船景煤矿首采区巷道布置优化设计.doc

船景煤矿首采区巷道布置优化设计贾正奎 王俊超 （四川广旺集团船景煤业有限责任公司,四川宜宾，645253）摘 要：论文根据川南地区筠连矿区船景煤矿具体的地质条件，结合周围已经投产的鲁班山南北矿的实际开采状况，对船景煤矿首采区进行深入分析，反复比较巷道布置方案。经过具体的大巷层位、采煤方法、井巷工程总量以及相应的技术经济条件对比，最终确定了船景煤矿首采区的巷道布置方案，使的船景煤矿初期投资少，投产快，大大提高了经济效益，为船景煤矿后期开采能力的提高以及采掘接替奠定了坚实的基础，同时也提高了矿井的安全性能。关键词：船景煤矿；巷道布置；经济效益；安全性能中图分类号：TD 353 文献标识码：AThe first chuan-jing coal mine roadway layout optimization designJIA Zheng-kui WANG Jun-chao （Sichuan Guan Wang Group Chuan jing Coal Industry Co.，Ltd，sichuanyibin,645253）Abstract: According to the mining area in South Sichuan Jun-lian chuanjing coal mine specific geologic conditions, combined with the surrounding commissioned Lu-ban South North actual mining conditions, the chuanjing first mining district were analyzed, compared with repeated roadway layout. After a specific major roadway, mining method, the well lane engineering quantity as well as the corresponding technical economy comparison, and ultimately determined the ship scene first mining district roadway layout, so that it made the chuanjing mine initial less investment, fast production and raised economic benefits greatly, as the chuanjing coal mine later exploitation ability and excavation and laid a solid foundation, but also improves the safety performance of mine.Key Words：Chuan-jing coal mine；Roadway layout；Economic benefits；safety performance1地质概况船景井田含煤地层平均总厚135.35m，共含煤13层，煤层总厚一般为7.53m，含煤系数5.6%。含煤地层主要由砂岩、泥岩组成，其次为煤、炭质泥岩、菱铁矿及石灰岩等。在含可采煤层的宣威组上段，平均厚43.36m，含煤10层，其中可采及局部可采煤层四层，分别为2、7、8-1、8-2煤层，煤层平均总厚5.73m，可采含煤层数为4.2%，2号煤层直接顶板主要为泥质岩类，次为粉砂岩、细砂岩。伪顶为炭质泥岩一般后0.25m左右，底板多为泥质岩。2 原设计方案井口及工业场地选择在乐义乡浑水河西岸的河坝头，矿井采用平硐开拓，井口标高+465m。主平硐位于煤层底板，长度1880m，采用机轨合一布置；在+465m水平沿8-2煤层底板3550m布置一组水平大巷。矿井南北两翼分开排矸、回风。北排矸斜井选在南厂沟，井口标高+665m，长度831m，倾角15，采用机轨合一布置，落平于465m标高后，通过1514m排矸石门与主平硐联系；北回风斜井选在南厂沟附近的山王庙，井口标高+795m，长度757m，倾角25，落平于480m标高后，通过1280m总回风石门与475m回风大巷联系；大巷位于煤系地层中，用石门及斜巷分别与排矸井及回风井相接，形成矿井进、回风系统。采区达到设计生产能力时，共有3个井筒，即主平硐、北排矸斜井、北回风斜井。结合煤层赋存条件，将主要运输巷道及回风巷道集中布置在8-2煤层底板3550m范围内围岩相对较好的砂岩中。由于本井田主体构造为一简单开阔的向斜和宽缓近对称的背斜；地层产状沿走向和倾向的变化不大，倾角平缓，设计采用分区式通风，每一采区都能与水平回风巷相连。总回风巷平行于主要运输巷布置在煤层底板岩层中，通过回风石门与回风井相连。盘区巷道布置倾斜长壁开采，中厚煤层采用综采及高档普采，薄煤层采用高档普采，工作面长度为150m。3 巷道布置优化设计3.1 方案介绍3.1.1大巷层位选择根据煤层底板岩性，结合鲁班山南北矿经验，将皮带大巷、轨道大巷、回风大巷及主要煤仓、车场等重要系统布置在8-2煤层底板90m以下的玄武岩中，该层玄武岩厚度约90m，其下为茅口灰岩，玄武岩强度高，无层理，节理不发育，可不支护，进行裸体施工，施工速度快，掘进成本低。考虑将巷道布置在玄武岩顶界下15m位置。+465m主平硐在井口往里600m处向北转3052，再掘进约1100m，在77号勘探线西侧进入玄武岩后布置北排矸系统的运洗煤矸石3t底卸式矿车车场、运掘进矸石的1t矸石车翻罐笼车场及+255m水平煤炭、矸石转载系统。之后向南转828靠南侧布置轨道大巷，靠北侧布置皮带大巷，两大巷间距20m，一直延伸道501号勘探线。在+665m排矸平硐井口往里550m处向西南方向在玄武岩中布置+665m总回风大巷，总回风大巷延伸到501勘探线处与一采区总回风石门联系。在此处施工倾角为15的465排矸暗斜井700m后，通过465排矸石门与井底车场连接，进而与主平硐连接起来。3.1.2采区巷道布置轨道运输大巷到采区位置后，向顶板方向布置采区主石门，并通过+502m抬高运输石门揭穿各煤层。在8-2煤层煤层底板约37m位置，顺层布置运煤上山(978m)、回风上山和行人上山(1152m)，角度均为9。+665总回风石门与+665回风大巷相连形成回风系统，运煤上山只布置到第一区段运输巷标高(+638m)。轨道上山为了减小提升长度，以15倾角穿层布置,斜长724m，下部距8-2煤层80m。+502m抬高运输石门向底板方向布置到胶带运输大巷位置，在玄武岩中布置采区煤仓(高24m，3000t)，各区段石门及总回风石门布置在采区主系统（上山）西侧50m位置，以利于东翼先跨上山开采，减轻采区上山受集中压力影响。在采区位置的玄武岩中布置井下炸药库、采区变电所，并采用反穿层回风小上山与采区回风上山沟通，形成硐室独立回风。3.2 方案比较3.2.1 大巷布置比较1.布置在煤系地层中 优点距煤层距离近，联系煤层的上山、石门距离短，工程量小，如果软岩支护过关，配合倾斜长壁采煤法，生产系统简单，初期投资小，工期短。 缺点煤系地层宣威组下段，岩性主要为泥岩、泥质粉砂岩，强度及低，而且遇水膨胀，巷道维护及其困难。根据鲁班山南北矿实践来布置在煤系地层中的开拓、准备巷道，矿山压力显现强烈，巷道变形非常大，维护成本高，不能满足服务期安全使用。将皮带大巷、轨道大巷、回风大巷及主要煤仓、车场等重要系统布置在煤系地层中，掘进速度慢、支护成本高、维护费用高。一旦出现问题本能使用，将影响全矿井生产，进行维护加固对生产影响也非常大。不利于多孔掘进，建设工期长。总回风巷布置在+465m水平，需掘进完回风斜井(25，757m)、回风石门(1280m)后才能掘进总回风巷，而且前期需多掘总回风巷398m，该施工路径工期至少增加16个月。不利于早投产，早见效。3.布置在玄武岩中 优点玄武岩强度高，无层理，节理不发育，巷道可不支护，进行裸体施工，施工速度快，掘进成本低。维护费用少。主要系统稳定可靠。总回风巷布置在玄武岩中，并上提到+665m标高，可通过排矸平硐施工+665m总回风大巷，施工条件好，掘进费用低，可节省工期16个月。 缺点由于玄武岩顶界距8-2煤层法线距离约90m，煤层倾角较小，开拓巷联系煤层的上山、石门工程量大。3.2.2采煤方法比较1.走向长壁采煤法 优点工作面运输顺槽、回风顺槽及底板瓦斯抽采道为水平巷道，材料运输容易，人员行走方便，掘进速度快，掘进成本低。支架、设备、材料运输容易，工作面搬家时间短；采煤机倾斜布置，稳定性好，有利于综采效能的发挥，单产高。回风路线短，通风阻力小。 缺点采区上山工程量大，初期投资大，工期较长。上山维护时间长，维护工作量大。通风系统复杂、运煤系统环节多，生产管理要求高2.倾斜长壁采煤法 优点经大巷通过带区小上山直接布置工作面，生产系统简单，初期工程量少。 缺点工作面辅助运输困难工作面运输、回风巷为倾斜巷道，斜长达1200m以上，需多台绞车接力提升，提升安全性差，设备、人员占用多，运输环节多，不利于生产、安全管理；人员行走体力消耗大，路途时间长，降低劳动效率。 倾斜巷道多，掘进成本高，掘进速慢工作面运输、回风巷及煤层底板瓦斯抽采巷均为倾斜巷道，加之倾斜长度大，掘进成本高，掘进速慢，不利于工作面接替。不利于通风、瓦斯管理总回风巷布置在+465m水平，工作面回风巷为下行风，回风距离长，通风阻力大。回风距皮带大巷、轨道大巷近，一旦煤与瓦斯突出出现逆流，逆流瓦斯容易进入主要进风系统，灾害波及范围大，不利于安全管理。倾斜长壁开采不利于综采效能的发挥倾斜长壁开采，支架、设备、材料运输困难，工作面搬家时间长；采煤机俯斜或仰斜割煤，稳定性差，倾角大时容易割顶、底；俯斜开采时若采空区涌水大，涌水将进入工作面，恶化环境，影响综采效能。3.2.3 井巷工程量综合比较1.玄武岩中布置大巷，采区布置方式投产井巷工程量25412m，投产井巷工程投资19976.92万元，投产时的巷道维护费用5214.85万元；后期井巷工程量17455m，后期岩石井巷工程投资10159.21万元，后期岩巷维护费用1626.40万元；2.煤系地层中布置大巷，带区布置方式投产井巷工程量21772m，投产井巷工程投资18585万元，投产时的巷道维护费用5194万元；后期井巷工程量35922m，后期岩石井巷工程投资23437万元，后期岩巷维护费用7205万元；综合以上对比可知：玄武岩中布置大巷，采区布置方式相比煤系地层中布置大巷，带区布置方式减少工程量14827m，节约投资17443.85万元. 采区布置与带区布置工程量及费用比较见表1所示。表1 采区布置与带区布置工程量及费用比较表Table.1 mining section layout with layout engineering quantity and cost comparison table名 称前期井巷工程量及费用井巷工程量(m)井巷工程投资(万元)维护费用(万元)费用合计(万元)采区布置方式2541219976.925214.8525191.78带区布置方式2177218585.225193.9723779.19后期井巷工程量及费用井巷工程量(m)井巷工程投资(万元)维护费用(万元)费用合计(万元)采区布置方式1745510159.211626.411785.62带区布置方式3592223436.617205.4530642.05前后期井巷工程量及费用井巷工程量(m)井巷工程投资(万元)维护费用(万元)费用合计(万元)采区布置方式4286737431.926841.2536977.4带区布置方式5769442021.8312399.4254421.254 结 论经过以上分析比较，船景煤矿首采区采用玄武岩布置大巷，采区式走向长壁开采，虽然在建井初期投资略大，但后期费用明显减少，生产系统安全可靠，有利于后期的系统改造、接替，大大有利于后期产能的提高，故最终选定该方案，淘汰原设计方案，事实也证明该方案在