正佳煤业二采区巷道布置方案比选

云龙辉

(山西汾西矿业集团两渡煤业公司，山西 灵石 031302)

引 言

山西正佳煤业有限责任公司矿井位于临汾市隰县城东北25km处梁家河村，行政隶属隰县下李乡管辖。其地理坐标为东经111°00′44″～111°02′29″,北纬36°53′48″～36°55′26″。往南距该矿12 km的下李村均庄有孝(义)-午(城)干线公路通过，朝东北距该矿7 km处的双字坪村有交(口)-石(楼)干线公路通过，其间均有简易公路连接，交通尚属方便。2010年正佳煤业公司的井田由梁家河煤矿、万峰金瑞公司等地方小煤矿重组而成，批准开采的煤层为2#～11#煤层，现主要开采2、3#煤层。正佳煤业采用斜立混合开拓，现有三个井筒，分别为主斜井、副斜井、回风立井，以+1 100 m一水平集中开采2、3#煤层，在井田中部东西布置相互平行的运输大巷、轨道大巷、回风大巷；受F3断层影响，全井田以F3断层为界，F3断层西部将上下组煤分别划分为一采区、四采区，F3断层东部将上下组煤分别划分为二采区、三采区；矿井一采区回采即将完成，正布置二采区。为延长矿井需延长服务年限，克服资源枯竭，提高回采率；同时受2、3#煤层厚度较薄以及开采条件恶劣等因素限制，现就规划设计二采区区巷道布置方案进行详细比选。

1 二采区情况

二采区位于一水平F3断层以东至井田边界，东西宽约550 m；二采区南北范围分别以南北井田边界为界，南北长约 2 400 m；采区范围由7个拐点圈成似长方形区域，面积约1 320 000 m2。二采区主要开采山西组2、3#煤层。二采区范围内东部为未开采区，西部为正在开采的一采区，南部为未开采区；北部为山西石楼华润联盛赵家沟煤业有限公司。由于一二采区分别位于梁家河向斜两翼，一采区位于二采区东部。经探查其范围内有一座原梁家河四矿的小窑，其主要开采煤层为2#煤层，开采方式为房柱式开采，形成井下巷道破坏区，巷道存有积水，采空区范围明确。煤层顶板距离地表覆盖层最厚为366 m，最薄处为东南部风氧化带。煤层底板等高线为1 130 m～1 290 m。二采区保有储量537万 t，工业储量为527.4万 t。

2 采区布置方案

根据矿井采掘平面图和2、3#煤层资源情况，将受F3断层影响梁家河背斜一翼的井田东部全部上组煤2、3#煤层划分为二采区，资源赋存集中，可集中开采。二采区煤层走向大致南北，倾向东西，倾角约为12°。根据原初步设计和矿井开拓情况，以二采区地质情况分别提出二种采区巷道大巷布置方案[1]，现分述如下：

1) 方案一：以开口位置东偏南14°、向东布置采区大巷。

以一采区回风大巷测点HX4向东11 m的位置向南开口施工上仓联巷，在胶带大巷XP14上布置二采区煤仓(直径6 m，垂深26 m)；胶带大巷以东偏南14°、上山11°穿越F3断层、长度309 m，揭露3#煤后以12°上山沿3#煤底板继续掘进375 m；回风大巷以进入上仓联巷口8 m后，以以东偏南14°、上山11°穿越F3断层、长度309 m，揭露3#煤后以12°上山沿3#煤底板继续掘进391 m；轨道大巷以一采区轨道大巷测点XG14位置东偏南14°、上山16°穿越F3断层、长度362 m，揭露2#煤后以12°上山沿2#煤底板继续掘进287 m，在边界施做绞车硐室；三组巷道在采区东边界贯通。方案一如图1所示。

图1 二采区开拓布置方案一

2) 方案二：东西布置采区大巷，向东延伸到采区边界。

二采区三组主要大巷以一采区东部原上组煤三组大巷向东方向延伸到二采区边界，胶带大巷、回风大巷以20°上山穿越F3断层后，找到3#煤后以沿3#煤底板12°上山布置；轨道巷以18°上山穿越F3断层后，找到沿2#煤后以2#煤底板12°上山布置，边界布置无极绳绞车硐室；三组巷道在采区东边界贯通。方案二如图2所示。

图2 二采区开拓布置方案二

3 方案比选

3.1 方案技术比选

1) 方案一 ：以开口位置东偏南14°、向东布置采区大巷优点：

① 由于逆断层作用，后期下组煤四采区大巷沿一采区大巷水平掘进就可以开采。若二采区巷道提前开口掘进，不影响后期下组煤四采区巷道布置，同时减小了过断层爬坡倾角，机械设备布置容易[2]；

② 三组大巷倾斜穿过梁家河四矿采空区距离短，可以避开四矿副立井和主立井，巷道维护量小，安全性高。

③ 南翼北翼均匀分开，工作面顺槽长度相当，也能更有效的开采。

④ 采区巷道采用东偏南14°布置，三角煤留设少，工作面回收率高；

缺点：

① 采区巷道东偏南14°布置距离较长，巷道工程量较大；

② 与一采区生产虽有交叉，但二采区掘进时，一采区1209工作面已回采结束，组织协调量相对较小。

2) 方案二：东西倾向布置采区大巷，向东延伸到采区边界。

优点：采区巷道东西布置，距离短，巷道工程量小；

缺点：

① 由于逆断层作用，后期下组煤四采区大巷沿一采区大巷水平掘进就可以开采。若二采区巷道东西布置，占用下组煤四采区巷道开拓位置，同时巷道过断层角度达到20°，开拓难度大。

② 三组大巷倾斜穿过梁家河四矿采空区距离长，巷道维护量大，安全性差；轨道大巷与原梁家河四矿副立井贯通，安全维护成本高[3]。

③ 南翼工作面顺槽长度较大，掘进难度大。

④ 三采区开口施工受二采区大巷布置影响，不利于后期三采区开拓延伸。

3.2 方案经济比选

开拓方案一和二除了布置三组大巷外，方案一笔方案二增加采区煤仓施工，具体经济比较，如表1所示。

表1 设计方案经济比较表

综合上述两个方案，方案一投资比方案二只高283.8万元，但增加采区煤仓可为下组煤四采区服务。所以设计推荐方案一。

4 结语

通过综合经济、技术比选，方案一工程量较小，坡度较小，投资适中，避开了原小窑影响，巷道维护容易；同时为下组煤三采区巷道布置留出了掘进头，组织协调量相对较小。最终确定选用巷道布置方案一：以测点HX4向东11 m的位置东偏南14°开口上山，施做二采区运输、胶带、回风大巷道，分别揭露到原2、3#煤层后，向东沿2、3#煤层掘进至东部采区边界保护煤柱附近，形成采区完善的运输、通风、排水等系统。