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（山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司 山西 045000）

1.引言

陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)景福煤礦礦井位于壽陽(yáng)縣坪頭鎮(zhèn)郭家溝村、南莊村與虎現(xiàn)村一帶，距壽陽(yáng)縣城約40km，行政區(qū)劃隸屬壽陽(yáng)縣坪頭鎮(zhèn)管轄，為陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“陽(yáng)煤集團(tuán)”）控股的子公司。批準(zhǔn)開采6號(hào)、15號(hào)煤層，井田面積為9.564km2，生產(chǎn)規(guī)模為0.9Mt/a。礦井采用上行開采，即先開采15號(hào)煤，在開采上部的6號(hào)煤?，F(xiàn)開采15號(hào)煤層，15號(hào)煤層煤厚3.03～5.21m，平均4.00m，布置一個(gè)綜采一次采全高回采工作面，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.9Mt/a。15號(hào)煤為從西向東單翼開采，銜接相鄰工作面。銜接工作面進(jìn)風(fēng)順槽和已采工作面采空區(qū)相鄰，受回采動(dòng)壓影響較大，維護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，回采工作面搬家倒面時(shí)間較長(zhǎng)，易造成礦井停產(chǎn)的局面。為保持礦井產(chǎn)能穩(wěn)定，在6號(hào)煤布置一個(gè)0.6Mt/a的回采工作面進(jìn)行生產(chǎn)，待15號(hào)煤回采工作面具備生產(chǎn)條件時(shí)，結(jié)束6號(hào)煤回采，恢復(fù)15號(hào)煤的回采作業(yè)，礦井始終保持“一井一面”生產(chǎn)。

2.景福煤礦6號(hào)煤開拓方案分析

根據(jù)已形成的15號(hào)煤開拓系統(tǒng)，考慮到6號(hào)煤層與15號(hào)煤層覆存情況基本相同，為減少開拓大巷保護(hù)煤柱損失，決定將6號(hào)煤開拓大巷和15號(hào)煤開拓大巷上下重疊布置，即沿井田東部邊界在6號(hào)煤南北向布置3條大巷，分別為6號(hào)煤膠帶大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷，間距33～35m，沿6號(hào)煤層頂板布置，直至井田南部邊界。從已有的+720水平井底車場(chǎng)開拓6號(hào)煤，由于6號(hào)煤北部為北高南低，根據(jù)采用材料暗斜井和軌道石門兩種開拓方式的不同，提出以下兩個(gè)方案，進(jìn)行比選。

(1)6號(hào)煤開拓方案設(shè)計(jì)

方案1：采用材料暗斜井開拓6號(hào)煤

井田境界5號(hào)拐點(diǎn)以北的6號(hào)煤，為北高南低的單斜構(gòu)造，為盡快揭露6號(hào)煤層，在+720水平井底車場(chǎng)（位于爆炸物品庫(kù)進(jìn)料通道附近）開口，在15號(hào)煤軌道巷與膠帶巷之間施工6號(hào)煤材料暗斜井（坡度10°）與上下部車場(chǎng)，總長(zhǎng)約419m，與6號(hào)煤軌道大巷相連，采用無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車運(yùn)輸。

為簡(jiǎn)化主立井井底裝載系統(tǒng)，在6號(hào)煤材料暗斜井與15號(hào)煤膠帶大巷層間距30m的地方向東開口，平走16m，與15號(hào)煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號(hào)煤膠帶大巷，在6號(hào)煤與15號(hào)煤膠帶大巷之間設(shè)置6號(hào)煤煤倉(cāng)，即6號(hào)煤通過煤倉(cāng)與已有的15號(hào)煤主運(yùn)輸系統(tǒng)相連，該種布置方式，6號(hào)煤膠帶巷長(zhǎng)約3533m。為滿足6號(hào)煤人員運(yùn)輸，在清理撒煤巷向南開口施工6號(hào)煤運(yùn)人巷，與6號(hào)煤膠帶巷相連，巷道長(zhǎng)度543m，安設(shè)一部架空乘人器。

方案2：采用軌道石門開拓6號(hào)煤

井田境界5號(hào)拐點(diǎn)以北的6號(hào)煤，為北高南低的單斜構(gòu)造，該區(qū)域6號(hào)煤底板最低標(biāo)高為+710m，距離+720水平井底車場(chǎng)約1000m，結(jié)合井底車場(chǎng)蓄電池式電機(jī)車運(yùn)輸方式，可在+720水平井底車場(chǎng)（位于爆炸物品庫(kù)進(jìn)料通道附近）開口，在15號(hào)煤軌道巷與膠帶巷之間施工6號(hào)煤軌道石門，約749m，采用蓄電池式電機(jī)車通過6號(hào)煤軌道石門與6號(hào)煤軌道大巷相連。

為簡(jiǎn)化主立井井底裝載系統(tǒng)，在6號(hào)煤軌道石門與15號(hào)煤膠帶大巷層間距30m的地方開口，平走16m，與15號(hào)煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號(hào)煤膠帶大巷，在6號(hào)煤與15號(hào)煤膠帶大巷之間設(shè)置6號(hào)煤煤倉(cāng)，即6號(hào)煤通過煤倉(cāng)與已有的15號(hào)煤主運(yùn)輸系統(tǒng)相連，該種布置方式，6號(hào)煤膠帶巷長(zhǎng)約3460m。

(2)6號(hào)煤開拓方案的選定

為了確定兩種方案的優(yōu)劣，需要對(duì)兩種方案的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)進(jìn)行對(duì)比。具體結(jié)果如下：

①開拓巷道：6號(hào)煤材料暗斜井/軌道石門，方案1的工程量為419m、費(fèi)用為1185萬(wàn)元，方案2的工程量為749m、費(fèi)用1708萬(wàn)元；6號(hào)煤膠帶大巷，方案1的工程量為3533m、費(fèi)用為6078萬(wàn)元，方案2的工程量為3460m、費(fèi)用5951萬(wàn)元；6號(hào)煤運(yùn)人巷，方案1的工程量為543m、費(fèi)用為728萬(wàn)元，方案2無(wú)；無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車硐室工程量，方案1的工程量為600m3、費(fèi)用為78萬(wàn)元，方案2無(wú)。

方案1比方案2巷道工程量長(zhǎng)度多286m，硐室工程量多600m3，多投資410萬(wàn)元。

②輔運(yùn)設(shè)備：無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車/蓄電池式電機(jī)車，方案1需要在材料暗斜井安裝無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車1部，共計(jì)152萬(wàn)元，方案2不需要。

方案1比方案2多1部絞車，多投資152萬(wàn)元。

③運(yùn)輸環(huán)節(jié)（井底車場(chǎng)至6101移交回采工作面回風(fēng)順槽口）：方案1的為4個(gè)，方案2的為兩個(gè)。

方案1較方案2多2個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

④運(yùn)輸時(shí)間（井底車場(chǎng)至6101移交回采工作面回風(fēng)順槽口）：方案1從井底車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間約5min，井底車場(chǎng)至6號(hào)煤材料暗斜井下部車場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)間約5min（共472m），下部車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間約5min，6號(hào)煤材料暗斜井及上下部車場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)間約8min（共373m），上部車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間約5min，至6號(hào)煤一采區(qū)材料車場(chǎng)及摘掛鉤時(shí)間約10min，至6101移交工作面回風(fēng)順槽口運(yùn)輸時(shí)間約21min（共1063m），從井底車場(chǎng)至6101移交工作面回風(fēng)順槽口運(yùn)輸時(shí)間約49min；方案2從井底車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間約5min，井底車場(chǎng)至6號(hào)煤一采區(qū)材料車場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)間約12min（共1197m），車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間約5min，至6101移交工作面順槽口運(yùn)輸時(shí)間約15min（共750m），從井底車場(chǎng)至6101移交工作面回風(fēng)順槽口運(yùn)輸時(shí)間約37min。

方案1較方案2多花費(fèi)時(shí)間12min。

綜上所述，方案1較方案2井巷工程量多286m，硐室體積多600m3，多安設(shè)一部無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車，投資多562萬(wàn)元，運(yùn)輸環(huán)節(jié)多2個(gè)，運(yùn)輸時(shí)間多12min。但考慮到材料暗斜井較軌道石門少330m，可以提前3個(gè)月揭露6號(hào)煤，盡早進(jìn)入采區(qū)巷道的施工，提前移交投產(chǎn)，為此6號(hào)煤開拓方式推薦方案1，即采用材料暗斜井開拓。

3.6號(hào)煤礦開拓巷道的布置方式分析

根據(jù)確定的6號(hào)煤開拓巷道布置方案，輔助運(yùn)輸方式亦可采用單軌吊運(yùn)輸，單軌吊選用DZ2200 3+3，2部。該種運(yùn)輸方式在6號(hào)煤?jiǎn)诬壍醢敌本虏寇噲?chǎng)換裝1次，即可將材料設(shè)備直接運(yùn)往生產(chǎn)地點(diǎn)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單；但是存在投資高（1552.5萬(wàn)元，其中設(shè)備費(fèi)1134萬(wàn)元，安裝費(fèi)418.5萬(wàn)元），防爆柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣對(duì)井下空氣產(chǎn)生污染，特別根據(jù)現(xiàn)15號(hào)煤開采后，相鄰的開拓準(zhǔn)備巷道頂板礦壓顯現(xiàn)明顯，需要進(jìn)行整巷維修，可見6號(hào)煤采用單軌吊運(yùn)輸其安全性亦較差，為此確定6號(hào)煤輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩連續(xù)牽引絞車 運(yùn)輸。

為簡(jiǎn)化主立井井底裝載系統(tǒng)，在6號(hào)煤材料暗斜井與15號(hào)煤膠帶大巷層間距30m的地方向東開口，平走16m，與15號(hào)煤膠帶大巷上下重疊，然后向南布置6號(hào)煤膠帶大巷，在6號(hào)煤與15號(hào)煤膠帶大巷之間設(shè)置6號(hào)煤煤倉(cāng)，即6號(hào)煤通過煤倉(cāng)與已有的15號(hào)煤主運(yùn)輸系統(tǒng)相連，該種布置方式，6號(hào)煤膠帶巷長(zhǎng)約3533m。為滿足6號(hào)煤人員運(yùn)輸，在清理撒煤巷向南開口施工6號(hào)煤運(yùn)人巷，與6號(hào)煤膠帶巷相連，巷道長(zhǎng)度543m，安設(shè)一部架空乘人器。

6號(hào)煤層埋深500m等值線以下，開拓巷道可以布置在原始應(yīng)力區(qū)，即與15號(hào)煤開拓巷道重疊布置；埋深500m等值線以上，開拓巷道既可以布置在原始應(yīng)力區(qū)，呈“│”字型布置，也可以布置在采動(dòng)影響區(qū)，若布置在采動(dòng)影響區(qū)，6號(hào)煤開拓巷道較重疊布置往西平移258m，布置在15號(hào)煤開采后的卸壓區(qū)，呈“”字型布置。由于6號(hào)煤和15號(hào)煤上下重疊布置，開拓巷道南北向“│”字型布置，有利于主、副運(yùn)輸設(shè)備布置，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)和人員配備，提高運(yùn)輸效率，為此在滿足治理瓦斯的前提下，根據(jù)已形成的15號(hào)煤開拓系統(tǒng)，考慮到6號(hào)煤層與15號(hào)煤層覆存情況基本相同，為減少開拓大巷保護(hù)煤柱損失，決定將6號(hào)煤開拓大巷和15號(hào)煤開拓大巷上下重疊布置，即沿井田東部邊界在6號(hào)煤南北向布置3條大巷，分別為6號(hào)煤膠帶大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷，間距35m，沿6號(hào)煤層頂板布置，直至井田南部邊界。

4.小結(jié)

為保持礦井開采的安全性，壽陽(yáng)景福煤礦在15號(hào)煤層開采完畢之前，提前對(duì)6號(hào)煤層進(jìn)行開采。為此，需要對(duì)6號(hào)煤層進(jìn)行開拓。本文探討了6號(hào)煤層開拓的兩種方案，一種是采用材料暗斜井開拓6號(hào)煤，另一種是采用軌道石門開拓6號(hào)煤。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，方案一相對(duì)于方案二可以提前3個(gè)月揭露6號(hào)煤，盡早進(jìn)入采區(qū)巷道的施工，提前移交投產(chǎn)。