采区优化设计的探析

姚军峰

（安徽省淮北工业建筑设计院，安徽 淮北 235037）

1 概述

为了满足经济、高效的开采思路，适应设计大能力采区的方略，淮北工业建筑设计院，对刘店煤矿101采区进行优化设计，把原设计101和102两个采区进行合并，减少采区数量，减少巷道，简化了系统，提高采区服务年限，对实现高产高效奠定了基础。

2 刘店煤矿概况

刘店煤矿是由煤炭工业合肥设计院设计，年设计生产能力150万吨，服务年限49.2年。

矿井采用立井、主要石门及大巷开拓方式，矿井划分为两个水平，一水平标高－640m，上、下山开采方式，下山到－800m。二水平标高－1000m，采用暗斜井延伸方式。工业广场设计主井、副井和风井3个井筒。主井直径5m、副井直径6.8m、风井直径5.5m。

矿井采用中央并列式通风系统。通风方式为全负压、抽出式机械通风。

工作面走向长壁布置或伪倾斜长壁布置，采煤工艺以综采为主，高档普采为辅。采用全部垮落法管理顶板。

2.1 采区概况

2.1.1 101采区概况

101采区位于刘店煤矿南部，面积1.82平方公里，西至DF2断层上盘或矿区工广煤柱线；东到煤层露头线；南以F60断层为界与102采区分开。地面有尹庄、新庄两个村庄，以及民用高压线穿过全采区。

主采煤层为10煤，下距K1标志层20～50m，平均约33m；上距K2标志层13～81m，平均约55m。两极厚度1.37～5.70m，平均厚度3.15m。见煤点10个，可采点10个。可采指数1，变异系数40.9%。煤层结构较简单。是较稳定煤层，煤类为焦煤、瘦煤、贫煤。煤层顶板为泥岩、粉砂岩、砂岩。煤层底板多为暗色泥岩或细粉砂岩。

101采区位于矿区南部，以倾向南西西的单斜构造为主，倾角10°～30°，一般20°左右。采区内断层较发育，共有19条，正断层16条，逆断层3条，断层走向以北东向为主，北西向为辅。构造复杂程度总体上属中等构造复杂程度。

采区涌水量采用比拟法预算结果6.84m3/h和20.51m3/h作为采区的正常涌水量和最大涌水量。

采区内共获得总储量757.4万吨，可采储量393.48万吨。

2.1.2 102采区概况

102采区位于刘店煤矿南部，面积2.33平方公里，西至DF2断层上盘或矿区工广煤柱线;东、南止于煤层露头线;北部以DF61断层为界与101采区分开。地面有后许庄、史王庄两个村庄，以及民用高压线穿过全采区。

主采煤层为10煤，下距K1标志层15～60m，平均约33m；上距K2标志层45～65m，平均约58m。两极厚度0.94～6.77m，平均厚度2.398m。见煤点11个，可采点11个。可采指数1，变异系数42.8%。煤层结构较简单。是较稳定煤层，煤类为焦煤、瘦煤。煤层顶板为泥岩、粉砂岩、砂岩。煤层底板多为暗色泥岩或细粉砂岩。

102采区位于矿区南部，以倾向北北西的单斜构造为主，倾角10°～30°，一般25°左右。采区内断层较发育，共有16条，断层走向以北东向为主，北西向为辅。构造复杂程度总体上属中等构造复杂程度。

采区涌水量采用比拟法预算结果7.21m3/h和21.63m3/h作为采区的正常涌水量和最大涌水量。

采区内共获得总储量838.4万吨，可采储量376.47万吨。

2.2 原设计开采方案

101采区和102采区分别生根在北翼东轨道大巷、北翼东运输大巷和北翼东回风大巷形成两套独立系统，其中101采区四条上山准备总工程量6560m，102采区四条上山，准备总工程量6860m，准备时间长工程量大，投入高。

3 优化采区开采方案

优化设计采区范围包括原101采区和102采区，为了满足经济、高效的开采思路，适应设计大能力采区的方略，合并101采区和102采区，统称101采区，生根在北翼东轨道大巷、北翼东运输大巷和北翼东回风大巷形成一套独立系统。采区设计能力90万吨，布置3条上山，上山沿煤层底板布置在DF60、DF61附近。

①上山平面位置布置与DF60和DF61斜交，由断层南侧穿到断层北侧，下山平面位置布置在DF61断层南侧，沿煤层底板布置，巷道底板与煤层的法线距离在15～30m之间。

准备总工程量6762m（其中3条大巷及石门工程量3032m），全部为岩石工程。

②采区布置三条上山（下山），分别是回风上山、轨道上山、运输（行人）上山。轨道上山、回风行人上山坡度为26°，运输（行人）上山坡度为28°。

③运煤系统：各回采工作面采出的煤炭，由采区运输上山运至运输石门，进而进入矿井主运系统运向主井方向。

④通风系统：采区按一面三头布置，配风系数取1.15，则需风量为2760m3/min。

新鲜风流：由北翼东轨大巷经轨道石门进入轨道上山、行人上山进入回采工作面。

乏风：自回采工作面出来的乏风经采区回风上山至回风石门进入北翼东回大巷到中央回风井。

⑤采区材料运输系统：由北翼东轨大巷经轨道石门进入轨道上山进入施工地点。

⑥采区行人系统：由北翼东轨大巷经轨道石门进入运输行人上山进入施工地点。

结语

为了满足经济、高效的开采思路，适应设计大能力采区的方略，把开始小生产能力的相邻采区进行优化设计合并布置，简化系统，提高服务年限，减少搬家次数，可以推广。

[1]钱鸣高，刘听成.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社,2003.

[2]蒋金泉，韩继胜，石永奎.巷道稳定性与支护[M].济南：山东科技大学出版社，1998.

[3]徐永析.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.