优化巷道布局 打造本质安全型设计
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."$)6" 3 6;<，二采 区 回 风 斜 巷 回 风 量 为 "$//6" 3 6;<。矿井绝对瓦斯涌出量 ,"0 "56" 3 6;<，其中抽 放量 %.6" 3 6;<，矿井负压 !/!$=4。 ;= ;= >< 通风系统改造的必要性 （ % ） 中央回风上山是矿井高阻力区域，局部 地段有效通风断面小，阻力较大。阻力测算，中央 回风 上 山 阻 力 高 达 !$$50 !=4，占 全 矿 井 阻 力 的 )50 5: 。 特 别 是 其 下 段 单 巷 部 分， 阻 力 为 %),)0 #=4，占全矿井的 ,)0 .: ，造成通风“ 卡脖 子” 。 （ ! ） 二采区运输石门敷设胶带，却担负四采 区部分回风任务，通风系统不合理。 ;= ;= ?< 改造方案和效果 方案：增设中央二总回下段，施工岩石巷道总 工程量 %!.56，同时对中央总回风巷失修段进行刷 大和卧底，增加通风断面。 效果：中央二总回下段施工完成后，矿井风量 增加到 %%#$$6" 3 6;<，比 改 造 前 增 加 %$$$6" 3 6;< 左右，矿井负压为 !#)$=4，比改造前降低 #)$=4， 同时，二采区运输石门实现进风。矿井通风状况得 到有效改善，确保了安全和生产的需要。 改造后矿井通风系统见图 % 。 ;= >< 优化三采区巷道设计，保障生产安全高效 ;= >= ;< 采区地质概况 三采区位于祁东井田东部，东以 !/ 7 "$ 勘探 线为界与五采区相邻，西以 >, 逆断层为界与一采 区相邻，南至 / 煤露头，北至 ) % 煤 - )$$6 底板等 高线，采区走向长约 !%$$6。三采区煤岩层呈单斜 构造，倾角 %! 7 %#8 ，平均 %"8 。采区内断裂构造 较为发育，对生产影响较大。采区内共有 ) % ，. % ， 5 ! 三层 主 采 煤 层，煤 层 平 均 厚 度 分 别 为 %0 /"6，
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& & 祁东煤矿设计生产能力 %0 ,12 3 4。井田内煤系 地层为二迭系，含可采煤层 ) 层，分别为 " ! ，) % ， ) " ，. % ，5 ! 、/ ，平均总厚度 %,0 %,6。根据层间距 划分为 ! 个煤组开采，" ! 煤层距下伏 ) % 煤层平均 约 %.$6，布置独立采区开采，) % ，) " ，. % ，5 ! ，/ 煤层层间距相对较近，划分 % 个煤组。各煤层倾角 一般 5 7 %,8 ，属缓倾斜煤层。 祁东矿井采用一对立井、集中石门、分组大巷 或集中大巷开拓方式。划分 ! 个水平，现开采一水 平，水平标高 - )$$6，回风水平标高 - #$56。矿 井通风方式采用中央边界式，风井净直径 ,0 ,6， 安装 ! 台 *(9 对旋风机。井田内可采煤层的瓦斯 成分最 高 达 /50 .: ，瓦 斯 含 量 最 大 达 !,0 ,6 3 2， 初步设计时定位为高瓦斯矿井。 建井期间，中央总回风巷在揭、穿 / 煤层的过 程中，多次发生动力现象，矿井被鉴定为煤与瓦斯 突出矿 井。!$$# 年 以 来，为 解 决 矿 井 通 风 问 题， 充分实施“ 应抽尽抽、可保尽保” 的瓦斯治理战 略，祁东煤矿不断进行巷道布局的优化，努力打造 本质安全型设计，提高矿井抗灾能力。 ;< 优化巷道布局 ;= ;< 新设中央二总回下段，改善矿井通风状况 ;= ;= ;< 矿井生产及通风状况 !$$# 年初，祁东煤矿生产采区 " 个，为一采 区（ ) % 、. % 煤） 、二 采 区（ " ! 煤） 和 四 采 区（ " ! 煤） ，开拓 采 区 ! 个，为 二 采 区（ . % ，5 ! ，/ 煤） 和三采区（ ) % 、. % 、5 煤） 。井 下 共 有 两 综 两 高 # 个回采工作面，%. 个掘进头。 矿 井 总 进 风 量 //5,6 3 6;<， 总 回 风 量 %$#$,6" 3 6;<，其 中， 中 央 回 风 上 山 回 风 量
, ! ，( ! 煤层前期生产巷道回采 ’ % 煤层，减少准备 巷道工程量。 （ % ） 区内巷道布置 " , ! 煤层瓦斯含量相对较 小、’ % 煤层工作面准备时因上解放层开采使瓦斯
图 !" 改造后矿井通风系统
得到了释放，所以，设计 , ! ，’ % 煤层工作面采用 双巷掘进。( ! 煤层工作面采用 $ 巷布置，一区段 工作面 $ 条煤巷掘进，即风机巷均双巷掘进，每隔 )** - $**& 联络巷贯通，解决独头掘进长距离通风 问题，实现煤层边掘边抽，同时，最上面一条煤巷 作为后期工作面回采的尾抽巷；二、四区段工作面 采用 ! 条高抽巷和 ) 条煤巷掘进，机巷双煤巷掘 进，风巷由高抽巷配合一岩一煤掘进，每隔 )** $**& 联络巷贯通，解决独头掘进长距离通风问题， 后期利用高抽巷解决回采期间瓦斯治理问题。( ! 煤层区内巷道布置见图 ) 所示。
图 ’3 + % 煤层开采平面布置
’() 层位分别布置运输上山、抽放回风上山和轨道 上山，为跨上山开采创造条件。 （ ’ ） 在采区各区段设计 ! 煤底板集中巷，同 时作为底抽巷，实现 + % ，, % ，, # 煤层开采时对 ! 煤 的预抽。 !" #" &$ 调整布局的主要效果 （ % ） 充分利用 ! 煤底板集中巷对上部煤层进 行长时间的预抽瓦斯，充分消除瓦斯突出危险，为 工作面的掘进和回采提供安全保证。 （ # ） 布局调整后，各煤层均可采用跨上山开 采，不 留 上 山 保 护 煤 柱， 多 回 收 保 护 煤 柱 约 %- #.$12。 （ . ） #(($ 年 %( 月，二采区轨道石门穿 ! 煤， 用时 . 个月。生产实践证明，二采区 ! 煤瓦斯含量 高，为强突出煤层，原设计方案无法实施。布局调 整后，可有效解放 ! 煤 $- $+12 煤炭资源，确保 ! 煤的安全回收。 %$ 结束语 巷道布局是生产和安全的源头。科学、规范、 合理的设计，能够从本质上提供安全作业环境，提 高劳动生产效率，提升矿井经济效益。祁东煤矿通 过近年来的生产实践，逐步认识到优化巷道布局是 解决矿井通风和瓦斯治理问题的根本途径，从而为 打造本质安全型矿井奠定基础。
优化方案的主要优点三采区上山采用煤布置方案与原设计相比简化了区段车场巷道的联接增强了后期生产期间通风系统的稳定性有利于巷道的维护同时提高了上山施工期间的安全性原设计有煤层工作面巷道采用巷布置充分解决了掘进和回采期间瓦斯治理问题保障采区安全高效生产
第 %% 卷 第 ) 期（ 总第 ." 期） !$$) 年 %! 月
［ 收稿日期］ !$$) - $. - $. ［ 作者简介］ 李承军（ %/.! - ） ，男，安徽肥东人，高级工程师，%//# 年毕业于阜新矿业学院采矿系，现在皖北煤电集团公司生产技术部从 事掘进生产技术管理工作。
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李承军：优化巷道布局 打造本质安全型设计
%**, 年第 , 期
图 %" 三采区上山优化方案
总第 +. 期
煤3 矿3 开3 采
#((* 年第 * 期
!" #$ 调整二采区巷道布局，解放 ! 煤可采储量 !" #" !$ 二采区地质概况及原设计情况 二采区介于 "#$ 和 "% 断层之间，开采上限标 高 & ’#()，下限标高 & *(()，主采 + % ，, # ，! 煤 层，煤层平均厚 度 %- +.)，%- !’)，.- $’)，呈 单 斜构造，平均倾角 %#/ 。煤层层间距离 + % 0 , # 为 .()，, # 0 ! 为 %()。采区可采储量 %(- ,’12，其中 + % 煤 #- (,12，, # 煤 .- %!12，! 煤 $- $+12。采区内 , % 煤局部可采，在 , # 煤层上约 %()。采区各煤层 瓦斯含量均较大，! 煤属于突出煤层。 二采区为双翼采区，走向长壁开采方式，#((. 年完成采区设计，采用联合布置，共 ’ 条上山，分 别为轨道上山（ , # 煤层） 、回风上山（ , % 煤层） 、 ! 煤运输上山和 + % 煤层运输上山。#(($ 年 . 月， 二采区轨道上山和 & ’.() 回风巷（ 均沿 , # 煤层施 工） 贯通，采区回风上山已施工 .(()。 !" #" %$ 调整巷道布局的原因 （ % ） ! 煤为突出煤层，原设计沿 ! 煤布置运输 上山违反《 防治煤与瓦斯突出细则》 ，施工安全无 法确保。 （ # ） ! 煤必须提前预抽瓦斯，原设计未考虑。 （ . ） 从已经施工的轨道上山和回风上山情况 来看，巷道压力大，有效断面减小，无法满足安全 生产需要。 （ ’ ） 采区右翼为不规则的三角带，走向较短， 造成工作面搬家频繁。 !" #" #$ 巷道布局调整方案 （%）+% ， ,% ， ,# ， ! 煤 ’ 层煤采用分组联合开采， + % 煤层独立布置， 作为解放层先期开采， ,% ， ,# ， !煤 联合开采， ,% ， , # 作为 ! 煤解放层开采。 （ # ） + % 煤层独立开采。增设 "% 断层边界 + % 煤 层运输上山和 + % 煤层底板提料上山，利用原二采 区轨道上山回风，构成 + % 煤生产系统，+ % 煤布置 单翼开采。+ % 煤层开采平面布置见图 ’ 。 （ . ） , % ，, # ，! 煤联合开采，在 ! 煤底板 .( 0 00000000001
图 )" 三采区 ( ! 煤层区内巷道布置
!" #" &$ 优化方案的主要优点 三采区上山采用 ) 岩 % 煤布置方案，与原设计 相比，简化了区段车场巷道的联接，增强了后期生 产期间通风系统的稳定性，有利于巷道的维护，同 时提高了上山施工期间的安全性（ 原设计有 ) 条 ’ % 煤层上山，但 ’ % 煤层下伏 + 煤，层距 !!&，受 火成岩侵入，大部分不可采，但属于突出煤层。因 此，’ % 煤层上山掘进安全管理难度大） 。区内 ( ! 煤层工作面巷道采用 $ 巷布置，充分解决了掘进和 回采期间瓦斯治理问题，保障采区安全高效生产。 )(
煤& 矿& 开& 采 ?@4A 1;<;<B ’CDE<@A@BF
G@%0 %% H@0 ) （ ICJ;CK H@0 ." ） (CDC6LCJ& !$$)
优化巷道布局 打造本质安全型设计
李承军
（ 皖北煤电集团 生产技术部，安徽 宿州 !"#$%% ）
［ 摘& 要］ & 介绍了祁东煤矿从优化巷道布局着手，打造本质安全型设计，逐步解决矿井通风和 瓦斯治理难题，提高矿井抗灾能力。 ［ 关键词］ & 优化设计；本质安全型；巷道布局 ［ 中图分类号］ ’(!)"& & ［ 文献标识码］ *& & ［ 文章编号］ %$$)+)!!, （ !$$) ） $)+$$")+$"
!# $%& （ %’ 线以西 ( ! 煤） 、)# *%& （ %’ 线以东 ( ! 煤） ，!# +*&。煤 层 间 距：, ! - ( ! 为 $!&、( ! - ’ % 为 )*&。三采区各煤层瓦斯含量均大于 !*&) . /，瓦 斯含量较高。三采区 , ! ，( ! ，’ % 三层煤层合计地 质储量 !+# $+(0/，可采储量 !%# !+)0/。 !" #" #$ 采区原设计状况 三采区原设计双翼采区，走向条带开采。, ! ， ( ! ，’ % 三层煤层分组小联合布置，, ! 煤层独立开 采，布置轨道、运输、回风 ) 条煤层上山，( ! ，’ % 煤层联合开采，在 ’ % 煤层中布置轨道、运输、回 风 ) 条上山，为加快 ( ! 煤层生产准备进度，还增 设了 ! 条 ( ! 煤层运输上山。因此，三采区共设计 ( 条煤层上山，采区生产准备系统较为复杂。三采区 工作面回采巷道原设计均采用单巷掘进，未考虑瓦 斯治理因素。 !" #" %$ 优化设计巷道方案 （ ! ） 采区上山布置 " 仍设计双翼采区，走向 条带开采。, ! ，( ! ，’ % 三层煤层采用分组小联合和 大联合混合布置方式。采区共设计 1 条上山，分别 为 , ! 煤层底板回风上山，, ! 煤层底板集中轨道上 山，, ! ，( ! 煤层运输上山，( ! 煤层底板回风上山。 采区上山布置示意见图 % 。 煤层 开 采 顺 序：前 期 , ! ，( ! 煤 层 联 合 开 采， 后期 ( ! ，’ % 煤层联合开采，采区一翼必须在 , ! 煤 层全部回采结束后方可进行 ( ! ，’ % 煤层联合开采。 采用该开采顺序，有两个方面的优点：一是 ( ! 煤 层作为 ’ % 煤层的解放层开采，’ % 煤层瓦斯得到充 分释放，有利于 ’ % 煤层安全开采；二是充分利用
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& & 祁东煤矿设计生产能力 %0 ,12 3 4。井田内煤系 地层为二迭系，含可采煤层 ) 层，分别为 " ! ，) % ， ) " ，. % ，5 ! 、/ ，平均总厚度 %,0 %,6。根据层间距 划分为 ! 个煤组开采，" ! 煤层距下伏 ) % 煤层平均 约 %.$6，布置独立采区开采，) % ，) " ，. % ，5 ! ，/ 煤层层间距相对较近，划分 % 个煤组。各煤层倾角 一般 5 7 %,8 ，属缓倾斜煤层。 祁东矿井采用一对立井、集中石门、分组大巷 或集中大巷开拓方式。划分 ! 个水平，现开采一水 平，水平标高 - )$$6，回风水平标高 - #$56。矿 井通风方式采用中央边界式，风井净直径 ,0 ,6， 安装 ! 台 *(9 对旋风机。井田内可采煤层的瓦斯 成分最 高 达 /50 .: ，瓦 斯 含 量 最 大 达 !,0 ,6 3 2， 初步设计时定位为高瓦斯矿井。 建井期间，中央总回风巷在揭、穿 / 煤层的过 程中，多次发生动力现象，矿井被鉴定为煤与瓦斯 突出矿 井。!$$# 年 以 来，为 解 决 矿 井 通 风 问 题， 充分实施“ 应抽尽抽、可保尽保” 的瓦斯治理战 略，祁东煤矿不断进行巷道布局的优化，努力打造 本质安全型设计，提高矿井抗灾能力。 ;< 优化巷道布局 ;= ;< 新设中央二总回下段，改善矿井通风状况 ;= ;= ;< 矿井生产及通风状况 !$$# 年初，祁东煤矿生产采区 " 个，为一采 区（ ) % 、. % 煤） 、二 采 区（ " ! 煤） 和 四 采 区（ " ! 煤） ，开拓 采 区 ! 个，为 二 采 区（ . % ，5 ! ，/ 煤） 和三采区（ ) % 、. % 、5 煤） 。井 下 共 有 两 综 两 高 # 个回采工作面，%. 个掘进头。 矿 井 总 进 风 量 //5,6 3 6;<， 总 回 风 量 %$#$,6" 3 6;<，其 中， 中 央 回 风 上 山 回 风 量
, ! ，( ! 煤层前期生产巷道回采 ’ % 煤层，减少准备 巷道工程量。 （ % ） 区内巷道布置 " , ! 煤层瓦斯含量相对较 小、’ % 煤层工作面准备时因上解放层开采使瓦斯
图 !" 改造后矿井通风系统
得到了释放，所以，设计 , ! ，’ % 煤层工作面采用 双巷掘进。( ! 煤层工作面采用 $ 巷布置，一区段 工作面 $ 条煤巷掘进，即风机巷均双巷掘进，每隔 )** - $**& 联络巷贯通，解决独头掘进长距离通风 问题，实现煤层边掘边抽，同时，最上面一条煤巷 作为后期工作面回采的尾抽巷；二、四区段工作面 采用 ! 条高抽巷和 ) 条煤巷掘进，机巷双煤巷掘 进，风巷由高抽巷配合一岩一煤掘进，每隔 )** $**& 联络巷贯通，解决独头掘进长距离通风问题， 后期利用高抽巷解决回采期间瓦斯治理问题。( ! 煤层区内巷道布置见图 ) 所示。
图 ’3 + % 煤层开采平面布置
’() 层位分别布置运输上山、抽放回风上山和轨道 上山，为跨上山开采创造条件。 （ ’ ） 在采区各区段设计 ! 煤底板集中巷，同 时作为底抽巷，实现 + % ，, % ，, # 煤层开采时对 ! 煤 的预抽。 !" #" &$ 调整布局的主要效果 （ % ） 充分利用 ! 煤底板集中巷对上部煤层进 行长时间的预抽瓦斯，充分消除瓦斯突出危险，为 工作面的掘进和回采提供安全保证。 （ # ） 布局调整后，各煤层均可采用跨上山开 采，不 留 上 山 保 护 煤 柱， 多 回 收 保 护 煤 柱 约 %- #.$12。 （ . ） #(($ 年 %( 月，二采区轨道石门穿 ! 煤， 用时 . 个月。生产实践证明，二采区 ! 煤瓦斯含量 高，为强突出煤层，原设计方案无法实施。布局调 整后，可有效解放 ! 煤 $- $+12 煤炭资源，确保 ! 煤的安全回收。 %$ 结束语 巷道布局是生产和安全的源头。科学、规范、 合理的设计，能够从本质上提供安全作业环境，提 高劳动生产效率，提升矿井经济效益。祁东煤矿通 过近年来的生产实践，逐步认识到优化巷道布局是 解决矿井通风和瓦斯治理问题的根本途径，从而为 打造本质安全型矿井奠定基础。
优化方案的主要优点三采区上山采用煤布置方案与原设计相比简化了区段车场巷道的联接增强了后期生产期间通风系统的稳定性有利于巷道的维护同时提高了上山施工期间的安全性原设计有煤层工作面巷道采用巷布置充分解决了掘进和回采期间瓦斯治理问题保障采区安全高效生产
第 %% 卷 第 ) 期（ 总第 ." 期） !$$) 年 %! 月
［ 收稿日期］ !$$) - $. - $. ［ 作者简介］ 李承军（ %/.! - ） ，男，安徽肥东人，高级工程师，%//# 年毕业于阜新矿业学院采矿系，现在皖北煤电集团公司生产技术部从 事掘进生产技术管理工作。
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图 %" 三采区上山优化方案
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煤3 矿3 开3 采
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!" #$ 调整二采区巷道布局，解放 ! 煤可采储量 !" #" !$ 二采区地质概况及原设计情况 二采区介于 "#$ 和 "% 断层之间，开采上限标 高 & ’#()，下限标高 & *(()，主采 + % ，, # ，! 煤 层，煤层平均厚 度 %- +.)，%- !’)，.- $’)，呈 单 斜构造，平均倾角 %#/ 。煤层层间距离 + % 0 , # 为 .()，, # 0 ! 为 %()。采区可采储量 %(- ,’12，其中 + % 煤 #- (,12，, # 煤 .- %!12，! 煤 $- $+12。采区内 , % 煤局部可采，在 , # 煤层上约 %()。采区各煤层 瓦斯含量均较大，! 煤属于突出煤层。 二采区为双翼采区，走向长壁开采方式，#((. 年完成采区设计，采用联合布置，共 ’ 条上山，分 别为轨道上山（ , # 煤层） 、回风上山（ , % 煤层） 、 ! 煤运输上山和 + % 煤层运输上山。#(($ 年 . 月， 二采区轨道上山和 & ’.() 回风巷（ 均沿 , # 煤层施 工） 贯通，采区回风上山已施工 .(()。 !" #" %$ 调整巷道布局的原因 （ % ） ! 煤为突出煤层，原设计沿 ! 煤布置运输 上山违反《 防治煤与瓦斯突出细则》 ，施工安全无 法确保。 （ # ） ! 煤必须提前预抽瓦斯，原设计未考虑。 （ . ） 从已经施工的轨道上山和回风上山情况 来看，巷道压力大，有效断面减小，无法满足安全 生产需要。 （ ’ ） 采区右翼为不规则的三角带，走向较短， 造成工作面搬家频繁。 !" #" #$ 巷道布局调整方案 （%）+% ， ,% ， ,# ， ! 煤 ’ 层煤采用分组联合开采， + % 煤层独立布置， 作为解放层先期开采， ,% ， ,# ， !煤 联合开采， ,% ， , # 作为 ! 煤解放层开采。 （ # ） + % 煤层独立开采。增设 "% 断层边界 + % 煤 层运输上山和 + % 煤层底板提料上山，利用原二采 区轨道上山回风，构成 + % 煤生产系统，+ % 煤布置 单翼开采。+ % 煤层开采平面布置见图 ’ 。 （ . ） , % ，, # ，! 煤联合开采，在 ! 煤底板 .( 0 00000000001
图 )" 三采区 ( ! 煤层区内巷道布置
!" #" &$ 优化方案的主要优点 三采区上山采用 ) 岩 % 煤布置方案，与原设计 相比，简化了区段车场巷道的联接，增强了后期生 产期间通风系统的稳定性，有利于巷道的维护，同 时提高了上山施工期间的安全性（ 原设计有 ) 条 ’ % 煤层上山，但 ’ % 煤层下伏 + 煤，层距 !!&，受 火成岩侵入，大部分不可采，但属于突出煤层。因 此，’ % 煤层上山掘进安全管理难度大） 。区内 ( ! 煤层工作面巷道采用 $ 巷布置，充分解决了掘进和 回采期间瓦斯治理问题，保障采区安全高效生产。 )(
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优化巷道布局 打造本质安全型设计
李承军
（ 皖北煤电集团 生产技术部，安徽 宿州 !"#$%% ）
［ 摘& 要］ & 介绍了祁东煤矿从优化巷道布局着手，打造本质安全型设计，逐步解决矿井通风和 瓦斯治理难题，提高矿井抗灾能力。 ［ 关键词］ & 优化设计；本质安全型；巷道布局 ［ 中图分类号］ ’(!)"& & ［ 文献标识码］ *& & ［ 文章编号］ %$$)+)!!, （ !$$) ） $)+$$")+$"
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