杜家沟矿井工业场地及井田开拓方式的设计

2019-07-30韩峰江

山东煤炭科技 2019年7期

韩峰江

（山西焦煤霍州煤电集团河津杜家沟煤业，山西河津 044000）

1 工程概况

杜家沟煤业公司位于山西省河津市直距15km处的河津市清涧街道办事处杜家沟，由原杜家沟煤业、原杨洼煤矿、原高门沟煤业和原朝阳公司兼并重组而成，截至2014年7月，该矿已建设完成井上下60万t/a的各生产系统，并对10号煤层进行开采。2014年12月，山西省煤炭工业厅以山西省煤炭工业厅文件晋煤行发[2014]1529号文予以批复，同意本矿2和10号煤层配采。杜家沟煤业既有工业场地位于矿区东南部边界13和14拐点附近；风井场地位于矿区中南部的半坡村南侧。该矿现有工业场地能满足矿井设计生产能力60万t/a的需要。

2 井田开拓方式的分析

矿区内2号和10号煤层平均间距为58.6m。根据煤层间距，结合本矿已形成平硐开拓方式，确定的井田开拓方式如下：矿井仍然采用平硐开拓，混合提升平硐为三心拱断面，净宽3.53m，净断面10.6m2，倾角3‰，斜长1512m，落底于10号煤层；装备10t架线式电机车，担负矿井全部提升任务，兼作进风井和安全出口；回风斜井为半圆拱形断面，净宽3.5m，净断面积10.0m2，倾角9°，斜长82m，落底于2号煤层底板；设行人台阶和扶手，担负矿井回风任务，兼做矿井安全出口。以上两个井筒对矿区内剩余可采的2号和10号煤层进行开拓开采。

2.1 10号煤层井田开拓方式

在混合提升平硐1175m处向西已设有倾角为20°井底煤仓上口进风联络巷；在混合提升平硐1300m处东侧已设有爆炸材料发放硐室，西侧35m处设有井底车场，井底煤仓；向北已布置有胶带大巷和轨道回风大巷，北部已设有中央变电所及水泵房、井底水仓；在混合提升平硐井底及附近已设有避难硐室、消防材料库、材料联络巷和主要进风巷。

在回风斜井落底的2号煤层向东已设有倾角为28°的总回风斜巷至10号煤层，并与10号煤轨道回风大巷相连。胶带大巷沿10号煤层底板布置，轨道回风大巷沿10号煤层顶板布置。

在距总回风斜巷387m处的轨道回风大巷，垂直轨道回风大巷向西布置一组一采区巷道至距矿区西部边界670m处后，沿南北方向布置，向北布置至矿区西北部边界保安煤柱线处，向南布置至碗窝村西北部附近。在一采区胶带巷的北部设有采区水泵房和采区水仓。

一采区胶带巷沿10号煤层底板布置，在遇到半坡村西侧的采空区时，在距采空区30m处，以倾角9°向下延伸至采空区底板20m处，出采空区时以倾角9°向上延伸至10号煤层底板；一采区轨道回风巷沿10号煤层顶板布置，在遇到半坡村西侧的采空区时，在距采空区30m处，以倾角9°向下延伸至采空区底板20m处，出采空区时以倾角9°向上延伸至10号煤层顶板。

在距混合提升平硐井筒796m向西布置一组三采区巷道至矿区南部边界保安煤柱线处，在三采区胶带巷和混合提升平硐立交处设三采区煤仓；在距混合提升平硐井筒757m向东布置三采区煤仓上口进风联络巷，在距混合提升平硐56m，三采区轨道回风巷向北布置，在距采空区30m处，以倾角9°向下延伸至采空区底板20m处，出采空区时以倾角9°向上延伸至10号煤层顶板后，出采空区后向东布置，并与轨道回风大巷相连。

混合提升平硐与井底煤仓上口进风联络巷、井底车场、材料联络巷直接相连；井底煤仓上口与胶带大巷和井底煤仓上口进风联络巷直接相连，其下口与井底车场相接；材料联络巷与轨道回风大巷直接相连，通过主要进风联络巷与胶带大巷相接。

一采区胶带巷与胶带大巷直接相连；一采区轨道回风巷与轨道回风大巷直接相连；三采区煤仓上口与三采区胶带巷直接相连，其下口与混合提升平硐相接，三采区胶带巷通过三采区煤仓上口进风联络巷与混合提升平硐相接；三采区轨道回风巷与轨道回风大巷和混合提升平硐直接相连。

剩余可采的10号煤层划分为三个采区，即一采区、二采区和三采区。一采区走向长度400m，倾向长度450m；二采区走向长度330m，倾向长度550m；三采区走向长度460m，倾向长度390m。

2.2 2号煤层井田开拓方式

在距总回风斜巷380m处的10号煤大巷以倾角16°向上布置一组斜巷至2号煤层，在其尽头向西布置一组2号煤一采区巷道至矿区西部采空区保安煤柱线处。在2号煤一采区胶带巷和10号煤胶带大巷的立交处设2号煤采区煤仓。在2号煤一采区胶带巷的东部向南以45°下掘进2号煤采区煤仓上口进风联络巷至10号煤层。

在斜巷见2号煤后沿南北方向布置一组2号煤二采区巷道分别至斜岭村北部采空区保安煤柱线和回风斜井南侧30m处，然后折向东至采空区保安煤柱线处。

矿区西部2号煤层可采部分利用10号煤一采区巷道进行探采。2号煤一和二采区胶带巷均沿2号煤层底板布置，2号煤一和二采区轨道回风巷均沿2号煤层顶板布置。

行人进风斜巷与2号煤一采区胶带巷相连，且与10号煤胶带大巷相接，2号煤一采区胶带巷和二采区胶带巷相连；轨道回风斜巷与2号煤一采区和二采区轨道巷相连，且与10号煤轨道大巷相接，2号煤二采区轨道回风巷和回风斜井相接；2号煤采区煤仓上口与2号煤一采区胶带巷相连，且与2号煤采区煤仓上口进风联络巷相接，其下口与10号煤胶带大巷相接。2号煤采区煤仓上口进风联络巷与10号煤胶带大巷相连。

剩余可采的2号煤划分为两个采区，即2号煤一采区和二采区，一采区走向长度330～350m，倾向长度340～430m；二采区走向长度1240m，倾向长度 300～510m。

3 井筒布置方案分析

根据开拓布置，矿井达到设计生产能力60万t/a时，共布置2个井筒，即混合提升平硐和回风斜井。混合提升平硐：净宽3.53m，净断面10.6m2，倾角3‰，斜长1512m，装备10t架线电机车，担负矿井全部提升任务，兼作进风井和安全出口。回风斜井：净宽3.5m，净断面10.0m2，倾角9°，斜长82m，担负矿井回风任务，兼作矿井安全出口。井筒断面布置见图1和图2所示。

图1 混合提升平硐井筒断面布置

图2 回风斜井井筒断面布置

4 采区划分及开采顺序分析

根据井田开拓布置，全矿区共划分为5个采区，即2号煤一采区和二采区、10号煤一采区、二采区和三采区。本矿达到设计生产能力60万t/a时，在2和10号煤层各布置一个综采工作面，本矿采区接替顺序为：2号煤一采区、10号煤三采区→2号煤二采区、10号煤一采区→10号煤二采区。采区工作面推进方式采用前进式，回采工作面推进方式采用后退式。

5 井上下运输方式

5.1 井下煤炭运输方式的选择

主运输系统为：

2号煤层：回采工作面煤炭→工作面胶带顺槽→一（二）采区胶带巷→2号煤采区煤仓→10号煤胶带大巷→井底煤仓→混合提升平硐→地面。

10号煤层：回采工作面煤炭→工作面胶带顺槽→一采区胶带巷→胶带大巷→井底煤仓→混合提升平硐→地面。回采工作面煤炭→工作面胶带顺槽→三采区胶带巷（带式输送机）→三采区煤仓→混合提升平硐→地面。

5.2 辅助运输方式

辅助运输系统为：材料、设备、矸石等辅助运输采用调度绞车+SQ-80/75型无级绳连续牵引车运输，并配有相应配套设备。

2号煤层：地面→混合提升平硐→材料联络巷→10号煤轨道回风大巷→轨道回风斜巷→一采区轨道回风巷→工作面轨道顺槽→回采工作面。10号煤层：地面→混合提升平硐→材料联络巷→轨道回风大巷→轨道回风斜巷→一采区轨道回风巷→工作面轨道回风顺槽→回采工作面。地面→混合提升平硐→三采区轨道回风巷→工作面轨道回风顺槽→回采工作面。