浅析平朔井工三矿优化采区设计方案

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　　摘 要：采区是矿井的主要生产单元，采区设计的优劣直接关系到礦井生产效率的高低。本文主要阐述平朔井工三矿采区设计中存在的问题，并提出了相应的优化设计方案，实践效果良好。
　　关键词：井工三矿；优化；采区
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.076
　　1 采掘布局存在的问题分析
　　井工三矿二采区根据目前采掘布局，4、9煤所有采掘工作面都受二采区东坡向斜及伴生断层困扰；加之4、9煤砂岩裂隙水丰富。
　　（1）二采区大部分掘进巷道大坡度上下山施工，过断层期间导致岩巷施工较长，顶板管理难度大，加之砂岩裂隙水下山掘进出货困难，导致掘进单进水平低，同时大坡度车辆运料、人员安全系数低。
　　（2）回采期间工作面大坡度俯采、仰采，距离长，四柱式支架俯采时四连杆易断，采煤机工况差，同时老塘水紧跟工作面，水煤大；辅运顺槽大坡度行车，存在车辆侧滑或跑车风险；主运顺槽胶带运输机大坡度运输，运输能力低，极易洒煤，主辅运低洼点煤泥清理量大。以上因素导致产能受限。
　　（3）4、9煤共16个工作面都需要跳采，影响生产时间长，安装回撤费用高；掘进和回采过程中，设备故障率高、材料配件消耗量大；顺槽落差大，供水管路易爆管。二采区工作面回采期间，因东坡向斜及砂岩裂隙水的影响，导致原煤水分高、煤质差。
　　（4）所有工作面的两顺槽中部为最低点，掘进及回采期间遇水患险情不利于人员避险，水害安全管理难度大。
　　2 布局优化调整设计方案
　　为了解决目前采掘布局导致的以上困难，提出了将二采区34203和39203工作面往东剩余区域划分为三采区，在三采区将工作面改为东西向布置由北向南依次回采。
　　（1）三采区开拓大巷布置：开拓大巷南北向布置至井田北部边界，4#煤利用现掘的34204辅运顺槽作为三采区回风大巷，留设25m煤柱往东依次平行布置主、辅运两条大巷，总工程量5125m；9#煤在9煤开拓大巷东部由南向北平行布置主辅回三条大巷，9煤三采区回风大巷与中央水仓留设20m保护煤柱，三采区9煤开拓大巷煤柱留设25m，巷道断面和支护方式与原布局相同。
　　（2）三采区采煤工作面布置：采煤工作面东西向布置，4、9煤各布置9个采煤工作面，留设20m保安煤柱，可采煤量1.3亿吨（原布局1.26亿吨），4、9煤边界、断层、巷道煤柱损失量7221.53万吨，由北向南依次回采。9煤布置与4煤相同，为了保护四煤三采区三条大巷，二采区9煤39203工作面与四煤三条大巷留设80m保护煤柱，39202工作面宽度由原300m变为220m，39203工作面宽度由原300m变为238m，巷道断面和支护方式与原布局相同。
　　（3）三采区通风系统：矿井布局调整后继续沿用原矿井通风系统，矿井通风方式为中央分列式，通风方法为抽出式，即主斜井、副斜井、进风斜井进风，回风立井回风；三采区开拓大巷两进一回，主、辅运大巷进风，回风大巷回风，工作面辅运顺槽进风、主运顺槽回风，经计算，风量、通风阻力满足生产要求。
　　（4）三采区排水系统：在4、9煤三采区辅运大巷向斜中部最低点布置采区水仓及采区水泵房；4#煤矿井水在低洼点使用潜水泵排至采区水仓，通过采区水泵房排至三采区回风大巷泄水孔，泄入9煤中央水仓；9#煤矿井水在低洼点使用潜水泵排至采区水仓，通过采区水泵房直接排至9煤中央水仓。三采区4、9煤大巷最低点至4、9煤二采区回风大巷垂直高差140m，现工作面顺槽最低点使用MD155-30*8多级离心泵排水泵能够满足要求。
　　（5）三采区供电系统：1）三采区采煤工作面设备采用双回路供电方式，主电源从现用的4、9煤变电所高爆柜直接引出，采用MYPTJ-10 3*95mm2电缆供电压降损耗为4.67%，满足供电要求。2）三采区采取水泵房水泵及掘进工作面设备、局部通风机的配电电源来自在三采区设置的采区配电点，配电点双回路从4、9煤变电所高爆柜直接引出，电缆采用MYPTJ-10 3*95mm2电缆，满足供电要求。配电点配置11台高爆柜，采用单母线双回路供电方式。
　　（6）三采区主运输系统：布局调整后，4、9煤各增加了一部主运胶带机，工作面原煤通过三采区主运大巷至原二采区主运大巷，三采区主运大巷在向斜轴部设计坡度为±10°，其余地段最大设计坡度为11°，胶带机运输能力满足要求。
　　（7）三采区辅助运输系统：三采区辅运大巷局部设计最大坡度±10°，使用无轨胶轮车运输，满足辅助运输要求。
　　（8）采掘设备：布局调整后全部使用平朔现有采掘设备，根据煤层底板等高线，最大坡度为10.5°，设备能力能够满足要求，当工作面局部坡度大于12°以上时，液压支架需要增加防倒油缸，后部刮板输送机需要控制煤量，采煤机采用上行走空刀、下行割煤方式。
　　3 调整效果分析
　　平朔井工三矿优通过优化设计调整，大大解决了井工三矿目前采掘布局造成的诸多困难，取得了以下效果。（1）安全管理方面：调整后辅助运输更加安全，板管理更加容易，砂岩裂隙水得到控制。（2）资源利用方面，布局调整后，采掘布局更加合理，增加了煤炭的回收率，相对原布局可采煤量增加了399万吨。（3）调整后整体投入节省费用3204万元。（4）系统调整方面：排水系统简化，顺槽主运系统能力提升。布局调整后，采煤工作面主运顺槽系统由原来的两部胶带运输机或加装中驱设备变为一部胶带运输机，系统简单且运行稳定，运输能力提升。（5）生产组织方面：布局调整后，减少了大坡度采掘和岩巷作业，避开了砂岩裂隙水的影响，调整后无需跳面，搬家倒面次数减少10次，节约费用9800万元。（6）采掘接续方面：布局调整后，可实现二采区接续一采区，一采区接续三采区，矿井摆脱单采区回采困局，接续更加合理。
　　参考文献：
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　　作者简介：苏帅（1987-），男，山西朔州人，本科，助理工程师，从事采掘技术工作。
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