高運增

(北京天地華泰采礦工程技術(shù)有限公司,北京 100013)

賽蒙特爾煤礦盤區(qū)通風系統(tǒng)優(yōu)化改造

高運增

(北京天地華泰采礦工程技術(shù)有限公司,北京 100013)

煤礦開采受現(xiàn)場條件變化影響較大,初步設計往往不能滿足礦井后期的生產(chǎn)和開拓要求,必須根據(jù)實際情況進行一定的優(yōu)化處理。以賽蒙特爾煤礦為例,充分利用其為適應“快速搬家”要求而提前施工的輔助回撤通道,實現(xiàn)了簡化通風系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

通風系統(tǒng);優(yōu)化改造;新思路

礦井初步設計往往是按礦井最理想的開拓、準備順序進行巷道布置,而生產(chǎn)過程中受諸多因素影響,巷道往往難以按照設計順序施工,因此,必須結(jié)合實際情況對初步設計中的一些內(nèi)容進行優(yōu)化改造。而在改造過程中必須綜合考慮礦井各系統(tǒng)的影響,力爭達到安全、經(jīng)濟、高效的目標。以賽蒙特爾煤礦盤區(qū)通風系統(tǒng)改造為例,通過提前施工的輔助回撤通道,實現(xiàn)簡化通風系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

1 礦井概況

賽蒙特爾井田屬于神府東勝礦區(qū)東勝煤田,設計生產(chǎn)能力 5Mt/a。主采煤層為 4-2煤,平均煤厚 4.38m,埋藏深度 180～220m,為一向西南傾斜的單斜構(gòu)造,地層傾角 1～3°,地質(zhì)構(gòu)造簡單。

礦井采用斜井開拓,主斜井傾角 16°,井筒內(nèi)裝備B=1400mm帶式輸送機,運輸能力 1500t/h,擔負全礦井煤炭提升任務;副斜井傾角 6°,行走無軌膠輪車,擔負全礦井人員、材料及設備等輔助任務;回風斜井傾角 25°,擔負全礦井回風任務。

礦井通風方式采用抽出式,通風系統(tǒng)為中央并列式。主、副斜井進風,回風斜井回風。

主采 4-2煤層劃分為 4個盤區(qū),目前正在回采一盤區(qū)、開拓二盤區(qū),一、二盤區(qū)均采用“區(qū)內(nèi)前進”式接續(xù),工作面后退式回采。

2 原盤區(qū)通風系統(tǒng)情況

礦井初步設計布置 3條盤區(qū)大巷,自盤區(qū)邊界向里依次為盤區(qū)回風大巷、盤區(qū)主運大巷和盤區(qū)輔運大巷,輔運大巷和主運大巷進風,回風大巷回風,3條大巷均布置在煤層中。

回采工作面主運巷道進風、輔運巷道回風?；仫L巷道通過回風聯(lián)絡巷與盤區(qū)回風大巷溝通,回風聯(lián)絡巷跨越盤區(qū)輔運大巷、盤區(qū)主運大巷時構(gòu)筑風橋,見圖 1。

圖1 礦井原盤區(qū)通風系統(tǒng)

3 原盤區(qū)通風系統(tǒng)存在的問題

原盤區(qū)通風系統(tǒng)設計實現(xiàn)了各回采工作面的獨立通風,但每個工作面的回風聯(lián)絡巷必須構(gòu)筑跨越盤區(qū)輔運大巷和盤區(qū)主運大巷的風橋,因此,存在以下問題：

(1)對巷道施工順序要求嚴格 依照初步設計方案,盤區(qū)大巷施工過程中宜將各工作面回風聯(lián)絡巷提前施工,這樣才能便于風橋的施工組織。即先施工上部巷道,再施工下部巷道,然后架設風橋。但這樣施工必然影響盤區(qū)開拓進度,以及礦井的投產(chǎn)和接續(xù)。

如為加快礦井投產(chǎn)進度或確保采區(qū)接替而將各大巷提前施工,各工作面開始準備時再施工回風風橋,則會導致跨巷道施工,特別是需要跨盤區(qū)主運大巷膠帶施工,必然會對生產(chǎn)造成影響,且施工組織將非常復雜,全部需要采用人工炮掘,增加了施工費用。

(2)施工成本較高 施工回風聯(lián)絡巷需進行半煤巖巷道施工。4-2煤層平均煤厚 4.38m,為保證支架搬運車等大型車輛通行,輔運大巷設計掘進高度 3.8m,沿煤層底板掘進,底板硬化厚度200mm;為保證通風斷面,回風聯(lián)絡巷風橋以上高度不低于 3m,則回風聯(lián)絡巷必須進行半煤巖巷道施工,增加了施工成本 (見圖 2)。

(3)構(gòu)筑風橋增加了材料成本 構(gòu)筑風橋需要大量磚、水泥和鋼材,增加了材料成本。

(4)易造成安全隱患 當工作面回采完后,如將橫跨輔運大巷和主運大巷的回風聯(lián)絡巷進行封閉,一但出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象,將形成礦井重大安全隱患;如保留該回風聯(lián)絡巷,則巷道和風橋維護工作量較大,且風橋處漏風將增加礦井內(nèi)部漏風量。

(5)存在懸空巷道 為礦井末期回收大巷煤柱帶來困難,將增加煤柱損失。

圖2 礦井盤區(qū)回風聯(lián)巷施工

4 盤區(qū)通風系統(tǒng)優(yōu)化方案

4-2煤層條件較好,適合采用神東地區(qū)普遍使用的“快速搬家技術(shù)”：提前沿回采工作面終采線施工工作面設備主回撤通道,主回撤通道以外約30m處施工設備輔回撤通道,兩通道之間施工 3～4個聯(lián)絡巷,末采時工作面直接與主回撤通道貫通,利用主運巷道、輔運巷道及聯(lián)巷對設備進行多頭回撤,從而實現(xiàn)設備快速回撤、加快搬家速度。

優(yōu)化方案充分利用了輔回撤通道,具體如下：將盤區(qū)各工作面輔回撤通道提前全部施工到位,作為盤區(qū)輔助回風大巷;當工作面回撤完畢后,在主運巷道、輔運巷道和各主回撤通道與盤區(qū)輔助回風大巷 (輔回撤通道)聯(lián)絡巷內(nèi)施工密閉進行采空區(qū)封閉,則盤區(qū)輔助回風大巷可保留,下一個回采工作面回風經(jīng)輔助回風大巷和原回風聯(lián)絡巷進入盤區(qū)回風大巷;掘進工作面回風可通過后段盤區(qū)輔助回風大巷及聯(lián)絡巷進入盤區(qū)回風大巷。

經(jīng)過優(yōu)化改造,每個回采盤區(qū)僅首采工作面需施工回風聯(lián)絡巷,其余工作面即可省略,從而簡化了施工程序,降低了回采成本,具體布置見圖 3。

圖3 優(yōu)化改造后盤區(qū)通風系統(tǒng)

5 優(yōu)化方案經(jīng)濟分析

通過優(yōu)化改造,減少了準備巷道工程量、簡化了施工組織,消除了安全隱患,也大幅降低了生產(chǎn)成本。

根據(jù)《煤炭建設井巷工程消耗量定額 (2007基價)》預算,每少施工 1個立交橋可節(jié)省費用約12.6萬元。通過對上述盤區(qū)通風系統(tǒng)的優(yōu)化改造,每少施工 1個回風聯(lián)絡巷可少施工 2個立交橋,可節(jié)省費用約 25.2萬元。取消回風聯(lián)絡巷施工后,可少施工煤巷約 24m,少出矸石約 460m3,根據(jù)預算可節(jié)約費用約 34萬元。則每少施工 1個回風聯(lián)絡巷共可節(jié)約生產(chǎn)成本約 59.2萬元。

6 優(yōu)化方案適應條件分析

由于受地質(zhì)條件、開拓方案、回采順序等多因素影響,任何設計或施工方案只能在一定條件下適用。同時,煤礦生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程,每一子系統(tǒng)的設計都不是孤立的,必須綜合考慮運輸、通風、供排水、供電等各生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合影響。

上述優(yōu)化改造方案的適應條件：近水平煤層,采用單水平或多水平分層開拓;低瓦斯、不易自燃煤層;適用“快速搬家技術(shù)”提前施工綜采設備主、輔回撤通道,或巷道掘進、維護成本較低可以采用“兩進兩回”開拓布置的礦井。

7 結(jié)束語

生產(chǎn)系統(tǒng)的改造是一個系統(tǒng)工程,只有充分掌握了各系統(tǒng)的特點,充分利用各系統(tǒng)的優(yōu)勢,才能對某個子系統(tǒng)進行靈活改造,從而達到整個生產(chǎn)系統(tǒng)的安全高效運轉(zhuǎn)。

[1]尹茂森 .神東礦區(qū)快速建井模式 [J].煤炭科學技術(shù),2004(10)：17-19.

[2]牛瑞芳 .神東礦區(qū)井下無巖巷布置與矸石處理技術(shù) [J].陜西煤炭,2008(5)：83-84.

[責任編輯：于海湧 ]

Reformation and Optimization of Panel Ventilation System in Saimengter Colliery

GAO Yun-zeng
(Tiandi Huatai Mining Technology Co.,Ltd,Beijing 100013,China)

Coal mining is largely influenced by actual condition variation and preliminary design which usually cannot meet later mining and driving requirement,so optimization on the basis of actual condition is necessary.Taking Saimengter Colliery as an example,for rapid dis mantling mining face,auxiliary dismantling roadway was constructed in advance,utilization of the roadway made optimization and reformation of ventilation system simple.

ventilation system;optimization and reformation;new idea

TD724

A

1006-6225(2011)01-0036-02

2010-08-30

煤炭科學研究總院青年基金資助項目 (2008QN08)。

高運增 (1979-),男,河北深州人,工程師,碩士,研究方向為煤炭生產(chǎn)。