方漢林 楊建坤(徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司張集煤礦 江蘇 徐州 221147)
徐礦集團(tuán)張集煤礦位于江蘇省徐州市西北郊,于1978年建成投產(chǎn),2006年核定礦井生產(chǎn)能力85萬噸/年。礦井采用立井多水平開拓,2003年以后生產(chǎn)主要集中在-700m水平。采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法,采煤工藝為綜采、高檔普采和炮采,全部陷落法管理頂板。礦井投產(chǎn)以來,主要回采山西組7、9煤層。近年來,礦井-700m水平以上煤量瀕臨枯竭,而隨著淺部資源的枯竭,礦井將面臨無煤可采而被關(guān)破的嚴(yán)峻形勢(shì)。為了維持正常的生產(chǎn)接續(xù),礦井于2006年3月采用三條暗斜井的開拓方式對(duì)北翼深部采區(qū)(-1260m水平)進(jìn)行開拓延深,預(yù)計(jì)2012年深部采區(qū)具備生產(chǎn)條件。北翼深部延深區(qū)域西至16勘探線,東至23勘探線附近的煤層沉積變薄帶,南至F2大斷層,深至9煤層-1360m底板等高線。東西長(zhǎng)3.6km,南北寬2.75km,面積約9.9km2。地質(zhì)勘探成果顯示,深部采區(qū)可采儲(chǔ)量38.56Mt,可安排儲(chǔ)量16.28Mt,投產(chǎn)后礦井服務(wù)年限可有效延長(zhǎng)約20年。
三條暗斜井下山的施工工藝均采用人工爆破,耙裝機(jī)耙裝,電絞提升,車皮出矸。三條下山均采用獨(dú)立運(yùn)輸方式,分別在-700m水平安裝各一臺(tái)JYB-60×1.25型(90kW)絞車,采用φ24.5mm鋼絲繩,容繩量1100m。隨著三條下山巷道的不斷延長(zhǎng),電絞提升對(duì)巷道掘進(jìn)的影響因素逐漸明顯,巷道距離加長(zhǎng),供風(fēng)距離隨之加長(zhǎng),每鉤提升時(shí)間增加,提升能力不足且與行人的矛盾也日益突出,由下表1-1可以看出,絞車的容繩量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要,該區(qū)域千米以下的掘進(jìn)成為困擾礦井接續(xù)的一大難題。
表1-1 深部延深開拓系統(tǒng)三條下山基礎(chǔ)狀況表
經(jīng)充分分析研究,最終確定通過建立中部車場(chǎng)由軌道上山集中提升來解決長(zhǎng)距離提升的難題。在充分考慮提矸、行人、電絞容繩量等因素下,確定將中部車場(chǎng)放在-980m水平
以-980m水平為界將三條下山分為上、下兩段,上下兩段的掘進(jìn)工程量如下表:
表2-2 掘進(jìn)工程量對(duì)比表
中部車場(chǎng)放在-980m水平的整體思路同樣為:中部車場(chǎng)由三個(gè)掘進(jìn)頭分別掘進(jìn),在中部車場(chǎng)形成前后,行人、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)雀飨到y(tǒng)將做相應(yīng)改變,具體為:
1)中部車場(chǎng)由三個(gè)掘進(jìn)頭分別掘進(jìn),在中部車場(chǎng)形成以前,行人、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)雀飨到y(tǒng)保持不變;中部車場(chǎng)形成以后,延深運(yùn)輸下山與延深回風(fēng)下山的JYB-60×1.25型(90kW)電絞均挪至中部車場(chǎng)交岔點(diǎn)上方,掘進(jìn)頭出矸經(jīng)甩車場(chǎng)進(jìn)入中部車場(chǎng),由延深軌道下山集中出矸,延深軌道下山上車場(chǎng)電絞換為雙滾筒大直徑電絞,延深軌道下山在中部車場(chǎng)上段換為雙軌道,以確保三個(gè)掘進(jìn)頭矸石的順利提升;
2)延深軌道下山簡(jiǎn)易行人裝置挪至延深運(yùn)輸下山,由延深運(yùn)輸下山集中行人,延深回風(fēng)下山猴車輔助行人。
此方案優(yōu)點(diǎn):
1)在中部車場(chǎng)形成以前,三條下山的運(yùn)輸、行人等各系統(tǒng)保持不變,不影響進(jìn)尺;而在中部車場(chǎng)形成后再更換軌道上山的雙滾筒大直徑電絞和鋪設(shè)雙軌,與方案一相比,對(duì)掘進(jìn)進(jìn)尺的影響較小;
2)中部車場(chǎng)巷道均布置在巖巷中,周圍不存在破碎帶和煤層,支護(hù)有保證;
3)中部車場(chǎng)放在-980m水平,延深軌道下山巷道提升長(zhǎng)度為817m,對(duì)提升能力的限制因素較小。
-980m中部車場(chǎng)于2008年10月開始施工,于2009年2月結(jié)束,2009年3~4月對(duì)延深中部車場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造與調(diào)整,中部車場(chǎng)的作用逐漸顯現(xiàn)。
系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,根據(jù)絞車安裝地點(diǎn)及運(yùn)輸能力,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試按照2m/d的進(jìn)尺,延深皮帶下山日出矸量120車、延深軌道下山日出矸量100車、延深回風(fēng)下山日出矸量110車(絞車主要技術(shù)參數(shù)參照下表3-1)。
表3-1 絞車主要技術(shù)參數(shù)
在延深軌道下山上車場(chǎng)安裝2KJYB-3.5×1.7×P雙滾筒絞車后,將延深皮帶下山JYB-60×1.25型(90kW)絞車電絞向下挪至-980m中部車場(chǎng)上20m處;延深回風(fēng)下山上部JYB-60×1.25型(90kW)絞車?yán)^續(xù)保存,在回風(fēng)下山-980m中部車場(chǎng)向上20m處再安裝一部JYB-60×1.25型(90kW)絞車作為-980m輔助車場(chǎng)輔助運(yùn)輸。由2KJYB-3.5×1.7×P雙滾筒絞車集中提升延深皮帶下山與延深軌道下山矸石,延深回風(fēng)下山通過-980m中部車場(chǎng)由本巷道進(jìn)行提升,即“一大三小”的電絞運(yùn)輸方式。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,完全滿足三個(gè)掘進(jìn)工作面矸石提升的需要。
針對(duì)巷道掘進(jìn)過程中生產(chǎn)系統(tǒng)體現(xiàn)出來的瓶頸問題,通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的細(xì)致分析,特別是提矸系統(tǒng)的研究與改進(jìn),不僅解決了長(zhǎng)距離提升的難題,而且也解決了長(zhǎng)距離供電、供風(fēng)帶來的一系列安全問題,同時(shí)優(yōu)化了各系統(tǒng),為相似條件下的長(zhǎng)距離暗斜井施工提供了借鑒。