龐棟巍

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)展計(jì)劃部，山西 陽泉 045000）

1 西部區(qū)域改造的概況

1.1 西部區(qū)域改造的必要性

一礦礦井東部生產(chǎn)、準(zhǔn)備采區(qū)已經(jīng)采掘，若對礦井現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，施工難度大，影響現(xiàn)有的正常采掘活動。該礦決定對礦井剩余西部資源（剩余可采儲量約3億t），利用閻家莊分區(qū)風(fēng)井建設(shè)的同時考慮輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的改造。一礦北翼十三采區(qū)及礦井東部區(qū)域預(yù)計(jì)2024年回采結(jié)束，礦井西部區(qū)域系統(tǒng)改造預(yù)計(jì)用時7.5a，礦井東、西部接替比較緊張。

通過采用無軌輔助運(yùn)輸裝備智能化監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用支架搬運(yùn)車、多功能鏟車、蓄電池動力車和運(yùn)人、運(yùn)料車等無軌輔助成套設(shè)備，代替無極繩軌道車、小絞車、軌道機(jī)車等多段分散的傳統(tǒng)運(yùn)輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)械化。系統(tǒng)改造后可以優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)，減少（支架）解體環(huán)節(jié)，簡化安裝工藝，縮短安裝周期，提高生產(chǎn)效率。

1.2 西部區(qū)域開拓系統(tǒng)的改造范圍

為了將改造工程對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的影響降至最低，確定本次開拓系統(tǒng)改造的服務(wù)范圍為：準(zhǔn)備采區(qū)四采區(qū)和十四采區(qū)以及礦井西部的15#煤區(qū)域。在現(xiàn)有的生產(chǎn)分區(qū)進(jìn)風(fēng)井筒無法改造的情況下，利用新建的閻家莊進(jìn)風(fēng)立井，增加一套提升系統(tǒng)用來提升大型設(shè)備。

2 西部區(qū)域開拓方案

一礦西部的閻家莊分區(qū)和獅子坪分區(qū)風(fēng)井尚未建設(shè)，+560m輔助水平和+669m水平開拓大巷延伸至各自分區(qū)中部附近，已經(jīng)具備施工風(fēng)井條件。對礦井西部區(qū)域的開拓方式原來提出了兩種設(shè)計(jì)方案，礦根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，做了詳細(xì)的研究和對比，并形成了方案三。

（1）方案一：將南北條帶合二為一，布置閻家莊分區(qū)，見圖1。

設(shè)計(jì)閻家莊分區(qū)，布置閻家莊副立井和回風(fēng)井，同時負(fù)擔(dān)礦井西部規(guī)劃區(qū)域的所有采區(qū)。為滿足向高家溝分區(qū)十四采區(qū)運(yùn)輸一次采全高液壓支架的要求，在南、北條帶輔運(yùn)大巷之間施工一條集中輔運(yùn)大巷，在原南北條帶分界線處，從集中輔運(yùn)大巷開口從東往西直達(dá)井田西部邊界施工一組閻家莊西采區(qū)準(zhǔn)備大巷，西采區(qū)膠帶大巷與南條帶膠帶大巷相連，回風(fēng)大巷與閻家莊回風(fēng)立井相連。

圖1 方案一

閻家莊分區(qū)劃分為東、西兩個采區(qū)，東采區(qū)以集中輔運(yùn)巷向東至五采區(qū)準(zhǔn)備巷、陽坡堰四采區(qū)（四采區(qū)西部的工作面推進(jìn)為2800m）為界，采用條帶式南北向開采，工作面推進(jìn)長度為2600m。西采區(qū)從集中輔運(yùn)巷向西直至井田西部邊界，采用條帶式南北向開采，回采工作面最大推進(jìn)長度為2900m。將十四采區(qū)西部的回采工作面延伸至陽泉西環(huán)高速公路保護(hù)煤柱，回采工作面最大推進(jìn)長度為3400m。

（2）方案二：維持原初設(shè)南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區(qū)，見圖2。

圖2 方案二

維持閻家莊和獅子坪分區(qū)的初步設(shè)計(jì)，按南北條帶分界線，劃分為兩個分區(qū)，分別為閻家莊和獅子坪分區(qū)，每個分區(qū)布置一對進(jìn)、回風(fēng)井筒。閻家莊風(fēng)井選址和方案一致。

為滿足向高家溝分區(qū)十四采區(qū)運(yùn)輸一次采全高液壓支架的要求，在南、北條帶輔運(yùn)大巷之間施工一條集中輔運(yùn)大巷。閻家莊分區(qū)沿分區(qū)中部布置一組大巷，采用條帶式南北向開采；獅子坪分區(qū)沿分區(qū)中部布置一組大巷，位于陽泉西環(huán)高速公路以東的區(qū)域采用上下山開采，以西的區(qū)域采用條帶式南北向開采。工作面的最大推進(jìn)長度為2000m，其中80%的回采工作面推進(jìn)長度小于1400m。

（3）方案三：維持南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區(qū)，見圖3。

圖3 方案三

維持閻家莊和獅子坪分區(qū)的初步設(shè)計(jì)，按南北條帶分界線，劃分兩個分區(qū)，分別為閻家莊和獅子坪分區(qū)。閻家莊分區(qū)內(nèi)布置1對進(jìn)、回風(fēng)井筒，獅子坪分區(qū)內(nèi)僅布置1個回風(fēng)立井，不再布置進(jìn)風(fēng)井，利用紅簡溝進(jìn)風(fēng)井和閻家莊進(jìn)風(fēng)井對獅子坪分區(qū)實(shí)施供電、供風(fēng)、供水等。井筒位置及工業(yè)場地按照方案二執(zhí)行。

由于一礦構(gòu)造發(fā)育基本呈南北向，若工作面采用南北條帶布置，會造成掘進(jìn)、回采期間遇幾百米長的構(gòu)造帶，不能保證礦井均衡生產(chǎn)。所以獅子坪、閻家莊分區(qū)均采用以上、下山走向長壁式開采為主，三角煤及不便于布置走向長壁式資源部分，可靈活布置，采用南北向條帶式開采。同時為了便于大走向工作面布置，將十四采區(qū)邊界延伸至西環(huán)高速保護(hù)煤柱處，利用十六采區(qū)準(zhǔn)備巷與十四采區(qū)準(zhǔn)備巷同時準(zhǔn)備十四采區(qū)西部一次采全高工作面，從而縮短工作面準(zhǔn)備工期。

為了滿足向高家溝十四采區(qū)運(yùn)輸一次采全高液壓支架的要求，在南北條帶輔運(yùn)大巷之間施工一條集中輔助大巷。閻家莊分區(qū)沿分區(qū)中部布置一組大巷，高速公路以東采用上、下山走向長壁式開采，高速公路以西采用條帶式南北向開采；獅子坪分區(qū)沿分區(qū)中部布置一組大巷，采用上、下山走向長壁式開采。

3 方案比較及分析

每個開拓方案從開拓部署方面講基本一致，包括開拓工程量、井筒數(shù)目、采區(qū)及工作面布置，具體情況如下：

（1）方案一優(yōu)點(diǎn)：方案一開拓系統(tǒng)簡單，井、巷工程量少。僅布置一個工業(yè)場地，一對進(jìn)、回風(fēng)井筒。

方案一缺點(diǎn)：一礦地質(zhì)構(gòu)造水平面上基本呈南北向，若考慮工作面南北條帶布置，屆時工作面掘進(jìn)、生產(chǎn)將有可能遇大范圍構(gòu)造區(qū)，受地質(zhì)構(gòu)造影響，工作面生產(chǎn)組織時好時壞，造成礦井生產(chǎn)不均衡。

方案一取消獅子坪風(fēng)井布置，獅子坪分區(qū)與閻家莊分區(qū)合二為一，負(fù)擔(dān)區(qū)域較廣，管理困難。而且通風(fēng)距離長，同時負(fù)擔(dān)頭面較多，需要回風(fēng)巷道斷面大，掘進(jìn)期間施工困難。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，礦井西部區(qū)域所有煤、矸全部利用西大巷皮帶巷運(yùn)輸，造成西大巷皮帶運(yùn)輸能力不足，北翼皮帶閑置不用的局面。

（2）方案二優(yōu)點(diǎn)：方案二采用兩區(qū)布置，開拓系統(tǒng)相對合理，風(fēng)井負(fù)擔(dān)區(qū)域劃分明確，風(fēng)井同時負(fù)擔(dān)頭面較少，有利于通風(fēng)瓦斯管理。

方案二缺點(diǎn)：方案二中采區(qū)及工作面布置方式不理想。其中獅子坪分區(qū)東一采區(qū)走向布置，但工作面長度太短，不符合大采高設(shè)備開采條件要求；獅子坪西采區(qū)北部為南北條帶布置，與構(gòu)造走向基本一致，不利于工作面均衡生產(chǎn)；閻家莊東二采區(qū)工作面走向短，且與構(gòu)造走向一致，不利于均衡生產(chǎn)。

（3）方案三優(yōu)點(diǎn)：開拓系統(tǒng)簡單，新建井筒數(shù)目相對較少，原兩區(qū)布置4個井筒，現(xiàn)擬建3個井筒。采區(qū)、工作面布置相對簡單、合理。南北翼采區(qū)資源相對均衡，工作面走向相對較長，一次采全高工作面設(shè)備利用率較高，同時減少了構(gòu)造對工作面生產(chǎn)的影響，有利于礦井均衡生產(chǎn)。高抽系統(tǒng)布置相對合理、簡單，有利于實(shí)現(xiàn)煤、矸分裝分運(yùn)。工作面準(zhǔn)備系統(tǒng)簡單，采掘比更加合理，有利于工作面的正常接替和高產(chǎn)高效。

方案三缺點(diǎn)：新建工業(yè)場地2個，新建井筒數(shù)目3個，比方案一多建1個工業(yè)場地，1個井筒。

4 結(jié)論

經(jīng)以上優(yōu)缺點(diǎn)比較，結(jié)合礦井整體規(guī)劃部署，設(shè)計(jì)推薦方案三。即維持南北條帶劃分，分別布置閻家莊和獅子坪兩個分區(qū)。閻家莊分區(qū)內(nèi)布置1對進(jìn)、回風(fēng)井筒，獅子坪分區(qū)內(nèi)僅布置1個回風(fēng)立井，不再布置進(jìn)風(fēng)井，利用紅簡溝進(jìn)風(fēng)井和閻家莊進(jìn)風(fēng)井對獅子坪分區(qū)實(shí)施供電、供風(fēng)、供水等。