摘要：本文分析和论述了复杂地质条件下生产系统优化，为确保在今后的安全生产，实现尽早投产，-445m水平胶带大巷采用机轨合一，兼顾轨道大巷，取消原-445m水平运输大巷设计，并将现-445m水平胶带大巷名称变更为-445m水平运输大巷，为矿井节约了成本，提高安全系数。
关键词：系统优化；节约成本；安全系数
一、概况
17采区属于-445m水平，该水平地质条件复杂，且属于未鉴定区域，在当前煤炭市场低迷的情景下，如何节约成本、综合利用确保煤矿战胜危机、保证生产是一项必要手段，在此背景下，我矿积极探索经验，优化生产系统设计，坚持以降低成本，减少员工劳动强度的同时提高工效，提升安全生产管理。
二、研究内容
1、地质条件
（1）地形、地势及水系
红岭井田地处太行山区和华北平原过渡地带，属丘陵地形，区内地形起伏不平，沟谷纵横。地势西高东低，北、东、西地势高差较大，最高点303m，位于前岭村西，最低点152m，位于西保障村北岳城水库边，相对高差151m。区内沿后岭～西保障～西柏涧村南各有一呈东西向展布的丘陵。本区属海河流域卫河水系。井田内没有河流，大气降水通过纵横沟谷排泄。
（2）地层
地层在17采区内没有出露，仅据矿井和钻孔揭露资料情况，本区发育地层有：古生界奥陶系中统马家沟组（O2m），石炭系上统本溪组（C2b）、太原组（C2t），二叠系下统山西组（P1sh）、下石盒子组（P1x），上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh），新生界新近系、第四系（N+Q）。
（3）构造
根据精查勘探及补充勘探，17采区地质构造较简单，区内发育为一小型背斜，中部为轴心（14161工作面切眼下部），两翼较为平缓，
①、断层
F407断层。为17采区上部边界，根据14采区三条下山、15采区三条下山、东风井南翼总回风巷实际揭露情况及14121工作面与14141工作面标高（两工作面之间为该断层），17采区范围内，该断层落差6～35m。该断层为压扭性走向正断层，断层附近煤层倾角较为平缓。
F408断层。该断层在14三条下山均有揭露，为高角度压扭性正断层，落差11m，根据14161下巷下帮抽放钻孔分析，该断层在14161下巷测y25点向下约24m处尖灭。
F32断层。该断层位于17采区中部，根据-445m水平运输大巷已施工情况，现已揭露该断层伴生断层共4条，落差最大6.0m。
F33断层。位于F32断层东部，与F32断层基本平行，横穿红岭井田，为17采区下部边界。根据矿井深部补充勘探钻孔补-01、补-04、补-05、补-06钻孔（这四个补勘钻孔均已见煤，但补勘工程尚未结束、补勘报告未提交）资料，该断层向南南西方向延伸进入无主煤田，向北北东延伸进入主焦矿区，在红岭矿井范围内最大落差约70m。
②、褶曲
根据勘探钻孔及14采区已采掘情况分析，17采区中部为一小型背斜构造，轴心位于14161切眼下部，由轴心向两翼逐渐平缓，对17采区采掘影响不大。
③、火成岩
该火成岩影响区域位于井田西南部，根据周边采掘情况，火成岩区未延伸至17采区范围内，所以火成岩对17采区开采二1煤层无影响。
2、巷道工程概况
随着-445m水平胶带大巷的施工及胶带大巷内超前探结果分析，-445m水平运输大巷基本处于揭煤范围内（两次穿煤，大部分位于距煤层法向距离10m内），又因17采区为未鉴定区域，而-445m水平运输大巷为17采区轨道运输巷，巷道无法起坡或一致拐弯施工，故在掘进期间瓦斯管理十分困难，严重影响巷道掘进。为确保在今后的安全生产，实现尽早投产，-445m水平胶带大巷采用机轨合一，兼顾轨道大巷，取消原-445m水平运输大巷设计，并将现-445m水平胶带大巷名称变更为-445m水平运输大巷。
3、采区区段划分及接替
17采区为单翼采区，沿倾向划分为3个区段，开采时结合15采区进行跳采，17采区工作面接替顺序为1703→1701→1705。
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4、采区及工作面回采率
17采区所采二1煤层为厚煤层，采区回采率采用75％，工作面回采率采用93％。
5、采区生产能力
17采区二1煤层厚度6.63～7.44m，平均7.04m，属稳定的厚煤层。煤层结构比较简单，从本矿揭露二1煤层来看，一般含夹矸1～5层，单层夹矸厚0.05～0.4m。煤层直接顶常为黑色泥岩或灰黑色砂质泥岩，富含植物化石，基本顶为深灰色细～中粒砂岩，俗称大占砂岩，个别地段成为二1煤层直接顶。
6、采区通风
17采区采用“一进一回”通风方式，布置有-445m水平运输大巷和-445m水平回风大巷，分别由运输大巷进风，回风大巷回风。岩巷掘进工作面采用压入式通风，配备FBD№6.0/2×22kw型对旋式局部风机。
7、煤炭运输
工作面的煤经工作面下巷带式输送机、转载机转载进入-445m水平运输大巷带式输送机，经15采区胶带运煤系统，运入5号煤仓，然后经集中运输巷皮带、主暗斜井皮带、主斜井皮带、地面架空皮带将煤炭运入地面储煤仓。
8、辅助运输
人员运输：①在-445m水平运输大巷采用8t蓄电池电机车运输装置；
材料运输：①在-445m水平运输大巷采用8t蓄电池电机车运输装置；②综采工作面上下巷各布置1台无极绳绞车进行运输，型号为JWB-55。
9、采区排水
工作面涌水经水泵排至-445m水平运输、回风大巷水沟，由水沟自流至-445m水平水仓，最后通过主排水泵将水排至地面。
10、下消防、洒水（防尘）供水系统
17采区消防与井下洒水共用同一趟管道，主井地面工业场地南侧有一座V=200m3的水池，消防、洒水管道沿主斜井进入井下，供水水源为我矿北水井经给水泵向水池内供水和-25m水平水源井作为矿井及采区供水水源。
11、联络系统
17采区新增电话自-445m水平井底车场新增的100对的电话分线盒接入矿井现有的通信联络系统。在17采区各带式输送机头部、综采工作面及顺槽、掘进面及局扇安装处等设本安型电话分机。在避难硐室内设有与矿井调度室直通的电话。
12、监测监控
安全监控系统使用矿井现有KJ66NA型监控系统，采区监控主线路由-445m水平车场向采区延伸，17采区新增5台监测监控分站，主要分布在采区变电所、1705工作面下巷进风巷、1701工作面上、下巷进风巷、永久避难硐室。
3、原施工工艺及存在问题
①原设计三条大巷施工时间长，预计2018年9月系统形成，优化设计方案后，预计2017年4月形成系统，首采工作面预计2017年5月分开始施工，预计2018年1月份形成。
②原设计井巷工程投入6729.58万，优化设计方案后井巷工程投入4189.23万，减少井巷工程投入2540.35万。
③原设计方案轨道与胶带为两条巷道，不便于以后集中管理。
三、应用创新点
1、优化设计方案后比原设计提前18个月形成系统及首采面，保证矿井有序的正常接替。
2、避免在地质条件复杂的情况及未鉴定区域内下两次穿煤，提高了施工安全系数。
3、优化设计方案后节省了2540.35万元的井巷工程投入。
4、便于设备集中管理，原设计为两条大巷设备布置不集中，设备管理人员投入多，形成胶轨集中运输大巷后，至少减少一半的人员投入。
四、结论
复杂地质条件下优化设计施工工艺在红岭矿的研究应用达到以下效果：在当前煤炭市场低迷的情况下，煤矿发展必须避开不计成本的过度大额投入，复杂地质条件下优化设计施工工艺在红岭应用后，能最大的节约成本，减少人员施工投入，在未经区域验证情况下，避免了穿煤，提高了施工安全系数。
论文作者:冯军,吴翔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：采区论文; 断层论文; 工作面论文; 水平论文; 煤层论文; 矿井论文; 胶带论文; 《电力设备》2017年第34期论文;