苏晓文

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2.山西省煤炭工业厅基本建设局，山西 太原 030006）

沙坪煤矿带区巷道布置及生产系统的可行性分析

苏晓文1，2

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2.山西省煤炭工业厅基本建设局，山西 太原 030006）

通过对沙坪煤矿带区生产能力和采出率的计算，得出矿井设计井型为300万t/a，带区生产能力为312.16万t/a，可以满足矿井的产量要求的结论。带区采出率为79.1%，符合《煤炭工业设计规范》规定，带区巷道布置合理。

带区生产能力；带区采出率；巷道布置；生产系统；分析

1 概述

晋神能源有限公司沙坪煤矿矿井设计生产能力为300万t/a。井田内含煤地层总厚度155.35 m，含煤11层，可采煤层为2号、8号煤层。其中主采煤层为2号煤层。2号煤层倾角平缓，平均倾角为5°，为近水平煤层，故为单水平开采，水平标高+1 040 m，带区式开采。可采储量为21 796.84万t，服务年限为55.9a。

2 煤层的地质特征

本井田煤种有焦煤、瘦煤和贫煤，各煤层为滨海沼泽相腐质煤，具典型高变质特征。外表呈黑色及钢灰色，玻璃光泽及似金属光泽，比重及硬度较大，普氏硬度f为2～3，平均容重为1.42 t/m3，块质随变质程度而增。各可采煤层中贫煤数量较少，为特低硫特低磷中高发热量。煤层均厚5.30m，煤层倾角2°～8°，平均4°，属于近水平煤层。煤尘爆炸指数为8.7%，为煤尘有爆炸危险，煤层属三类不易自燃。瓦斯相对涌出量为0.5m3/t，属低瓦斯矿井。煤层顶、底板多为细中粒砂岩，厚层状泥岩（厚度一般大于5 m），局部为砂质泥岩或落层状泥岩，抗压强度一般大于600 kg/cm2，岩石的完整性，稳定性较好，顶板易于管理，底板一般不易发生底鼓。

3 带区巷道布置及生产系统

3.1 采煤方法及工作面长度的确定

首采区煤层厚5.30 m，倾角2°～8°，属近水平煤层。由于煤层较厚，采用综采采煤法，一次采全高。

根据《规范》规定：综采面长度一般不小于150 m。但结合本矿井的实际情况，带区工作面的长度为210 m，可以满足产量的要求，确定带区工作面的长度为210m。

3.2 带区巷道的联络方式

由于矿井采用分区域式通风，主、副斜井进风，风井回风。开拓巷道布置两条大巷，一条运煤和进风，另一条辅助运输和回风行人，通过带区下部车场和带区工作面相连接。

煤层的开采顺序和带区接替顺序：矿井前期主采2号煤，后采8号煤层；井田内存在两条较大断层，分别为断层F3和断层F16，将井田大致分为三部分。本设计先采断层左侧上部煤层，沿井田边界向大巷回采，即后退式开采。由于采空区上覆岩层尚未跨落稳定之前不能进行沿空掘巷，因此工作面接替要采用顺序方式。在保证一个工作面达产的同时，注意另一分带的准备，保证工作面的正常接替。

3.3 带区生产系统

3.3.1 带区通风系统

带区内的开采采用后退式开采（面向集中大巷），通风方式采用U型通风方式。这种通风方式有风流系统简单，漏风小的优点。

风流线路为：主、副斜井→运输大巷→行人运料进风斜巷→轨道顺槽→回采工作面→胶带机顺槽→回风石门→回风大巷→风井.

3.3.2 带区运输系统

运煤系统为回采工作面→胶带机顺槽→带区煤仓→胶带输送机大巷→主斜井；运料系统为副斜井→辅助运输大巷→进风运料斜巷→辅助运输顺槽→回采工作面；运矸系统为掘进工作面→辅助运输顺槽→进风运料斜巷→辅助运输大巷→副斜井。供电系统为地面→变电站→副斜井→中央变电所→主运输大巷→辅助运输顺槽→工作面.

确定带区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式：巷道尺寸为分带斜巷的尺寸应能满足综采工作面运煤、辅助运输和通风的需要，由此确定分带斜巷的尺寸为4100mm×3100mm；支护方式采用锚网支护，锚索补强，这种支护方式经济效益好，且掘进速度快；掘进通风采用压入式局扇进行通风，局扇应在新鲜风流处。为了防止回风短路，在顺槽设置风门。

3.4 带区内巷道掘进方法

带区内所有工作面顺槽均沿底板，采用连续采煤机及其配套设备施工，后配备皮带和SGW-40T型溜子组成的机械化掘进，采用连续采煤机割煤，梭车、给料破碎机、加皮带、溜子运煤，双巷或三巷同时掘进，每隔100m掘联络巷贯通。

铲车完成材料、设备的运送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。

锚杆机完成巷道顶锚杆和锚索的打眼、安装工作；选用手持式风动钻机来完成帮锚杆的打眼和安装工作。

掘进通风：可通过联络巷构成通风回路，在掘联络巷贯通前的独头段采用局扇为掘进面供风。每个掘进工作面配备两台FD-Ⅱ型2×55kW局扇，通风方式为压入式。

3.5 带区生产能力和采出率

3.5.1 带区生产能力

由于大采高工作面产量大，只布置一个大采高工作面即可满足矿井产量要求。

1）大采高工作面的生产能力，按下式计算：

式中：A0为工作面生产能力，万t/a；L为工作面长度，210 m；V0为工作面年推进长度，V0=1557 m/a；M为煤层厚度，m；γ为煤层容重，t/m3；C0为工作面回采率，取C0=97%。

2）连采面生产能力，按下式计算：

式中：A1为连采面生产能力，万t/a；L为连采面长度，取顺槽掘进宽，5.3m；V1为连采面年推进长度，V1=15 000 m/a；H为采高，取顺槽掘进高，3.65 m；γ为煤层容重，t/m3；C1为连采面回采率，取C1=97%。

带区内布置两个连采面，故连采面的总生产能力为81.62万t/a。

3）带区生产能力

矿井设计井型为300万t/a，带区生产能力为312.16万t/a，能满足矿井的产量要求。

3.5.2 带区采出率

带区内实际采出煤量与带区内工业储量的百分比称为带区采出率。按下式计算：

带区采出率=带区实际采出煤量/带区工业储量×100%.

带区开采损失主要有：工作面落煤损失，约占3%；工作面顶煤煤皮损失；带区内区段煤柱不可回收部分损失；带区内断层煤柱损失等。

带区内工业储量为：6241.76万t，带区内实际采出煤量为4939.04万t。

则：带区采出率=4939.04/6241.76×100%=79.1%.

根据《煤炭工业设计规范》》规定：采（带）区采出率：厚煤层不低于75%，中厚煤层不低于80%，薄煤层不低于85%。设计首采带区采出率为79.1%，符合《煤炭工业设计规范》规定。

4 可行性分析

沙坪煤矿矿井设计井型为300万t/a，带区生产能力为312.16万t/a，可以满足矿井的产量要求；带区采出率为79.1%，符合《煤炭工业设计规范》规定；带区工作面的长度为210 m，可以满足产量要求；矿井采用分区域式通风，主、副斜井进风，风井回风。开拓巷道布置两条大巷，一条运煤和进风，另一条辅助运输和回风行人，通过带区下部车场和带区工作面相连接，可以确定带区巷道布置合理。

Feasibility Analysis on the Roadway Layout and Production System in Shaping Mine

SU Xiao-wen1，2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024,2.Bureau of Capital Construction of Shanxi Coal Industry Office,Taiyuan Shanxi 030006）

By the calculation,the area production capacity of 3.1216 million t/a satisfies the designed capacity of 3 million t/a in Shaping mine.The recovery rate of 79.1%also meets the Design Code for Coal Mining Industry.Therefore,the area roadway layout is reasonable.

production capacity;recovery rate;roadway layout;production system;analysis

TD214+.1

A

1672-5050（2011）01-0070-03

2010-09-16

苏晓文（1968—），男，江苏海门人，在读工程硕士研究生，高级工程师，从事煤矿基本建设管理工作。

刘新光