多煤层联合布置开采巷道通风和运输优化

多煤层联合布置开采巷道通风和运输优化
作者：李海波
来源：《工业技术创新》2017年第06期
摘要：为了解决某地在一采区多煤层回采工作面运输、出煤及回风系统巷道布置上的缺陷，在二采区开采前，考虑通风和运输问题，提前布置准备巷道、优化回采工作面系统巷道。

优化后，巷道通风良好，一条系统巷道能够服务于多个回采工作面的生产。

不仅简单合理，而且延长了系统巷道服务周期，节约成本高达74%。

关键词：联合布置；系统巷道；一巷多用；通风
中图分类号：TD-0 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 （2017） 06-062-03
工业技术创新 URL： http： // DOI： 10.14103/j.issn.2095-
8412.2017.06.015
引言
阳泉煤业集团安泽登茂通煤业有限公司（以下简称本公司）在某地一采区2号、3号煤层联合布置开采过程中，由于回采工作面系统巷道布置存在诸多不合理因素，导致一条巷道仅服务一个回采面、角联通风系统存在、轨道运输与皮带运输交叉、系统巷道布置复杂，出现了管理困难等一系列问题[1]。

本文在总结上述问题的基础上，在二采区开采前，提前考虑两翼开采过程中通风和运输系统的优化。

目标是做到通风系统简单、合理，避免角联通风巷道，力求一巷多用，延长系统巷道服务周期。

1 煤层赋存及煤质
可采煤层：本井田批采2～10号煤层，其中2、3、10号煤层为可采煤层，其它煤层为不可采煤层。

2号、3号煤层分述如下：
2号煤层位于某组中部，下距3号煤层间距5.95～19.59 m，平均13.10 m。

2号煤层厚度1.25～1.53 m，平均1.38 m。

结构简单，不含夹石，顶板岩性以粉砂岩为主，底板为泥岩，为全区稳定可采煤层。

3号煤层位于某组中下部，下距10号煤层间距77.78～106.04 m，平均85.50 m。

3号煤层厚度0.90～1.83 m，平均1.49 m。

一般不含夹矸，局部含一层夹矸，顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，底板为泥岩，为基本全区稳定可采煤层。

2 一采区巷道布置及既存问题
为确保二采区通风系统设计的合理性，现就一采区开采活动过程中，采区两翼回采工作面的出煤系统巷道、下料巷道以及回风系统巷道的布置方式和存在的各类问题进行详细的分析和说明。

图1为一采区准备巷道右翼回采工作面通风系统布置图。

可以看出每一个工作面在布置过程中，存在如下缺点：
（1）回采工作面出煤系统巷、下料巷和回风系统巷等均仅能服务一个回采工作面，不能为左翼回采工作面或下个回采工作面重复利用。

（2）工作面回采结束后，涉及到需要封闭的系统巷道较多，造成采空区闭墙管理困难。

图2为一采区左翼开采过程中工作面巷道系统布置图。

由于工作面布置在皮带巷一侧，为了解决生产期间的轨道运输问题，从一采区轨道巷向一采区皮带巷沿3#煤布置了一条运料巷。

存在如下缺点：
（1）皮带与运输交叉作业，给安全生产带来了不确定的隐患[2]。

（2）此轨道运输巷道为角联通风系统巷道，容易造成该巷道风量不稳定，加大了通风管理的难度[3]。

（3）回采面各系统巷道也仅能服务于一个回采工作面的使用，不能重复、高效利用，造成巷道投资过大[4]。

3 二采区准备巷道布置
二采区2#、3#煤层开采采用联合布置方式，采区准备巷道为“两进一回”通风系统，其中采区轨道巷与采区皮带巷布置在3#煤层中；采区轨道巷与采区皮带巷中间为采区回风巷，布置在2#煤层中。

三条准备巷道水平间距为30 m。

三条大巷已掘进到位，并贯通整个采区。

4 二采区系统巷道优化
为解决一采区回采工程中回采工作面通风系统、下料系统巷布置存在的问题，在二采区开采前提前统筹2#、3#煤层进行解决。

优化改进后的两翼回采面系统布置如图3所示。

二采区在回采过程中，采用倒叙开采，2201回采工作面为二采区首采工作面。

工作面通风系统全部采用“两进一回”的“Y”型通风方式。

其中2201辅助进风巷在工作面回采过程中，采用沿空留巷的方式保留，并作为下个回采工作面的进风巷道[5]。

二采区巷道的布置与一采区相同，采区皮带巷与采区轨道运输巷道沿3#煤层布置；中间为采区回风巷道，沿2#煤层布置。

采区两翼布置回采工作面。

上述三条巷道均已布置到位。

2201辅助进风巷在掘进期间，从采区皮带巷开口爬坡见2#煤层后反打，并与采区轨道巷贯通，中间与回风巷贯通后设风桥并留回风系统口。

待通风系统稳定后，掘进2201辅助进风巷。

在采区皮带巷上方留溜煤眼，作为掘进期间和工作面回采期间的出煤系统。

5 优势分析
第3、4章所述的巷道布置与优化相比于一采区工作面的优点有：
（1）巷道系统简单，不存在轨道运输与皮带巷运输交叉作业情况，便于管理，避免了交叉作业过程中带来的安全隐患问题。

（2）巷道服务周期长，2201回风系统巷担负2201工作面回风、2203辅助进风和下料、2205工作面进风和出煤任务；同时担负2202工作面回风、2204工作面的辅助进风和下料、2206工作面的进风和出煤任务。

可以服务6个回采工作面的使用。

（3）系统巷道布置于3#煤上方，中间与回风巷留有回风系统口，避免了角联通风系统的出现，确保了通风系统稳定、可靠[6]。

6 经济效益分析
参照本公司在生产活动中的成本投入：系统巷道设计断面8 m2，岩石巷道掘进按单位成本计算（考虑人工成本在内），单价为3 800元/m；煤巷掘进单价为1 600元/m。

（1）根据一采区系统巷道的设计，一个回采面出煤系统巷道为80 m，回风下料系统巷道为40 m（均为全岩巷道掘进），回风系统巷两侧均为30 m。

（2）按照二采区优化后的方案进行布置，布置一条系统巷道需掘进煤巷道80 m，靠轨道岩石系统下料巷道需掘进40 m，皮带侧配风岩石巷道掘进20 m（两侧系统巷均为岩石巷道掘进）。

如果按照一采区布置方案，两翼布置回采工作面，每个回采面系统为单独巷道，则生产成本约为55.2万。

如果按照优化后的方案进行布置，两翼布置6个回采工作面，巷道可以重复利用，二采区2#煤层两翼可以布置10个回采工作面，则平均每个回采工作面需掘进煤巷32 m，岩石巷道需掘进24 m。

每个回采面生产成本约为14.26万元。

因此，改造和优化后的通风系统方案在每个回采工作面上可以节省40.94万元，约节省74%。

7 结束语
通过总结在一采区开采活动中回采工作面各系统存在的问题隐患，对二采区回采工作的系统巷道进行优化和改进后，能够提高巷道的有效利用率，并且运输和出煤系统能够独立运行，在安全上有了保证，同时在经济上节约了成本。

参考文献
[1] 王树玉. 煤矿五大灾害事故分析和防治对策[M]. 北京：中国矿业大学出版社， 2006.
[2] 孙继平. 煤矿防治瓦斯事故培训教材[M]. 北京：煤碳工业出版社， 2011.
[3] 马继绪. 煤矿生产技术管理[M]. 北京：煤炭工业出版社， 2012.
[4] 李振祥，闫非，张成. 煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法[M]. 北京：煤炭工业出版社， 2017.
[5] 孙卫东. 浅析通风系统优化技术[J]. 科技展望， 2014（5）.
[6] 石海林. 矿井通风系统优化的研究[J]. 铀矿冶， 1989（3）： 6-10.
Abstract： In order to solve the defects in the arrangements of transportation， coal output and air return system roadway in the No.1 coal mining area multiple seams working face， before mining the No.2 coal mining area， by considering the ventilation and transportation， the roadway is arranged ahead of schedule and the roadway of the working face is optimized. After such an optimization， the roadway ventilation is good， and a system roadway can serve the production of multiple working faces. It is not only simple and reasonable， but also prolongs the service period of the roadway and saves the cost as high as 74%.
Key words： Combined Arrangement； System Roadway； One Roadway Multiple Purpose；Ventilation。