李各

【摘 要】通过对顾北矿南一8～6-2煤层采区3种设计方案的分析对比，选择出采区最优设计方案，对类似矿井采区的设计具有一定的借鉴意义。

【关键词】采区设计；方案比较与选择；采区主要生产系统；优缺点比较

1 矿井概况

顾北矿井是煤炭工业合肥设计研究院设计、淮南矿业（集团）有限公司承建的特大型矿井。矿井设计生产能力3.0Mt/a。矿井于2005年3月开工，2007年12月投产。本矿井属煤与瓦斯突出矿井。

矿井采用立井、主要石门和分组集中大巷的开拓方式。

矿井工业场地内初期设主井、副井及中央回风井3个井筒，并预留1个主井井筒位置。全井田划分2个水平开采。其中，一水平标高为-648m，采取上山开采；二水平标高暂定-795m。全井田一水平共形成4个块段，即北一、中央、南一、南二块段，全井田一水平共划分9个采区。

2 采区位置及范围

本区可采煤层为二叠系下石盒子组8、6-2煤；采区东至8煤层-650m煤层底板等高线垂直投影线及矿井边界、南至F109断层、西至FS142断层及8煤防水煤柱线、北至F104～F104-1断层组。采区平均倾斜宽约2150m，平均走向长约1650m，开采面积3.5km2，井下可采煤层回采上、下限：8煤-480m～-650m，6煤-490m～-670m。地面标高+18.0～+23.8m。

3 采区地质构造

本采区内构造中等～复杂，主要以断层为主，属北西及北北西向的主要断层有：F104、F104-1、F109、F109-2等，断层落差较大，属北东向主要断层有：F93-1、FS219、FS146、FS142等，断层落差较小；在断层交汇部位，由于受断层的影响，地层走向有一定的变化。

4 采区设计方案比较

4.1 采区巷道布置方案

根据采区内煤层赋存情况，结合南翼B组采区巷道施工状况，本采区采用单翼采区、倾斜条带方式布置，系统大巷与-648m南翼轨道、胶带机、回风大巷连接，具体巷道布置如下：

根据南一8～6-2煤层采区煤层赋存和地质构造分布特点，本采区6-2煤层工作面长度240m，8煤层工作面长度240m、区段间净煤柱为10m。选择13126工作面为首采面。

本次采区设计共设计三个方案。

1）方案一：

设计利用-648m南翼轨道、胶带机、回风大巷等作为采区生产巷道生根系统。采区系统通过-648～-705m轨道、胶带机斜巷及-648～-690m回风斜巷分别与-648m南翼轨道、胶带机、回风大巷连接。

采区主要生产系统布置在采区东边界，共布置“3岩1煤”4条巷道作为采区主要生产系统巷道，“3进1回”，采区运煤胶带机巷、采区底板矸石胶带机巷均布置在6-2煤与4-2煤之间岩巷内，顺层布置，局部巷道距6-2煤法距小于10m，大于7m。采区轨道巷水平布置，标高-705m，部分巷道穿4煤层；采区回风巷沿6-2煤层布置，巷道方位178°，为采区专用回风巷。同时，利用南一11-2煤层采区系统施工8煤层高抽巷。

采区运煤胶带机巷顺层布置，方位角为178°和193°，在-677m标高与-648～-705m胶带机斜巷搭接，经胶带机斜巷与-648m南翼胶带机大巷连接，构成采区主运输系统。

采区轨道巷水平布置，标高-705m，方位178°，通过轨道斜巷与-648m南翼轨道大巷连接，构成采区辅助运输系统。

采区矸石胶带机巷顺层布置，倾角0～9°，方位178°，通过揭4煤高抽巷和-648～-705m南翼轨道斜巷与-648m南翼轨道大巷连接；通过联巷与南翼11-2矸石皮带大巷连接，构成采区排矸系统。矸石胶带机上山内安设架空乘人装置，兼作采区乘人系统。

采区回风巷沿6-2煤层布置，方位178°，通过回风斜巷与-648m南翼回风大巷相连，构成本采区回风系统。

在采区胶带机、轨道、矸石胶带机之间设联巷，便于施工、运输等。

在采区内设置水仓泵房及采区变电所，泵房和采区变电所分开布置。

在采区内按规定设置采区避难硐室。

每个条带通过提料斜巷与采区轨道巷相连，将支架、材料、设备等运至轨道、运输顺槽。

2）方案二：

在采区东边界共布置4条巷道作为采区主要生产系统，“3岩1煤”、“3进1回”。巷道布置方式与方案一基本相同，主要区别是轨道巷布置在6煤层10m外底板岩层内，顺层布置；同时，利用南一11-2煤层采区系统施工8煤层高抽巷。

3）方案三：

在采区东边界共布置4条巷道作为采区主要生产系统，“3岩1煤”、“3进1回”。采区轨道巷、矸石胶带机巷、回风巷布置方式与方案二相同。主要区别是采区运煤胶带机巷下口穿6-2煤层，布置在6-2煤层12～15m外顶板岩层内，顺层布置。

4.2 设计方案比较

设计认为方案二由于采区轨道巷、胶带机巷均顺层布置，采区排水难度较大，轨道系统复杂。方案三也存在排水困难的问题，另外胶带机巷需多揭一次6-2煤层、8～6-2层间距小布置巷道困难。

方案一轨道巷水平布置，辅助运输系统简单，另外，采区涌水可自流至采区水仓。

设计方案比较详见表1、表2。

表1 方案工程量比较表

表2 方案优缺点比较表

5 结论

本次通过对三种采区设计方案的比选，结合矿井现有采区系统巷道布置经验，确认方案一优点明显，顾北矿南一8～6-2煤层采区设计推荐采用方案一。根据目前采区施工情况来看，上述采区方案的选择在该矿的应用效果比较理想。

【参考文献】

[1]徐永圻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]中华人民共和国建设部.煤炭工业矿井设计规范[S].北京：中国计划出版社，2005.

[3]国家安全生产监督管理总局.国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].北京：煤炭工业出版社，2011.