云龍輝

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán)兩渡煤業(yè)公司，山西 靈石 031302)

引 言

山西正佳煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井位于臨汾市隰縣城東北25km處梁家河村，行政隸屬隰縣下李鄉(xiāng)管轄。其地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°00′44″～111°02′29″,北緯36°53′48″～36°55′26″。往南距該礦12 km的下李村均莊有孝(義)-午(城)干線公路通過，朝東北距該礦7 km處的雙字坪村有交(口)-石(樓)干線公路通過，其間均有簡易公路連接，交通尚屬方便。2010年正佳煤業(yè)公司的井田由梁家河煤礦、萬峰金瑞公司等地方小煤礦重組而成，批準(zhǔn)開采的煤層為2#～11#煤層，現(xiàn)主要開采2、3#煤層。正佳煤業(yè)采用斜立混合開拓，現(xiàn)有三個(gè)井筒，分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)立井，以+1 100 m一水平集中開采2、3#煤層，在井田中部東西布置相互平行的運(yùn)輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷；受F3斷層影響，全井田以F3斷層為界，F(xiàn)3斷層西部將上下組煤分別劃分為一采區(qū)、四采區(qū)，F(xiàn)3斷層?xùn)|部將上下組煤分別劃分為二采區(qū)、三采區(qū)；礦井一采區(qū)回采即將完成，正布置二采區(qū)。為延長礦井需延長服務(wù)年限，克服資源枯竭，提高回采率；同時(shí)受2、3#煤層厚度較薄以及開采條件惡劣等因素限制，現(xiàn)就規(guī)劃設(shè)計(jì)二采區(qū)區(qū)巷道布置方案進(jìn)行詳細(xì)比選。

1 二采區(qū)情況

二采區(qū)位于一水平F3斷層以東至井田邊界，東西寬約550 m；二采區(qū)南北范圍分別以南北井田邊界為界，南北長約 2 400 m；采區(qū)范圍由7個(gè)拐點(diǎn)圈成似長方形區(qū)域，面積約1 320 000 m2。二采區(qū)主要開采山西組2、3#煤層。二采區(qū)范圍內(nèi)東部為未開采區(qū)，西部為正在開采的一采區(qū)，南部為未開采區(qū)；北部為山西石樓華潤聯(lián)盛趙家溝煤業(yè)有限公司。由于一二采區(qū)分別位于梁家河向斜兩翼，一采區(qū)位于二采區(qū)東部。經(jīng)探查其范圍內(nèi)有一座原梁家河四礦的小窯，其主要開采煤層為2#煤層，開采方式為房柱式開采，形成井下巷道破壞區(qū)，巷道存有積水，采空區(qū)范圍明確。煤層頂板距離地表覆蓋層最厚為366 m，最薄處為東南部風(fēng)氧化帶。煤層底板等高線為1 130 m～1 290 m。二采區(qū)保有儲(chǔ)量537萬 t，工業(yè)儲(chǔ)量為527.4萬 t。

2 采區(qū)布置方案

根據(jù)礦井采掘平面圖和2、3#煤層資源情況，將受F3斷層影響梁家河背斜一翼的井田東部全部上組煤2、3#煤層劃分為二采區(qū)，資源賦存集中，可集中開采。二采區(qū)煤層走向大致南北，傾向東西，傾角約為12°。根據(jù)原初步設(shè)計(jì)和礦井開拓情況，以二采區(qū)地質(zhì)情況分別提出二種采區(qū)巷道大巷布置方案[1]，現(xiàn)分述如下：

1) 方案一：以開口位置東偏南14°、向東布置采區(qū)大巷。

以一采區(qū)回風(fēng)大巷測點(diǎn)HX4向東11 m的位置向南開口施工上倉聯(lián)巷，在膠帶大巷XP14上布置二采區(qū)煤倉(直徑6 m，垂深26 m)；膠帶大巷以東偏南14°、上山11°穿越F3斷層、長度309 m，揭露3#煤后以12°上山沿3#煤底板繼續(xù)掘進(jìn)375 m；回風(fēng)大巷以進(jìn)入上倉聯(lián)巷口8 m后，以以東偏南14°、上山11°穿越F3斷層、長度309 m，揭露3#煤后以12°上山沿3#煤底板繼續(xù)掘進(jìn)391 m；軌道大巷以一采區(qū)軌道大巷測點(diǎn)XG14位置東偏南14°、上山16°穿越F3斷層、長度362 m，揭露2#煤后以12°上山沿2#煤底板繼續(xù)掘進(jìn)287 m，在邊界施做絞車硐室；三組巷道在采區(qū)東邊界貫通。方案一如圖1所示。

圖1 二采區(qū)開拓布置方案一

2) 方案二：東西布置采區(qū)大巷，向東延伸到采區(qū)邊界。

二采區(qū)三組主要大巷以一采區(qū)東部原上組煤三組大巷向東方向延伸到二采區(qū)邊界，膠帶大巷、回風(fēng)大巷以20°上山穿越F3斷層后，找到3#煤后以沿3#煤底板12°上山布置；軌道巷以18°上山穿越F3斷層后，找到沿2#煤后以2#煤底板12°上山布置，邊界布置無極繩絞車硐室；三組巷道在采區(qū)東邊界貫通。方案二如圖2所示。

圖2 二采區(qū)開拓布置方案二

3 方案比選

3.1 方案技術(shù)比選

1) 方案一 ：以開口位置東偏南14°、向東布置采區(qū)大巷優(yōu)點(diǎn)：

① 由于逆斷層作用，后期下組煤四采區(qū)大巷沿一采區(qū)大巷水平掘進(jìn)就可以開采。若二采區(qū)巷道提前開口掘進(jìn)，不影響后期下組煤四采區(qū)巷道布置，同時(shí)減小了過斷層爬坡傾角，機(jī)械設(shè)備布置容易[2]；

② 三組大巷傾斜穿過梁家河四礦采空區(qū)距離短，可以避開四礦副立井和主立井，巷道維護(hù)量小，安全性高。

③ 南翼北翼均勻分開，工作面順槽長度相當(dāng)，也能更有效的開采。

④ 采區(qū)巷道采用東偏南14°布置，三角煤留設(shè)少，工作面回收率高；

缺點(diǎn)：

① 采區(qū)巷道東偏南14°布置距離較長，巷道工程量較大；

② 與一采區(qū)生產(chǎn)雖有交叉，但二采區(qū)掘進(jìn)時(shí)，一采區(qū)1209工作面已回采結(jié)束，組織協(xié)調(diào)量相對(duì)較小。

2) 方案二：東西傾向布置采區(qū)大巷，向東延伸到采區(qū)邊界。

優(yōu)點(diǎn)：采區(qū)巷道東西布置，距離短，巷道工程量??；

缺點(diǎn)：

① 由于逆斷層作用，后期下組煤四采區(qū)大巷沿一采區(qū)大巷水平掘進(jìn)就可以開采。若二采區(qū)巷道東西布置，占用下組煤四采區(qū)巷道開拓位置，同時(shí)巷道過斷層角度達(dá)到20°，開拓難度大。

② 三組大巷傾斜穿過梁家河四礦采空區(qū)距離長，巷道維護(hù)量大，安全性差；軌道大巷與原梁家河四礦副立井貫通，安全維護(hù)成本高[3]。

③ 南翼工作面順槽長度較大，掘進(jìn)難度大。

④ 三采區(qū)開口施工受二采區(qū)大巷布置影響，不利于后期三采區(qū)開拓延伸。

3.2 方案經(jīng)濟(jì)比選

開拓方案一和二除了布置三組大巷外，方案一筆方案二增加采區(qū)煤倉施工，具體經(jīng)濟(jì)比較，如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)比較表

綜合上述兩個(gè)方案，方案一投資比方案二只高283.8萬元，但增加采區(qū)煤倉可為下組煤四采區(qū)服務(wù)。所以設(shè)計(jì)推薦方案一。

4 結(jié)語

通過綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比選，方案一工程量較小，坡度較小，投資適中，避開了原小窯影響，巷道維護(hù)容易；同時(shí)為下組煤三采區(qū)巷道布置留出了掘進(jìn)頭，組織協(xié)調(diào)量相對(duì)較小。最終確定選用巷道布置方案一：以測點(diǎn)HX4向東11 m的位置東偏南14°開口上山，施做二采區(qū)運(yùn)輸、膠帶、回風(fēng)大巷道，分別揭露到原2、3#煤層后，向東沿2、3#煤層掘進(jìn)至東部采區(qū)邊界保護(hù)煤柱附近，形成采區(qū)完善的運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)。