摘 要：采區(qū)是礦井的主要生產(chǎn)單元，采區(qū)設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)效率的高低。本文主要闡述平朔井工三礦采區(qū)設(shè)計中存在的問題，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計方案，實(shí)踐效果良好。

關(guān)鍵詞：井工三礦；優(yōu)化；采區(qū)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.076

1 采掘布局存在的問題分析

井工三礦二采區(qū)根據(jù)目前采掘布局，4、9煤所有采掘工作面都受二采區(qū)東坡向斜及伴生斷層困擾；加之4、9煤砂巖裂隙水豐富。

（1）二采區(qū)大部分掘進(jìn)巷道大坡度上下山施工，過斷層期間導(dǎo)致巖巷施工較長，頂板管理難度大，加之砂巖裂隙水下山掘進(jìn)出貨困難，導(dǎo)致掘進(jìn)單進(jìn)水平低，同時大坡度車輛運(yùn)料、人員安全系數(shù)低。

（2）回采期間工作面大坡度俯采、仰采，距離長，四柱式支架俯采時四連桿易斷，采煤機(jī)工況差，同時老塘水緊跟工作面，水煤大；輔運(yùn)順槽大坡度行車，存在車輛側(cè)滑或跑車風(fēng)險；主運(yùn)順槽膠帶運(yùn)輸機(jī)大坡度運(yùn)輸，運(yùn)輸能力低，極易灑煤，主輔運(yùn)低洼點(diǎn)煤泥清理量大。以上因素導(dǎo)致產(chǎn)能受限。

（3）4、9煤共16個工作面都需要跳采，影響生產(chǎn)時間長，安裝回撤費(fèi)用高；掘進(jìn)和回采過程中，設(shè)備故障率高、材料配件消耗量大；順槽落差大，供水管路易爆管。二采區(qū)工作面回采期間，因東坡向斜及砂巖裂隙水的影響，導(dǎo)致原煤水分高、煤質(zhì)差。

（4）所有工作面的兩順槽中部為最低點(diǎn)，掘進(jìn)及回采期間遇水患險情不利于人員避險，水害安全管理難度大。

2 布局優(yōu)化調(diào)整設(shè)計方案

為了解決目前采掘布局導(dǎo)致的以上困難，提出了將二采區(qū)34203和39203工作面往東剩余區(qū)域劃分為三采區(qū)，在三采區(qū)將工作面改為東西向布置由北向南依次回采。

（1）三采區(qū)開拓大巷布置：開拓大巷南北向布置至井田北部邊界，4#煤利用現(xiàn)掘的34204輔運(yùn)順槽作為三采區(qū)回風(fēng)大巷，留設(shè)25m煤柱往東依次平行布置主、輔運(yùn)兩條大巷，總工程量5125m；9#煤在9煤開拓大巷東部由南向北平行布置主輔回三條大巷，9煤三采區(qū)回風(fēng)大巷與中央水倉留設(shè)20m保護(hù)煤柱，三采區(qū)9煤開拓大巷煤柱留設(shè)25m，巷道斷面和支護(hù)方式與原布局相同。

（2）三采區(qū)采煤工作面布置：采煤工作面東西向布置，4、9煤各布置9個采煤工作面，留設(shè)20m保安煤柱，可采煤量1.3億噸（原布局1.26億噸），4、9煤邊界、斷層、巷道煤柱損失量7221.53萬噸，由北向南依次回采。9煤布置與4煤相同，為了保護(hù)四煤三采區(qū)三條大巷，二采區(qū)9煤39203工作面與四煤三條大巷留設(shè)80m保護(hù)煤柱，39202工作面寬度由原300m變?yōu)?20m，39203工作面寬度由原300m變?yōu)?38m，巷道斷面和支護(hù)方式與原布局相同。

（3）三采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)：礦井布局調(diào)整后繼續(xù)沿用原礦井通風(fēng)系統(tǒng)，礦井通風(fēng)方式為中央分列式，通風(fēng)方法為抽出式，即主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)；三采區(qū)開拓大巷兩進(jìn)一回，主、輔運(yùn)大巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)，工作面輔運(yùn)順槽進(jìn)風(fēng)、主運(yùn)順槽回風(fēng)，經(jīng)計算，風(fēng)量、通風(fēng)阻力滿足生產(chǎn)要求。

（4）三采區(qū)排水系統(tǒng)：在4、9煤三采區(qū)輔運(yùn)大巷向斜中部最低點(diǎn)布置采區(qū)水倉及采區(qū)水泵房；4#煤礦井水在低洼點(diǎn)使用潛水泵排至采區(qū)水倉，通過采區(qū)水泵房排至三采區(qū)回風(fēng)大巷泄水孔，泄入9煤中央水倉；9#煤礦井水在低洼點(diǎn)使用潛水泵排至采區(qū)水倉，通過采區(qū)水泵房直接排至9煤中央水倉。三采區(qū)4、9煤大巷最低點(diǎn)至4、9煤二采區(qū)回風(fēng)大巷垂直高差140m，現(xiàn)工作面順槽最低點(diǎn)使用MD155-30*8多級離心泵排水泵能夠滿足要求。

（5）三采區(qū)供電系統(tǒng)：1）三采區(qū)采煤工作面設(shè)備采用雙回路供電方式，主電源從現(xiàn)用的4、9煤變電所高爆柜直接引出，采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜供電壓降損耗為4.67%，滿足供電要求。2）三采區(qū)采取水泵房水泵及掘進(jìn)工作面設(shè)備、局部通風(fēng)機(jī)的配電電源來自在三采區(qū)設(shè)置的采區(qū)配電點(diǎn)，配電點(diǎn)雙回路從4、9煤變電所高爆柜直接引出，電纜采用MYPTJ-10 3*95mm2電纜，滿足供電要求。配電點(diǎn)配置11臺高爆柜，采用單母線雙回路供電方式。

（6）三采區(qū)主運(yùn)輸系統(tǒng)：布局調(diào)整后，4、9煤各增加了一部主運(yùn)膠帶機(jī)，工作面原煤通過三采區(qū)主運(yùn)大巷至原二采區(qū)主運(yùn)大巷，三采區(qū)主運(yùn)大巷在向斜軸部設(shè)計坡度為±10°，其余地段最大設(shè)計坡度為11°，膠帶機(jī)運(yùn)輸能力滿足要求。

（7）三采區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)：三采區(qū)輔運(yùn)大巷局部設(shè)計最大坡度±10°，使用無軌膠輪車運(yùn)輸，滿足輔助運(yùn)輸要求。

（8）采掘設(shè)備：布局調(diào)整后全部使用平朔現(xiàn)有采掘設(shè)備，根據(jù)煤層底板等高線，最大坡度為10.5°，設(shè)備能力能夠滿足要求，當(dāng)工作面局部坡度大于12°以上時，液壓支架需要增加防倒油缸，后部刮板輸送機(jī)需要控制煤量，采煤機(jī)采用上行走空刀、下行割煤方式。

3 調(diào)整效果分析

平朔井工三礦優(yōu)通過優(yōu)化設(shè)計調(diào)整，大大解決了井工三礦目前采掘布局造成的諸多困難，取得了以下效果。（1）安全管理方面：調(diào)整后輔助運(yùn)輸更加安全，板管理更加容易，砂巖裂隙水得到控制。（2）資源利用方面，布局調(diào)整后，采掘布局更加合理，增加了煤炭的回收率，相對原布局可采煤量增加了399萬噸。（3）調(diào)整后整體投入節(jié)省費(fèi)用3204萬元。（4）系統(tǒng)調(diào)整方面：排水系統(tǒng)簡化，順槽主運(yùn)系統(tǒng)能力提升。布局調(diào)整后，采煤工作面主運(yùn)順槽系統(tǒng)由原來的兩部膠帶運(yùn)輸機(jī)或加裝中驅(qū)設(shè)備變?yōu)橐徊磕z帶運(yùn)輸機(jī)，系統(tǒng)簡單且運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)輸能力提升。（5）生產(chǎn)組織方面：布局調(diào)整后，減少了大坡度采掘和巖巷作業(yè)，避開了砂巖裂隙水的影響，調(diào)整后無需跳面，搬家倒面次數(shù)減少10次，節(jié)約費(fèi)用9800萬元。（6）采掘接續(xù)方面：布局調(diào)整后，可實(shí)現(xiàn)二采區(qū)接續(xù)一采區(qū)，一采區(qū)接續(xù)三采區(qū)，礦井?dāng)[脫單采區(qū)回采困局，接續(xù)更加合理。

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作者簡介：蘇帥（1987-），男，山西朔州人，本科，助理工程師，從事采掘技術(shù)工作。