宋德军 王书有 杨然景

小康煤矿现生产采区为南二采区,东西长为2.048km,南北宽为2.895km,面积为5.9290km2;2009年末南二采区剩余工业储量为4591.5万t,其中111b=2859.6万t;333=1731.9万t;剩余可采储量Z可=3443.6万t。采区生产能力260万t/a,剩余服务年限为10.2a。

准备采区为西一采区,东西长为1.535km,南北宽为1.630Kｍ,面积:2.50km2。其工业储量1542.2万t,可采储量1286.3万t,设计生产能力为240万t/a,采区服务年限为5.4a。

依据小康煤矿西一采区断层分布及实测地压主应力方向,工作面沿煤层走向推进。又由于小康煤矿巷道属难维护型,决定开拓采用后退式布置方式,因为矿内涌水量不大,瓦斯也不大,煤层倾角一般6°～8°,布置方案采用仰、俯斜开采;采煤方法为综采放顶煤开采。

采区开采方案是从井底车场掘三条大巷,到9号勘探线后,掘三条上山,至采区倾斜方向中部,沿煤层底板掘进运输、轨道、回风中巷至采区边界,沿采区边界掘入风斜巷、溜煤眼,准备首采面和准备面。经研究论证,决定采用倾斜长壁大后退开采方案。

但是如何合理开采西一采区东南侧煤炭,是摆在我们面前急待需要解决的问题。

1采区准备巷道优化设计

矿井合理集中生产是煤炭生产的一个重要技术原则,而优化采区设计又是其中的一个重要方面,其目的是加大采区的开采强度,提高采区的生产能力;同时减少采区个数,相应地减少采区准备工程量,可节省大量资金投入。

我们以市场为导向,以经济效益为中心,遵循少投入,多产出的原则,应用现代设计理念、方法和手段进行优化设计,以期达到生产集中化、煤炭运输连续化、系统简单化、布置合理化、管理现代化和技术经济合理之目标,把西一采区建设成高产、高效、低投资的现代化采区。由此,我们设计了三个可行性方案,现就三者的优缺点进行分析比较如下。

方案一:从西一采区运输、轨道、回风中巷靠近上山附近沿W1S1段综放面采空区煤层底板掘进西一采区南运输、轨道、回风中巷至矿井边界,沿矿井边界掘入风斜巷、溜煤眼,准备首采面和准备面。经研究论证决定采用倾斜长壁大后退开采方案。

方案二:从西一采区运输、轨道、回风中巷沿W1S2段综放面采空区煤层底板掘进西一采区南运输、轨道、回风中巷至矿井边界,沿矿井边界掘入风斜巷、溜煤眼,准备首采面和准备面。

方案三:按矿井设计的最初考虑,向西开拓延伸南一采区的两条中巷双翼倾斜长壁开采这部分煤炭。由于两条中巷维护状况不好,经多次翻修,已无法再翻修故已报废。为此一九九七年六月集团公司设计院搞西一采区初步设计时,从西一采区三条开拓大巷沿工业广场煤柱掘进一条石门,从南翼胶带上山掘进一条运输大巷,圈定这部分煤炭,避去巷道维修和中巷始终处于动压中之苦。石门处于工业广场煤柱中,减少了煤炭损失和动压影响和采区煤柱的留设。如今,再从西一采区三条开拓大巷中的轨道大巷沿广场煤柱掘进一条轨道石门,然后掘进三条中巷单翼倾斜长壁开采这部分煤炭。

采区间留设20ｍ煤柱,区段间留设8ｍ小煤柱,采区中巷每侧留设30ｍ煤柱。

开采顺序:准备巷道掘进至采区边界,由采区边界区段间后退式回采,不采用跳采方式,三条中巷随着开采逐段废掉,避免中巷受动压影响,减少巷道维护量。靠近三条上山最后一个区段,可废掉上山,由三条大巷后退式回采。

2三个设计方案对比

三个设计方案巷道设计工程量、回采产量对比见表1。

2.1 经济对比

开拓、准备巷道支护为壁后充填,每米巷道直接成本为17500元;

吨煤售价:折合原煤售价330.00元/t,吨煤原煤成本:285.55元/t,销售税及附加折合吨煤原煤成本:1.25元/t,吨煤盈利:330.00－285.55-1.25＝43.20元/t。

方案二与方案一比可多用资金915×17500-59.5221×43.20=1600.9929万元。

方案三与方案一比可多用资金1324×17500-145.0665×43.20=2316.3733万元。

从上述中不难看出:三个方案比较中只有方案一最优。

2.2 技术对比

方案三与其它方案对比,增加了一套开拓系统,对于采区开采、运输、通风等方面增加了难度。方案一与其它方案对比。

(1)开拓系统相对简单,生产环节少,有利于集中生产,管理更简洁、高效。

(2)开拓工程量小,仅以方案二比较就节省915m,仅此一项节约资金约1600.9929万元。

(3)布局的简单化使得矿井生产的安全性提高、发展潜力增加。

(4)首采面投产工期短。

(5)巷道利用率高。

故我们选择方案一作为西一采区设计巷道布置,目前已实施。

3结语

小康煤矿近几年来,通过优化采区设计,不断简化生产系统,在软岩、易自燃、小构造发育的厚煤层开采中取得了一定的成绩,获得了较为理想的经济技术效果。该矿的成功经验可为其他同等条件的矿井生产提供借鉴。