賀新剛　劉　慧

【摘要】隨著濟(jì)寧市新增規(guī)劃建筑的增加，濟(jì)寧二號(hào)煤礦的十三、十五采區(qū)將會(huì)被規(guī)劃到新城之內(nèi)，為了保證礦井的經(jīng)濟(jì)效益以及礦井接續(xù)，加快十三、十五采區(qū)的開(kāi)采力度成了當(dāng)務(wù)之急。如何加大礦井開(kāi)拓力度，確定開(kāi)采方案，對(duì)于保證礦井的持續(xù)發(fā)展起到積極作用，合理的開(kāi)采方案有利于礦井的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水平生產(chǎn)；礦井開(kāi)采；優(yōu)化實(shí)施

一、 對(duì)十三、十五采區(qū)的概述

濟(jì)寧二號(hào)煤礦為設(shè)計(jì)年產(chǎn)400萬(wàn)噸的特大型現(xiàn)代化煤礦,同時(shí)隨著濟(jì)寧市新增規(guī)劃建筑的增加，濟(jì)寧二號(hào)煤礦也在規(guī)劃范圍之內(nèi)，特別是十三、十五采區(qū)將在據(jù)新增城市規(guī)劃建筑與村莊的規(guī)劃內(nèi)，如何加大、加快十三、十五采區(qū)的開(kāi)采是我們礦的重中之重。

二、 確定開(kāi)拓方案

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的比例和連續(xù)性較強(qiáng)，必然要求計(jì)劃安排工作要嚴(yán)格保證計(jì)劃進(jìn)度的銜接。我們采用進(jìn)度銜接法確定開(kāi)采方案。

（一）十三、十五采區(qū)開(kāi)拓布置方案

十三和十五采區(qū)煤層有下列特點(diǎn)：

1.兩個(gè)采區(qū)3上煤層厚0～4.46m，平均2.7m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可采范圍較小，適合用綜合機(jī)械化采煤方法開(kāi)采，為穩(wěn)定可采煤層。

2. 兩個(gè)采區(qū)3下煤層煤厚度0～3.85m，平均0.87m，不可采范圍大，尤其是十三采區(qū)全區(qū)缺失，十五采區(qū)局部可采，為極不穩(wěn)定煤層。

3.采區(qū)主要褶曲是白莊背斜、石佛向斜等。

4.煤層頂板為中等穩(wěn)定～穩(wěn)定頂板。

5. 十五采區(qū)地面有李集、常村、白莊、六四農(nóng)場(chǎng)等地面建筑物，分布整個(gè)采區(qū)內(nèi)。

6. 十三采區(qū)位于北湖和南陽(yáng)湖下，地面情況簡(jiǎn)單。

通過(guò)以上分析，確定十三和十五采區(qū)以開(kāi)采3上煤層為主，大巷層位位于3上煤層中，其中膠帶輸送機(jī)大巷和回風(fēng)大巷沿3上煤層布置，軌道進(jìn)風(fēng)大巷根據(jù)3上煤層賦存狀況，沿一定坡度施工，局部穿層布置。

（二）南翼二水平大巷開(kāi)拓方案

根據(jù)二水平巷道現(xiàn)有開(kāi)拓狀況，為了加快十三和十五采區(qū)開(kāi)拓，盡早形成工作面，結(jié)合九采區(qū)、十一采區(qū)工作面布置方案和礦井生產(chǎn)接續(xù)安排，整個(gè)開(kāi)拓方案分為前期和后期：

1. 前期開(kāi)拓方案

方案一：水平延伸南翼-740軌道進(jìn)風(fēng)大巷到九采邊界，全巖巷（1562m）開(kāi)拓，輔助運(yùn)輸采用平巷電機(jī)車(chē)運(yùn)輸；南翼-740第二部膠帶輸送機(jī)大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層，然后見(jiàn)3上煤層后沿3上煤層施工。

方案二：沿3下煤層延伸南翼二水平輔助運(yùn)輸巷到九采邊界（煤巷620m，巖巷910m），輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩運(yùn)輸；南翼-740第二部膠帶輸送機(jī)大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層斷層，然后見(jiàn)3上煤層后沿3上煤層施工。

方案三：南翼-740第二部膠帶輸送機(jī)大巷和南翼回風(fēng)大巷原則沿3下煤層施工至9F1斷層，然后見(jiàn)3上煤層后沿3上煤層施工，其中南翼-740第二部膠帶輸送機(jī)大巷煤巷735m，半煤巖巷556m，南翼-740回風(fēng)大巷煤巷600m，半煤巖巷556m。采用回風(fēng)大巷進(jìn)風(fēng)和擔(dān)負(fù)輔助運(yùn)輸任務(wù)，輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩運(yùn)輸。后期施工南翼-740軌道進(jìn)風(fēng)大巷，形成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。

2. 前期方案對(duì)比

方案一：

優(yōu)點(diǎn)：輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，運(yùn)輸巷道層位較穩(wěn)定，同時(shí)排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，人員運(yùn)送方便。

缺點(diǎn)：九采區(qū)和十一采區(qū)工作面聯(lián)絡(luò)巷巖巷工程量大。

方案二：

優(yōu)點(diǎn)：巖巷工程量小，巷道最低點(diǎn)位于輔助運(yùn)輸巷，能夠集中進(jìn)行排水。九采區(qū)和十一采區(qū)工作面聯(lián)絡(luò)巷多為煤巷和半煤巖巷。

缺點(diǎn)：輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，運(yùn)輸能力低。主要輔助運(yùn)輸巷道位于3下煤層中，易于變形，維護(hù)困難。排水系統(tǒng)復(fù)雜，所有的積水必須通過(guò)管路排至上車(chē)場(chǎng)位置。人員機(jī)械化運(yùn)輸困難

方案三：

優(yōu)點(diǎn)：全部為煤巷和半煤巖巷，巷道最低點(diǎn)位于回風(fēng)巷，能夠集中進(jìn)行排水。同時(shí)能夠探明煤層賦存狀況，為軌道進(jìn)風(fēng)巷布置提供依據(jù)。

綜上所述，從方案可行性上來(lái)看，三個(gè)方案均具有一定的可行性，方案一的優(yōu)點(diǎn)最為突出，但是缺點(diǎn)也比較明顯，方案三與其他方案相比，缺點(diǎn)明顯，但施工周期最短，更有利于礦井的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，故設(shè)計(jì)推薦采用方案三。

3. 后期開(kāi)拓方案

當(dāng)-740回風(fēng)大巷和膠帶輸送機(jī)大巷向前施工一定距離或則進(jìn)入十三采區(qū)后，探明了煤層賦存狀況后，確定軌道進(jìn)風(fēng)大巷施工方案：

方案一：煤層賦存狀況好，斷層等地質(zhì)構(gòu)造少，起伏小，沿3下煤層延伸南翼-740輔助運(yùn)輸巷，見(jiàn)3上煤層后，沿3上煤層施工進(jìn)入十三和十五采區(qū)，同時(shí)水平延伸南翼-740軌道進(jìn)風(fēng)大巷（采用小斷面單軌運(yùn)輸），擔(dān)負(fù)整個(gè)南翼輔助運(yùn)輸、行人和排水等任務(wù)。

方案二：煤層賦存狀況差，斷層等地質(zhì)構(gòu)造多，起伏變化大，沿3下煤層延伸南翼-740輔助運(yùn)輸巷到九采區(qū)邊界，解決九采區(qū)和十一采區(qū)工作面輔助運(yùn)輸和通風(fēng)等工作（不再進(jìn)入十三和十五采區(qū)）；水平延伸南翼-740軌道進(jìn)風(fēng)大巷（采用大斷面雙軌運(yùn)輸），施工進(jìn)入十三和十五采區(qū)，擔(dān)負(fù)整個(gè)南翼輔助運(yùn)輸、行人和排水等任務(wù)，在十三和十五采區(qū)根據(jù)3上煤層賦存狀況沿一定坡度施工，穿層布置，輔助運(yùn)輸采用液壓絞車(chē)接力運(yùn)輸，同時(shí)考慮沿3上煤層施工管子道，以便于十三和十五采區(qū)工作面布置。

三、首采面選擇

1. 工作面布置。十三十五采區(qū)工作面布置采用傾斜長(zhǎng)壁式布置，由于十五采區(qū)地面建筑物多，根據(jù)現(xiàn)如今搬遷狀況，建議采用條帶開(kāi)采；十三采區(qū)位于地面水體下，應(yīng)進(jìn)行水下開(kāi)采可行性研究后進(jìn)行布置工作面，結(jié)合濟(jì)三煤礦設(shè)計(jì)情況，本采區(qū)水下采煤應(yīng)是可行的，采用正規(guī)綜合機(jī)械化采煤方式布置。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料，預(yù)計(jì)十三采區(qū)生產(chǎn)能力約在150～200萬(wàn)噸。

2. 首采工作面選擇。首采面位置選擇應(yīng)遵循煤層條件好、構(gòu)造少和準(zhǔn)備工期短的原則，根據(jù)兩個(gè)采區(qū)井上下情況分析，適合首采面位置的有133上01、153上01、133上06和133上09工作面，但由于133上01和153上01工作面均位于村莊保護(hù)煤柱下，開(kāi)采前必須搬遷村莊或則采用建筑物下采煤方式，同時(shí)兩個(gè)工作面煤層厚度小，不適宜作首采工作面，133上09工作面與133上06工作面相比，準(zhǔn)備工期較長(zhǎng)（長(zhǎng)4個(gè)月左右），因此確定首采面布置在133上06面，原因如下：

（1）地面沒(méi)有建筑物，位于水體下，不牽扯到村莊搬遷；

（2）煤層厚度穩(wěn)定，煤層厚度在1.8～2.0m之間，構(gòu)造較少。

四、工期計(jì)算

從2007年4月開(kāi)始安排隊(duì)伍施工，南翼-740第二部膠帶輸送機(jī)大巷到133上06工作面尚余2161m巷道沒(méi)有施工，安排綜掘隊(duì)伍施工，到2008年4月（150m/月）施工到133上06工作面運(yùn)順位置，到2008年2月施工到133上06工作面運(yùn)順位置。

五、通風(fēng)能力核算

濟(jì)寧二號(hào)煤礦采用立井多水平開(kāi)拓，目前開(kāi)采的第一水平標(biāo)高-555m。礦井通風(fēng)方式為中央并列式，主井、副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井回風(fēng)，中央風(fēng)井地面風(fēng)機(jī)房安裝GAF31.5-15.8軸流式風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，其中一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用。

九采區(qū)（或十一采區(qū)）、十三采區(qū)同時(shí)回采時(shí)期，二水平片區(qū)需風(fēng)量6000 m3/min風(fēng)量，礦井通風(fēng)阻力2879Pa，根據(jù)主要通風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)，主通風(fēng)機(jī)最大提供負(fù)壓3100Pa，能夠滿(mǎn)足礦井安全生產(chǎn)的需要。

六、存在的問(wèn)題

1. 輔助運(yùn)輸問(wèn)題：前期輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，距離長(zhǎng)，從副井到133上06工作面要經(jīng)過(guò)6個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)距達(dá)7.2km，輔助運(yùn)量低。

2. 通風(fēng)問(wèn)題：通風(fēng)路線(xiàn)增加，礦井通風(fēng)阻力增大，全程通風(fēng)路線(xiàn)（13306工作面）將近19000米，通風(fēng)阻力2879Pa，到十三采邊界工作面，全程通風(fēng)路線(xiàn)將達(dá)24000米左右，通風(fēng)阻力預(yù)計(jì)將達(dá)3055Pa，大大增加通風(fēng)管理難度，主要通風(fēng)機(jī)能力達(dá)到極限，抗災(zāi)能力大大降低；

3. 機(jī)械設(shè)備問(wèn)題：由于濟(jì)寧二號(hào)煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定，煤層起伏變化大，煤厚變化大，兩條巷道施工原則沿煤層施工，局部會(huì)出現(xiàn)破頂或破底情況，采用綜掘施工，配備兩部大功率綜掘機(jī)來(lái)解決。

七、實(shí)施效果

經(jīng)濟(jì)效益：十三采區(qū)壓礦煤炭?jī)?chǔ)量14023.23萬(wàn)噸，十五采區(qū)壓煤617.42萬(wàn)噸，采用此種開(kāi)采方式，將為我礦提前開(kāi)采十三、十五采區(qū)提供了保障，十三、十五采區(qū)合計(jì)煤炭?jī)?chǔ)量為14640.65萬(wàn)噸，按平均回采率75%計(jì)算回采產(chǎn)量，以2007年底煤炭平均售價(jià)500.37元/噸計(jì)算所創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：

14640.65×500.37×75%=5494306.53萬(wàn)元。

社會(huì)效益：穩(wěn)定了礦井生產(chǎn)，保持了南、北兩翼均衡生產(chǎn)，為我礦經(jīng)濟(jì)效益的提高打下了良好的基礎(chǔ)。