赛蒙特尔煤矿盘区通风系统优化改造

高运增

(北京天地华泰采矿工程技术有限公司,北京 100013)

赛蒙特尔煤矿盘区通风系统优化改造

高运增

(北京天地华泰采矿工程技术有限公司,北京 100013)

煤矿开采受现场条件变化影响较大,初步设计往往不能满足矿井后期的生产和开拓要求,必须根据实际情况进行一定的优化处理。以赛蒙特尔煤矿为例,充分利用其为适应“快速搬家”要求而提前施工的辅助回撤通道,实现了简化通风系统的优化改造。

通风系统;优化改造;新思路

矿井初步设计往往是按矿井最理想的开拓、准备顺序进行巷道布置,而生产过程中受诸多因素影响,巷道往往难以按照设计顺序施工,因此,必须结合实际情况对初步设计中的一些内容进行优化改造。而在改造过程中必须综合考虑矿井各系统的影响,力争达到安全、经济、高效的目标。以赛蒙特尔煤矿盘区通风系统改造为例,通过提前施工的辅助回撤通道,实现简化通风系统的优化改造。

1 矿井概况

赛蒙特尔井田属于神府东胜矿区东胜煤田,设计生产能力 5Mt/a。主采煤层为 4-2煤,平均煤厚 4.38m,埋藏深度 180～220m,为一向西南倾斜的单斜构造,地层倾角 1～3°,地质构造简单。

矿井采用斜井开拓,主斜井倾角 16°,井筒内装备B=1400mm带式输送机,运输能力 1500t/h,担负全矿井煤炭提升任务;副斜井倾角 6°,行走无轨胶轮车,担负全矿井人员、材料及设备等辅助任务;回风斜井倾角 25°,担负全矿井回风任务。

矿井通风方式采用抽出式,通风系统为中央并列式。主、副斜井进风,回风斜井回风。

主采 4-2煤层划分为 4个盘区,目前正在回采一盘区、开拓二盘区,一、二盘区均采用“区内前进”式接续,工作面后退式回采。

2 原盘区通风系统情况

矿井初步设计布置 3条盘区大巷,自盘区边界向里依次为盘区回风大巷、盘区主运大巷和盘区辅运大巷,辅运大巷和主运大巷进风,回风大巷回风,3条大巷均布置在煤层中。

回采工作面主运巷道进风、辅运巷道回风。回风巷道通过回风联络巷与盘区回风大巷沟通,回风联络巷跨越盘区辅运大巷、盘区主运大巷时构筑风桥,见图 1。

图1 矿井原盘区通风系统

3 原盘区通风系统存在的问题

原盘区通风系统设计实现了各回采工作面的独立通风,但每个工作面的回风联络巷必须构筑跨越盘区辅运大巷和盘区主运大巷的风桥,因此,存在以下问题：

(1)对巷道施工顺序要求严格 依照初步设计方案,盘区大巷施工过程中宜将各工作面回风联络巷提前施工,这样才能便于风桥的施工组织。即先施工上部巷道,再施工下部巷道,然后架设风桥。但这样施工必然影响盘区开拓进度,以及矿井的投产和接续。

如为加快矿井投产进度或确保采区接替而将各大巷提前施工,各工作面开始准备时再施工回风风桥,则会导致跨巷道施工,特别是需要跨盘区主运大巷胶带施工,必然会对生产造成影响,且施工组织将非常复杂,全部需要采用人工炮掘,增加了施工费用。

(2)施工成本较高 施工回风联络巷需进行半煤岩巷道施工。4-2煤层平均煤厚 4.38m,为保证支架搬运车等大型车辆通行,辅运大巷设计掘进高度 3.8m,沿煤层底板掘进,底板硬化厚度200mm;为保证通风断面,回风联络巷风桥以上高度不低于 3m,则回风联络巷必须进行半煤岩巷道施工,增加了施工成本 (见图 2)。

(3)构筑风桥增加了材料成本 构筑风桥需要大量砖、水泥和钢材,增加了材料成本。

(4)易造成安全隐患 当工作面回采完后,如将横跨辅运大巷和主运大巷的回风联络巷进行封闭,一但出现瓦斯积聚现象,将形成矿井重大安全隐患;如保留该回风联络巷,则巷道和风桥维护工作量较大,且风桥处漏风将增加矿井内部漏风量。

(5)存在悬空巷道 为矿井末期回收大巷煤柱带来困难,将增加煤柱损失。

图2 矿井盘区回风联巷施工

4 盘区通风系统优化方案

4-2煤层条件较好,适合采用神东地区普遍使用的“快速搬家技术”：提前沿回采工作面终采线施工工作面设备主回撤通道,主回撤通道以外约30m处施工设备辅回撤通道,两通道之间施工 3～4个联络巷,末采时工作面直接与主回撤通道贯通,利用主运巷道、辅运巷道及联巷对设备进行多头回撤,从而实现设备快速回撤、加快搬家速度。

优化方案充分利用了辅回撤通道,具体如下：将盘区各工作面辅回撤通道提前全部施工到位,作为盘区辅助回风大巷;当工作面回撤完毕后,在主运巷道、辅运巷道和各主回撤通道与盘区辅助回风大巷 (辅回撤通道)联络巷内施工密闭进行采空区封闭,则盘区辅助回风大巷可保留,下一个回采工作面回风经辅助回风大巷和原回风联络巷进入盘区回风大巷;掘进工作面回风可通过后段盘区辅助回风大巷及联络巷进入盘区回风大巷。

经过优化改造,每个回采盘区仅首采工作面需施工回风联络巷,其余工作面即可省略,从而简化了施工程序,降低了回采成本,具体布置见图 3。

图3 优化改造后盘区通风系统

5 优化方案经济分析

通过优化改造,减少了准备巷道工程量、简化了施工组织,消除了安全隐患,也大幅降低了生产成本。

根据《煤炭建设井巷工程消耗量定额 (2007基价)》预算,每少施工 1个立交桥可节省费用约12.6万元。通过对上述盘区通风系统的优化改造,每少施工 1个回风联络巷可少施工 2个立交桥,可节省费用约 25.2万元。取消回风联络巷施工后,可少施工煤巷约 24m,少出矸石约 460m3,根据预算可节约费用约 34万元。则每少施工 1个回风联络巷共可节约生产成本约 59.2万元。

6 优化方案适应条件分析

由于受地质条件、开拓方案、回采顺序等多因素影响,任何设计或施工方案只能在一定条件下适用。同时,煤矿生产是一个系统工程,每一子系统的设计都不是孤立的,必须综合考虑运输、通风、供排水、供电等各生产系统的综合影响。

上述优化改造方案的适应条件：近水平煤层,采用单水平或多水平分层开拓;低瓦斯、不易自燃煤层;适用“快速搬家技术”提前施工综采设备主、辅回撤通道,或巷道掘进、维护成本较低可以采用“两进两回”开拓布置的矿井。

7 结束语

生产系统的改造是一个系统工程,只有充分掌握了各系统的特点,充分利用各系统的优势,才能对某个子系统进行灵活改造,从而达到整个生产系统的安全高效运转。

[1]尹茂森 .神东矿区快速建井模式 [J].煤炭科学技术,2004(10)：17-19.

[2]牛瑞芳 .神东矿区井下无岩巷布置与矸石处理技术 [J].陕西煤炭,2008(5)：83-84.

[责任编辑：于海湧 ]

Reformation and Optimization of Panel Ventilation System in Saimengter Colliery

GAO Yun-zeng
(Tiandi Huatai Mining Technology Co.,Ltd,Beijing 100013,China)

Coal mining is largely influenced by actual condition variation and preliminary design which usually cannot meet later mining and driving requirement,so optimization on the basis of actual condition is necessary.Taking Saimengter Colliery as an example,for rapid dis mantling mining face,auxiliary dismantling roadway was constructed in advance,utilization of the roadway made optimization and reformation of ventilation system simple.

ventilation system;optimization and reformation;new idea

TD724

A

1006-6225(2011)01-0036-02

2010-08-30

煤炭科学研究总院青年基金资助项目 (2008QN08)。

高运增 (1979-),男,河北深州人,工程师,硕士,研究方向为煤炭生产。