43上03 采煤工作面布置方案的优选

2020-08-07刘金伟李冬冬

山东煤炭科技 2020年7期

刘金伟李冬冬王娜

（济宁能源发展集团微山金源煤矿，山东济宁 277600）

1 概况

微山金源煤矿核定生产能力55 万t/a，目前开采3上、3下煤层，3上平均煤厚2.85m，3下平均煤厚3.02m。43上03 工作面是四采区第二个工作面，工作面井下位于F37 断层以东，F35 断层以西，四采区专用回风巷以南，南部为未开采区域。43上03 工作面切眼长度212m，开采煤层为3上煤层，工作面范围内3上煤层赋存稳定，全区可采，煤层的厚度在2.8～3.2m 之间，平均厚度3.0m。

2 工作面布置方案

2.1 方案设计

方案一：四采区轨道巷作为采区进风及辅助运输巷道，四采区皮带巷作为采区皮带运输巷道，四采区回风巷作为采区回风巷道。工作面以F37 断层保护煤柱与F35-1 断层中间布置一个综采工作面，切眼位于3上煤焦分界线位置，工作面进风巷与回风巷均于四采区回风巷内开门，工作面进风巷作为工作面进风和皮带运输巷道，工作面回风巷作为工作面回风及辅助运输巷道。四采区轨道巷和回风巷之间于工作面内部掘进一条工作面进回风联络巷，并与四采区轨道巷进行贯通，用作工作面通风及辅助运输巷道。如图1 所示。

图1 方案一

方案二：四采区皮带巷作为采区皮带运输及进风巷道，四采区回风巷作为采区回风及辅助运输巷。工作面以F37 断层保护煤柱与F35-1 断层中间布置一个综采工作面，切眼位于3上煤焦分界线位置，工作面进风巷与回风巷均于四采区回风巷内开门，工作面进风巷作为工作面进风和皮带运输巷道，工作面回风巷作为工作面回风及辅助运输巷道。工作面形成后四采区皮带巷与43上03 工作面之间用联络巷贯通，作为43上03 工作面的进风联络巷。如图2所示。

图2 方案二

方案三：四采区皮带巷作为采区皮带运输及进风巷道，四采区回风巷作为采区回风及辅助运输巷。工作面回风巷以F37 断层保护煤柱为界，工作面进风巷紧贴F35-1 断层外10m 煤柱边界布置一个综采工作面，切眼位于3上煤焦分界线位置，工作面进风巷与回风巷均于四采区回风巷内开门，工作面进风巷作为工作面进风及辅助运输巷道，工作面回风巷作为工作面回风及皮带运输巷道。工作面形成后四采区皮带巷与43上03 工作面之间用联络巷贯通，作为43上03 工作面的进风联络巷。如图3 所示。

图3 方案三

2.2 方案的确定

方案一优点是生产系统比较简单，工作面切眼长度较长，刮板输送机下运减少刮板负载，上行通风不利于瓦斯积聚，皮带巷使用一条皮带，运输系统简单且符合采区最初设计，采区各系统不需要调整。缺点是前期3上独立开采期间需要掘进400m 岩巷和150m 煤巷，无法保证矿井正常接续，影响矿井产量和经济效益，无法最大限度回收资源。

方案二优点是生产系统简单，保证矿井采、掘接续正常，工作面切眼长度较长，刮板输送机下运减少刮板负载，上行通风不利于瓦斯积聚，皮带巷使用一条皮带，运输系统简单。缺点是采区系统与设计之初稍有变化，需要对采区通风、运输等系统稍作调整，无法最大限度回收资源。

方案三优点是最大限度地回收资源，上行通风不利于瓦斯积聚。缺点是工作面回采过程中需要增加支架工序较繁琐，刮板输送机上运对刮板负载高，运输巷需要增加一部皮带，增加资金投入。

考虑生产接续及回采率、前期投入、后期生产便利性等诸多因素，综合考虑，决定选用方案二。

3 工作面布置

工作面进风巷沿F35-1 断层留设的10m 保护煤柱布置，长度442m，主要担负本工作面的进风、煤炭运输、防尘、供水、排水、压风管路及供电管路敷设等任务。工作面回风巷沿F37 断层保护煤柱布置，Ⅰ段长143m，Ⅱ段长396m，共计539m，主要担负工作面回风、材料设备运输、注浆、防尘、供水、压风管路及供电管路敷设等任务。两顺槽均采用矩形断面，进风巷规格为：净宽×净高=4400×2700mm，回风巷规格为：净宽×净高=4000×2700mm。顶板为锚网梯索支护，两帮为锚网支护。顶板居中均匀布置6 棵规格为Φ20×2200mm 的左旋无纵筋螺纹钢锚杆配合轧花平网、钢型梯、铁盘进行顶板支护，锚杆间排距为800×800mm；每帮采用3 棵规格为Φ20×2200mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆配合铁盘、轧花平网进行支护，锚杆间排距为900×800mm；顶板配合Φ17.8×6300mm 的钢绞线锚索进行联合支护，锚索沿巷道中心线垂直顶板均匀布置，每排布置两根，间排距为2000×2400mm（锚索长度可根据现场条件选用，保证锚入稳定岩层1.5m 以上）。

切眼长度为212m，选用矩形断面，前期先施工导硐，规格为：净宽×净高=4000×2700mm，后期扩刷至设计断面，规格为：净宽×净高=6500×2700mm。前期导硐施工巷道支护与两顺槽相同，后期扩刷除正常支护锚杆（索）外还需分别距两帮1.5m 布置两排单体配合铰接顶梁加强支护。工作面回采需安装142 架综采液压支架。