1、优化采区生产系统 实现矿井安全高效摘要:本文通过对桑树坪煤矿南一采区系统进行分析研究,提出优化采区系统的方案,详细阐述了南一采区优化的方法及采区工作面布置方式,确保在采区系统巷道安全稳定的前提下,实现复杂条件下矿井安全高效集约化生产。 关键词:采区系统;优化;集约化生产; Abstract: Based on the Sangshuping coal mining area of the South a system of analysis and study, proposed mining area system optimization program. Keywords: mining
2、 area systems; optimization; intensive production; 中图分类号:TD21 文献标识码:A 一、采区概况 韩城矿业公司桑树坪煤矿南一采区作为矿井主力采区,截止 2008 年12 月底,南一采区上山北翼已经回采结束,南翼只回采了中部一个 2 号煤工作面(3208 炮采面) ,正在回采 2 号煤 3210 炮采面、3 号煤 3308 综采面;下山采区北翼还未进行回采,南翼正在准备中部一个 2 号煤工作面(3212 综采面)南一采区南翼能布局 12 个条带进行联合开采,总计能还能布置 24 个回采面,2 号煤可采储量 189 万吨,3 号煤可采储量 1
3、030万吨。南翼回采结束后开始回采北翼剩余区域。 根据整体采掘布局,确定目前南一采区南翼生产能力为 60Mt/a,可服务 25a。南翼结束后开始回采北翼工作面。 二、原采区系统优化的必要性 (一)原采区系统 1.运煤系统: 南翼上部采掘面的原煤通过 370 中巷、南一皮带上山巷道运至采区煤仓,再经采区煤仓由南一 280 大巷采用矿车运至井底煤仓,最后通过大皮带运至地面;南翼中部采掘面的原煤采区南北翼煤炭通过中部 280皮带巷运至南一皮带上山,再经采区煤仓由南一 280 大巷采用矿车运至井底煤仓,最后通过大皮带运至地面。 2.辅助运输系统: 南翼上部采掘面的材料、设备运输全部从平峒运输斜巷运至
4、394 回风巷,再经过斜巷运至工作面。南翼中部采掘面的材料、设备通过南一280 大巷运至 280 轨道巷,再经过斜巷运至工作面。 3.通风系统: 南翼上部采掘面污风通过上部斜巷进入 394 回风巷,再经过 385 总回进入南一风井。南翼中部采掘面污风通过南翼 280 专回汇入南一皮带上山,经过 385 总回进入南一风井。 (二)采区系统优化的必要性 1.煤炭经过皮带运输后,还需导入南一煤仓,采用矿车运至井底煤仓,采区运煤系统环节较多,设备、人员投入过大,运输效率底,制约采区原煤产量。 2.系统巷道,尤其是南翼上部巷道,受周围小窑动压影响,破坏严重,虽然巷道经过多次维修,但依然在变形收缩,不满足
5、通风、行人要求。 3.南翼上部工作面的材料、设备运输,主要依靠 394 回风巷及斜巷,随着采掘机械化程度的提高,该巷道已经无法满足大型机械化设备的运输。 4.作为矿井主要采区,南一采区目前煤炭运输能力仅 50 万吨,随着矿井升级改造的逐步实施,现有运输能力已经不能满足需求。 三、采区系统优化改造技术分析与优化设计 (一)采区优化 1.南一采区南翼上部系统优化 运煤系统:首先北翼中部在边界处施工一条皮带斜巷与北翼 280 皮带巷沟通;其次南一上山两部皮带更换为一部皮带,将拉上山皮带,改为拉下山皮带,南一中部采用两部皮带搭接,直接将煤炭运至井底煤仓,通过大皮带运至地面;最后在 370 水平 3 号
6、煤层中做一条煤层巷道,承担南一采区南翼上部采掘面的煤炭运输。 辅助运输系统:南翼上部将原 370 皮带巷改造成 370 辅助运输巷,承担采掘面材料、设备运输,以及行人通风。 通风系统:在 370 水平,3 号煤层中做第二条煤层巷道,与南一回风上山联通,承担南一采区南翼上部采掘面回风。 2.采区优化后系统对比 3.主运输系统对比 前运煤系统: 南翼上部:工作面370 皮带巷南一下山皮带南一大煤仓南一280 大巷井底煤仓1 号主皮带巷地面 南翼中部:工作面南一南翼 280 皮带巷南一上山皮带南一大煤仓南一 280 大巷井底煤仓1 号主皮带巷地面 后运煤系统: 南翼上部:工作面南一南翼上部皮带巷南一
7、下山皮带南一 280皮带巷井底煤仓1 号主皮带巷地面 南翼中部:工作面南一 280 皮带巷井底煤仓1 号主皮带巷地面 4.辅助运输系统对比 前辅助运输系统: 南翼上部:主平硐平二运料下山平二回风石门394 回风巷横穿工作面 南翼中部:4 号井南一 280 大巷南一 280 轨道巷横穿工作面 后辅助运输系统: 南翼上部:4 号井南一 280 大巷南一 280 轨道巷横穿工作面 南翼中部:4 号井南一 280 大巷南一 280 轨道巷横穿工作面 5.通风系统对比 前通风系统: 南翼上部:工作面工作面回风斜巷394 回风巷385 总回风巷南一风井 南翼中部:工作面工作面回风斜巷南一 280 专回南一
8、回风上山南一风井 后通风系统: 南翼上部:工作面南一南翼上部专回385 总回风巷南一风井 南翼中部:工作面南一 280 专回南一回风上山南一风井 (二)采区优化后效果分析 1.采区南翼上部系统跟平峒系统分离,不再受到小窑动压影响,生产系统相对稳定,采掘面不再受到系统的影响。 2.南一 280 集中运输巷安装两部皮带,南一皮带下山安装了一部皮带,原煤运输实现了皮带集中控制,简化了运输系统,280 大巷不再使用矿车运煤,彻底解决了运输效率低的“瓶颈” ,为建设高产高效矿井奠定基础。 3.南翼上部采掘面辅助运输系统实现了集中运输,不再通过平峒分开运输,为大型设备运输创造了条件。 4.在采区生产系统得
9、到简化的同时,供电线路和风、水管路也大大缩短。 (三)采区工作面优化改造技术分析与优化设计 1.原采区工作面优化的必要性 1)原工作面布置 采区南翼工作面从南一采区中部 280 大巷处分开,采用上山和下山开采,上、下山可同时准备和回采工作面。 2 号煤层工作面采用留煤柱回采,通风方式采用”U”加“L”型通风。2)工作面优化的必要性 采掘接续紧张。每个 2 号煤工作面至少要掘进 2 条顺槽,才能满足回采需求,但现有掘进单进速度无法满足工作面回采需求,造成接续紧张,采掘工作面相互影响,严重影响原煤产量。 设备利用率底。随着机械化程度的不断发展,2、3 号煤工作面全部采用机械化回采设备,每个工作面回
10、采 1200m 左右需进行搬家倒面,设备需要升井检修维护,一般影响时间为 4 个月。由于工作面布置限制,搬家倒面次数较多,造成综采设备利用率低下。 煤柱损失严重。南翼 2 号煤工作面留煤柱回采,每个工作面至少损失了 0.8wt 的原煤,3 号煤每个工作面同样至少损失 23.9wt 原煤。 2.工作面设计优化 1)将南翼上山和下山拉通布置工作面,进行联合夸大巷开采,工作面过大巷时对巷道进行补强支护。 2)号煤工作面 2 号进风巷采用沿空留巷施工工艺,实现无煤柱开采。回采面通风方式改为“Y”通风。 3.工作面优化后效果分析 1)缓解了近远期接续紧张局面。2 号煤工作面采用沿空留巷施工工艺,每个工作
11、面由原来的必须准备两条顺槽减少为现在的只需施工一条顺槽,就可准备出一个 2 号煤工作面,一条巷道得到两次利用,降低了百万吨掘进率,缓解了近长期采掘面接续紧张的局面。 2)减少综采设备搬家倒面次数。采用上下山拉通夸大巷开采,一个工作面可以服务 2.4 年,将搬家次数减少了一倍,为原煤生产腾出了时间。 3)彻底消除主采煤层瓦斯突出灾害。通过 2 号煤层保护层无煤柱开采,消除了卸压角内突出危险区域,保护了采面后方的两趟瓦斯抽采管路,使得本煤层瓦斯抽放更加有效,彻底解放了主采煤层。 4)减少了煤柱损失。2 号煤工作面无煤柱回采,工作面之间不存在留煤柱;3 号煤工作面可以将原来的 32m 煤柱减小到 20m, 2 号煤每个工作面减少损失 0.8wt 的原煤,3 号煤每个工作面减少损失 9.3wt 原煤。 四、结语 2006 年 6 月开始对南一主运输系统改造,目前已经投入使用,完成了皮带巷运输目标,提高了煤炭运输效率,为实现安全高效矿井奠定了基础。南一采区优化方案工程已经实施过半,并显示出其成效。通过近几年优化方案的逐步实施,南一采区生产能力不断加大,预计在十二五期间的第三年我矿将实现建设 300 万吨现代化矿井的目标。
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