大倾角“三软”煤层工作面大采长生产系统布局优化
2019-05-13
根据河南能源“三优三减三提”文件精神和安全高效矿井建设指导意见,结合义络煤 业午夜YY 35和 37采区实际情况,通过方案比选,确定采区优化合并方案,并对 3个区段的工作面布 局进行优化。生产系统布局优化后,共用 1套生产系统,减少大量的岩巷工程;不再布置底板岩石 集中巷,直接进入煤层掘进工作面下顺槽,优化了采区巷道布置,直接掘进工作面下巷,杜绝了串联 通风的问题;准备采煤工作面时,可减少布置 3个工作面,减少 3次工作面安装及拆除,工作面从西 翼推至东翼,可将中部的三角煤予以回收,提高了工作面煤炭回收率,增加了矿井产量,单个工作面 能增加 300余万的经济效益。生产系统优化产生良好的效果及效益,...
Serial No. 600 April. 2019 现 代 矿 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 大倾角“三软”煤层工作面大采长生产系统布局优化 翟海涛 河南能源义煤集团宜阳义络煤业快瞄影院kmyytv责任午夜YY) ( 摘 要 根据河南能源“三优三减三提”文件精神和安全高效矿井建设指导意见,结合义络煤 业午夜YY 35 和 37 采区实际情况,通过方案比选,确定采区优化合并方案,并对 3 个区段的工作面布 局进行优化。 生产系统布局优化后,共用 1 套生产系统,减少大量的岩巷工程;不再布置底板岩石 集中巷,直接进入煤层掘进工作面下顺槽,优化了采区巷道布置,直接掘进工作面下巷,杜绝了串联 通风的问题;准备采煤工作面时,可减少布置 3 个工作面,减少 3 次工作面安装及拆除,工作面从西 翼推至东翼,可将中部的三角煤予以回收,提高了工作面煤炭回收率,增加了矿井产量,单个工作面 能增加 300 余万的经济效益。 生产系统优化产生良好的效果及效益,此经验可推广应用至义络煤 业午夜YY 33 和 36 采区,实现节约成本,增产增效,集约化生产。 关键词 大倾角工作面 生产系统布局优化 经济效益 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 016 Layout Optimization of the Large Production System of " Three Soft" Coal Seam Working Face with Large Dip Angle Zhai Haitao ( Yiluo Coal Company,Henan Energy Yimei Group Co. ,Ltd. ) Abstract According to the document spirit of " three excellent,three reduction and three improve- ment" and guidance principle of safe and efficient production of Henan Energy Group,combined with the actual situation of the 35 and 37 mining areas,through scheme selection,the optimal optimization consoli- dation scheme of mining area is determined,so as to optimize the layout of working face of three sections. After the layout of the production system,a set of production system is shared,large quantity of roadway excavation engineering is reduced. Floor rock concentration roadway cannot be set,the gateway of coal seam excavation working face can be entered directly,the layout of roadway of mining area is optimized, the lower roadway of working face can be excavated directly,the series ventilation problem is solved effec- tively. When preparing the coal mining face,three working face can be reduced,the installation and re- moval work of three working face can be eliminated. The triangle coal in the middle area can be recovered when the working face is pushed from the west wing to the east wing,the working face coal recovery rate is improved,the mine production is increased,about 3 million yuan economic benefits can be increased of single working face. Ideal benefits is obtained by the optimization of production system,it can be used to 33 and 36 mining areas in Yiluo Coal Company,so as to realize the goal of saving cost,increasing produc- tion and efficiency and intensive production. Keywords Working face with large dip angle,Layout optimization of production system,Economic benefit 义络煤业午夜YY位于河南省洛阳市宜阳县,矿井 现生产能力 60 万 t/ a,主矿区煤炭储量逐年减少,搬 家倒面频繁,生产衔接紧张,不囿于已经确定的采区 翟海涛(1988—),男,工程师,471600 河南省洛阳市宜阳县。 6 2 翟海涛:大倾角“三软”煤层工作面大采长生产系统布局优化 2019 年 4 月第 4 期 [ 4-7] 。 将 2 个采区合并为一个大采区,根据生 布局,根据现有条件大刀阔斧地对矿井生产布局进 行优化设计是必然选择,而随着技术进步,及时优化 优化 产、运输系统、通风方式布置,提出 3 个设计方案。 2. 1 采区合并 [ 1-3] 修改生产布局也是行业发展的必然趋势 。 合理 的煤矿采区布局对于提高工效、保障安全、降低成本 具有重要意义。 通过工程类比,优化采区巷道布置, 有利于采区的快速准备,便于集中快速掘进,保证矿 井的有序接替,为高产高效矿井的正常生产接替打 下坚实的基础,同时也为同类型采区设计提供参考 依据。 方案一为分别在 35,37 采区设计一个轨道下 山,布置 3 个阶段集中巷及石门进行开采;每个阶段 布置一个中央回风上山;2 个采区各自形成独立的 生产系统。 在 35 采区中部布置绞车坡,分 3 个阶段 开采,采区各建一个容量为 800 t 煤仓,阶段集中巷 及石门长约 1 000 m,采煤工作面长约 120 m。 原煤 运输路线为工作面→集中巷皮带→溜煤眼→三水平 煤仓→2. 5 t 底卸式矿车→主斜井→地面煤仓。 井 巷总工程量为 10 665 m。 1 工程概况 义络煤业午夜YY主采二叠系山西组二 1 煤,采掘 范围内二 1 煤层厚 0 ~ 28. 82m,平均为 5. 48 m,井田 内煤层稳定程度为简单,矿井地质构造复杂程度、瓦 斯类型、水文地质类型及其他开采地质条件均为中 等。 据井田内地层基岩出露和钻孔揭露,有寒武系 上统崮山组(∈3 g);石炭系中统本溪组(C2 b) 和上 统太原组(C3 t);二叠系下统山西组(P1 sh)、下石盒 子组( P1 x), 上 统 上 石 盒 子 组 ( P2 S)、 石 千 峰 组 方案二为在 35 和 37 采区之间设计一条轨道下 山,布置 3 个阶段集中巷及石门进行开采;每个阶段 布置 2 条边界回风上山;2 个采区共用一套生产系 统。 在 35 采区东边界及 37 采区西边界布置绞车 坡,分 3 个阶段进行开采,在一、二阶段各布置 2 条 边界回风上山;采区建一个容量为 800 t 煤仓,集中 巷及石门约 2 200 m,采煤工作面长约 120 m。 原煤 运输路线为工作面→集中巷皮带→溜煤眼→三水平 煤仓→2. 5 t 底卸式矿车→主斜井→地面煤仓井巷。 总工程量为 9 650 m。 ( P2 Sh);三叠系下统刘家沟组( T1 l);第四系( Q)。 采用走向长壁沿底布置伪俯斜放顶煤一次采全高采 煤法,全陷法管理顶板,风镐落煤,分东西两翼开采。 35 和 37 采区位于井田东部,为三水平东边界 采区;北至+50 m 二 1 煤层底板等高线(北部西段为 二水平七区、东段八区采空区);东至 T010 断层, T010 断层东距井田边界 720 m,之间为复杂构造带; 南至井田深部边界;西至 35 采区边界与 33 采区相 连。 根据煤层赋存条件、采区储量、开采技术水平确 定采区生产能力为 50 万 t/ a, 采区范围内保有地质 储量 406. 1 万 t,可采储量 304. 57 万 t,其中 27. 677 万 t 在160 m 标高以下,无法回采,计算得采区服 务年限约 5. 5 a。 方案三为在 35 和 37 采区之间设计一条轨道下 山,分 2 个阶段开采,每个阶段布置 2 条边界回风上 山;2 个采区共用 1 套生产系统。 在 35 采区东边界 及 37 采区西边界布置绞车坡,分 2 个阶段进行开 采,一阶段布置 2 条回风上山;采区建一个容量为 800 t 煤仓,集中巷及石门约 2 200 m,采煤工作面长 约 180 m。 原煤运输路线为工作面→集中巷皮带→ 溜煤眼→三水平煤仓→2. 5 t 底卸式矿车→主斜井 →地面煤仓井巷。 井巷总工程量为 6 645 m。 经反复研究和综合分析 3 个方案(表 1),将 35 和 37 采区合并为 35 采区,选用方案二作为 35 采区 设计的主要依据,见图 1。 2 生产系统布局优化方案 根据大倾角“三软”煤层工作面煤层赋存条件、 采区储量、开采技术,结合 35,37 采区实际情况,提 出大倾角“三软” 煤层工作面大采长生产系统布局 表 1 采区优化方案对比 工程量/ m 资金/ 万元 优点 缺点 方案 一 井巷工程量最多,投资最大;准备采煤工作面时, 工作面上、下巷,切眼工程量最大。 10 665 9 650 7 202 阶段巷皮带运输距离短。 三水平运输大巷,少延伸 515 m;巷道工程量较小, 投资较小;准备采煤工作面时,较方案一少掘 3 个 切眼。 阶段巷皮带运输距离长; 二 6 262. 5 采区工作人员多,管理难度大。 6 3 总第 600 期 现代快瞄影院kmyytv电影网 2019 年 4 月第 4 期 三水平运输大巷工程量减少 515 m;井巷工程量 最小,投资最小;准备采煤工作面时,较方案一、 方案二少掘约 2 000 m 煤巷。 采煤工作面较长,回采期间管理难度大; 阶段巷皮带运输距离长。 三 6 645 4 435 6 4 翟海涛:大倾角“三软”煤层工作面大采长生产系统布局优化 2019 年 4 月第 4 期 图 1 采区布局优化设计 2 . 2 一区段工作面优化设计 5 采区一区段内东西两翼布置 2 个工作面,掘 进工程量大,一个采区工作面构成初采需煤巷工程 80 m,准备时间超过 3 个月,加上采面地质构造复 替紧张,可将以往在中部的三角煤予以回收,提高了 工作面煤炭回收率,增加了矿井产量,杜绝了串联通 风的问题,消除了不安全隐患,确保了矿井的安全生 产。 经测算,岩巷总成本约 6 700 元/ m,将 2 个小采 区合并为一个大采区,共用一套生产系统,可少掘岩 巷 1 015 m,节约资金 680 余万元;35 采区一区段工 作面优化设计将东西翼 2 个工作面合并为一个工作 面,减少中部三角煤损失,可多回收煤炭 25 838 t, 按 350 元/ t 计,节约资金 904. 33 万元;35 采区二区 段不再布置底板岩石集中巷及石门,直接进入煤层 布置工作面运输巷,可减少岩巷工程 2 200 m,节约 资金约 1 500 万元,共计节约 3 084. 33 万元;35 采 区三区段不再布置底板岩石集中巷及石门,直接进 入煤层布置工作面运输巷,可减少岩巷工程 2 000 m,节约资金约 1 363 万元。 3 3 杂,工作面初采巷道布置无选择性,易造成采区接替 紧张。 原采区设计方案是将各个采区每一区段分为 两翼开采,需布置 2 个工作面,研究认为 35 采区工 作面两翼布置变为一个工作面布置,工作面根据煤 岩层地质情况选择由东翼或西翼开切眼,由一侧推 进至 另 一 侧 停 采 边 界。 新 设 计 方 案 在 35 采 区 3 5020 工作面由西向东推进至东翼停采位置,直到 工作面结束,少掘进一个切眼,可多回收 1 万余 t 煤 炭,提高工作面回采率,杜绝工作面回采期间搬家的 人力、物力、财力的浪费,缓解生产接替紧张,取得良 好的经济效益。 4 结 论 2 . 3 二和三区段工作面优化设计 大倾角“三软” 煤层工作面生产系统布局优化 原采区设计方案各个采区每一区段要掘进一条 研究了采区优化设计方案、区段设计方案及工作面 优化设计方案,减少了底板集中巷、石门及回风上山 等大量的岩巷工程,减少了一次工作面搬家,节省了 大量的人力、物力、财力,杜绝了串联通风现象,使各 大系统、巷道布局、采面布置形式更加合理,增加了 采区巷道布置的灵活性;有利于采区的快速准备,便 于集中快速掘进,保证了矿井的有序接替,确保矿井 高产高效;符合“简易投资、快速出煤、滚动发展”的 设计理念,保证了采区投资少,达产快,效益高,提高 了生产效率,实现了集约化生产,创造了明显的经济 效益和社会效益。 底板岩石集中巷和诸多石门,是一项巨大的岩巷工 程;若仍按原设计,35 采区二、三区段工作面在回采 过程中延长下巷时,必然会产生串联通风的问题,根 据国家相关规定以及《河南省煤矿瓦斯防治补充管 理规定》中“严禁任何工作面串联通风” 的要求,原 设计方案存在安全隐患,不能采用,必须更改设计方 案。 对二、三区段工作面进行优化设计,取消集中巷 及石门掘进,直接进入煤层开掘下行顺槽,省去了集 中巷和石门的掘进工作,也不存在串联通风的问题, 有利于采区的快速准备,便于集中快速掘进,保证矿 井的有序接替。 参 考 文 献 3 应用效果 通过大倾角“三软” 煤层工作面大采长生产系 [ 1] 洪继伟. “三软”煤层“大倾角”、“ 大俯采” 综采工作面开采关 键技术研究[J]. 中国科技财富,2010(16):69-70. 统布局优化,减少大量的岩巷工程,有效缓解采掘接 [2] 单 杰. “三软” 煤层大倾角段收作方法初探[ J]. 煤炭技术, 6 5 总第 600 期 现代快瞄影院kmyytv电影网 2019 年 4 月第 4 期 2006,25(10):131-132. 学技术,2004,32(1):44-46. [ [ 3] 陈兴民. “三软”煤层大倾角工作面回采技术与应用[J]. 煤炭 技术,2009,28(5):59-61. [6] 王锁锋,董正坤. 综采放顶煤技术在“三软”大倾角厚煤层开采 中的应用[J]. 煤炭技术,2009,28(2):63-66. [7] 钱鸣高,干庆康. 采煤工艺学[ M]. 北京:中国快瞄影院kmyytv电影网大学出版 社,1992. 4] 王平均,田中杰,李 升,等,大倾角“三软”煤层沿空留巷技术 [ J]. 煤炭技术,2008,27(6):146-147. [ 5] 程新明. 复杂地质条件下上行开采的研究与实践[J]. 煤炭科 ( 收稿日期 2019-02-22 责任编辑 何 伟) ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ( 上接第 48 页) 2)火山岩(火山结构)。 矿区继承了区域(格 参 考 文 献 ( [ [ 1] 曾普胜,王海平,莫宣学,等. 中甸到弧带构造格架及斑岩铜矿 前景[J]. 地球学报,2004,25(5):535-540. 咱岛弧)强烈的火山活动特征,区内发育形成了上 三叠统亚碱性系列的玄武岩-安山岩组合,其附近伴 有斑岩型-矽卡岩型 Cu 多金属矿(化)体的产出,矿 2] 曾普胜,莫宣学,喻学惠,等. 滇西北中甸斑岩及斑岩铜矿[J]. 矿床地质,2003,22(3):393-400. ( 化)体具有显著的成矿专属性,因此玄武岩-安山岩 的火山岩组合为有利的找矿标志。 3)侵入岩。 区内经历了多期次强烈的岩浆活 [3] 杨岳清,侯增谦,黄典豪,等. 中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿 系统[J]. 地质学报,2002,23(1):17-24. [ 4] 李建康,李文昌,王登红,等. 中甸弧燕山晚期成矿事件的 Re- Os 定年及成矿规律研究[ J]. 岩石学报,2007,23(10):2415- ( 动,侵入发育了次火山岩及超浅成贯入的斑(玢)岩 体,尤其在中—酸性多期次分异程度高的复式岩体 中,多伴有斑岩型或矽卡岩型 Cu ( 多金属) 矿化 2 422. [5] 林清茶,夏 斌,张玉泉. 云南中甸地区雪鸡坪同碰撞石英闪长 玢岩锆石 SHRIMP U-Pb 定年及其意义[ J]. 地质通报,2006, 2 5(1):133-137. ( 体)产出,因此矿区内斑(玢)岩体发育的地段是有 [ 6] 王守旭,冷成彪,王外全. 中甸红山矽卡岩铜矿稳定同位素特 征及其对成矿过程的指示[ J]. 岩石学报,2008,24 (3):480- 488. 利的找矿部位。 ( 4)构造。 矿区主干断裂与次级构造的交汇部 [ [ 7] 朱保昌,蔡新平,徐兴旺,等. 云南中甸红山铜-多金属矿床新生 代热泉喷流沉积型矿床[J]. 地质科学,2006,41(4):700-710. 8] 李文昌,尹光侯,刘学龙,等. 中甸矿集区普朗—红山通多金属 位多发育复式岩体,与微构造———节理裂隙共同构 成了赋矿构造,是有利的间接找矿标志。 ( 5)地球物理和地球化学异常。 水系沉积物、 40 39 成矿亚带北段帕納牛场斑岩体 Ar- Ar 年纪及锑矿化[J]. 地 质与勘探,2010,46(2):267-271. 土壤、原生晕等地球化学场及物探激电、磁异常区多 预示着矿(化)体的存在,尤其是大片负磁异常中的 正磁异常段,是矿床产出极有利的地段,可作为有利 的找矿标志。 [ [ 9] 黄肖潇,许继峰,陈建林,等. 中甸岛弧红山地区两期中酸性侵 入岩的年代学、地球化学及其成因[ J]. 岩石学报,2012,28 ( 5):1493-1506. 10] 冷成彪,张兴春,王新松,等. 云南中甸地区印支期和燕山晚 期斑岩成矿作用研究[J]. 矿物学报,2015(S1):401. ( 6)蚀变。 矿区斑(玢)岩体多发育钾化、硅化、 黄铁绢英岩化带,伴有斑岩型矿(化) 体产出,其围 岩矽卡岩、角岩带是有利的赋矿地段,因而围岩蚀变 可作为有利的间接找矿标志。 [11] 曹晓民,范玉华,张世权,等. 云南香格里拉红山地区多金属 矿床特征及成矿模式[J]. 云南地质,2014,33(2):163-171. ( 收稿日期 2019-02-02 责任编辑 王小兵) ■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 上接第 60 页) 3)针对地下水发育部位,采用分段泄水预裂 爆破方法,可以提高穿孔质量。 4)在预裂爆破区域的两端各留下 1 ~ 2 个空 炮孔不爆破,可保障预裂爆破接爆区的连续性。 5)地质条件复杂部位预裂爆破设计可采用适 当增加预裂爆破药量、减少缓冲爆破药量的思路。 6)缓冲爆破宜采用清渣爆破,在地质条件复 杂部位实施缓冲爆破,压渣厚度宜为 7 ~ 10 m。 ( 参 考 文 献 ( [ 1] 中国爆破工程协会. 中国典型爆破工程与技术培训[ M]. 北 京:冶金工业出版社,2006. ( [ [ 2] 戚文革. 午夜YY爆破技术[M]. 北京:冶金工业出版社,2010. 3] 于亚伦. 工程爆破理论与技术[ M]. 北京:冶金工业出版社, 2013. ( [ [ 4] 谢先启. 精细爆破[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2010. 5] 汪旭光. 爆破设计与施工[M]. 北京:冶金工业出版社,2013. ( ( 收稿日期 2019-03-09 责任编辑 何 伟) 6 6
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