小析综放工作面优化设计

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一、设计方案分析

针对14101工作面在掘进过程中现场实际地质揭露情况，通过综合分析，14101运输道由于地质条件影响，造成区段走向长度较短，外段部分煤炭资源无法回收，诸多问题会接二连三的发生，不仅使资源极大地浪费，而且长时间对采区巷道的支护造成动压影响，导致巷道失修严重。根据实际案例分析，为使开采工作顺利完成，可对开采技术及回采工艺加以改进，提高工作人员的操作技能，这样既可以加快工作面的推进速度，也可以缩短开采工作的时间，充分发挥机械化效能。

二、优化开采方案

1设计优化目标⑴优化工作面布置，简化通风系统，运输系统，做到节支降耗、降低成本。⑵最大限度的延长工作面的走向长度，提高煤炭资源回收率，减少工作面的搬家倒面次数，实现工作面的连续推进，达到稳产高产。优化设计，减少巷道的掘进量，降低万吨掘进率，提高掘进巷道的利用率，降低生产成本。2优化设计方案加长工作面运输道长度，即沿该工作面运输道平行新掘一运输探巷，至运输道18m断层后与原运输道贯通，有效提高工作面走向长度120m，使工作面推进长度加大至450m。具体见设计图。该运输探巷不仅为该工作面服务，同时也为该采区下一个工作面探明地质条件提供依据，该工作面收作结束后外段运输道将作为下一个工作面的主要回风巷道，担负材料的运输及回风等任务，从长远看，减少了采区的准备巷道总量，探明了断层对下步采区的影响。优点：①可以实现回采与掘进同步进行，延长回采工作面可采长度。②工作面连续推进长度最大可达450m，进而工作面搬家的次数也会相应减少，矿井产量随之会提高。③有助于煤柱损失的减少，资源回收率相应提高。④工作面的连续回采，有助于调整采区的生产系统，保障巷道的维护。⑤掘进速度的提升，将掘进期间的供风距离缩短了，通风条件良好，温度相应降低，作业场所的环境也会得到改善。缺点：①回采工作面运输道回采至里段运输联络巷需进行运输系统调整。②工作面的生产同时准备施工运输探巷，通风系统管理困难。

三、方案的实施

1应用效果分析该工作面为矿井的主要生产头面，采用此种方案后，解放了受断层影响的煤炭资源，工作面的有效走向长度加长了120m，工作面的储量增加了10.31万吨，同时，实现了工作面的连续推进，对稳定矿井地高产稳产起到了较大的作用。运输探巷的施工，为该采区下一个工作面探明地质条件，外段运输道将作为下一个工作面的主要回风巷道，减少了采区的准备巷道300m，采用该方案，实现回采与掘进同步，有力缓解了工作面接续紧张状况。该方案的实施，有利于工作面回采和掘进同步进行，掘进的供风距离减少了，通风状况也得到了改善。⑷另外，矿井随着开采深度的增加地温呈现有规律的增加，地温相对较高；矿井采用中共并列式通风，通风路线长；所以工作面温度较高，采用该方案有力缓解了温度的影响。⑸因为开采煤层是三软煤层，随着开采深度的加深，该采区开采上限-815m，下限-860m，矿压的增大，煤层巷道的变形量大；尤其是采用综采放顶煤回采工艺，区段平巷沿煤层顶板掘进，巷道遗留的底煤多，巷道的底鼓量尤为突出。工作面走向长度大，相应增加了准备时间和回采时间，对区段平巷的维护带来一定困难。该方案的实施有利于缓解这种矛盾，采用回采与掘进同步进行，可将准备时间缩短至1个月。边准备边回采的方式可以应用到同一区段，这样不仅可以缩短整个流程的时间，同时区段平巷的维护量也大大减少了。2方案实施中遇到的问题及对策由于工作面回采与掘进同步进行，通风系统管理比较困难，在掘进过程中工作面及时调整通风系统，工作面由上行通风改为下行通风。工作面瓦斯、煤尘管理难度增加，增大现场管理力度，同时加快掘进工作面的掘进速度，尽早实现运输探巷安全贯通。

四、综合效益分析

1社会效益优化了采区生产布局，提高工作面生产能力，确保矿井安全生产。增加断层影响区域煤炭资源，减少资源浪费，提高煤炭资源的回收率，符合构建节约性社会的发展要求。采用该种方案，提高了回采工作面的综合机械化利用率，减轻职工的劳动强度，劳动效率明显提高，实现了安全高效区队的建设。加大采区工作面有效长度，实现矿井生产布局、工作面接续平稳过渡，稳定矿井的产能。2经济效益1)回采储量的增加回采储量：工作面走向增加120m，采高按照5m计算，面长120米，储量为11.09万吨，回采率按照上级标准，最低应达到93%，可回出煤量11.09×0.93=10.31万吨。2)采区下部工作面准备工程量减少工作面外段运输道将作为下一个工作面的主要回风巷道，减少了采区的准备巷道300m，提高巷道利用率，降低掘进费用。所以采用该方案，增加综放储量10.31万吨；下部区段减少准备巷道300m（其中岩巷200m）工程量，经济效益显著。

五、结论

矿井开采之前必须设计方案，矿井的开采成本直接受到设计方案是否合理的影响，所以应根据矿井的实际情况安排各项工作，优化开采设计，不仅解决了开采成本的问题，还可扭转生产的被动局面，为矿井接续平稳提供保障。对工作面设计加以优化，加大其走向长度，而目前矿井开采机械化程度在不断提高，将有助于机械化效能的充分发挥，从而保证矿井的安全性、高产性。14101运输探巷的优化设计，提高了工作面开采能力，减少了受断层影响的煤炭资源，边准备边回采的方式可以应用到同一区段，这样不仅可以缩短整个流程的时间，同时区段平巷的维护量也大大减少了。区段平巷的维护量会随着工作面走向长度的增加而增加，此种矛盾在对“三软”煤层进行开采时尤为突出，采用回采与掘进同时生产的方式，完善制约矿井发展的瓶颈，大大缩短区段平巷的服务时间，实现了集约化生产，矿井安全及经济效益不断提高。实践证明，14101工作面的优化设计既带来了显著的经济效益，也造就了更多的社会效益，并且对于以后的相关设计工作，可借鉴设计该工作面时的思路，这样可以节省更多时间、成本等。

作者：刘庆迎单位：徐州矿务集团有限公司恒源煤矿