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【摘 要】煤矿巷道设计是煤矿技术工作的重要组成部分,正确合理的巷道设计对于保障安全、降低成本、提高工效具有重要意义。经过多年的发展进步,煤矿巷道设计日渐规范、科学、合理、高效。本文结合铁煤集团大平煤矿生产实际,简要总结了煤矿巷道设计的发展进步情况,并对煤矿巷道设计的发展趋势提出了自己的想法。
【关键词】煤矿;巷道设计;发展;进步
煤矿巷道设计是矿井生产的前提和基础,一定程度上说,巷道设计决定了该巷道所服务的采场或矿井所能达到的技术、安全水平。经过多年发展,煤矿巷道设计日趋规范、科学、合理、高效。对于一些高产高效矿井――如铁煤集团大平煤矿等,煤矿巷道设计的发展有一些共性的特点,现简单总结介绍如下:
1.煤矿巷道断面日趋增大
相对于几年以前,煤矿巷道的几何尺寸全方面的增大。其最主要原因就在于矿井设备的升级,随着科技进步,煤矿生产日趋集约化,煤矿设备等级日益提高,体积增大,其要求的空间(包括运转空间、检修空间、散热需求等)也相应增大,尤其在设备较多的巷道、硐室体现的尤为明显,这就要求有更大断面的巷道为其服务。也有的巷道,为保证巷道断面在受软岩条件影响变形减小的情况下,能够继续有效服务,人为的在设计中留下一定的收缩空间,以达到延长服务时间、减少翻修次数的目的。
下面以大平煤矿综放工作面回采巷道为例进行对比。
N1N4段综放工作面是大平煤矿第二个投产的综放工作面,其服务时间为2003年11月至2004年3月31日,煤层平均厚度12.0米,工作面主要巷道参数见表1。
表1 N1N4段综放工作面主要巷道断面参数表
N1S2段综放工作面是大平煤矿当前回采的综放工作面,该工作面2008年11月开始生产,预计今年4月末回采结束。工作面主要巷道参数见表2.
表2 N1S2段综放工作面主要巷道断面参数表
如上表所示,五年来工作面各主要巷道断面尺寸全面增大。其中,两顺及车场巷道受胶带、运输等条件要求增大断面,切眼受液压支架升级及安装设备的条件要求增大断面(大平煤矿下一个综放工作面的切眼规格达到8.5m),皮带头大号处,除以上原因外,为巷道变形缩小人为预留收缩空间。
巷道断面增大,虽然产生增加成本、增大支护难度和施工难度、增大维护量的弊端,但一方面巷道断面因受设备规格提高的要求,尤其增大断面的必然性,另一方面,巷道空间增大有利于安置设备、有利于保证通过断面,同时足裕的巷道空间也有利于安全施工及标准化管理等。
2.巷道支护手段日趋多样化
支护技术是巷道设计的重要组成部分。使用恰当的支护技术可以保障安全、减少成本、提高巷道的使用年限。大平煤矿是典型的软岩巷道矿井,在多年与软岩的斗争中,先后试验和实施了多种支护技术。巷道支护手段从建矿初的锚网喷、锚网支喷两种,发展到现在的多种支护手段因地制宜的实施。例如:目前生产的N1S2段综放工作面回顺,一条巷道使用了锚网支喷、双圆棚注喷、锚杆锚索联合支护等多种支护手段,支护取得了良好的效果,并通过数据整理和方案对比,总结软岩支护经验,以便将来更为合理的运用不同支护形式,取得更好的支护效果。
3.巷道布置要能够满足各种新设备的使用条件
随着煤炭行业的技术水平日益提高,各种新设备、新技术陆续引进到矿井生产中,为满足这些设备的使用需求,旧有巷道有的要进行翻修,而新建巷道,在设计之初就要充分考虑新设备的应用需求,并做好安排。例如,大平煤矿即将开拓的南一采区,对各种可能应用的新设备在开拓巷道的设计过程中就进行全盘考虑:适当减小巷道坡度、增大曲线巷道的半径,满足井下胶轮车的运行需求;每条巷道都考虑无极绳绞车的设置问题等。
通过对巷道可利用空间、巷道坡度、曲线巷道半径、通风条件等各个方面的总体考虑,保证新建巷道对于各种新设备的适应性和即用性。
总之,煤矿巷道设计的原则简单归纳就是:保障安全、节约成本、合理布局。这是一个动态的、变化的过程,要着眼于当前安全管理水平的提高、设备的升级改造、技术水平的进步等情况,因地、因时、因事的搞好巷道设计工作,对于服务时间较长的开拓巷道,更要面向未来,为技术进步、设备升级、管理提升提供硬件条件。
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