)的需要，盡量降低噸煤費(fèi)用，提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，就必須應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)理論指導(dǎo)生產(chǎn)，為生產(chǎn)服務(wù)，提高生產(chǎn)技術(shù)水平。

【關(guān)鍵詞】回采；巷道布置

0.施工說(shuō)明

地質(zhì)說(shuō)明。該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一單斜構(gòu)，造，共有4、6、7、8上、8層五個(gè)可采煤層。且4、6層均已采完，8上層在-170標(biāo)高以上為采空區(qū)，-170—-210標(biāo)高內(nèi)為東一區(qū)8上層右二片回采工作面，正在回采，8層—170標(biāo)高以上亦為采空區(qū)，8上與8層層間距里部為10米左右，外部為20米左右，并且向外逐漸趨于合層，本區(qū)內(nèi)無(wú)影響回采工作的大斷層，僅有落差在0.2-0.5米之間的小斷層，8層煤厚2.2米，傾角14度，頂板為白砂巖，底板亦是白砂巖。

1.優(yōu)化布置

（1）原方案。皮帶道1400米，串車(chē)道1300米，下料道利用原一片串車(chē)道，東一區(qū)8層右二片回采完畢后，從一210石門(mén)開(kāi)始施工皮帶道及串車(chē)道。這樣，礦井綜采接續(xù)時(shí)將后推半年，嚴(yán)重影響了礦井生產(chǎn)的穩(wěn)步提高，見(jiàn)于這種情況，我們決定對(duì)此工作面的巷道布置進(jìn)一步改革及優(yōu)化。

（2）新方案。由于綜采接續(xù)緊張，新方案必須能夠保證在綜采采完上部8層右二片后，立即投入本面生產(chǎn)，這樣8層的掘進(jìn)工作面就必須受到礦山壓力的影響。從回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的基本規(guī)律可以看出隨著回采面積的增大，采場(chǎng)應(yīng)力將重新分布工作面超前支護(hù)壓力較大，可比原應(yīng)力rh值高1-3倍，工作面上、下方的殘余支承壓力的峰值比原應(yīng)力增高1-2倍，而空區(qū)內(nèi)支承壓力值更小，接近于原應(yīng)力，所以我們對(duì)巷道布置的位置及方式進(jìn)行了合理的選擇，以便盡量使巷道處于免壓區(qū)或減少礦區(qū)的影響。

（3）巷道位置。a.巷道距8上層煤層底板垂距。由于該巷道為采區(qū)片盤(pán)巷道，必須沿8層煤頂板施工。所以，距8上層采底板垂距實(shí)際已經(jīng)確定，即為8上與8層煤間的層間距，平均為6米。b.圍巖性質(zhì)。8層煤層底板為白砂巖，質(zhì)均且較硬。參考國(guó)內(nèi)一些礦井在煤層底板中施工巖巷的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：在砂巖等堅(jiān)硬石中，保證巷道穩(wěn)定的合理垂距為6米，我們所施工巷道距8上層底板垂距基本合理。c.巷道距8上層煤柱邊界水平距離s根據(jù)《礦山壓力及其控制》中提供公式可知：s=zsinβ/sin（a+0）。其中：s為距煤柱邊界水平距離m。

由于巷道沿8層煤頂板掘進(jìn)，所以其垂距Z值等于8上層與8層間距，即Z=6米。所以：S=zsinβ/sin（a+0）=bsin55°/Sin（14+35）=7m?？紤]到8上層右三片尚未回采，右二片串車(chē)道將做為右三片下料道，必須保留，故必須驗(yàn)證以上計(jì)算的水平距離是否在塌陷區(qū)內(nèi)。

根據(jù)本局規(guī)定，8在開(kāi)采單一煤層時(shí)，取70°。故：β=δ.0.25α=70-0.25×14=66.5°。8層右二片開(kāi)采后空區(qū)陷落，傾斜向下影響8上層的水平距離：L=zckgβ=bxctg66.5°=2.6≈3米。經(jīng)過(guò)上述計(jì)算及驗(yàn)證。確定了巷道距煤柱邊緣水平距離為7米完全合理。

（1）巷道方位。為了保證該巷道所處位置的合理，盡量減少其采動(dòng)后對(duì)鄰近煤層8上層右三片的影響，決定該巷道平行于8上層右二片巷道，即與之同一方位施工。

（2）施工順序。由8上層右二片里部已經(jīng)采過(guò)（回采位置），所以先由-250大巷做一措施巷，在空巷下掘里部的皮帶道及切眼，然后再由外部8層斜下溜子道拉門(mén)子向里部施工，掘至上部采面相距50米時(shí)停掘（實(shí)際相距20米）時(shí)停掘，再到里部向外對(duì)透。

（3）串車(chē)道布。串車(chē)道的布置總體思路是利用8上層與8層之間層間距較小，這一方便條件盡量利用8上層右二片串車(chē)道。

由于8上層右二片、右三片里均在空區(qū)，且右二片串車(chē)道里部受二次回采的影響，已無(wú)法恢復(fù)，所以決定里部重新布置車(chē)道，車(chē)距8層右二片皮帶道18米處8層煤中，由措施巷向里重掘一段長(zhǎng)約240米串車(chē)道。因此，段8上層中、上、下片盤(pán)均已采已采完。所以此段支護(hù)加強(qiáng)隨著回采及掘進(jìn)工作推進(jìn)將逐漸趨于穩(wěn)定。

外部8上層右三片沒(méi)有回采，只是右二片正在回采，經(jīng)過(guò)觀(guān)察對(duì)8上層右二片串車(chē)道影響不大，采后只需稍加維護(hù)即可使用。

（4）支護(hù)方式。采區(qū)工字鋼棚子支護(hù)，為了減輕動(dòng)壓影響，采取了縮小斷面，加密棚距，永久支護(hù)跟迎頭，剎幫剎頂?shù)却胧?/p>

總之，經(jīng)過(guò)如上論證，確定了新的布置方案，即皮帶道在8上層區(qū)下，距8上層水平距離7米平行于8上層皮帶道，串車(chē)道里重新布置，距皮帶道18米方位平行于皮帶道，外部借助8上層串車(chē)道，皮帶道與串車(chē)道之間每80米做一連絡(luò)串。

此方案有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）掘進(jìn)工程量相對(duì)減小。（2）可縮短掘進(jìn)工期。（3）利用皮帶運(yùn)輸，可提高掘進(jìn)速度。（4）借助8上層串車(chē)道可少施工860米串車(chē)道，從而減少材料費(fèi)用，等等。

2.經(jīng)濟(jì)效果

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，保證了綜采正常接續(xù)，避免綜采停產(chǎn)2個(gè)月，每月至少出4萬(wàn)噸原煤，按局對(duì)礦噸煤承包單價(jià)計(jì)算，將多創(chuàng)產(chǎn)值。

2×4×84×1000=672萬(wàn)元

串車(chē)道的優(yōu)化布置借助于8上層右二片串車(chē)道，少掘進(jìn)巷道860米，積壓巷按十個(gè)計(jì)算，工宇鋼租賃費(fèi)用按23.72元/架，剎桿按27.00元/米計(jì)算。所以，共計(jì)節(jié)約支護(hù)材料租賃費(fèi)：860×（23.72+27.00）×4.73=20.60萬(wàn)元。此次方案優(yōu)化累計(jì)產(chǎn)生效益738.6萬(wàn)元。

3.總結(jié)

實(shí)踐證明，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)成功，效益顯著，節(jié)約材料租賃費(fèi)43.6萬(wàn)元。從宏觀(guān)上看，由于采取了此次的優(yōu)化方案，保證了綜采的正常接續(xù)，確保了礦井的產(chǎn)量完成。

另外，也為我們?cè)谖撮_(kāi)采的煤層中負(fù)壓下提前掘進(jìn)確保接續(xù)，縮短開(kāi)采水平，便于集中生產(chǎn)管理，奠定了基礎(chǔ)。