东翼开拓方案优化设计的探讨

　　【摘 要】 本文根据板石煤矿生产现状，结合生产技术条件，对采区设计进行优化，减少岩石工程量，降低了生产成本，缩短了工期，保证了采区接续。以“安全第一”为指导思想，为全面完善矿井生产技术条件，满足矿井年产量和采区接续的总体要求，优化设计按现行的《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》及相关技术政策进行编制。优化方案中尽量采用国内外先进的新技术、新工艺、新设备及新材料，以适应煤矿现代化发展的需要。

　　【关键词】 方案 优化 比较 可行

　　板石一矿由长春煤矿设计研究院设计，设计年生产能力为90万吨，2008年核定年生产能力为240万吨/年，2011年进行了风立井系统改造，改造后重新核定年生产能力为300万吨/年，是一座机械化程度较高的大型矿井。2008年7月18日正式投产以来，主要开采一、二采区，而一、二采区生产能力发挥不出矿井的优势，必须优化东翼开拓系统，尽快形成三个采区同采的生产格局，才能完成300万吨的产能，使矿井走上安全高效、持续发展的轨道。

　　1 采区概况

　　（1）采区境界。板石一矿东翼位于板石井田中部，北以F11断层为界；东以井田边界为界；南以新农村村庄保护煤柱为界；西以北河堤为界与八连城井田相邻。总面积9.261km2。（2）采区地表。采区地表西北部为珲春河，矿区铁路专用线跨河而建。区内地表地势平坦，大多为水田及旱田。有新农村、南秦孟村坐落在采区地表中部及东部。（3）采区煤层结构。采区内煤岩层浅部走向北东，倾向北西；深部走向南北～北西～东西，倾向西～西南～南。倾角浅部较大，为15°，深部趋于平缓，为0～5°。深部是一较大型的向斜构造（新农村向斜），而且小型褶曲也较发育。（4）采区地质构造。采区内经三维地震勘探过的部分，已探明断层53条，落差0～5米的断层14条，落差5～10米的断层4条，落差10～30米的断层20条，落差大于30米的断层15条。15线以东还没有进行过三维地震勘探工作。（5）采区储量。采区面积9.261km2。参加储量计算的煤层为22、22a、23、23a号4个煤层，经计算本采区的储量A+B级为1435.2万吨，C级为3015.5万吨，A+B+C级为4450.7万吨。其中1.31米以上的储量A+B级为1114.5万吨，C级为606.8万吨，A+B+C级为1723.1万吨；1.30米以下的储量A+B级为320.7万吨，C级为2406.9万吨，A+B+C级为2727.6万吨。

　　2 优化设计的指导思想

　　以“安全第一”为指导思想，为全面完善矿井生产技术条件，满足矿井年产量和采区接续的总体要求，优化设计按现行的《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》及相关技术政策进行编制。优化方案中尽量采用国内外先进的新技术、新工艺、新设备及新材料，以适应煤矿现代化发展的要求。

　　2.1 采区生产能力

　　根据东翼储量、煤层赋存、地质条件及矿井两翼均衡生产的原则，设计采区内安排两个综采工作面，年生产能力平均为150万吨，服务年限7年。

　　2.2 采区开拓方式

　　结合采区构造较相对简单的特点，采区应首选双翼采区开拓方式，东西双翼布置工作面。因此确定采区开拓方式为双翼采区集中方式。

　　2.3 采区开拓布置方案

　　方案一：

　　沿-480m水平布置水平轨道大巷、皮带运输大巷，沿-470m水平布置回风大巷，在-480m水平大巷1200m位置遇23号煤层变方向施工三条下山。

　　皮带巷沿23a号煤层施工，轨道、回风巷沿22号煤层施工，在五采区集中巷内，上山抓22号煤层，布置工作面。

　　方案二：

　　东翼轨道大巷、回风大巷和皮带大巷分别在-585运输石门、暗主井和暗风井拉门，轨道大巷和回风大巷沿22号煤层施工，施工900m后下山施工遇23号煤层后，沿23号煤层施工。皮带大巷沿22a号煤层施工，施工900m后，下山施工见23a号煤层后，沿23a号煤层施工。

　　轨道大巷和回风大巷在900m处分岔，沿22层煤按N32°方位施工22层皮带巷和22层回风巷， 22层皮带巷和22层回风巷单独为22层煤服务，23a层皮带巷，23层轨道巷和回风巷为23号煤层和23a号煤层服务。

　　2.4 采区开拓方案比较

　　方案一：

　　优点：（1）煤炭运输直接进入主井提升，环节少、事故点少，轨道运输采用卡轨车一段，提升能力强。（2）采区独立通风完整性强，采区开拓独立，不受正常生产影响。（3）系统简单。

　　缺点：（1）三条大巷施工3600m全岩巷道，矿车提矸工程量大（矿井现有提矸能力差），施工工期长，难以实现采区正常接续。（2）反向运输距离长，不合理。（3）采区巷道送下山坡度较大。（4）暗井服务时间短，利用率低。（5）风立井服务时间短。

　　方案二：

　　优点：（1）岩石巷道工程量少，（岩石巷道408m），节省费用3192万元。（2）总工程量少，省6336万元。（3）降低施工成本（沿煤层掘进）。（4）减少采区集中巷工程量（四、五采区）。（5）有利于合理集中生产，实现大生产格局。（6）出货直接进煤流，能发挥掘进机的作用，施工速度快，有利于长远接续和采区接续。（7）充分利用三条暗井和风立井，延长三条暗井及风立井服务年限。（8）可布置大储量工作面，提高生产能力，减少搬家倒面次数，更利于采面接续。（9）通风、运输、运煤系统简单，减少运输环节，降低通风阻力。（10）有利于六采区巷道布置（离可采层较近）。

　　缺点：（1）设备占有量大，运输环节多。（2）采区轨道运输用无极绳绞车，运输能力较差。（3）和断层夹角较小，停采后煤柱不规则，煤柱较大。

　　2.5 确定方案

　　一方案具有工期短，工程量少，能保证接续，但工程总造价为3992万元。二方案生产环节多，但工期短，施工难度小，工程总造价为2753万元，能够保证正常接续。综合分析：方案一和方案二都在技术上可行，但方案二在经济上较为合理，优于方案一，所以优选方案二为最佳方案。

　　3 几点启示

　　（1）矿井增能后，如何在现有的煤层赋存条件及地质构造条件下保证采掘接续，是摆在我们工程技术人员面前的大课题。（2）采区设计及工作面设计不是一成不变的，要根据井下地质条件变化的实际情况进行研究和调整。（3）工程技术人员要随时掌握井下地质变化情况，做到心中有数、思路要放宽、不能钻牛犄角。（4）生产系统存在的问题或能力不足时，如（通风系统、运输系统及其他系统和大面积来压等）如何跟上生产形势需要的步伐，满足生产要求，是对我们工程技术人员的考验。

　　4 结语

　　根据以上的分析，广泛采用开拓巷道沿煤层施工，不仅在技术上可行、而且论文检测在经济上合理，不但能节约大量资金，而且大大提高巷道的掘进速度，大幅度缩短了采区准备的时间，更有利于采掘正常接续，为降低成本、提高效益创造了条件，为矿井稳产、高产打下坚实的基础。