神農(nóng)煤業(yè)15號煤三采區(qū)布置方案優(yōu)選

周松江 張志群

（山西煤銷集團神農(nóng)煤業(yè)有限公司，山西 高平 048402）

礦井回采前需進行采區(qū)劃分，根據(jù)礦井地質(zhì)條件、采煤方法、生產(chǎn)能力等確定合理的采區(qū)巷道布置方式，優(yōu)化采區(qū)開拓、運輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)，減少礦井初期投資、降低煤炭資源損失、提高礦井經(jīng)濟效益[1-4]。本文結(jié)合神農(nóng)煤業(yè)15號煤三采區(qū)采礦技術(shù)條件，從技術(shù)和經(jīng)濟角度分別對提出的兩種布置方案進行對比分析，確定了合理采區(qū)布置方案。

1 概況

神農(nóng)煤業(yè)為山西煤銷集團下屬礦井，根據(jù)礦井采掘規(guī)劃，15號煤三采區(qū)位于井田北部，為一采區(qū)的接替采區(qū)。三采區(qū)東西長約1580m，南北長約1230m，面積約為1784900m2。地面標高在+1247～+1007m之間，井下標高約+940～ +770m，埋藏深度約136～365m。三采區(qū)南部為一采區(qū)，西、北部為井田邊界，東北部也為井田邊界，東南部為F1斷層。

采區(qū)內(nèi)3號煤層已大面積采空或破壞，僅采區(qū)東北部有賦存。三采區(qū)15號煤層厚1.90～4.2m，平均厚3.30m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)穩(wěn)定可采。三采區(qū)地質(zhì)儲量為10.12Mt，設(shè)計可采儲量6.08Mt。煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚0.41～2.29m，井田南部局部為K2灰?guī)r，底部為泥巖或砂質(zhì)泥巖；布置一個綜采工作面和兩個綜掘工作面；設(shè)計生產(chǎn)能力為0.6Mt/a，服務(wù)年限約為7.2a；采煤工藝為綜合機械化一次采全高。

地層傾角一般為3°～10°，局部20°。三采區(qū)東南部發(fā)育有F1正斷層，另外發(fā)育有X1、X2及X3共3個陷落柱。三采區(qū)屬低瓦斯區(qū)域，15煤層煤塵無爆炸危險性，煤層自燃傾向性均為Ⅱ類，屬自燃煤層。

2 采區(qū)巷道布置方案

2.1 方案一

本方案為采區(qū)大巷南北方向布置，工作面雙翼回采。沿南北方向平行布置三條三采區(qū)大巷至礦井

北部邊界煤柱，自西向東分別為三采區(qū)回風(fēng)、軌道、膠帶大巷，大巷間距30m。三條大巷北端至礦井北部邊界煤柱，膠帶大巷南端與主斜井底溜煤眼上口相連，軌道大巷南端與副斜井井底車場巷道相連，回風(fēng)大巷南端與一采區(qū)回風(fēng)大巷相連。三采區(qū)的回采工作面布置在三采區(qū)大巷兩側(cè)，為雙翼布置。工作面的順槽直接與三采區(qū)的大巷連接，形成三采區(qū)的回采、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)。三采區(qū)工作面總體采用傾向長壁布置，工作面在采區(qū)內(nèi)采用前進式接替、后退式回采。F1斷層?xùn)|側(cè)的邊角煤，由于受到斷層的影響，煤層抬高了100m左右，因此，可以利用三采區(qū)東北部上覆的3號煤層的開采系統(tǒng)進行回采。如圖1所示。

圖1 方案一平面圖

2.2 方案二

本方案為采區(qū)大巷東西向布置，單翼回采。工作面位于大巷北側(cè)，從南向北分別為三采區(qū)膠帶、軌道、回風(fēng)大巷，大巷間距30m。三條大巷西端一直掘進至礦井西部邊界煤柱，東端一直掘進至礦井F1斷層煤柱。三采區(qū)膠帶大巷與主斜井底溜煤眼上口直接連接，三采區(qū)軌道大巷通過一條斜巷與副斜井井底車場巷道相連，三采區(qū)回風(fēng)大巷通過一段斜巷與一采區(qū)回風(fēng)大巷相連。工作面的順槽直接與三采區(qū)的大巷連接，形成三采區(qū)的回采、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)。三采區(qū)工作面總體采用走向長壁布置，工作面在采區(qū)內(nèi)采用前進式接替、后退式回采。F1斷層?xùn)|側(cè)的邊角煤處理方式同方案一。如圖2所示。

3 方案對比分析

3.1 技術(shù)對比

（1）方案一優(yōu)缺點

優(yōu)點：① 開拓系統(tǒng)簡單，運輸系統(tǒng)順暢；②排水系統(tǒng)簡單，該方案西北高、東南低，采區(qū)排水可采用自流方式；③ 采區(qū)大巷煤柱和工業(yè)廣場煤柱有效重合，煤柱留設(shè)少。

缺點：① 整體看工作面沿傾向開采，管理難度大；② 大巷西側(cè)工作面推進度相對較短，工作面開采時間短，搬家次數(shù)多。

（2）方案二優(yōu)缺點

優(yōu)點：① 工作面整體沿走向開采，管理難度小；② 采區(qū)內(nèi)工作面整體相對較長，搬家次數(shù)少。

缺點：① 該方案采區(qū)西部四個工作面均需從工業(yè)場地下面穿過，順槽無效進尺較多；②采區(qū)煤柱留設(shè)較多；③ 采區(qū)東部兩個工作面回采較為困難，環(huán)節(jié)較多。

圖2 方案二平面圖

3.2 經(jīng)濟比較

兩個方案在移交生產(chǎn)時，對軌道大巷、膠帶大巷和回風(fēng)大巷的工程量和投資金額進行分享對比分析，如表1所示。

3.3 綜合比較

從技術(shù)層面分析可知，兩種采區(qū)巷道布置方案都具有各自的優(yōu)缺點。從經(jīng)濟層面分析可知，方案一的工程量和投資金額明顯低于方案二。因此，為簡化采區(qū)布置系統(tǒng)，減少煤柱，提高資源回收率，并減少初期大巷開拓工程量和投資金額，綜合考慮三采區(qū)采用方案一，即南北方向布置采區(qū)大巷、工作面雙翼回采。

4 結(jié)語

根據(jù)神農(nóng)煤業(yè)三采區(qū)位置、實際地質(zhì)情況和采煤方法，提出了兩個三采區(qū)巷道布置方案，并對兩個采區(qū)布置方案的優(yōu)缺點、大巷開拓工程量和投資金額進行了分析。通過對比分析，綜合考慮，三采區(qū)巷道布置方案確定為采區(qū)大巷南北方向布置、工作面雙翼回采，開拓系統(tǒng)簡單，運輸順暢，且減少了巷道煤柱損失、初期大巷開拓工程量和投資金額。

表1 移交時兩種方案經(jīng)濟比較表