小纪汗煤矿13盘区大巷优化设计

李虎民，李朋峰，刘建林

(陕西华电榆横煤电有限责任公司，陕西 榆林 719000)

小纪汗煤矿13盘区大巷优化设计

李虎民，李朋峰，刘建林

(陕西华电榆横煤电有限责任公司，陕西 榆林 719000)

为了实现降本增效目的，减少小纪汗煤矿大巷延伸投资，结合原开采设计情况并综合考虑矿井排水、供电、主辅运输、通风等因素，通过理论分析和风量验算，提出将13盘区大巷布置由5条调整为3条，大巷布置调整后能够减少矿井13盘区开拓投资，同时矿井能够达到设计产能，并且提出相应的生产接续计划。

矿井；盘区；大巷；优化设计

1 原13盘区大巷布置

小纪汗煤矿现有井下大巷组采用5条大巷布置，即带式输送机大巷、一(二)号辅助运输大巷和一(二)号回风大巷，大巷兼做盘区巷道，工作面巷道直接与大巷连接。其中一(二)号辅助运输大巷位于大巷组的两侧，带式输送机大巷位于大巷组的中间，各大巷间距均按40 m设计，巷道均采用锚网喷支护。#1辅运大巷服务南翼采掘工作面辅助运输；#2辅运大巷服务北翼采掘工作面辅助运输；带式输送机大巷服务全矿井主运输；在小苏计回风立井形成的条件下，#1回风大巷服务于南翼采掘工作面回风，#2回风大巷服务于北翼采掘工作面回风，实现分区通风。

2 13盘区大巷优化设计总体方案

13盘区采用条带式开采，大巷延伸段按三巷制，沿11盘区大巷向西布置，延伸至13盘区西边界，大巷组由带式输送机大巷、辅助运输大巷和回风大巷组成，13盘区工作面沿大巷布置在两侧，13盘区带式输送机大巷直接延伸11盘区带式输送机大巷，回风大巷采用延伸11盘区#2回风大巷，辅助运输大巷采用延伸11盘区#1回风大巷，11盘区辅助运输大巷与13盘区回风大巷、辅助运输大巷连接处采用绕道连接，该方案与原开采设计批复文件一致，利于后期文件审批与验收，同时移交工程量小，井下可实现双翼开采，井下开拓较为合理。3条大巷具体布置如图1所示。

3 大巷优化设计条件下生产接续计划安排

综合考虑实现分区通风，充分利用小苏计回风立井和中央回风立井两条风井回风，同时满足回风大巷风速不超限，通风阻力符合规定，13盘区采用三条大巷从#3到位联巷延伸至井田边界的前提条件为南翼中厚煤层综采工作面必须在#3到位联巷以东，实现11盘区布置一个中厚煤层综采工作面，13盘区布置一个厚煤层综采工作面。

3.1 厚煤层综采工作面接续计划安排

根据现有五年接续计划安排，厚煤层总体接续为从11 215综采工作面至13 219综采工作面顺序接替。但根据井上下对照图分析，13 201、13 203、13 205、13 207综采工作面上部住户较多，11 307综采工作面至井田边界综采工作面上部住户较少，其中13 223、13 221、13 219综采工作面上部无住户，13 217综采工作面上部有4户14人，13 215综采工作面上部有3户11人，13 213综采工作面上部3户7人，13 211综采上部10户27人。为了减少移民搬迁一次性投资，考虑综采工作面回采收益，将厚煤层从11 219综采工作面回采完成后接替井田边界综采工作面，根据生产接续计划安排，11 219综采工作面于2020年5月份回采完成。按照此方案进行接续，13盘区能够延伸至井田边界，同时此时边界综采工作面能够掘进完成，并且小苏计回风立井能够投入使用。

3.2 中厚煤层生产接续计划安排

考虑大巷采用三条制，厚煤层已经布置在13盘区，因此中厚煤层接续计划必须布置在11盘区。中厚煤层生产接续总体计划为11 213剩余段综采工作接替11 207综采工作，11 214综采工作面接替11 213剩余段综采工作面，11 216综采工作面接替11 214综采工作面，11 218综采工作面接替11 216综采工作面，#3到位联巷附近11 220综采工作面接替11 218综采工作面，11 210综采工作面接替11 220综采工作面，此时时间节点为2022年5月份，此时厚煤层综采工作面正在回采南翼13 222综采工作面。将南翼中厚煤层全部解放完成后，再将中厚煤层综采工作面安排至北翼11 209综采工作面及北翼剩余边角煤回采，在此期间可考虑准备回采12盘区中厚煤层综采工作面。

图1 13盘区大巷布置

3.3 接续范围内综采工作面布置及产量分析

根据厚煤层、中厚煤层综采工作面接续安排，未来十年内全矿厚煤层、中厚煤层两个综采工作面配采基本合理，能达到设计产能1 000万t/a，同时此条件下通风能够满足要求，10年内具体产量分析见表1。

4 优化设计后13盘区主要辅助生产系统

4.1 13盘区排水管路布置

矿井排水由13盘区排水系统、11盘区排水系统、井底主排水系统共同组成。11，13盘区涌水分别由各自盘区排水系统排至井下主水仓，最终由井下主排水泵房排出地面，大巷优化设计中考虑将3趟377 mm排水管路布置在带式输送机大巷。具体排水路线如下：13盘区涌水→13盘区水泵房→2煤西翼带式输送机大巷→井下主排水泵房→中央进风立井→地面。

表1 矿井十年内产量计划表

表2 13盘区移交时井下用风地点风量分配表

4.2 13盘区供电线路布置

井下在13盘区建13盘区变电所，与13盘区水泵房联建13盘区水泵房变电所，在#2煤西翼大巷二部带式输送机头部设机头变电所。变电所采用二回路10 kV进线电源，每回路电缆选用2×(MYJV42-8.7/10 kV 3×240 mm2)，经钻孔，通过2煤西翼带式输送机大巷引自小苏计风井场地35 kV变电站10 kV不同的母线段上。

4.3 13盘区通风系统能力验证

4.3.1 井下用风地点风量分配

根据通风计算结果，13盘区移交时井下各用风地点的风量配备及进回风井风量分配见表2、表3。

4.3.2 通风系统选择

根据未来10年内采掘工作面布置及产量分析表分析，小苏计回风立井投入使用后，2021年厚煤层综采工作面13 224面投入生产，此时中厚煤层综采工作面正常回采11 220综采工作面。为了缩短北翼综采工作面通风路线，降低北翼综采工作面通风阻力，实现采掘工作面分区通风，13盘区南翼13 224综采工作面实现分区通风主要利用小苏计回风立井回风，11盘区南翼中厚煤层综采工作面主要利用中央回风立井回风。南翼13 224综采工作面直接利用小苏计回风立井回风；南翼11 220综采工作面利用中央回风立井回风。

表3 13盘区移交时井筒风量分配表

4.3.3 井田边界位置回采期间小苏计回风立井回风量验算

井田边界位置回采期间小苏计回风立井回风风流主要为13 224综采工作面、备用综采工作面、接续巷道连采掘进工作面、盘区变电所等，盘区实现分区通风总回风量为110.3 m3/s，即13盘区回风大巷内回风量为110.3 m3/s，回风全部利用小苏计回风立井回风，可以实现小通风阻力回风。根据回风大巷设计可知，回风大巷设计断面为18.9 m2，则

v=Q/S=110.3/18.9=5.84 m/s ，

式中：v为风速，m/s；Q为风量，m3/s；S为断面面积，m2。

计算结果小于煤矿安全规程规定的回风大巷风速最大不大于8 m/s的要求，风速、风量满足要求[1]。

4.3.4 井田边界位置综采工作面通风阻力计算

根据采掘工程平面图分析，北翼厚煤层综采工作面回采13 223综采工作面期间，厚煤层综采工作面回风路线最长，通风阻力为最大时期，因此13 223综采工作面回采期间为通风困难时期。根据通风网络分析，通风困难时期的通风路线依次为副斜井、#2辅运大巷(包含延伸段)、综采工作面辅运顺槽、综采工作面、综采工作面回风顺槽、#2号回风大巷(延伸段)、小苏计回风立井。根据矿井通风系统和总风量，计算北翼厚煤层综采工作面通风困难时期总通风阻力具体见表4。

表4 矿井困难时期通风阻力表

根据通风系统及矿井总风量，利用通风网络解算分析，其北翼厚煤层通风困难时期通风阻力为2 043.96 Pa，通风阻力满足不大于2 940.00 Pa的相关要求。

总之，通过以上分析13盘区边界位置南翼综采工作面期间，矿井在11盘区布置一个中厚煤层综采工作面，全矿采掘面可以实现分区通风，矿井能够合法化生产，矿井通风风量和通风阻力也能满足相关要求。

5 13盘区大巷延伸投资分析

13盘区辅助运输大巷、回风大巷、带式输送机大巷#3到位联络巷至井田边界距离约3 060 m。根据目前大巷延伸延米施工费用，13盘区三条大巷延伸共需投资约10 786.5万元，与五条大巷延伸相比减少投资约9 000万以上。

6 结束语

将13盘区5条大巷调整为3条大巷设计优化后，虽然厚煤层综采工作面、中厚煤层综采工作面布置受限，厚煤层综采工作面布置在13盘区中，中厚煤层综采工作面必须布置在11盘区内，重要分界点为#3到位联巷，但是从矿井未来采掘接续方面分析，采掘接续能够满足生产要求，接续巷道掘进布置比较容易，同时较原方案相比减少两条大巷共计6 120 m，直接减少投资9 000万以上，并且大巷延伸方案优化后，能够保障厚煤层的正常生产接续问题，减少矿井移民搬迁一次性投资。

[1]张荣立，何国纬，李铎.采矿工程技术设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

(本文责编：齐琳)

李虎民(1970—)，男，陕西合阳人，总工程师，高级工程师，从事煤矿技术管理方面的工作(E-mail:splhm@163.com)。

TD 823

A

1674-1951(2017)11-0026-04

2017-09-11；

2017-11-14