青山矿六水平回风竖井设计方案探讨

聂玉文，邱春华，彭先林，杨维伟

（江西煤业集团萍乡分公司 青山煤矿，江西 萍乡337000）

1 矿井概况

青山矿是一个开采50历史多年的中型矿井，设计能力为450kt／a，开采对象为急倾斜煤层群，矿井水文地质条件中等；属煤与瓦斯突出矿井，相对瓦斯涌出量13.17 m3／t.d，绝对瓦斯涌出量11.45m3／min；煤尘具有爆炸性；主采大槽、硬子槽、管子槽等煤层。目前正在开采的四水平（－250m）预计2015年结束，为确保矿井正常接替，五水平（－380m）延深于2005年10月开始动工。五水平地质储量3.71Mt，可采储量2.59Mt，深部六水平（－510m）地质储量2.93Mt，可采储量1.39Mt。据省2008年《江西省萍乡市青山煤矿资源储量核实报告》，截止2008年9月30日，四、五水平可采储量合计3.08Mt，按设计年产量450 kt计算，综合服务年限为5.7年，按正常情况水平延深工程准备时间为6年左右。

2 问题提出

根据采掘接替计划，2012年元月六水平延深工程将施工到六水平首采区612附近，位于西519盘区正下方。由于五水平没有回风副巷，而西519盘区还有二年多生产期，且西519盘区专用回风巷只能满足本盘区的回风量，不能作为六水平的回风巷。因此，必须在四至五水平及五至六水平之间（－250m～－530.0m）设计施工一条回风通路。

目前五至六水平竖斜井已施工至下部车场位置，位于W519盘区下方，预计再施工120m左右将施工六水平东、西大巷。现拟从四至五水平上部车场位置（－250m）开剪巷施工反井钻孔至五水平（－380m），再由五水平贯通位置施工反井钻孔至六水平（－530m），钻孔在六水平相对位置为612盘区料场，并由六水平大巷开剪巷贯通。钻孔全部布置在矿底板茅口灰岩中，钻孔直径1.2m、工程量347.7 m，预计需2.5个月完成。

3 施工方案及选择

根据现四、五水平的巷道位置及六水平巷道的设计位置，利用反井钻机施工提出三种方案。

3.1 方案一

从四至五水平上部车场补做一回风竖井至西519下部车场，再从西519下部车场做回风竖井至六水平，作为六水平回风巷。

该方案五至六水平回风竖井可用做612盘区提料上山，又能解决六水平只能单头进尺的局面，通风系统较为稳定，且六水平回风剪巷可做612盘区料场，但增加四至五水平回风竖井及辅助巷等工程量155m，掘进费用30万元。

3.2 方案二

采用五水平硬西石门回风竖井做为六水平回风巷。六水平下部车场至五水平硬西石门下方最近，距离为230 m，六水平大巷先施工至五水平硬西石门下方，再形成回风系统，最大送风距离约700m。

该方案在通风系统未形成前有6个月时间六水平只能安排一个垱头进尺，对掘进进度影响较大，同时，六水平中央石门施工期间回风距离较远，对施工有较大影响。

3.3 方案三

从五水平中央石门做回风副巷至西519盘区专用回风巷，再从西519下部车场做回风竖井至六水平，作为六水平回风巷。

该方案与方案一基本相同，但回风副巷工程量约340 m，增加掘进费用71万元，掘进费用较方案一大幅增加。

根据以上三个方案经济技术比较，选择方案一，通风系统稳定，投资费用较小，又不影响六水平施工进度，较为合理。

3.4 井巷工程费用概算

方案一井巷工程巷用概算见表1。

表1 井巷工程概算

4 风量计算

4.1 按沼气涌出量计算

式中：QCH4为掘进工作面的绝对瓦斯涌出量（m3／min）；K掘进＝工作面的通风系数，取1.2。

4.2 按炸药量计算

式中：A为一次起爆最大炸药量，8.4kg。

4.3 按垱头同时工作的最多人计算

式中：N为垱头同时工作的最多人数；K为工作面通风系数取1.45。

4.4 按局部通风机的实际吸风量计算

局部通风机型号：JBT——S2型，功率：11kW。有效风量：250～280m3／min。风筒直径：500mm，最大输送距离500m。

安装地点：距回风口不小于10m的进风巷中。

4.5 按风速验算

按《规程》规定，岩巷掘进工作面的最低允许风速为0.15m／s，最高允许风速均为4m／s。

所以，岩巷掘进时，掘进工作面的风量应满足：

式中：S掘为掘进巷道断面积。

4.6 回风竖井断面选择

根据各项计算结果，取最大值280m3／min，最多4个掘进头进尺时回风量1120m3／min。

本次回风竖井设计半径0.6m，为专用回风竖井，其与四水平回风大巷相连，按主要回风巷上限风速8m／s计算，最大回风量2073.5m3／min，可满足六水平掘进工作面施工风量需求。

5 安全注意事项

开孔时，必须有管理人员在场镇守作业，确保开孔精度合乎设计要求。导孔施工时必须现场交接班，严禁停机交班，以免造成孔内沉碴埋钻事故，导孔贯通前20m必须在贯通处设置栏杆，挂好警示牌，不得有过往行人通过，防止松散岩石和孔内积水及渣子伤人，扩孔时出碴人员不得靠近孔口2m以内，防止碴石伤人，扩孔剩下3～5m时必须减压慢转，防止掉钻。

6 结语

青山煤矿通过多方比对选取方案一后，又严格了施工顺序。首先加强对四水平风巷点A14至点A15段修理，保证了四水平风巷的回风线路正常，再由四至五水平上部车场向底板做剪巷（11.1m），并在剪巷内做上山（8m）至风巷位置拉亭子贯通四水平风巷（16.5m）；其次利用反井钻机在四水平剪巷内施工90°竖井至五水平，并由 W519空车道做剪巷贯通，并利用反井钻机在W519空车道剪巷内施工88°竖井至六水平，并由六水平竖井车场位置做剪巷贯通。另外将四水平剪巷、W519空车道剪巷进行密闭，从而保证了六水平正常回风。