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[摘要]：隶属于阳泉煤业（集团）有限责任公司旗下的山西新元煤炭有限责任公司，管理众多煤矿，各个矿井情况复杂，经过不断的发展和改进，每年创下很高的经济收益。随着煤炭开采量的增大，矿井情况更加复杂，为此该企业要进行煤矿开拓延伸改革。本文对新元公司9号煤开拓延伸进行分析，分析情况如下：
[关键词]：煤炭开采 开拓延伸 方案优化
中图分类号：TQ54 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2013）01- 0044-01
一、概况
山西新元煤炭有限责任公司矿井位于山西省晋中市寿阳县境内，系阳泉矿区寿阳新区新开发的矿井之一，隶属于阳泉煤业（集团）有限责任公司，矿井工业场地距寿阳县城西北约5km。 矿井设计生产能力为一期300万t/a，二期为500万t/a。2011年新元公司全年商品煤完成445.87万元，销售收入完成28.66亿元。利润完成5.0亿元，在阳煤集团排名第一位。
原设计9号煤开拓延深从冀家垴风井井底附近向西布置3条暗斜井，分别为胶带暗斜井、材料暗斜井和回风暗斜井，其中胶带暗斜井从集中胶带大巷机尾以15°下坡落底于9号煤底板下方50m的太原组石灰岩中，在9号煤下方布置煤仓，通过清理撒煤斜巷与9号煤辅运大巷相连；材料暗斜井从东辅运口以7°下坡落底于9号煤；回风暗斜井从回风立井北侧的总回风巷以16°下坡落底于9号煤。
由于原设计存在运输环节多、胶带暗斜井落底到太原组石灰岩中有带压开采突水危险、材料暗斜井开口位置将与冀家垴进风井的3号煤北总进风贯通、9号煤风量大3条暗斜井风速超限等诸多问题。需要对9号煤的开拓延深进行优化。
通过研究3号煤现有巷道层位、标高，由于两层煤煤质不同，需要利用主斜井和集中胶带大巷胶带输送机分时段运输不同煤种，9号煤胶带大巷必须与集中胶带大巷布置在同一直线上，并通过各自煤仓的储存功能实现分装分运。按此原则，在原设计基础上需要尽量减少运输环节，进一步合理通风系统，减少暗斜井岩石巷道工程量，实现9号煤开拓延深方案的最优化。
二、方案的具体设计
针对9号煤原开拓延深方案存在运输环节多、胶带暗斜井落底到太原组石灰岩中有带压开采突水危险、材料暗斜井开口位置将与冀家垴进风井的3号煤北总进风贯通、9号煤风量大3条暗斜井风速超限等诸多问题。需要对9号煤的开拓延深进行优化。
（一）优化原则
1.由于3号煤属低中灰、特 低硫、极易选、高发热量的贫煤，而9号煤属中灰～中高灰、特低硫、极难选、中高热值的贫煤。由于煤质不用、用途不同，为确保3号煤喷精煤的煤质，需要对3号煤和9号煤进行分装分运。9号煤的开拓延深要在实现分装分运的前提下尽量减少运输环节。
2.开拓延深要进一步合理通风系统，避免风速超限。
3.9号煤的开拓延深要避开太原组石灰岩含水层的影响，确保延深和生产的安全。
4.在不影响矿井正常生产和采区接替的前提下，9号煤的开拓延深要尽量避免与3号煤原有巷道空间上的相交。尽量减少巷道工程量，力求多打煤巷少打岩巷。
（二）浅析开拓延伸方案的优化设计
在2010年对9号煤开拓延深进行了设计优化：调整后9号煤采用5条暗斜井延深，其中胶带暗斜井上部硐室布置在与3号煤西胶带大巷重叠的下方12m的稳定岩层中，胶带暗斜井以15°下坡落底于9號煤，为减少运输环节，将9号煤煤仓布置在集中胶带大巷机尾25m的位置；材料暗斜井从冀家垴进风井的3号煤北总进风向西以7°下坡落底于9号煤，避免了材料暗斜井与3号煤巷道在空间上的相交关系；南回风暗斜井从回风立井北侧的总回风巷以25°下坡落底于9号煤与9号煤南回风大巷相连；为降低9号煤通风阻力，增加了北回风暗斜井，该暗斜井布置在3号煤西采区辅助回风巷的北侧，以35°下坡落底于9号煤与9号煤北回风大巷相连；另外考虑冀家垴进风井3号煤马头门风速超限达10m/s以上，如果9号煤大量风量从3号煤马头门进风一方面通风阻力大、另一方面人员通过时风速太大对人体健康不利，针对冀家垴进风井已落底在3号煤底板下方22m位置、井底距离9号煤层20m左右的特点，我们从9号煤布置一条专用进风大巷，通过一条进风暗斜井与冀家垴进风井井底贯通形成进风系统。
优化设计后9号煤开拓延深具有以下优点：
1.主运输环节减少了一部设备。原设计投产时9号煤主运输系统由9号煤胶带大巷和9号煤胶带暗斜井两部胶带输送机组成。调整后投产时9号煤主运输系统由9号煤胶带暗斜井一部胶带输送机完成。
2.胶带暗斜井延深的安全可靠性高。原设计9号煤胶带暗斜井落底于太原组石灰岩中存在带压突水危险，调整后9号煤胶带暗斜井落底于9号煤层，避免了带压突水威胁。
3.两条回风暗斜井通风阻力小，有利于均衡两翼通风。原设计9号煤只布置一条南回风暗斜井，存在断面大、支护和施工难度大等问题。调整后9号煤布置南北两条回风暗斜井（净宽5m）不仅能够增加有效通风断面、降低通风阻力，且支护和施工都比较简单。
4.合理分配各暗斜井进风量。原设计只布置一条胶带暗斜井和一条材料暗斜井，存在胶带暗斜井风量大、超过4m/s适宜风速的问题。设计调整后由于增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
（三）方案实施的结果
通过企业上下的共同学习探讨，制定出了行之有效的方案设计。方案涉及较多的技术创新，方案实施后取得了骄人的成效。
1.方案中的技术创新：（1）主运输环节减少了一部设备。（2）胶带暗斜井延深的安全可靠性高。（3）两条回风暗斜井通风阻力小，有利于均衡两翼通风。（4）合理分配各暗斜井进风量。设计调整后由于增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
2.取得的丰硕成果：（1）主运输环节减少了一部设备。（2）胶带暗斜井延深到9号煤层，避免了原设计9号煤胶带暗斜井落底于太原组石灰岩中存在带压突水危险。（3）布置南北两条回风暗斜井降低通风阻力小，有利于均衡两翼通风。（4）增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
三、开拓延伸方案的评价
方案实施取得丰硕的成果，带给企业更高的经济收益。但是美中不足的是，方案在现实实施中，出现一些纰漏，暴露了一些缺点：在暗斜井施工过程中要从3号煤现有巷道下方穿过，其空间立交关系复杂，在施工前和施工过程中要提前复核上下巷道的标高，确保施工过程中不致相交。施工过程中要准确掌握冀家垴进风立井井底的装备情况，9号煤进风暗斜井的贯通位置不得影响井底装备。
参考文献：
[1]郑文忠，河北省煤矿开拓布置及采取巷道布置的改革和发展[J]，河北煤炭。
[2] 汪书祺. 张北煤矿井下煤炭运输系统快速施工的实践[A]. 矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集（下册）[C]. 2005
作者简介：
徐慧刚（1985—— ），男，汉族，山西太谷人，于2007年毕业于中国矿业大学，采矿工程专业，采矿助理工程师，现在从事矿井基建、设计、技术管理工作。
[关键词]：煤炭开采 开拓延伸 方案优化
中图分类号：TQ54 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2013）01- 0044-01
一、概况
山西新元煤炭有限责任公司矿井位于山西省晋中市寿阳县境内，系阳泉矿区寿阳新区新开发的矿井之一，隶属于阳泉煤业（集团）有限责任公司，矿井工业场地距寿阳县城西北约5km。 矿井设计生产能力为一期300万t/a，二期为500万t/a。2011年新元公司全年商品煤完成445.87万元，销售收入完成28.66亿元。利润完成5.0亿元，在阳煤集团排名第一位。
原设计9号煤开拓延深从冀家垴风井井底附近向西布置3条暗斜井，分别为胶带暗斜井、材料暗斜井和回风暗斜井，其中胶带暗斜井从集中胶带大巷机尾以15°下坡落底于9号煤底板下方50m的太原组石灰岩中，在9号煤下方布置煤仓，通过清理撒煤斜巷与9号煤辅运大巷相连；材料暗斜井从东辅运口以7°下坡落底于9号煤；回风暗斜井从回风立井北侧的总回风巷以16°下坡落底于9号煤。
由于原设计存在运输环节多、胶带暗斜井落底到太原组石灰岩中有带压开采突水危险、材料暗斜井开口位置将与冀家垴进风井的3号煤北总进风贯通、9号煤风量大3条暗斜井风速超限等诸多问题。需要对9号煤的开拓延深进行优化。
通过研究3号煤现有巷道层位、标高，由于两层煤煤质不同，需要利用主斜井和集中胶带大巷胶带输送机分时段运输不同煤种，9号煤胶带大巷必须与集中胶带大巷布置在同一直线上，并通过各自煤仓的储存功能实现分装分运。按此原则，在原设计基础上需要尽量减少运输环节，进一步合理通风系统，减少暗斜井岩石巷道工程量，实现9号煤开拓延深方案的最优化。
二、方案的具体设计
针对9号煤原开拓延深方案存在运输环节多、胶带暗斜井落底到太原组石灰岩中有带压开采突水危险、材料暗斜井开口位置将与冀家垴进风井的3号煤北总进风贯通、9号煤风量大3条暗斜井风速超限等诸多问题。需要对9号煤的开拓延深进行优化。
（一）优化原则
1.由于3号煤属低中灰、特 低硫、极易选、高发热量的贫煤，而9号煤属中灰～中高灰、特低硫、极难选、中高热值的贫煤。由于煤质不用、用途不同，为确保3号煤喷精煤的煤质，需要对3号煤和9号煤进行分装分运。9号煤的开拓延深要在实现分装分运的前提下尽量减少运输环节。
2.开拓延深要进一步合理通风系统，避免风速超限。
3.9号煤的开拓延深要避开太原组石灰岩含水层的影响，确保延深和生产的安全。
4.在不影响矿井正常生产和采区接替的前提下，9号煤的开拓延深要尽量避免与3号煤原有巷道空间上的相交。尽量减少巷道工程量，力求多打煤巷少打岩巷。
（二）浅析开拓延伸方案的优化设计
在2010年对9号煤开拓延深进行了设计优化：调整后9号煤采用5条暗斜井延深，其中胶带暗斜井上部硐室布置在与3号煤西胶带大巷重叠的下方12m的稳定岩层中，胶带暗斜井以15°下坡落底于9號煤，为减少运输环节，将9号煤煤仓布置在集中胶带大巷机尾25m的位置；材料暗斜井从冀家垴进风井的3号煤北总进风向西以7°下坡落底于9号煤，避免了材料暗斜井与3号煤巷道在空间上的相交关系；南回风暗斜井从回风立井北侧的总回风巷以25°下坡落底于9号煤与9号煤南回风大巷相连；为降低9号煤通风阻力，增加了北回风暗斜井，该暗斜井布置在3号煤西采区辅助回风巷的北侧，以35°下坡落底于9号煤与9号煤北回风大巷相连；另外考虑冀家垴进风井3号煤马头门风速超限达10m/s以上，如果9号煤大量风量从3号煤马头门进风一方面通风阻力大、另一方面人员通过时风速太大对人体健康不利，针对冀家垴进风井已落底在3号煤底板下方22m位置、井底距离9号煤层20m左右的特点，我们从9号煤布置一条专用进风大巷，通过一条进风暗斜井与冀家垴进风井井底贯通形成进风系统。
优化设计后9号煤开拓延深具有以下优点：
1.主运输环节减少了一部设备。原设计投产时9号煤主运输系统由9号煤胶带大巷和9号煤胶带暗斜井两部胶带输送机组成。调整后投产时9号煤主运输系统由9号煤胶带暗斜井一部胶带输送机完成。
2.胶带暗斜井延深的安全可靠性高。原设计9号煤胶带暗斜井落底于太原组石灰岩中存在带压突水危险，调整后9号煤胶带暗斜井落底于9号煤层，避免了带压突水威胁。
3.两条回风暗斜井通风阻力小，有利于均衡两翼通风。原设计9号煤只布置一条南回风暗斜井，存在断面大、支护和施工难度大等问题。调整后9号煤布置南北两条回风暗斜井（净宽5m）不仅能够增加有效通风断面、降低通风阻力，且支护和施工都比较简单。
4.合理分配各暗斜井进风量。原设计只布置一条胶带暗斜井和一条材料暗斜井，存在胶带暗斜井风量大、超过4m/s适宜风速的问题。设计调整后由于增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
（三）方案实施的结果
通过企业上下的共同学习探讨，制定出了行之有效的方案设计。方案涉及较多的技术创新，方案实施后取得了骄人的成效。
1.方案中的技术创新：（1）主运输环节减少了一部设备。（2）胶带暗斜井延深的安全可靠性高。（3）两条回风暗斜井通风阻力小，有利于均衡两翼通风。（4）合理分配各暗斜井进风量。设计调整后由于增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
2.取得的丰硕成果：（1）主运输环节减少了一部设备。（2）胶带暗斜井延深到9号煤层，避免了原设计9号煤胶带暗斜井落底于太原组石灰岩中存在带压突水危险。（3）布置南北两条回风暗斜井降低通风阻力小，有利于均衡两翼通风。（4）增加了一条专用进风暗斜井，大量风量通过专用进风暗斜井和专用进风大巷进入9号煤辅运大巷，一方面避免了胶带暗斜井超过适宜风速的问题，另一方面解决了冀家垴进风井井底的盲巷和积水问题，对安全生产和井底防撞梁等设备的检修和维护都创造了有利条件。
三、开拓延伸方案的评价
方案实施取得丰硕的成果，带给企业更高的经济收益。但是美中不足的是，方案在现实实施中，出现一些纰漏，暴露了一些缺点：在暗斜井施工过程中要从3号煤现有巷道下方穿过，其空间立交关系复杂，在施工前和施工过程中要提前复核上下巷道的标高，确保施工过程中不致相交。施工过程中要准确掌握冀家垴进风立井井底的装备情况，9号煤进风暗斜井的贯通位置不得影响井底装备。
参考文献：
[1]郑文忠，河北省煤矿开拓布置及采取巷道布置的改革和发展[J]，河北煤炭。
[2] 汪书祺. 张北煤矿井下煤炭运输系统快速施工的实践[A]. 矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集（下册）[C]. 2005
作者简介：
徐慧刚（1985—— ），男，汉族，山西太谷人，于2007年毕业于中国矿业大学，采矿工程专业，采矿助理工程师，现在从事矿井基建、设计、技术管理工作。