【導(dǎo)讀】和順縣城南17km的喂馬鄉(xiāng)古窯村附近?，F(xiàn)隸屬山西和順天池能源有限責(zé)任公。根據(jù)山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的天池能源有。層，井田面積為。天池煤礦原為古窯煤礦，1956年建礦，1958年投產(chǎn)，屬地方國(guó)營(yíng)煤礦。設(shè)計(jì)修改后二采區(qū)南北平均長(zhǎng)，東西平均寬，計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)該與礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力相一致。二采區(qū)目前已經(jīng)施工了一部分。瓦斯涌出量呈上升趨勢(shì)，屆時(shí)礦井主扇無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，需要更換主扇。由于二采區(qū)準(zhǔn)備工程量較大，采區(qū)銜接比較緊張。經(jīng)兗州煤業(yè)股份有。限公司初步審查，需要對(duì)設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的完善。2021年11月17日，經(jīng)兗州煤業(yè)股份有限公司。的相關(guān)問題，特對(duì)天池公司15號(hào)煤層二采區(qū)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行最終修改。為礦井安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。二采區(qū)位于一采區(qū)西部，與+1150大巷毗鄰；采區(qū)北部為規(guī)劃的四采區(qū)；

　　

【正文】 劃分為南北兩部分。其中南部仍為二采區(qū)范圍，采用單翼 走向長(zhǎng)壁開采；北部劃歸四采區(qū)，采用傾斜長(zhǎng)壁開采。 二采區(qū) 二采區(qū)為單翼走向長(zhǎng)壁開采，因此利用現(xiàn)已施工的三條采區(qū)下山繼續(xù)沿煤層傾向向西延伸到采區(qū)西部邊界，三條下山分別為軌道下山、膠帶下山和回風(fēng)下山 。 二采區(qū)人員運(yùn)輸分析 由于二采區(qū)準(zhǔn)備巷道距離遠(yuǎn)，達(dá) 1600m，且一路下坡，若不設(shè)人員 運(yùn)輸設(shè)施，僅靠步行，從采區(qū)最下端到大巷上坡行走需要 40min。為減輕長(zhǎng)距離生產(chǎn)過(guò)程中職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短人員從 1150 大巷到采掘工作面的行走時(shí)間，設(shè)計(jì)對(duì)二采區(qū)設(shè)架空乘人器（簡(jiǎn)稱“猴車”）運(yùn)送人員，為避免猴車運(yùn)行對(duì)材料設(shè)備運(yùn)輸 的影響，猴車的猴桿應(yīng)該采用活桿運(yùn)行方式，在此前提下對(duì)于安裝猴車的巷道有兩種方式，分別為： 第一種方式 —— 猴車設(shè)在軌道下山 即在不影響二采區(qū)軌道運(yùn)輸設(shè)備通過(guò)的前提下，在軌道下山的軌道上方安裝 輪盤的猴車運(yùn)送人員，按照采區(qū)風(fēng)量和設(shè)備安裝所需安全間隙計(jì)算，軌道下山的巷道凈寬度至少為 ，巖巷采用半圓拱斷面、煤巷采用矩形斷面，錨桿網(wǎng)錨索噴漿聯(lián)合支護(hù)，巷道凈斷面為 。二采區(qū)軌道下山山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 現(xiàn)有的凈寬 ，因此無(wú)需要對(duì)現(xiàn)有巷道進(jìn)行刷大。 第二種方式 —— 采區(qū)新增一條行人下山裝備猴車 為避免膠帶輸送機(jī)對(duì)猴 車運(yùn)行的影響，二采區(qū)軌道下山仍按現(xiàn)有斷面施工，在二采區(qū)新增一條專用行人下山，該下山沿 15 號(hào)煤層頂板布置，巷道凈寬為 、凈斷面為 10m2，采用錨桿網(wǎng)錨索噴漿聯(lián)合支護(hù)。 人員運(yùn)輸方式的選擇： 設(shè)計(jì)推薦第一種猴車設(shè)置方式。主要原因如下： ①第一種方式利用軌道下山采用軌道與猴車合一布置， 按照每米巷道投資 6500 元 /m、軌道下山全長(zhǎng) 1600m 計(jì)算，軌道下山巷道投資為 1040 萬(wàn)元。由于膠帶下山寬度較大，為確保固定猴車托繩輪的工字鋼的穩(wěn)定性，需要在工字鋼中間采用錨索懸吊，經(jīng)測(cè)算，固定猴車托繩輪的工字鋼和中間錨索的每 米投資為 304 元 /m。第二種方式運(yùn)料與運(yùn)人有兩條下山負(fù)擔(dān)，軌道下山按每米巷道投資 6500 元 /m、行人下山按每米巷道投資 4200 元 /m、長(zhǎng)度均為1600m 計(jì)算，第二種方式的軌道下山和行人下山巷道投資為 1712 萬(wàn)元。由于行人下山寬度較小，固定猴車托繩輪的工字鋼穩(wěn)定性較好，無(wú)需在工字鋼中間設(shè)錨索懸吊，經(jīng)測(cè)算，巷道內(nèi)固定猴車托繩輪的工字鋼每米投資為 184 元/m。 可見，第一種方式比第二種方式少投資 萬(wàn)元。 ②由于減少了一條采區(qū)下山，相應(yīng)地減少了 35m 采區(qū)準(zhǔn)備巷道保護(hù)煤柱寬度，從而減少了采區(qū)準(zhǔn)備巷道保護(hù)煤柱 煤量 30 萬(wàn)噸。 ③雖然第一種方式軌道下山采用軌道與猴車合一布置在管理上存在一定難度， 但通過(guò)設(shè)置 或桿和提高安裝高度等措施 ， 確保 二者運(yùn)行的安全。 因此，設(shè)計(jì)推薦第一種猴車設(shè)置方式。 采區(qū)排水 由于二采區(qū)屬下山采區(qū)，采區(qū)排水存在一定難度， 考慮到二采區(qū)的生產(chǎn)接續(xù)及涌水情況，在采區(qū)軌道下山的中部位置布置一個(gè)中部水倉(cāng)（ 1水倉(cāng)），山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 33 在采區(qū)軌道下山最下部車場(chǎng)附近再布置一個(gè) 2＃水倉(cāng)，通過(guò)采區(qū)泵房把水排至＋ 1150m 水平大巷，形成采區(qū)排水系統(tǒng)。 2水倉(cāng)設(shè)主副水倉(cāng)，按采區(qū)正常涌水量 ， 2水倉(cāng)設(shè)計(jì)容量為 400m3/h，大于采區(qū) 4h 的正常涌水量。 四采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 由于范圍擴(kuò)大后的四采區(qū) 15 號(hào)煤層?xùn)|西傾斜長(zhǎng) ，如果沿傾斜布置回采工作面，北部工作面的平均有效推進(jìn)長(zhǎng)度在 1600m 左右，其長(zhǎng)度基本適宜綜采工作面的發(fā)展需要。另外，四采區(qū) 15 號(hào)煤層傾角一般 8176。左右，目前的勘探程度僅局部區(qū)域可達(dá) 15176。 17176。，因此局部 采取措施 后采用傾斜長(zhǎng)壁布置方式進(jìn)行開采也是可行的。尤其在礦井總體開拓布置中，要在 一、二采區(qū)邊界煤柱中向東北方向平行布置三條 1150 大巷，大巷 間距為 35m， 分別為北翼 1150 軌道大巷、北翼膠帶大 巷和北翼回風(fēng)大巷。除軌道大巷為水平巖石大巷外，其它兩 條大巷沿 15 號(hào)煤層頂板布置 。其中： 北翼 1150 軌道大巷：是在現(xiàn)有 1150 軌道大巷基礎(chǔ)上延伸的。 北翼膠帶大巷：沿 15 號(hào)煤層頂板布置，直接與已經(jīng)完工的 2煤倉(cāng)連接，通過(guò) 2煤倉(cāng)、一采區(qū)膠帶上山、井底煤倉(cāng)（ 1煤倉(cāng)）與主斜井相連，形成北翼的主運(yùn)輸系統(tǒng)。 北翼回風(fēng)大巷：沿 15 號(hào)煤層頂板布置，直接與回風(fēng)立井井底的總回風(fēng)大巷相連形成北翼通風(fēng)系統(tǒng)。 由于北翼大巷緊鄰二采區(qū)，且大巷基本在 15 號(hào)煤層附近，因此四采區(qū)利用北翼大巷 單翼布置傾斜長(zhǎng)壁回采工作面 進(jìn)行開采。 由于四 采區(qū)利用北翼 1150 水平大巷開采，因此其人員運(yùn)送采用現(xiàn)有的大巷人車解決，采區(qū)排水直接進(jìn)入大巷排水系統(tǒng)，無(wú)須建設(shè)采區(qū)水倉(cāng)。 （ 二 ）方案 二 ： 雙翼 走向長(zhǎng)壁布置方案 本方案仍維持二采區(qū)原有范圍， 根據(jù)采區(qū)煤層底板等高線分析，煤層傾角一般 8176。左右，但局部區(qū)域可達(dá) 15176。 17176。，二采區(qū)勘探程度較高，鉆孔分山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 34 布比較均勻，對(duì)煤層賦存狀態(tài)的控制程度應(yīng)該比較可靠，但局部構(gòu)造 尚 不確定；另外，二采區(qū)三維地震揭露的斷層延伸方向與煤層走向接近，為減少斷層對(duì)回采巷道施工的影響程度，因此二采區(qū) 在原有范圍內(nèi) 宜采用 雙翼 走向長(zhǎng)壁布置方式進(jìn)行開采。 按照走向長(zhǎng)壁開采的原則，本采區(qū)宜在采區(qū)東西傾向的中央布置采區(qū)準(zhǔn)備巷道，以形成南北兩翼均衡生產(chǎn)的雙翼布置格局?？紤]二采區(qū)煤倉(cāng)、軌道巷上部車場(chǎng)已經(jīng)完工，膠帶下山和回風(fēng)下山已經(jīng)施工 300 多米，且二采區(qū)已有工程基本處于采區(qū)南北方向的中央，因此設(shè)計(jì)充分利用現(xiàn)有設(shè)施，并對(duì)采區(qū)準(zhǔn)備巷道的功能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。二采區(qū)現(xiàn)有的三條準(zhǔn)備巷道（軌道下山、膠帶下山、南回風(fēng)下山）在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)沿煤層傾向向西延伸到采區(qū)西部邊界。經(jīng)計(jì)算，二采區(qū)的需風(fēng)量在 8000～ 9000m3/min，現(xiàn)有的一條回風(fēng)下山凈斷面為 ，一條回風(fēng)下山不能 滿足采區(qū)通風(fēng)要求；另外考慮本采區(qū)為雙翼采區(qū)，為給采區(qū)生產(chǎn)創(chuàng)造條件，因此本次對(duì)二采區(qū)增加一條北回風(fēng)下山，使該采區(qū)沿 15 號(hào)煤層頂板平行布置四條下山巷道，分別為 采區(qū)軌道下山、膠帶下山和南北各一條回風(fēng)下山，下山間距為 35m。采區(qū)下山平均長(zhǎng)度為 1600m。其中軌道下山采用在軌道 下山的軌道 上方安裝猴車的方式解決采區(qū)人員輸送問題 。 其中： 軌道下山： 1150 水平軌道大巷已在靠近大巷的采區(qū)東部布置二采區(qū)上部車場(chǎng)，然后通過(guò) 8176。 30′ 斜坡向下找煤，見煤層頂板后沿 15 號(hào)煤層頂板（坡度為 7176。 10′）布置采區(qū)軌道下山，直到采區(qū)西部邊界 。軌道下山鋪單軌擔(dān)負(fù)采區(qū)除人員之外的全部輔助運(yùn)輸任務(wù)。 膠帶下山：目前二采區(qū)煤倉(cāng)已經(jīng)完工，該煤倉(cāng)位于 15 號(hào)煤層頂板上方，倉(cāng)下為一采區(qū)膠帶上山，二采區(qū)膠帶下山與一采膠帶上山呈一條直線布置，即從二采區(qū)煤倉(cāng)向西留出輸送機(jī)上部硐室長(zhǎng)度后與軌道下山平行，以 11176。斜坡向下 與二采石門找平溝通后 , 按下山坡度為 7176。 10′ 找煤，見煤層頂板后山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 35 沿 15 號(hào)煤層頂板布置二采區(qū)膠帶下山，直到采區(qū)西部邊界。二采區(qū)主運(yùn)輸系統(tǒng)通過(guò)二采區(qū)煤倉(cāng)（ 3煤倉(cāng)）與一采區(qū)膠帶上山、主斜井井底煤倉(cāng)（ 1煤倉(cāng)）、主斜井相連，形成采區(qū)原煤運(yùn)輸系統(tǒng)。 回風(fēng)下山： 二采區(qū)南回風(fēng)下山與一采回風(fēng)上山呈一條直線布置，二采區(qū)北回風(fēng)下山直接與回風(fēng)立井井底的總回風(fēng)大巷相連，形成二采區(qū)完整的通風(fēng)系統(tǒng)。 在二采區(qū)下山的南北兩翼走向布置回采工作面，南、北翼回采工作面平均有效推進(jìn)長(zhǎng)度分別為 1700m 和 1900m，能夠適應(yīng)回采工作面要求大采長(zhǎng)、大走向的發(fā)展趨勢(shì)。 采區(qū) 人員運(yùn)輸、排水系統(tǒng)、采區(qū) 變電所、水泵房和水倉(cāng)的布置與方案一基本相同。 第二節(jié) 方案比較及選擇 一、技術(shù)比較 上述兩個(gè)開采方案各有利弊，技術(shù)比較詳見表 221。 二、經(jīng)濟(jì)比較 兩方案經(jīng)濟(jì)比較詳見表 222。 從表 222 中可以看出，方案一與方案二（不包括 1150 北翼大巷）相比，總工程量 少 48195m，其中巖石工程量 少 1314m，半煤巖工程量 少 14507m，煤巷少 32374m，工程總投資 少 22144 萬(wàn)元。 根據(jù)上述比較，由于方案一調(diào)整二采區(qū)與四采區(qū)分界線后，兩個(gè)采區(qū)的采掘工作面互相接替，在不違反規(guī)程要求每個(gè)采區(qū)掘進(jìn)工作面不超過(guò) 4 個(gè)的前提下為礦井多頭施工創(chuàng)造了條件，且更有利于礦井的采掘接替，為二采區(qū)盡早形成后退式開采贏得了時(shí)間。因此設(shè)計(jì)推薦方案一。 山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 36 四、采區(qū)開采順序及回采工作面接續(xù)關(guān)系 根據(jù)采區(qū)銜接安排，二采區(qū)為一采區(qū) 的接替采區(qū)?？紤]二采區(qū)為單翼下山采區(qū)，單獨(dú)靠二采區(qū)回采工作面之間不間斷相互接替的難度很大，因此二采區(qū)和四采區(qū)采區(qū)互為接替。一采區(qū)預(yù)計(jì) 2021 年底結(jié)束，銜接二采區(qū)。根據(jù)二采區(qū)正常投產(chǎn)巷道工程量，很難一步到位實(shí)現(xiàn)由西向東后退式開采，因此前期 應(yīng) 采用前進(jìn)式開采。建議 首采 工作面投產(chǎn)后，積極組織綜掘設(shè)備施工采區(qū)準(zhǔn)備巷道，以加快采區(qū)準(zhǔn)備巷道的施工進(jìn)度，待采區(qū)準(zhǔn)備巷道全部到底后即可實(shí)現(xiàn)后退式開采。 表 221 方案技術(shù)比較表 方 案 項(xiàng) 目 方案一 方案二 方案特點(diǎn) 此 方案將原二采區(qū)北部劃歸四采區(qū)，南部為二采區(qū)，二采區(qū)布置三條下山單翼走向長(zhǎng)壁開采，北部四采區(qū)利用 1150 大巷傾斜長(zhǎng)壁開采，本方案二采區(qū)與四采區(qū)相互接替。由于二采區(qū)范圍的縮小，減少了二采區(qū)總工程量和移交工程量，降低了巷道投資高。 此方案維持原先確定的采區(qū)范圍，充分利用了二采區(qū)已有生產(chǎn)系統(tǒng)直接延伸軌道下山膠帶下山和南回風(fēng)下山，新增加一條北回風(fēng)下山。整個(gè)采區(qū)利用一套系統(tǒng)開采，其采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，雙翼開采有利于工作面的銜接。 設(shè)計(jì)工作面 數(shù) (個(gè) ) 8 17 巷 道 工 程 量 ( m ) 總工程量 51288 99483 巖 巷 2503 3817 半煤巖巷 13977 28484 煤 巷 34808 67182 儲(chǔ)量（萬(wàn) t） 工業(yè)儲(chǔ)量 1912 可采儲(chǔ)量 1210 山西和順天池能源有限責(zé)任公司 15號(hào)煤層三采區(qū)開采方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 37 優(yōu) 點(diǎn) 本方案南部除具備方案 二 的部分優(yōu)點(diǎn)外，還有以下優(yōu)點(diǎn)： 由于采區(qū)范圍的縮小，二采區(qū)工程量大幅減低，雖然回采巷道工程量加到四采區(qū)從實(shí)質(zhì)上沒有大的區(qū)別，但采區(qū)下山由四條減為三條，至少?gòu)膶?shí)質(zhì)上可以減少采區(qū)準(zhǔn)備巷道 1813m。 二采區(qū) 與四采區(qū)采掘工作面互為接替， 為采區(qū)多頭 施工創(chuàng)造了條件，從一定程度上可以緩解采區(qū)銜接的緊張局面。 本方案將二、四采區(qū)分解線進(jìn)行合理調(diào)整， 主要開拓巷道可以直接延伸到四采區(qū)為四采區(qū)服務(wù)，使四采區(qū)形成傾斜長(zhǎng)壁開采，從而簡(jiǎn)化了四采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)、減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)。 由于二、四采區(qū)相互接替，為二采區(qū)下山巷道的施工贏得了時(shí)間，二采區(qū)可以盡快形成后退式開采的格局。 利用一采區(qū)已有生產(chǎn)系統(tǒng)直接延伸回風(fēng)下山，利用二采區(qū)已有工程直接延伸軌道下山和膠帶下山，新補(bǔ)一條回風(fēng)下山。該方案利用一套系統(tǒng)進(jìn)行雙翼開采，其生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、占用設(shè)備少。 回采工 作面沿走向布置，能夠從系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)回采工作面上行通風(fēng)，有利于回采工作面煤炭下運(yùn)，減少了工作面運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。 采區(qū)兩翼開采，其生產(chǎn)組織更靈活，且有利于采區(qū)內(nèi)工作面的生產(chǎn)銜接。 回采工作面走向布置，對(duì)于本采區(qū)煤層坡度變化較大和斷層接近走向延伸的適應(yīng)性更強(qiáng)。 順槽沿走向布置，巷道坡度小，有利于順槽內(nèi)采用連續(xù)牽引絞車輔助運(yùn)輸。 工作面走向布置，有利于放煤管理，提高頂煤放出率；有利于工作面頂板管理。 工作面數(shù)量少、搬家次數(shù)少、搬家費(fèi)用低。 缺 點(diǎn) 本方案除具有方案二的部分缺點(diǎn)外，還后如下不足： 本方案二采區(qū) 、四采區(qū)分別 采用 各自獨(dú)立生產(chǎn) 系統(tǒng)開采，形成 兩個(gè)采區(qū) 的工作面相互接替的生產(chǎn)格局，因此本方案 兩個(gè) 采區(qū) 兩套系統(tǒng)的 生產(chǎn)系統(tǒng) 較 復(fù)雜、初期開拓大巷投資 較 高。 二采區(qū)正常生產(chǎn) 與四采區(qū) 的工作面相互接替時(shí)， 1150 北翼大巷必須移交至少400m，這樣二采區(qū)正常生產(chǎn)所需要的井巷工程量較大、前期井巷投資高，且在大巷內(nèi)開口多，在一定程度上影響大巷的正常運(yùn)輸。 二采區(qū)單翼開采， 與四采區(qū)采掘 工作面 相互接替時(shí)延長(zhǎng)了采區(qū)的服務(wù)年限，使采區(qū)設(shè)備占用時(shí)間延長(zhǎng)，設(shè)備周轉(zhuǎn)難度加大。 二采區(qū)大部分區(qū)域 15 號(hào)煤厚度在 4m以下， 采用放頂煤設(shè)備很難充分發(fā)揮其機(jī)械化程度。工作面生產(chǎn)能力受煤層厚度的制約因素增加。 二采區(qū)為下山采區(qū)，采區(qū)排水存在一定難度。 采區(qū)準(zhǔn)備巷道原煤為上運(yùn)，其要求的皮帶帶強(qiáng)和電機(jī)功率大。 由于下山開采，每個(gè)工