福建煤电股份有限公司  吴慕腾

摘要：优化巷道布置是矿井开采设计过程中的一项非常重要任务，同时也是降低掘进万率，降低生产成本的重要管控手段。基于在煤矿的生产技术管理工作实践中，具体以铜锣坪煤矿延五采区、延九采区的生产巷道布置和煤层开采情况为例进行总结、对比分析，并结合煤电公司其他矿井的实际开采状况，针对采区设计、生产巷道布置、近距离煤层、松软煤层的开采巷道布置提出优化改进措施，对于减少巷道掘进工程量，降低生产成本并提高安全性能具有参考意义。

关键词： 优化巷道 煤层开采 掘进万率 降成本

1 巷道位置布置优化的基本原则

1.1安全性 巷道尽量布置在稳定岩（煤）层中，充分发挥巷道围岩的自主支撑能力，不发生应力突变，不易发生垮冒，满足正常生产的需要。巷道布置要为系统运行服务，如运输系统线路、通风系统线路更应优化，提高系统运行可靠性。

1.2实用性 巷道布置要利于组织施工，简单易行，助于工效和单进水平提高。

1.3经济性 巷道设计布置是否合理，对于是否减少掘进工程量具有决定性影响，会直接影响巷道的支护方式、支护结构，影响巷道使用及后期的翻修率和维护成本。

2 技术措施

2.1优化采区设计

开拓系统巷道布置应因地制宜合理设计，应深入研究掌握设计范围内地质构造特征和煤层赋存特点，然后经过各有关专业人员分析对比，选择最佳方案进行设计。

2.1.1 合理确定采区开采尺寸

在井田范围内划分采区时，应对矿井现有生产技术管理水平和装备能力进行综合论证，原则上应将采区走向长度和开采标高范围最大化，以减少采区数目。另外，设计时走向长度不能套标准来确定，应根据构造与煤层的关系，有时可适当延长，有时可适当缩短走向巷道长度。

2.1.2 合理划定采区区段垂高

在矿井区段垂高划定时，应将采区范围内可采煤层的倾角作为主要划定依据，在运输、通风、排水、巷道维护、技术装备和采煤工艺等技术条件能够达到的情况下，都适当地加大区段垂高，减少区段数目。

划分采区区段垂高时，应将煤层倾角作为主导因素，并结合采煤工艺的生产组织管理水平综合确定。当煤层倾角较小，整体属于缓倾斜煤层时应确定小垂高，虽然井巷工程数量大，直接成本增加，掘进率提高，但是采出煤量增多，从而提高采区采出率；若阶段垂高设计过大，必将使部分煤量置于两个阶段之间，无法开采而丢失，特别是顶板较破碎、容易冒落的煤层更容易丢失可采块段。

福建煤电公司铜锣坪煤矿延九采区和苏二煤矿的八采区、九采区区段垂高划定为35米（煤层倾角23～35°）；翠屏山煤矿301、305采区和坑柄煤矿北二采区的区段垂高划定为40米（煤层倾角30～40°）；龙潭煤矿的302采区、303采区区段垂高划定为50米（煤层倾角35～45°）。

2.1.3 合理划分采区边界

设计时应将主要控制断层带或地质构造带作为采区或矿井边界，不能将其置于采区内，以免需过断层掘进，变成无煤带且增加掘进进尺和支护成本。

2.1.4 合理布置采区主副下山

采区设计时，对照煤层底板等高线图做好平剖面分析，确定两对下山是否布置在煤层底板中，准确计算与煤层走向交角，计算区段车场落平点与最近开采煤层水平距离。将车场尽量落在煤层底板中，车场施工结束后即转入石门施工。

2.2优化生产巷道布置

2.2.1 优化巷道开口设计

实行审批制度，杜绝巷道开口的随意。巷道开口要进行施工设计、论证，由分管技术员绘制施工图，经矿总工审核后方可开口。

2.2.2 区段石门重叠布置

上下区段石门巷道位置应尽量在平面上重合，不能参差不一，利于区段通风眼布置，可以缩小保安煤柱的范围。

2.2.3 单一煤层沿煤掘进或沿底板掘进

根据预掘巷道的围岩稳定性和巷道用途进行综合论证，从而确定巷道的布置方式。当开采松软易垮或煤厚难控制的煤层时，采用沿煤层底板掘进巷道，布眼反眼控制煤层，反眼长度原则上不超过10米；当遇煤层较薄、稳定或煤厚度适中且不易垮时直接沿煤掘进运巷。

2.2.4 近距离煤层开采联合布置

铜锣坪煤矿延九采区转入+20水平下部开采后，从+20北石门、-20北石门煤层揭露情况，发现15#与13#的层间距变小，从预想的19米变小至10米。由于15#煤层坚硬、稳定性较好且与13#煤层较近，故采用15#与13#煤层进行联合布置采煤巷道，即沿15#煤掘进运巷每20米分段掘反眼揭露13#煤层。由于13#与15#煤层层位较近，15#易受13#煤层的采动损伤破坏，13#采后应力集中在15#煤层顶板。在开采顺序方面，13#煤层必须超前15#煤层开采且错距控制在30～40米之间。

2.2.5 区段集中运输与最近煤层开采联合布置

根据铜锣坪煤矿20#煤层赋存特性，延五采区的+20区段集中运输巷采取与20#煤层开采联合布置，将集中运输巷布置在20#煤层底板砂岩稳定岩层中（距20#煤层10米），每隔20米往南掘反眼揭露20#煤层，利用反眼控制20#煤层开采。

3.组织措施

 3.1强化人本思想

利用专业知识培训、生产技术论证会、知识讲座、技术比武等多种形式，提高技术人员的生产技术综合管理能力。优化施工组织设计，加强预测预报工作，靠前指挥，提供技术保障。

 3.2制定考核措施

 2013年煤电公司出台了《生产矿井控制无效进尺的试行办法》（闽煤电生〔2013〕202号），加强了矿井无效进尺的监管考核力度，杜绝“三无”工程，推动巷道优化布置设计进程，尽可能减少无效进尺，降低矿井生产成本。

 2014年在生产经营工作中提出了“六比三不”（“六比”指同样的赋存条件比煤厚，同样的煤厚比稳定，同样的稳定比煤质，同样的煤质比售价，同样的售价比成本，同样的成本比安全可控；“三不”指坚持没有把握的巷道不打，没有论证的巷道不安排，没有公司审批的探巷不验收结算）工作措施。

4.工作措施成效验证

4.1 铜锣坪煤矿延五采区、延九采区巷道布置优化成效对比分析

4.1.1 安全性、单进水平对比

原延五采区+60区段28#煤层沿煤掘进，由于该煤层属易垮、流砂性煤层，沿煤掘进支护困难，顶板管理难度大，巷道掘进支护率达90%以上造成掘进速度慢，平均单进水平只有70米/月；延五采区+20区段沿煤层底板掘进后，安全管理难度明显减轻，未发生巷道垮冒事件，维护成本降低，巷道掘进支护率在20%以下，掘进速度明显加快，平均单进水平提升至95米/月。

4.1.2 经济性对比

4.1.2.1 +20区段集中巷与20#煤层开采联合布置经济性对比

采区的水平、区段集中运输巷与最近煤层开采进行联合布置后可减少大量掘进工程量，如铜锣坪煤矿延五采区+20集中运输巷采用沿20#底板掘进，其中运输巷300米（半圆拱裸体断面5.4m²，单价1580元/米），可以减少一条主巷掘进，但每隔20米会增加一条反眼（设计10米揭煤，三心拱裸体断面3.24m²，单价650元/米）。

降低掘进费用：300*1580-15*10*650＝37.65万元

4.1.2.2 15#与13#煤层联合布置经济性对比

13#煤层正常沿煤掘进运巷长度，长度300米，与15#联合布置掘进后，可以减少一条主巷掘进，但每隔20米需掘一条反眼（设计15米揭煤，三心拱裸体断面3.24m²，单价650元/米）。

降低掘进费用：300*1580-15*15*650＝32.775万元

4.2 煤电公司近年优化巷道布置成效对比分析

2014年煤电公司主巷掘进万率为406米／万吨，2015年末为374米／万吨，较上年度减少32米／万吨，按2015年产量130万吨计算，少掘4160米主巷，降低生产成本额657.28万元（按每米1580元计算）。

5 结语

由此可见，在煤矿开采设计管理过程中，从安全性、经济性、实用性进行综合分析论证，合理优化改进巷道布置方式，对于降低掘进万率，降低生产成本，提高单进水平和安全性能具有良好安全经济效益。

参考文献：《煤矿开采方法》煤炭工业出版社出版

《福建省永定县长塔井田详查地质报告》   121地质队

《井巷设计优化与施工新技术》 中国矿业大学出版社 栢建彪