采区设计方案优化调整探讨

采区设计方案优化调整探讨

倪俊亭

（煤炭工业太原设计研究院集团有限公司  太原  030001）

摘要：针对矿井实际生产过程中地质构造的变化，为合理开采一采区2、5号煤层，充分利用现有采区巷道、减少井巷工程量，提出由原来的2、5号煤分层布置改为联合布置，并对优化方案与原方案进行了详细的经济、技术比较，最终确定了一采区的优化调整方案。

关键词：采区优化；分层布置；联合布置

某矿一采区投产后，根据矿井实际采掘揭露情况，一采区东部断层走向发生较大变化，为合理开采一采区2、5号煤层，充分利用现有采区巷道，减少巷道工程量，需对一采区巷道布置进行优化。

1、采区概况

一采区位于井田北部及工业场地以东，采区范围内赋存可采及局部可采煤层共5层，根据煤层间距、煤质差异等不同，划分为上、下两组，上组煤层包括2号、4号、5号煤层，下组煤层包括8号、9号煤层，其中4号煤采区范围内不可采；

一采区西部目前布置有4条大巷，由北向南分别为一采区西胶带大巷、一采区西轨道大巷、一采区西回风巷₁、一采区西回风巷₂；为探清一采区东部DF6断层走向，矿方在一采区东部已经施工一组探巷（探巷的布置方式：向东延伸现有的一采区西胶带巷、一采区西轨道巷、一采区回风联巷，穿过DF6断层后在断层两侧布置探巷）。

2、采区原设计方案

2、5号煤分层布置，分别在2、5号煤层中布置一组采区巷道

井筒落底5号煤层后，通过斜巷与2号煤层沟通，沿东西方向在一采区2号煤层中布置4条大巷，2条进风巷，2条回风巷，由北向南分别为西胶带大巷、西轨道大巷和两条西回风大巷；大巷间距35m，4条西大巷向东掘进通过斜巷，穿过断层后与4条东大巷相接；开采5号煤层在5号煤层中布置4条大巷并与2号煤层布置的4条大巷向外搓15m，布置方式同2号煤层开拓大巷一样。

3、采区优化方案及比较

（1）优化方案

根据现场踏勘情况、已有井筒特征及煤层赋存条件、水文地质条件等因素，结合矿井目前井下已形成的开拓布置格局、本着充分利用已有工程设施及设备，尽可能的减少井巷工程量，减少井巷施工对矿井正常生产的影响的原则，设计提出由原设计的2、5号煤分层布置改为联合布置，并提出以下优化方案：

优化方案一：一采区西部新增5号煤胶带巷、延伸5号煤轨道巷，一采区东部新增一条5号煤胶带巷

一采区西部2号煤开采时利用一采区西部现有的采区巷道，5号煤开采时在一采区西胶带巷北部新增一条一采区西胶带巷₁（沿5号煤），并且延伸轨道大巷（5号煤）至一采区西部边界。一采区西部5号煤生产时，采区巷道由北向南分别为一采区西胶带巷₁、一采区西轨道巷₁、一采区西胶带巷₂、一采区西轨道巷₂、一采区西回风巷₁、一采区西回风巷₂，其中：一采区西胶带巷₁、一采区西轨道巷₁沿5号煤层布置；一采区西胶带巷₂、一采区西轨道巷₂沿2号煤层布置；一采区西回风巷₁、一采区西回风巷₂沿2号煤层布置。

一采区东部2号煤开采时利用一采区东部现有的采区巷道，5号煤开采时在一采区东回风巷北侧新增一条5号煤皮带巷，并将原有的一采区东胶带巷（沿2号煤）调整为一采区东回风巷₂。一采区东部5号煤生产时，采区巷道由北向南分别为一采区东胶带巷、一采区东回风巷₁、一采区东轨道巷、一采区东回风巷₂，其中：一采区东胶带巷沿5号煤层布置、一采区东回风巷₁沿2号煤层布置、一采区东轨道巷沿5号煤层布置；一采区东回风巷₂沿2号煤层布置。

优化方案二：一采区西部新增5号煤胶带巷、延伸5号煤轨道巷，一采区东部新增两条5号煤胶带巷

一采区西部2、5号煤的开采同方案一；一采区东部2号煤开采同方案一，一采区东部5号煤开采时，在断层两侧分别布置两条5号煤胶带巷（断层北侧胶带巷布置同方案一，断层南侧在2号煤胶带巷下部重叠布置一条5号煤胶带巷）。

（2）方案比较：对以上两个开拓方案进行了技术经济比较。

1）经济比较

本次设计的一采区采掘设备基本上全部采用现有设备，故方案在设备上投资相当，经济比较主要是从工程量方面进行比较，详见表1、表3。

从表1可以看出，原方案与优化方案一、二准备巷道工程量相比，井巷工程量多3504m、3388m，投资多4682.44万元、4493.69万元，故单从可比工程量方面考虑，优化方案具有优势。

2）技术比较

从技术上分析两个开拓方案各有优缺点，详见表2、表4。

（3）方案确定

通过表1、表2的分析比较可以看出，优化方案具有投资少、见效快，且优化方案巷道煤柱损失量少，可以有效提高采区服务年限；通过表表3、表4的分析比较可以看出，优化方案一又具有明显的经济、技术优势；因此，经综合分析比较，从矿井的长远发展角度考虑，本次设计推荐优化方案一作为一采区优化方案。

表1  原方案与优化方案准备巷道工程量经济比较表

表2  原方案与优化方案技术比较表

表3  一采区优化方案可比工程量部分经济比较表

表4 一采区优化方案技术比较表

 

4、结束语

矿井采区设计施工过程中，如遇到煤层赋存条件及地质构造变化较大时，应根据矿井实际揭露的煤层变化及地质条件，及时对原采区设计方案进行优化调整；通过优化调整，可以减少采区准备巷道工程量、缩短建设工期，进一步提升矿井安全经济效益。