张集煤矿东三C组煤采区优化设计

张集煤矿东三C组煤采区优化设计

马召

淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿  安徽淮南  232171

摘要：张集煤矿是淮河能源煤业公司的主力生产矿井，年产量约1300万吨。为了确保生产系统的稳定、可靠，我们需要结合采场布置等情况，优化采区生产系统，更加有利工作面的开采。本文就张集煤矿东三C组煤的采区优化设计进行介绍。

关键词：张集煤矿；采区优化设计；采场布置

一、东三C组煤采区设计概述

（一）东三C组煤采区系统巷道布置

东三C组煤采区设计包括东三13-1采区，东三11-2采区设计。两层煤采用联合布置开采方式，两个采区共布置6条采区系统巷道，分别为东三采区轨道大巷及上山（共用）、东三采区胶带机上山（共用）、东三13-1底板矸石胶带机上山、东三11-2底板矸石胶带机上山、东三11-2煤层回风上山、东三13-1煤层回风上山。

（二）东三C组煤采区主要生产系统及现状

1.轨道运输系统（共用）

东三采区轨道运输系统分为南北两段，其中北段水平穿层布置，标高-745m，从11-2煤层底板穿到煤层顶板，为平巷运输系统；南段位于两煤层之间，采用下山布置，为斜巷运输系统，上口标高-745m水平，下口标高-855m水平。该运输系统北端连接东二采区轨道运输系统，中部连接东进风井-745m水平轨道运输系统，南端通过-855m下部车场、-973m进风斜巷连接东进风井-973m水平轨道运输系统。该巷道同时服务两个煤层工作面。

2.胶带机运输系统（共用）

东三采区胶带机运输系统分为南北两段，中部通过-745m轨皮联巷为分开，两段均为下山布置。该胶带机巷位于两煤层之间，同时服务13-1、11-2两煤层工作面，其中11-2煤工作面运顺与胶带机巷直接搭接形成出煤系统，13-1煤工作面运顺通过煤仓与胶带机巷搭接形成出煤系统。该胶带机运输系统北端与东二采区胶带机系统连接形成采区胶带机运输系统。

3.东三13-1煤底抽巷排矸系统

东三13-1煤底抽巷排矸系统分为南北两段，中部通过-745m回风大巷分开，两段均为下山布置。该胶带机巷位于两煤层之间，服务13-1煤工作面底抽巷，13-1煤工作面底抽巷直接与矸石胶带机系统搭接形成排矸系统。通过在-745m回风大巷、-745m第二回风大巷及两大巷回风联巷布置排矸胶带机，形成排矸胶带机系统，把矸石排至东三11-2煤底板矸石胶带机系统。目前该巷道北段已施工结束，南段正在施工。

4.东三11-2底抽巷排矸系统

东三11-2煤底板矸石胶带机系统巷道位于11-2煤底板中，采用下山布置，11-2煤工作面底抽巷直接连接该排矸系统，形成11-2煤工作面底抽巷排矸系统，该矸石胶带机北端与东二采区排矸系统连接，形成采区排矸系统。目前该巷道已施工结束。

5.东三11-2煤回风系统

东三11-2煤层回风上山布置在11-2煤层中，沿煤层倾角下山布置，11-2煤工作面轨运顺直接与该煤层回风系统连接，形成顺槽掘进及工作面回采时回风系统。该巷道中部通过布置回风联巷与-745m水平第二回风大巷连接，形成该采区回风系统。目前该巷道已施工。

6.东三13-1煤回风系统

东三13-1煤层回风上山布置在13-1煤层中，沿煤层倾角下山布置，13-1煤工作面轨运顺直接与该煤层回风系统连接，形成顺槽掘进及工作面回采时回风系统。目前该巷道还未施工。

二、东三C组煤采区优化设计

（一）通风系统优化设计

通风系统优化设计包括三个方面的内容：一是通过东三采区设计优化，6条采区系统巷道优化成5条采区系统巷道，不在布置13-1煤层回风上山。减少煤巷工程量约2000m，减少2000m掩护施工钻孔工程量。利用东三13-1煤底板矸石胶带机巷作为采区回风巷，优化后不仅工程量减少，同时能快速形成13-1煤工作面顺槽施工时独立回风系统，避免在煤层回风下山开窝。更为关键的是，岩石回风巷代替煤层回风巷，有利于采区系统巷道提前贯通，快速形成采区通风系统。二是优化通风布局，用11-2煤顶板矸石胶带机上山作为采区回风系统，合理布置工作面顺槽与轨道系统、回风系统连接，缩短了工作面顺槽与回风系统的距离，降低工作面顺槽外段施工时串联风时间。

（二）排矸系统优化设计

目前东三13-1煤底抽巷及采区系统巷道施工排矸系统，实际通过在-745m回风大巷、-745m第二回风大巷及两大巷回风联巷布置排矸胶带机，把矸石排至东三11-2煤底板矸石胶带机系统，回风系统安装电气设备，存在安全隐患。因东三13-1煤底板矸石胶带机巷后期要作为回风巷使用，所以通过设计优化，布置两个采区矸石仓及出矸联巷代替13-1煤底板矸石胶带机上山，完善东三采区排矸系统，把13-1煤工作面底抽巷矸石直接排至东三11-2煤底板矸石胶带机系统。一是在1512（3）工作面底抽巷与东三11-2底板矸石胶带机巷立体交叉处布置一个矸石仓，另外在采区系统巷道保护煤柱边界处布置1513（3）底抽巷出矸联巷，构成1512（3）、1513（3）工作面底抽巷及采区部分系统巷道出矸系统。二是在1514（3）工作面底抽巷与东三11-2底板矸石胶带机巷立体交叉处布置一个矸石仓，构成1514（3）、1515（3）

、1516（3）、1517（3）、1518（3）工作面底抽巷排矸系统，逐步形成正规采区排矸系统，消除安全隐患。

三、经济效益分析

东三采区系统巷道经过优化后，减少了系统巷道煤巷工程量，同时大大减少掩护煤巷施工钻孔工程量，岩巷代替煤巷，有利于采区系统巷道提前贯通，快速形成采区各大生产系统，缓解生产接替紧张局面。

1、减少采区系统巷道工程量，节约投资

东三采区经过优化，减少煤巷工程量2000m，以及2000m煤巷掩护施工钻孔工程量，节约投入资金3000万元。除去后期工作面正揭煤施工钻孔量投入资金600万元，综合可节省投资2400万元。

2.规避安全风险 ，消除安全隐患

一是完善采区排矸系统，增加矸石仓和排矸联巷，减少三部排矸胶带机系统，同时还规避采区排矸系统布置在主要回风大巷中隐患。三部排矸系统分别为-745m第一回风大巷矸石胶带机、联巷胶带机及-745m第二回风大巷胶带机。第一个矸石仓服务1512（3）、1513（3）工作面底抽巷施工期间排矸，第二个矸石仓服务区1514（3）、1515（3）、1516（3）、1517（3）、1518（3）工作面底抽巷施工期间排矸。二是优化东三11-2(1)采区、东三11-2(2)采区通风系统，每个采区回风直接回至总回风道，均构成独立的通风系统，消除灾害波及的风险。

3、快速形成生产系统，保持安全生产后劲

东三C组煤采区经过优化，减少系统煤巷工程量，有利于采区系统巷道提前贯通，快速形成采区通风系统，保障采场连续接替。计算前期施工掩护巷道、打钻及抽采时间，综合分析，优化一条煤层回风上山，用岩巷代替煤巷回风上山，至少提前1.5年实现采区系统巷道贯通，回风系统可提前1.5年形成。

总结

煤矿井下的采区优化设计，关系到整个采场后期的生产、运输、安全等多个方面，我们应结合当前技术的发展趋势，以及井下采区的地质条件等多种因素，合理规划设计采区以满足后期开采需要。

参考文献

[1]袁亮等.煤矿总工程师技术手册.北京：煤炭工业出版社，2010.

[2]崔云龙等.简明建井工程手册.北京：煤炭工业出版社，2003.

[3]路耀华等.中国煤矿建井技术.徐州：中国矿业大学出版社，1995.

[4]GB50511-2010.煤矿井巷工程施工规范.北京：中国计划出版社，2011

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