彭海兵

(神東煤炭集團(tuán)補連塔煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

0 引言

在傳統(tǒng)意義上，人們往往認(rèn)為綜采工作面的設(shè)計全部是采礦專業(yè)技術(shù)人員的工作，不需要其它相關(guān)部門參與，但在實際生產(chǎn)過程中，綜采工作面設(shè)計涉及到采掘、機電、一通三防、地質(zhì)防治水等許多方面，在設(shè)計過程中需要專業(yè)人員提出針對性的意見。采礦工程技術(shù)人員要在聽取和綜合考慮相關(guān)部門多方意見和建議的基礎(chǔ)上開展設(shè)計工作，這樣才能全面考慮各種因素，確保綜采工作面設(shè)計的可靠性。反之，如果各相關(guān)部門不參與設(shè)計，就會出現(xiàn)考慮不全面的情況，從而出現(xiàn)各種各樣的問題，甚至造成工程返工，既影響了礦井正常生產(chǎn)，也帶來了安全隱患。特別是在神東這種生產(chǎn)機械化程度高的企業(yè)，機電設(shè)備和搬家倒面設(shè)備類型多，需要考慮的因素也更多，保證設(shè)計的準(zhǔn)確性的意義就顯得更加重要。因此文中提出了基于全因素考慮和多部門參與的綜采面精益化設(shè)計方法，各相關(guān)部門均參與到綜采面設(shè)計，保證設(shè)計質(zhì)量，下面對該方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 綜采工作面主要巷道布置

神東礦區(qū)是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地之一，礦區(qū)煤層賦存淺埋深、多為近水平煤層，礦井也大多采用平硐或斜井開拓，部分礦井采用盤區(qū)開拓方式，開拓方式相對簡單。綜采工作面設(shè)計的主要巷道通常包含有6條，分別為輔助運輸順槽、主運輸順槽、回風(fēng)順槽、切眼、回撤通道和回撤輔巷，巷道布置示意如圖1所示。這6條巷道中輔助運輸順槽的主要作用是用于進(jìn)風(fēng)和搬家倒面特種車輛運輸以及正常生產(chǎn)期間的輔助運輸；主運輸順槽的主要作用是安裝膠帶機，用于運輸煤炭；回風(fēng)順槽的用途是用于工作面的回風(fēng)；切眼的用途是安裝新的綜采工作面的回采設(shè)備；回撤通道的用途是回撤綜采工作面的設(shè)備；回撤輔巷的用途則是為了輔助綜采工作面的設(shè)備回撤，實現(xiàn)多通道作業(yè)，提高綜采工作面的回撤速度。

圖1 綜采工作面主要巷道布置示意

從巷道的用途出發(fā)，逐一對每一條巷道尺寸的確定方法進(jìn)行了研究，神東礦區(qū)綜采工作面主要巷道尺寸確定的方法和神東礦區(qū)常用采高巷道尺寸統(tǒng)計，見表1。

表1 神東礦區(qū)綜采工作面主要巷道尺寸確定的方法和常用巷道尺寸 單位：m

2 綜采工作面設(shè)計參與部門及考慮因素

設(shè)計綜采工作面需考慮的內(nèi)容主要包含采掘、一通三防、地質(zhì)防治水、機電運輸、供電、供排水等。在神東礦區(qū)礦井科室設(shè)置中，采掘業(yè)務(wù)對應(yīng)的部門是生產(chǎn)技術(shù)科；一通三防業(yè)務(wù)對應(yīng)的部門是通風(fēng)科；地質(zhì)防治水業(yè)務(wù)對應(yīng)的部門是地質(zhì)防治水科；機電運輸、供電和供排水等業(yè)務(wù)對應(yīng)的部門是機電科。

設(shè)計綜采工作面各方面主要考慮因素。采掘方面主要考慮保證采掘設(shè)備安裝回撤需要，以及保證工作面正常生產(chǎn)所需的巷道尺寸；一通三防方面主要考慮通風(fēng)設(shè)施安裝位置的巷道設(shè)計到位；地質(zhì)防治水方面主要考慮施工探放水孔所需的巷道設(shè)計到位；機電方面主要考慮保證主輔運輸、管路安裝和供電電纜安裝的相關(guān)巷道和工程一次性設(shè)計到位。

3 綜采工作面設(shè)計全因素分析

下文針對上述在設(shè)計綜采工作面時需要考慮的因素進(jìn)行詳細(xì)分析[1-4]，主要從采掘、通風(fēng)、輔助運輸、主運輸、供排水和供電等方面進(jìn)行介紹。

3.1 采掘方面

采掘方面主要考慮綜采設(shè)備安裝回撤的需要和工作面正常生產(chǎn)時的巷道尺寸需要。其中綜采設(shè)備安裝需要考慮因素的關(guān)鍵點如圖2所示，具體考慮因素及施工要求見表2。

表2 保證綜采面設(shè)備安裝回撤考慮因素及施工要求

圖2 保證綜采面設(shè)備安裝回撤考慮因素位置示意

3.2 通風(fēng)方面

從通風(fēng)系統(tǒng)考慮，巷道斷面必須滿足風(fēng)量配備，確保在掘進(jìn)和回采期間保證工作面均能夠形成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)[5-7]；并提前考慮安裝通風(fēng)設(shè)施的需要，例如安裝風(fēng)門的位置要提前保證巷道底板平整，巷道的高度和寬度滿足安裝風(fēng)門需要，安設(shè)隔爆水棚的位置提前考慮所占的高度。

綜采工作面設(shè)計在通風(fēng)方面需要考慮的因素關(guān)鍵點如圖3所示，具體考慮因素及施工要求見表3。

表3 保證綜采面通風(fēng)系統(tǒng)的考慮因素及施工要求

3.3 輔助運輸方面

輔助運輸巷道的尺寸要滿足輔助運輸車輛行駛的需要，確保運輸巷與運輸設(shè)備最突出部分的最小間距要符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，神東礦區(qū)部分常用輔助運輸車輛參數(shù)統(tǒng)計表，見表4。輔助運輸巷道的凈尺寸必須滿足輔助運輸車輛行駛的需要[8-9]。

表4 神東礦區(qū)部分常用輔助運輸車輛參數(shù)統(tǒng)計

3.4 主運輸方面

由于膠帶機的最高點在轉(zhuǎn)載機機頭位置，因此主運輸順槽的高度必須高于轉(zhuǎn)載機機頭高度，順槽寬度考慮膠帶機正常運行時對行人寬度的需要[10-11]，綜采工作面設(shè)計在主運輸方面需要注意的關(guān)鍵點如圖4所示，保證綜采面主運輸系統(tǒng)的考慮因素及施工要求見表5。

表5 保證綜采面主運輸系統(tǒng)的考慮因素及施工要求

圖4 保證綜采面主運輸系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵點示意

3.5 供排水系統(tǒng)方面

從供排水系統(tǒng)考慮，根據(jù)涌水量情況，計算排水系統(tǒng)能力，綜合考慮所需安裝管路數(shù)量，在設(shè)計時預(yù)留出巷道安裝管路的空間[12]。綜采工作面設(shè)計在供排水方面需要注意的關(guān)鍵點，如圖5所示。

圖5 保證供排水和供電系統(tǒng)需要注意的關(guān)鍵點

大巷向順槽開口時，對應(yīng)的順槽口施工龍門挑頂，在整個巷道頂板挑寬1 m深0.5 m的頂槽，兩端平緩過渡，如圖中1處。

在回撤輔巷外施工一個水倉，確保在工作面貫通后仍然有排水系統(tǒng)，如圖中2處。

每500 m設(shè)置一個水倉，位置盡量設(shè)計在巷道局部低凹的區(qū)域，水倉施工時盡量拉底。順槽水倉對應(yīng)的巷道對龍門挑頂，在整個巷道頂板挑寬1 m深0.5 m的頂槽，兩端平緩過渡，如圖3中處。

在回撤輔巷對應(yīng)回風(fēng)順槽的位置同樣施工龍門挑頂，在整個回撤輔巷寬度的頂板挑寬1 m深0.5 m的頂槽，兩端平緩過渡，如圖中4處。

3.6 供電系統(tǒng)方面

供電系統(tǒng)在綜采面設(shè)計中需要注意的因素較少，主要是保證各種電纜掛設(shè)的施工方便，例如在穿過立交橋面時預(yù)留好電纜孔，電纜孔的施工位置如果在膠帶機巷，要合理設(shè)置電纜孔位置，保證電纜不要出現(xiàn)跨過膠帶機的情況，以便于電纜管理。

以上就是綜采面設(shè)計過程中，在采掘、通風(fēng)、輔助運輸、主運輸、供排水系統(tǒng)和供電系統(tǒng)方面需要考慮和注意的全部因素，在設(shè)計綜采工作面時要全面考慮這些因素。

4 結(jié)論

結(jié)合神東礦區(qū)生產(chǎn)技術(shù)實踐，采取基于全因素考慮和多部門參與的綜采面設(shè)計方法，讓多個部門參與到綜采工作面的設(shè)計中，有效保證了綜采工作面設(shè)計考慮因素的全面性，提升了設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)了綜采工作面的精益化設(shè)計。