杜學(xué)淵
摘 要:改擴(kuò)建礦井首采區(qū)巷道布置是否合理對(duì)礦井的快速、安全投產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益的影響至關(guān)重要,文章針對(duì)新疆某礦井現(xiàn)有采區(qū)巷道布置的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況,對(duì)優(yōu)化開(kāi)拓布局的關(guān)鍵性問(wèn)題及主要環(huán)節(jié)做了介紹,以期對(duì)類(lèi)似礦井有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:改擴(kuò)建礦井;首采區(qū);巷道布置;優(yōu)化設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TD822.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2015)15-0167-01
1 礦井概況
興和煤礦于1998年建井,原為3萬(wàn)t礦井,現(xiàn)礦井改擴(kuò)建為生產(chǎn)能力1.2 Mt/a。井田位于頭屯河西岸,總體呈一單斜構(gòu)造,地層走向呈北西~南東向,傾向西南,傾角為12 ?觷~32 ?觷之間。礦井+1 500 m水平以上煤層無(wú)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性,為高瓦斯區(qū)域;礦井+1 500~1 150 m水平之間煤層評(píng)估具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。井田煤層煤塵均具有爆炸性,井田各主要可采煤層以易自燃煤層為主。
根據(jù)各方面論證,礦井改擴(kuò)建后將采用主斜井、副立井的綜合開(kāi)拓方式。分煤組、分水平進(jìn)行開(kāi)拓,全礦井兩個(gè)水平開(kāi)采:①水平標(biāo)高+1 350 m;②水平標(biāo)高+1 150 m。
2 首采區(qū)位置的選擇
2.1 首采區(qū)數(shù)目和位置選擇
根據(jù)礦井已確定的開(kāi)拓方式,礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)布置一采區(qū)(+1 500 m輔助水平以上煤層),礦井投產(chǎn)一采區(qū)9號(hào)煤層工作面。設(shè)計(jì)推薦一采區(qū)為礦井首采區(qū),一采區(qū)有如下優(yōu)點(diǎn):①一采區(qū)煤層煤質(zhì)較好;②儲(chǔ)量較為豐富,煤層賦存穩(wěn)定;③勘探程度高,工作面接續(xù)可靠;④建井工期最短,達(dá)產(chǎn)快,效益好。
2.2 首采區(qū)地質(zhì)特征
2.2.1 采區(qū)尺寸
一采區(qū)位于+1 500 m輔助水平以上,1勘探線以西,采區(qū)服務(wù)年限約為3.0 a,開(kāi)采標(biāo)高為+1 500 m以上的下組煤(9號(hào)~11號(hào)煤層),單翼布置,走向長(zhǎng)度約為900~1 000 m。
2.2.2 構(gòu) 造
井田位于頭屯河西岸,總體呈一單斜構(gòu)造,地層走向呈北西~南東向,傾向西南,傾角為12 ?觷~32 ?觷之間,礦井北部地層傾角大于礦區(qū)南部地層傾角,在礦區(qū)的西北部,地層走向向西偏轉(zhuǎn),傾向?yàn)?0 ?觷左右。
2.2.3 煤層賦存
井田主要含煤段為中侏羅統(tǒng)八道灣組地層的下部(J1b1)共含煤12層,其煤層自上而下編號(hào)為1~12號(hào)。其中首采區(qū)可采的煤層為7、8、9、10、11號(hào)煤層均為大部可采煤層,煤層厚度2.76~9.02 m,煤層平均總厚為5.89 m。
2.2.4 水文地質(zhì)
井田大部分煤層位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面—頭屯河河床標(biāo)高以下,常年性河流—頭屯河從井田南界流經(jīng),地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,為向西傾斜的單斜構(gòu)造,未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造。
2.2.5 其他開(kāi)采技術(shù)條件
一采區(qū)煤層直接頂板為粗砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖,泥質(zhì)膠結(jié),較軟;煤層底板為粗砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖;投產(chǎn)采區(qū)按高瓦斯煤層設(shè)計(jì);煤塵有爆炸性;煤層易自燃。
2.3 首采區(qū)資源儲(chǔ)量
一、二采區(qū)地質(zhì)資源儲(chǔ)量共28.42 Mt,工業(yè)資源量為26.52 Mt,設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為11.42 M。
3 采區(qū)巷道布置的確定
3.1 現(xiàn)有礦井情況
該礦井為改擴(kuò)建礦井,設(shè)計(jì)利用原混合提升立井作改擴(kuò)建后的副立井,+1 500 m水平的井底車(chē)場(chǎng)的巷道及硐室可以作為改擴(kuò)建礦井的車(chē)場(chǎng)(+1 500 m水平)。在+1 500 m水平車(chē)場(chǎng)向北的+1 500 m水平的軌道石門(mén),可以直接和新掘的主斜井的+1 500 m水平運(yùn)輸巷相連;礦井開(kāi)采三、四采區(qū)時(shí),布置的+1 500 m水平軌道大巷可以通過(guò)新掘一段+1 500 m水平軌道石門(mén)和副立井車(chē)場(chǎng)相通。
3.2 采區(qū)巷道布置情況
井田內(nèi)對(duì)采區(qū)巷道布置影響最大的是火燒區(qū)和采空區(qū)的分布,由于7號(hào)、8號(hào)煤層采空區(qū)底線標(biāo)高為+1 520 m的水平,因此,礦井投產(chǎn)工作面可以布置在+1 500 m水平的9號(hào)煤層中。根據(jù)礦井煤層賦存情況和淺部小井開(kāi)采現(xiàn)狀分析,礦井的巷道布置系統(tǒng)可以分為一采區(qū)的+1 500 m輔助水平以上和二采區(qū)的1 350 m水平至+1 500 m水平之間兩個(gè)部分。
3.2.1 一采區(qū)+1 500 m輔助水平以上巷道系統(tǒng)布置
根據(jù)淺部小井開(kāi)采現(xiàn)狀,+1 500 m輔助水平以上7、8號(hào)煤層都已經(jīng)回采完畢,剩余的其它煤層(9號(hào)~11號(hào)煤層)淺部都有火燒區(qū),底部標(biāo)高在+1 580 m水平左右,留設(shè)30 m的安全隔離煤柱后,僅能布置一個(gè)工作面。因此,工作面回風(fēng)水平為+1 540 m水平。
回采9~11號(hào)煤層時(shí),+1 500 m水平軌道石門(mén)沿伸到9~11號(hào)煤層,在+1 500 m水平布置軌道上山。主運(yùn)輸通過(guò)工作面運(yùn)輸順槽經(jīng)集中運(yùn)輸斜巷到主斜井下部的+1 500 m水平煤倉(cāng)。
最后通過(guò)主斜井帶式輸送機(jī)到達(dá)地面;新鮮風(fēng)流通過(guò)副立井、+1 500 m水平軌道石門(mén)到達(dá)工作面的運(yùn)輸順槽、工作面;回風(fēng)通過(guò)工作面回風(fēng)順槽到集中回風(fēng)上山,最后從立風(fēng)井到達(dá)地面。
3.2.2 二采區(qū)1 350 m水平至+1 500 m輔助水平之間巷道系統(tǒng)
布置
該區(qū)域上部標(biāo)高+1 500 m,下部標(biāo)高+1 350 m,垂高150 m,該區(qū)域瓦斯評(píng)估為煤與瓦斯突出區(qū)域。
在礦井南部的6號(hào)和7號(hào)煤層之間布置主、副暗斜井,至+1 350 m水平后布置車(chē)場(chǎng)和軌道、運(yùn)輸石門(mén),然后沿8號(hào)煤層底板布置二采區(qū)軌道、運(yùn)輸上山,上部標(biāo)高+1 530 m,下部標(biāo)高+1 350 m,斜長(zhǎng)590 m。二采區(qū)回風(fēng)上山布置在7號(hào)煤層底板中,在+1 500 m水平布置一條回風(fēng)石門(mén)連接到集中回風(fēng)上山。
設(shè)計(jì)礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)在二采區(qū)+1 500~+1 460 m水平間的7號(hào)煤層01分層布置一個(gè)綜合機(jī)械化采煤工作面。該工作面走向長(zhǎng)度為1 500 m,工作面傾斜長(zhǎng)度為150 m,沿煤層底板布置工作面運(yùn)輸、回風(fēng)順槽至井田邊界或是煤層火燒區(qū)保護(hù)煤柱線,沿煤層傾斜方向布置工作面開(kāi)切眼。
270101分層工作面運(yùn)輸順槽到集中運(yùn)輸石門(mén),通過(guò)溜煤眼到二采區(qū)運(yùn)輸上山、+1 350 m水平運(yùn)輸石門(mén)、+1 350 m水平上倉(cāng)斜巷、+1 350 m水平煤倉(cāng)、主暗斜井,再經(jīng)過(guò)+1 500 m水平運(yùn)輸石門(mén)、+1 500 m水平上倉(cāng)斜巷、+1 500 m水平煤倉(cāng)與主斜井連接。
270101分層工作面回風(fēng)順槽經(jīng)過(guò)集中回風(fēng)石門(mén)與二采區(qū)軌道上山、+1 350 m水平軌道石門(mén)、+1 350 m水平車(chē)場(chǎng)、副暗斜井,再經(jīng)過(guò)+1 500 m水平軌道石門(mén)與副立井聯(lián)系。270101分層工作面回風(fēng)順槽經(jīng)過(guò)集中回風(fēng)石門(mén)與二采區(qū)回風(fēng)上山聯(lián)系、到+1 500 m水平回風(fēng)石門(mén)和集中回風(fēng)石門(mén)與立風(fēng)井連接。
根據(jù)安監(jiān)總煤裝[2010]146號(hào)《國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知》的規(guī)定,礦井須建設(shè)井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)。因此,設(shè)計(jì)在+1 500 m輔助水平和+1 350 m水平車(chē)場(chǎng)各設(shè)一座永久避難硐室,采煤工作面回風(fēng)順槽和運(yùn)輸順槽中部各設(shè)一座臨時(shí)避難硐室,內(nèi)設(shè)壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)以及通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。在+1 500 m水平和+1 350 m水平車(chē)場(chǎng)設(shè)置避難硐室,避難硐室要求:設(shè)置向外開(kāi)啟的隔離門(mén),室內(nèi)凈寬2.6 m,凈斷面積為7.11 m2,長(zhǎng)度為40 m,設(shè)有與礦(井)調(diào)度室直通的電話;壓風(fēng)自救系統(tǒng)的每人供風(fēng)量按0.3 m3/min配備;避難硐室內(nèi)配備110臺(tái)隔離式自救器。
4 結(jié) 語(yǔ)
采區(qū)巷道布置的合理性不僅影響礦井的生產(chǎn)能力,而且直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)的安全性。目前,該礦的首采區(qū)已經(jīng)按照本布置方案進(jìn)行了實(shí)施,實(shí)現(xiàn)縮短首采區(qū)準(zhǔn)備工期和連續(xù)化集中安全生產(chǎn)的目的。因此,作為一名采礦設(shè)計(jì)人員,研究改擴(kuò)建礦井采區(qū)巷道的布置方式,對(duì)礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有重要的意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 張鳳年,田寶方,李大國(guó).試論采區(qū)巷道布置的科學(xué)性[J].山東煤炭科技,2005,(6).
[2] 郭愛(ài)民,安丹.采區(qū)巷道布置系統(tǒng)最優(yōu)方案的確定[J].煤礦開(kāi)采,1995,(4).