栖凤煤矿矿井采区布置方案的探讨

赵书海

（太原理工大学 矿业工程学院，太原 030024）

山西忻州神达栖凤煤矿的设计生产能力0.90 Mt/a，斜井开拓方式，5号煤层首采区位于井田西南部，+1 325 m水平南翼，编号514采区，属上山采区，走向长1 200 m，倾斜宽515 m，采区垂高176 m，面积618 000 m2，可采采储量650万t，服务年限5.5 a。

1 采区数目及工作面生产能力计算

1）移交生产和达到设计能力时的采区数目：矿井移交生产时布置1个采区（5号煤层514采区），采用一井一面，5号煤层1个工作面单层生产达到生产能力。

2）工作面生产能力计算：回采工作面基本参数为：切眼长110 m，运输顺槽长948 m，回风顺槽长878 m，5号煤层平均厚度14.68 m，采用走向长壁分层放顶煤综采法（分两次采放全高），其中采底开帮2.4 m，放顶煤5.0 m，最大控顶距4.72 m，最小控顶距4.12 m，每循环推进0.6 m，容重1.47 m3/t，工作面回收率推帮煤95%、放顶煤70%。机组循环进度0.6 m，三班生产，一班检修，生产班进度1.2 m，日进度3.6 m，正规循环率0.8，年工作日330 d，工作面年推进度950.4 m，年掘进量2 500 m，掘进断面13.4 m2。

（1）循环产量：循环产量Qxh=Q1+Q2=176.96+271.66=448.62 t。推帮循环产量 Q1=LM1VγC1c=110×2.4×0.6×1.47×0.95×0.8=176.96 t。放顶煤循环产量Q2=LM2VγC2c=110×5.0×0.6×1.47×0.70×0.8=271.66 t。式中：Q 为产量，t；L 为工作面长度，m；M1、M2为推帮采煤厚度及放顶煤厚度，m；V为工作面年物质循环进度，m；γ 为煤层容重，t/m3；C1为工作面推帮回采率，取0.95；C2为工作面放顶煤回采率，取 0.70；c为正规循环率，80%。

（2）工作面生产能力：工作面三采一准，每天6个循环，年工作日330 d，正规循环率80%，日产量269 1.7 t，年推进度 950.4 m。Ac=448.62×6×330×10-4=88.83万t/a。

（3）采区生产能力：QB=k1k2Ac。式中：QB为采区生产能力；k1为采区掘进出煤系数，取为1.1；k2为工作面之间出煤影响系数，由于同采的工作面个数为1，故 k2=1。A=1.1×1×88.83=97.7 万 t/a。故采区能满足矿井产量要求。

2 采区尺寸及巷道布置

1）采区走向长度的确定：514采区位于井田+1 325 m水平南翼，属上山双翼采区，走向长1 300 m，倾斜宽425 m，面积552 500 m2。

2）确定区段斜长和工作面数目：采区倾斜长425 m，工作面长110 m，以514采区三条上山巷道为中心双翼布置顺槽巷道，首采区布置6个工作面（2层）。

3）采区巷道布置：5号煤层为特厚煤层，按综采放顶煤法布置巷道，以514采区三条上山（运输、辅助运输、回风）巷道为中心双翼布置顺槽巷道，上分层顺槽均沿煤层中部布置，下分层顺槽沿煤层底板布置，上下分层顺槽巷道重叠布置；上分层运输顺槽通过溜煤眼与514采区运输上山刮板输送机联接，下分层直接搭接。

4）采区内工作面的接替顺序：51402（上）→50404（上）→50406（上）→51402（下）→51404（下）→51406（下），工作面接替采用由近至远、由上至下依次接替。

3 采区车场、装车点及硐室

1）采区车场：+1 325 m南翼运输大巷（新掘）布置在2号、5号煤层之间岩石中，机轨合一，+1 325 m南翼辅助运输大巷利旧。大型设备及材料通过+1 325 m南翼运输大巷（新掘）轨道运输，日常小型设备及人员通过+1 325 m南翼辅助运输大巷架线电机车运输。514采区辅助运输上山采用绞车牵引矿车运输，回风顺槽（轨道）采用无极绳连续牵引车运输。原煤经运输顺槽可伸缩带式输送机转载入514采区运输上山刮板输送机，514采区运输上山刮板输送机与采区煤仓上仓运输巷带式输送机搭接送入采区煤仓，由+1 325 m南翼运输大巷（新掘）、2号-5号煤运输石门带式输送机，将原煤送入井底煤仓，再由井底煤仓下给煤机将原煤给入主斜井带式输送机运出地面。

2）采区主要硐室：①采区煤仓：圆形断面煤仓，直径5 m，垂高25 m，容量350 t。②采区绞车房：采区辅助运输采用绞车牵引矿车运输，设专用采区绞车房。③采区变电所：首采514采区距中央变电所距离较远，在514采区辅运上山及回风上山之间设采区变电所。④采区机电硐室（利旧）、采区消防材料库（20 m）、井下保健急救站（20 m）、采区等候硐室（15.5 m）。

4 采区煤矸运输、辅助运输、通风系统、排水系统

1）运煤系统：回采工作面（刮板运输机）→运输顺槽（可伸缩带式输送机）→514运输上山（刮板输送机）→采区煤仓上仓运输巷（带式输送机）→采区煤仓→+1 325 m南翼运输大巷（新掘）→2号-5号煤运输石门（带式输送机）→井底煤仓（给煤机）→主斜井（带式输送机）→地面。

2）运料系统：副斜井→副斜井井底车场→+1 325 m南翼运输大巷（新掘）或+1 325 m南翼运输大巷（利旧）→采区车场→514采区辅助运输上山→工作面回风顺槽（轨道）→回采（掘进）工作面。

3）通风系统

①新鲜风流：主风流：主斜井→井底车场→2号-5号煤辅助运输石门→+1 325 m南翼运输大巷联络巷→+1 325 m南翼运输大巷（新掘）→采区车场→采区运输上山→工作面运输顺槽→工作面。辅助风流：副斜井→2号-5号煤运输石门→+1 325 m南翼行人大巷（利旧）及辅助运输大巷（利旧）→采区车场→采区辅运上山→掘进工作面运输顺槽→回采工作面。②污风风流：工作面→工作面回风顺槽→采区回风上山→回风联络巷→总回风巷→回风斜井→风硐经主要通风机排出地面。

4）矸石系统：掘进工作面矸石→顺槽→采区辅运上山→采区车场→+1 325 m南翼运输大巷（新掘）→+1 325 m南翼运输大巷联络巷→2号-5号煤辅运石门→副斜井井底车场→副斜井→地面。

5）供电系统：地面变电站→主斜井→井下中央变电所→采区变电所→移动变电站→工作面。

6）排水系统：运输、轨道顺槽→采区运输、辅助运输、回风上山→采区车场→+1 325 m南翼运输大巷（新掘）、+1 325 m南翼行人大巷（利旧）及辅助运输大巷（利旧）→2号-5号煤运输石门→井底车场→中央水泵房→主斜井→地面。

5 结束语

经对栖凤煤矿矿井采区布置方案的探讨，得出结论：5号煤层514采区工作面生产能力88.83万t/a，采区生产能力97.7万t/a。因此采区将能满足矿井产量要求。5号煤层为特厚煤层，按综采放顶煤采煤法布置巷道；采区车场、装车点、硐室、采区通风和排水系统均能满足规定要求。