阳煤寿阳景福煤矿6号煤层开拓分析

＊刘安定

（山西辰诚建设工程有限公司 山西 045000）

1.引言

阳煤集团寿阳景福煤矿矿井位于寿阳县坪头镇郭家沟村、南庄村与虎现村一带，距寿阳县城约40km，行政区划隶属寿阳县坪头镇管辖，为阳泉煤业（集团）有限责任公司（以下简称“阳煤集团”）控股的子公司。批准开采6号、15号煤层，井田面积为9.564km2，生产规模为0.9Mt/a。矿井采用上行开采，即先开采15号煤，在开采上部的6号煤。现开采15号煤层，15号煤层煤厚3.03～5.21m，平均4.00m，布置一个综采一次采全高回采工作面，设计生产能力0.9Mt/a。15号煤为从西向东单翼开采，衔接相邻工作面。衔接工作面进风顺槽和已采工作面采空区相邻，受回采动压影响较大，维护时间较长，回采工作面搬家倒面时间较长，易造成矿井停产的局面。为保持矿井产能稳定，在6号煤布置一个0.6Mt/a的回采工作面进行生产，待15号煤回采工作面具备生产条件时，结束6号煤回采，恢复15号煤的回采作业，矿井始终保持“一井一面”生产。

2.景福煤矿6号煤开拓方案分析

根据已形成的15号煤开拓系统，考虑到6号煤层与15号煤层覆存情况基本相同，为减少开拓大巷保护煤柱损失，决定将6号煤开拓大巷和15号煤开拓大巷上下重叠布置，即沿井田东部边界在6号煤南北向布置3条大巷，分别为6号煤胶带大巷、轨道大巷和回风大巷，间距33～35m，沿6号煤层顶板布置，直至井田南部边界。从已有的+720水平井底车场开拓6号煤，由于6号煤北部为北高南低，根据采用材料暗斜井和轨道石门两种开拓方式的不同，提出以下两个方案，进行比选。

(1)6号煤开拓方案设计

方案1：采用材料暗斜井开拓6号煤

井田境界5号拐点以北的6号煤，为北高南低的单斜构造，为尽快揭露6号煤层，在+720水平井底车场（位于爆炸物品库进料通道附近）开口，在15号煤轨道巷与胶带巷之间施工6号煤材料暗斜井（坡度10°）与上下部车场，总长约419m，与6号煤轨道大巷相连，采用无极绳连续牵引绞车运输。

为简化主立井井底装载系统，在6号煤材料暗斜井与15号煤胶带大巷层间距30m的地方向东开口，平走16m，与15号煤胶带大巷上下重叠，然后向南布置6号煤胶带大巷，在6号煤与15号煤胶带大巷之间设置6号煤煤仓，即6号煤通过煤仓与已有的15号煤主运输系统相连，该种布置方式，6号煤胶带巷长约3533m。为满足6号煤人员运输，在清理撒煤巷向南开口施工6号煤运人巷，与6号煤胶带巷相连，巷道长度543m，安设一部架空乘人器。

方案2：采用轨道石门开拓6号煤

井田境界5号拐点以北的6号煤，为北高南低的单斜构造，该区域6号煤底板最低标高为+710m，距离+720水平井底车场约1000m，结合井底车场蓄电池式电机车运输方式，可在+720水平井底车场（位于爆炸物品库进料通道附近）开口，在15号煤轨道巷与胶带巷之间施工6号煤轨道石门，约749m，采用蓄电池式电机车通过6号煤轨道石门与6号煤轨道大巷相连。

为简化主立井井底装载系统，在6号煤轨道石门与15号煤胶带大巷层间距30m的地方开口，平走16m，与15号煤胶带大巷上下重叠，然后向南布置6号煤胶带大巷，在6号煤与15号煤胶带大巷之间设置6号煤煤仓，即6号煤通过煤仓与已有的15号煤主运输系统相连，该种布置方式，6号煤胶带巷长约3460m。

(2)6号煤开拓方案的选定

为了确定两种方案的优劣，需要对两种方案的经济效应进行对比。具体结果如下：

①开拓巷道：6号煤材料暗斜井/轨道石门，方案1的工程量为419m、费用为1185万元，方案2的工程量为749m、费用1708万元；6号煤胶带大巷，方案1的工程量为3533m、费用为6078万元，方案2的工程量为3460m、费用5951万元；6号煤运人巷，方案1的工程量为543m、费用为728万元，方案2无；无极绳连续牵引绞车硐室工程量，方案1的工程量为600m3、费用为78万元，方案2无。

方案1比方案2巷道工程量长度多286m，硐室工程量多600m3，多投资410万元。

②辅运设备：无极绳连续牵引绞车/蓄电池式电机车，方案1需要在材料暗斜井安装无极绳连续牵引绞车1部，共计152万元，方案2不需要。

方案1比方案2多1部绞车，多投资152万元。

③运输环节（井底车场至6101移交回采工作面回风顺槽口）：方案1的为4个，方案2的为两个。

方案1较方案2多2个运输环节。

④运输时间（井底车场至6101移交回采工作面回风顺槽口）：方案1从井底车场摘挂钩时间约5min，井底车场至6号煤材料暗斜井下部车场运输时间约5min（共472m），下部车场摘挂钩时间约5min，6号煤材料暗斜井及上下部车场运输时间约8min（共373m），上部车场摘挂钩时间约5min，至6号煤一采区材料车场及摘挂钩时间约10min，至6101移交工作面回风顺槽口运输时间约21min（共1063m），从井底车场至6101移交工作面回风顺槽口运输时间约49min；方案2从井底车场摘挂钩时间约5min，井底车场至6号煤一采区材料车场运输时间约12min（共1197m），车场摘挂钩时间约5min，至6101移交工作面顺槽口运输时间约15min（共750m），从井底车场至6101移交工作面回风顺槽口运输时间约37min。

方案1较方案2多花费时间12min。

综上所述，方案1较方案2井巷工程量多286m，硐室体积多600m³，多安设一部无极绳连续牵引绞车，投资多562万元，运输环节多2个，运输时间多12min。但考虑到材料暗斜井较轨道石门少330m，可以提前3个月揭露6号煤，尽早进入采区巷道的施工，提前移交投产，为此6号煤开拓方式推荐方案1，即采用材料暗斜井开拓。

3.6号煤矿开拓巷道的布置方式分析

根据确定的6号煤开拓巷道布置方案，辅助运输方式亦可采用单轨吊运输，单轨吊选用DZ2200 3+3，2部。该种运输方式在6号煤单轨吊暗斜井下部车场换装1次，即可将材料设备直接运往生产地点，运输环节简单；但是存在投资高（1552.5万元，其中设备费1134万元，安装费418.5万元），防爆柴油机产生的废气对井下空气产生污染，特别根据现15号煤开采后，相邻的开拓准备巷道顶板矿压显现明显，需要进行整巷维修，可见6号煤采用单轨吊运输其安全性亦较差，为此确定6号煤辅助运输采用无极绳连续牵引绞车 运输。

为简化主立井井底装载系统，在6号煤材料暗斜井与15号煤胶带大巷层间距30m的地方向东开口，平走16m，与15号煤胶带大巷上下重叠，然后向南布置6号煤胶带大巷，在6号煤与15号煤胶带大巷之间设置6号煤煤仓，即6号煤通过煤仓与已有的15号煤主运输系统相连，该种布置方式，6号煤胶带巷长约3533m。为满足6号煤人员运输，在清理撒煤巷向南开口施工6号煤运人巷，与6号煤胶带巷相连，巷道长度543m，安设一部架空乘人器。

6号煤层埋深500m等值线以下，开拓巷道可以布置在原始应力区，即与15号煤开拓巷道重叠布置；埋深500m等值线以上，开拓巷道既可以布置在原始应力区，呈“│”字型布置，也可以布置在采动影响区，若布置在采动影响区，6号煤开拓巷道较重叠布置往西平移258m，布置在15号煤开采后的卸压区，呈“”字型布置。由于6号煤和15号煤上下重叠布置，开拓巷道南北向“│”字型布置，有利于主、副运输设备布置，减少运输环节和人员配备，提高运输效率，为此在满足治理瓦斯的前提下，根据已形成的15号煤开拓系统，考虑到6号煤层与15号煤层覆存情况基本相同，为减少开拓大巷保护煤柱损失，决定将6号煤开拓大巷和15号煤开拓大巷上下重叠布置，即沿井田东部边界在6号煤南北向布置3条大巷，分别为6号煤胶带大巷、轨道大巷和回风大巷，间距35m，沿6号煤层顶板布置，直至井田南部边界。

4.小结

为保持矿井开采的安全性，寿阳景福煤矿在15号煤层开采完毕之前，提前对6号煤层进行开采。为此，需要对6号煤层进行开拓。本文探讨了6号煤层开拓的两种方案，一种是采用材料暗斜井开拓6号煤，另一种是采用轨道石门开拓6号煤。对比研究发现，方案一相对于方案二可以提前3个月揭露6号煤，尽早进入采区巷道的施工，提前移交投产。