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        沙坪煤礦帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的可行性分析

        2011-11-10 02:48:50蘇曉文
        山西煤炭 2011年1期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)能力大巷斜井

        蘇曉文

        (1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西 太原 030024;2.山西省煤炭工業(yè)廳基本建設(shè)局,山西 太原 030006)

        沙坪煤礦帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的可行性分析

        蘇曉文1,2

        (1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西 太原 030024;2.山西省煤炭工業(yè)廳基本建設(shè)局,山西 太原 030006)

        通過(guò)對(duì)沙坪煤礦帶區(qū)生產(chǎn)能力和采出率的計(jì)算,得出礦井設(shè)計(jì)井型為300萬(wàn)t/a,帶區(qū)生產(chǎn)能力為312.16萬(wàn)t/a,可以滿足礦井的產(chǎn)量要求的結(jié)論。帶區(qū)采出率為79.1%,符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,帶區(qū)巷道布置合理。

        帶區(qū)生產(chǎn)能力;帶區(qū)采出率;巷道布置;生產(chǎn)系統(tǒng);分析

        1 概述

        晉神能源有限公司沙坪煤礦礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬(wàn)t/a。井田內(nèi)含煤地層總厚度155.35 m,含煤11層,可采煤層為2號(hào)、8號(hào)煤層。其中主采煤層為2號(hào)煤層。2號(hào)煤層傾角平緩,平均傾角為5°,為近水平煤層,故為單水平開采,水平標(biāo)高+1 040 m,帶區(qū)式開采。可采儲(chǔ)量為21 796.84萬(wàn)t,服務(wù)年限為55.9a。

        2 煤層的地質(zhì)特征

        本井田煤種有焦煤、瘦煤和貧煤,各煤層為濱海沼澤相腐質(zhì)煤,具典型高變質(zhì)特征。外表呈黑色及鋼灰色,玻璃光澤及似金屬光澤,比重及硬度較大,普氏硬度f(wàn)為2~3,平均容重為1.42 t/m3,塊質(zhì)隨變質(zhì)程度而增。各可采煤層中貧煤數(shù)量較少,為特低硫特低磷中高發(fā)熱量。煤層均厚5.30m,煤層傾角2°~8°,平均4°,屬于近水平煤層。煤塵爆炸指數(shù)為8.7%,為煤塵有爆炸危險(xiǎn),煤層屬三類不易自燃。瓦斯相對(duì)涌出量為0.5m3/t,屬低瓦斯礦井。煤層頂、底板多為細(xì)中粒砂巖,厚層狀泥巖(厚度一般大于5 m),局部為砂質(zhì)泥巖或落層狀泥巖,抗壓強(qiáng)度一般大于600 kg/cm2,巖石的完整性,穩(wěn)定性較好,頂板易于管理,底板一般不易發(fā)生底鼓。

        3 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)

        3.1 采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定

        首采區(qū)煤層厚5.30 m,傾角2°~8°,屬近水平煤層。由于煤層較厚,采用綜采采煤法,一次采全高。

        根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定:綜采面長(zhǎng)度一般不小于150 m。但結(jié)合本礦井的實(shí)際情況,帶區(qū)工作面的長(zhǎng)度為210 m,可以滿足產(chǎn)量的要求,確定帶區(qū)工作面的長(zhǎng)度為210m。

        3.2 帶區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式

        由于礦井采用分區(qū)域式通風(fēng),主、副斜井進(jìn)風(fēng),風(fēng)井回風(fēng)。開拓巷道布置兩條大巷,一條運(yùn)煤和進(jìn)風(fēng),另一條輔助運(yùn)輸和回風(fēng)行人,通過(guò)帶區(qū)下部車場(chǎng)和帶區(qū)工作面相連接。

        煤層的開采順序和帶區(qū)接替順序:礦井前期主采2號(hào)煤,后采8號(hào)煤層;井田內(nèi)存在兩條較大斷層,分別為斷層F3和斷層F16,將井田大致分為三部分。本設(shè)計(jì)先采斷層左側(cè)上部煤層,沿井田邊界向大巷回采,即后退式開采。由于采空區(qū)上覆巖層尚未跨落穩(wěn)定之前不能進(jìn)行沿空掘巷,因此工作面接替要采用順序方式。在保證一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)的同時(shí),注意另一分帶的準(zhǔn)備,保證工作面的正常接替。

        3.3 帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)

        3.3.1 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

        帶區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采(面向集中大巷),通風(fēng)方式采用U型通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單,漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)。

        風(fēng)流線路為:主、副斜井→運(yùn)輸大巷→行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷→軌道順槽→回采工作面→膠帶機(jī)順槽→回風(fēng)石門→回風(fēng)大巷→風(fēng)井.

        3.3.2 帶區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)

        運(yùn)煤系統(tǒng)為回采工作面→膠帶機(jī)順槽→帶區(qū)煤倉(cāng)→膠帶輸送機(jī)大巷→主斜井;運(yùn)料系統(tǒng)為副斜井→輔助運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)運(yùn)料斜巷→輔助運(yùn)輸順槽→回采工作面;運(yùn)矸系統(tǒng)為掘進(jìn)工作面→輔助運(yùn)輸順槽→進(jìn)風(fēng)運(yùn)料斜巷→輔助運(yùn)輸大巷→副斜井。供電系統(tǒng)為地面→變電站→副斜井→中央變電所→主運(yùn)輸大巷→輔助運(yùn)輸順槽→工作面.

        確定帶區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式:巷道尺寸為分帶斜巷的尺寸應(yīng)能滿足綜采工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要,由此確定分帶斜巷的尺寸為4100mm×3100mm;支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù),錨索補(bǔ)強(qiáng),這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好,且掘進(jìn)速度快;掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式局扇進(jìn)行通風(fēng),局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。為了防止回風(fēng)短路,在順槽設(shè)置風(fēng)門。

        3.4 帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法

        帶區(qū)內(nèi)所有工作面順槽均沿底板,采用連續(xù)采煤機(jī)及其配套設(shè)備施工,后配備皮帶和SGW-40T型溜子組成的機(jī)械化掘進(jìn),采用連續(xù)采煤機(jī)割煤,梭車、給料破碎機(jī)、加皮帶、溜子運(yùn)煤,雙巷或三巷同時(shí)掘進(jìn),每隔100m掘聯(lián)絡(luò)巷貫通。

        鏟車完成材料、設(shè)備的運(yùn)送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。

        錨桿機(jī)完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作;選用手持式風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)來(lái)完成幫錨桿的打眼和安裝工作。

        掘進(jìn)通風(fēng):可通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷構(gòu)成通風(fēng)回路,在掘聯(lián)絡(luò)巷貫通前的獨(dú)頭段采用局扇為掘進(jìn)面供風(fēng)。每個(gè)掘進(jìn)工作面配備兩臺(tái)FD-Ⅱ型2×55kW局扇,通風(fēng)方式為壓入式。

        3.5 帶區(qū)生產(chǎn)能力和采出率

        3.5.1 帶區(qū)生產(chǎn)能力

        由于大采高工作面產(chǎn)量大,只布置一個(gè)大采高工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。

        1)大采高工作面的生產(chǎn)能力,按下式計(jì)算:

        式中:A0為工作面生產(chǎn)能力,萬(wàn)t/a;L為工作面長(zhǎng)度,210 m;V0為工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度,V0=1557 m/a;M為煤層厚度,m;γ為煤層容重,t/m3;C0為工作面回采率,取C0=97%。

        2)連采面生產(chǎn)能力,按下式計(jì)算:

        式中:A1為連采面生產(chǎn)能力,萬(wàn)t/a;L為連采面長(zhǎng)度,取順槽掘進(jìn)寬,5.3m;V1為連采面年推進(jìn)長(zhǎng)度,V1=15 000 m/a;H為采高,取順槽掘進(jìn)高,3.65 m;γ為煤層容重,t/m3;C1為連采面回采率,取C1=97%。

        帶區(qū)內(nèi)布置兩個(gè)連采面,故連采面的總生產(chǎn)能力為81.62萬(wàn)t/a。

        3)帶區(qū)生產(chǎn)能力

        礦井設(shè)計(jì)井型為300萬(wàn)t/a,帶區(qū)生產(chǎn)能力為312.16萬(wàn)t/a,能滿足礦井的產(chǎn)量要求。

        3.5.2 帶區(qū)采出率

        帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量與帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量的百分比稱為帶區(qū)采出率。按下式計(jì)算:

        帶區(qū)采出率=帶區(qū)實(shí)際采出煤量/帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量×100%.

        帶區(qū)開采損失主要有:工作面落煤損失,約占3%;工作面頂煤煤皮損失;帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱不可回收部分損失;帶區(qū)內(nèi)斷層煤柱損失等。

        帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量為:6241.76萬(wàn)t,帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量為4939.04萬(wàn)t。

        則:帶區(qū)采出率=4939.04/6241.76×100%=79.1%.

        根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》》規(guī)定:采(帶)區(qū)采出率:厚煤層不低于75%,中厚煤層不低于80%,薄煤層不低于85%。設(shè)計(jì)首采帶區(qū)采出率為79.1%,符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。

        4 可行性分析

        沙坪煤礦礦井設(shè)計(jì)井型為300萬(wàn)t/a,帶區(qū)生產(chǎn)能力為312.16萬(wàn)t/a,可以滿足礦井的產(chǎn)量要求;帶區(qū)采出率為79.1%,符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定;帶區(qū)工作面的長(zhǎng)度為210 m,可以滿足產(chǎn)量要求;礦井采用分區(qū)域式通風(fēng),主、副斜井進(jìn)風(fēng),風(fēng)井回風(fēng)。開拓巷道布置兩條大巷,一條運(yùn)煤和進(jìn)風(fēng),另一條輔助運(yùn)輸和回風(fēng)行人,通過(guò)帶區(qū)下部車場(chǎng)和帶區(qū)工作面相連接,可以確定帶區(qū)巷道布置合理。

        Feasibility Analysis on the Roadway Layout and Production System in Shaping Mine

        SU Xiao-wen1,2
        (1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024,2.Bureau of Capital Construction of Shanxi Coal Industry Office,Taiyuan Shanxi 030006)

        By the calculation,the area production capacity of 3.1216 million t/a satisfies the designed capacity of 3 million t/a in Shaping mine.The recovery rate of 79.1%also meets the Design Code for Coal Mining Industry.Therefore,the area roadway layout is reasonable.

        production capacity;recovery rate;roadway layout;production system;analysis

        TD214+.1

        A

        1672-5050(2011)01-0070-03

        2010-09-16

        蘇曉文(1968—),男,江蘇海門人,在讀工程碩士研究生,高級(jí)工程師,從事煤礦基本建設(shè)管理工作。

        劉新光

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