发耳煤矿一井五盘区五上采区+780 m水平水仓设计优化

朱油雷，彭佑平，弓 彤，吴晓伟

（贵州发耳煤业有限公司，贵州 六盘水553017）

1 工程概况

贵州发耳煤业有限公司发耳煤矿一井区五盘区五上采区自2010年开始开拓，受地质构造、瓦斯治理等因素的影响，开拓进度慢，截止2015年7月底，五上采区主要开拓工程量剩余1331m（回风下山85m、皮带下山165m、轨道下山450m，+780m水仓631m），根据五上采区开拓情况，五上采区投产主要工程量为+780 m水仓开拓，五盘区正常涌水量220 m3/h，最大涌水量500 m3/h，排水高度（垂高）201 m（倾角为9°），水仓有效容量按容纳8 h矿井正常涌水量考虑为1 760 m3。根据原设计方案，五采区+780 m水仓开拓工程量大，且存在多次揭煤，严重影响五上采区投产和矿井采区接续，因此，对五上采区+780 m水仓设计进行了修改设计优化，加快采区投产。

2 +780 m水仓优化设计

2.1 原+780 m水仓设计存在的问题

原+980 m水仓位置是由贵州省煤矿设计研究院进行的设计，五上采区+780 m水仓布置在五上采区+780m标高井底车场北侧，水仓设计工程量631m，主要工程为管子道联络巷69 m，管子道20 m，+780 m副水仓157m，+780m主水仓202m，水仓联络巷48m，水仓入口28 m，泵房变电所入口19 m，泵房变电所32 m，泵房入口18 m，泵房38 m（原水仓设计巷道布置如图1所示）。水仓净断面为13.3 m2，有效容量为1 809 m3，其中主水仓有效容量1 085 m3，副水仓有效容量724 m3。

图1 原水仓设计巷道布置图

根据实际生产情况及水仓所在的位置，按照原水仓设计将存在以下问题：

1）五上采区+780 m水仓设计工程量大，工程费用高，采区投产时间晚，造成接续紧张。

2）瓦斯治理工期长，钻孔进尺量大，瓦斯治理费用高，开拓工期长，水仓施工期间需停头治理瓦斯。

3）原设计需留设计水仓保护煤柱，减少了煤炭资源的回收。

4）水仓回风流进入轨回联络巷，影响下一步五盘区开拓延伸。

2.2 原+780 m水仓设计瓦斯治理

根据发耳煤矿一井五盘区五上采区设计资料，+780 m水仓施工期间需对5-3煤层、5-3煤层下分层（煤厚大于0.3 m），7煤层进行瓦斯治理。根据计算，水仓瓦斯治理穿层钻孔进尺约12 000 m，瓦斯治理钻孔布置如下页图2所示。结合五上采区三条下山施工进度及现场情况，+780 m水仓瓦斯治理进度安排简要叙述如下：

1）五上采区+780 m井底车场施工到位后，使用+780 m标高车场向水仓侧施工穿层瓦斯抽放钻孔，控制+780 m井底车场外侧60 m，主要控制管子道、水仓联络巷、水仓入口、泵房变电所入口、泵房变电所、泵房入口、泵房及+780 m副水仓、+780 m主水仓一部分。

2）主水仓施工至里程18 m处停头，施工穿层瓦斯抽放钻孔，控制主水仓向前60 m范围及副水仓部分巷道，预留20 m安全距离，主水仓批掘40 m。

3）主水仓施工至里程58 m处停头，施工穿层瓦斯抽放钻孔，控制主水仓向前及转向施工合计82 m及副水仓部分巷道，预留20 m安全距离，主水仓批掘62 m。

4）主水仓施工至里程120 m处停头，施工穿层瓦斯抽放钻孔，控制主、副水仓剩余未控制范围。

5）按打钻加抽采达标需1.5个月计算，+780 m水仓需停头治理瓦斯3次，瓦斯治理需4.5个月。

图2 原水仓设计瓦斯治理钻孔布置图

2.3 +780 m水仓优化设计方案

放弃五上采区+780 m水仓布置在五上采区+780 m井底车场北侧方案，将水仓位置调整到五上采区三条下山正下方。水仓设计优化后工程量367 m，主要工程由管子道43 m，+780 m副水仓80 m，+780 m主水仓115 m，水仓入口9 m，泵房变电所入口12 m，泵房变电所24 m，泵房入口13 m，泵房26 m，水仓出口45 m，水仓优化设计巷道布置如图3所示，主要调整情况简述如下：

1）取消水仓联络巷。

2）调整水仓通风路线，水仓乏风通过管子道直接回至五上采区回风下山。

3）将原设计水仓断面13.3 m2，调整为水仓断面19.8 m2，加大主、副水仓断面，增加水仓有效容量，水仓有效容量为1 941 m3，其中主水仓有效容量1 201 m3，副水仓有效容量740 m3，减少水仓工程量。

图3 水仓优化设计巷道布置图

2.4 +780 m水仓优化设计瓦斯治理

根据五上采区+780 m水仓优化设计及五上采区地质资料，+780 m水仓施工期间需对5-3煤层、5-3煤层下分层（煤厚大于0.3 m），7煤层进行瓦斯治理。根据计算，水仓瓦斯治理穿层钻孔进尺约7300 m，水仓优化设计瓦斯治理钻孔布置如图4、图5所示。结合五上采区三条下山施工进度及现场情况，+780 m标高水仓瓦斯治理进度安排简要叙述如下：

1）回风下山施工到位后，使用回风下山向水仓施工穿层瓦斯抽放钻孔（与治理皮带下山一并施工），控制水仓外侧20 m，水仓内侧55 m，主要控制管子道、+780 m副水仓、+780 m主水仓。

2）皮带下山施工到位后，使用皮带下山向水仓施工穿层瓦斯抽放钻孔（与治理轨道下山一并施工），主要控制水仓入口，泵房变电所入口，泵房变电所，泵房入口，泵房，水仓出口等水仓剩余未控制范围。

图4 水仓优化设计瓦斯治理钻孔布置图

图5 水仓优化设计瓦斯治理示意剖面图

3 水仓设计优化的工程应用

基于原+780 m水仓设计存在的问题，根据实际生产情况对原设计进行优化，并将优化方案应用于现场，取得了较好的成果，优化设计方案为发耳煤矿带来了很大的效益。

1）水仓总体工程量为367m，比原设计减少264m，工程费用减少134.6万元。水仓瓦斯治理钻孔进尺为7 300 m，比原设计减少钻孔进尺4 700 m，瓦斯治理费用减少51.7万元。

2）利于水仓瓦斯治理，可提前施工瓦斯抽放钻孔进行超前预抽，抽放时间长。

3）采区投产时间提前，水仓瓦斯治理工作提前，不需停头治理瓦斯，水仓施工期间可连续施工，减少施工时间4.5个月；水仓工程量减少264 m，减少施工时间4.4个月。

4）水仓回风流进入轨回联络巷，对下一步五盘区开拓延伸影响较小，同时水仓保护煤柱与三条下山保护煤柱重叠，减少煤柱损失。

4 结语

1）根据工程概况，结合原水仓存在的一系列问题，对五上采区+780 m水仓进行设计优化，简化了施工工艺，减少了工程量，瓦斯治理简单、水仓煤柱与开拓巷道煤柱重叠多回收煤炭资源、施工工期短、水仓回风系统顺畅也大幅降低工程费用和材料消耗，为五上采区尽早投产提供了有效的技术支持。

2）将优化水仓设计应用于现场，取得了较好的效果，+780 m水仓设计优化工程量比原设计减少264 m，工程费用减少134.6万元，瓦斯治理费用比原设计减少51.7万元，对类似条件下的水仓设计有一定的现实指导意义。