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摘 要：煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的主要因素，其中石门揭煤时突出强度最大、危险性最高。对于煤与瓦斯突出矿井，要尽量避免或减少揭煤次数，首先要从优化设计做起，从源头抓起，本着安全第一，兼顾效益的原则进行采区巷道布置。根据谢桥矿已经揭露的地质情况和类似巷道布置经验，对二水平东翼C组胶带机石门布置提出3种方案，并成功地进行了方案优化选择。
关键词：石门揭煤 方案优化 安全技术经济一体化
中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0055-02
1 工程概况
二水平东翼C组采区位于F11断层与矿井东边界之间，采用单翼走向长壁布置，走向长3 400 m，倾斜宽1 100 m，首采面为2111（3）工作面。采区上山采用5条岩巷布置方式，分别为底板胶带机上山、底板轨道上山、底板回风上山、底板矸石胶带机上山和顶板矸石胶带机上山。采区设计生产能力500万吨/年。目前该采区正在准备，预计2018年1月首采面投产。
二水平东翼C组胶带机石门为二水平东翼C组13-1煤层采区主运输系统巷道，服务至矿井报废。工程施工完成的进度，直接影响到该采区首采面的投产时间，为保障矿井接替，二水平东翼C组胶带机石门的施工方案必须做到最优。
2 施工方案
2.1 方案一
在-920东翼C组轨道石门拨门施工二水平东翼C组胶带机石门机尾联巷，机尾联巷设计工程量177.563 m，平巷施工，巷道位于11煤层底板。胶带机石门施工113.158 m后，施工回风联巷，回风联巷设计工程量46.591 m，与-908 m东翼C组回风石门贯通。接着施工二水平东翼C组胶带机石门，直至与-815～-920 m东翼胶带机斜巷机尾段贯通，使C组石门皮带与胶带机斜巷皮带直接搭接，巷道贯通处位于6煤层底板，施工期间揭6煤、8煤，该方案设计巷道总工程量655.372 m，揭煤2次。
2.2 方案二
在-920 m东翼进风石门与-920 m东翼轨道大巷之间联巷拨门施工二水平东翼C组胶带机石门施工联巷，联巷拨门位置处于6煤顶板，设计工程量129.929 m，其中19°上山施工76.787 m。接着施工回风联巷，12.5°下山施工与-908 m东翼回风大巷贯通，设计工程量47.755 m，施工期间揭6煤层。施工二水平东翼C组胶带机石门和机头联巷，其中机头联巷79.229 m。胶带机石门与-815～920 m东翼胶带机斜巷之间施工一煤仓，净深20.1 m。胶带机石门平巷施工120 m，接着5°下山施工284.01 m，下平施工54.105 m，至机尾联巷，施工期间揭8煤层，机尾联巷位置与方案一相同。该方案设计巷道总工程量872.491 m，煤仓20.1 m，揭煤2次。
2.3 方案三
在-920 m东翼进风石门拨门施工二水平东翼C组胶带机石门施工联巷，联巷拨门位置处于8煤顶板，设计工程量207.180 m，其中20°上山施工156.742 m。接着施工二水平东翼C组胶带机石门和机头联巷，其中机头联巷86.383 m。胶带机石门与-815～-920 m东翼胶带机斜巷之间施工一煤仓，净深24.65 m。胶带机石门平巷施工108.163 m，接着7°30′下山施工391.032m，下平施工40.722 m，至机尾联巷，施工期无煤层揭露。机尾联巷位置与方案一相同。该方案设计巷道总工程量1011.043 m，煤仓24.65 m，无揭煤工程。
3 方案比较与安全效益分析
3.1 巷道工程量与成本
3个方案进行比较，方案一工程量最少为655.372 m，方案二为912.691 m，方案三为1 035.693 m。但是方案一与方案二分别揭6煤、8煤，造成巷道成本增加。方案一成本为1 693.4万元，方案二成本为2 046.3万元，方案三成本为1 299.2万元。方案三工程量最多，但是成本投入最少，比方案二节省成本约750万元。
3.2 工期
单从工作量来计算工期，方案一工期为23.3月，方案二和方案三分别为30.1月和22.6月。从实际情况分析，方案一开工时间较晚，而方案二和方案三现在就可以进点开工，所以，方案一的完工时间相对方案二和方案三推迟了将近2年的时间。为确保二水平东翼C组采区按期投产，方案二工程完工时间相对采区投产时间比较紧张，而方案三相对比较宽裕。
3.3施工安全
煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的主要因素，其中石门揭煤时突出强度最大，危险性最高。所以，在施工期间如若能避开石门揭煤，则尽量避开揭煤。方案三虽然工程量最大，但是避开了揭煤施工，方案二和方案一均有2次揭煤，相对方案三其存在的安全隐患较大。
3.4 优化选择
方案一工程量最少，但巷道揭煤2次，給施工带来了严重不安全因素，且工程成本相对较高，另外因工程开工时间较晚，采区形成时间较长，无法保证矿井正常生产接替，所以，该方案被否定。方案二工程开工时间不受影响，但是巷道也揭煤2次，同样带来了严重不安全因素，且工程成本最高，该方案也被否定。方案三相对于方案一、方案二工程量虽然最多，但是避开了巷道揭煤，且巷道工期和工程成本都最少，故作为首选方案。
4 结语
在煤与瓦斯突出矿井采区设计时，应考虑做到系统简单、稳定可靠，在施工过程中要少揭煤层，尽量避开生产过程中的串联风。选择合理、支护效果好的巷道层位，主要巷道应布置在稳定的岩层中，有利于维护。选择有利于安全快速施工的施工工艺，降低工程造价，控制成本投入。
目前，二水平东翼C组胶带机石门施工联巷和机头联巷已经完工，通过优化设计，做到了既符合安全要求，又满足了使用的需要，不仅减少了工程量，节省了大量投资，而且缩短了工期，取得了良好的安全技术经济一体化的效果。
参考文献
[1] 马彦操，牛小玲.城郊煤矿主井卸载系统改造[J].煤矿机电，2010（2）：99-100.
[2] 杜国珍.主井自动装卸载系统技术应用及效果分析[J].中国煤炭工业，2007（8）：40.
[3] 张水华，徐辉.主井提升防超载装置的设计[J].矿山机械，2010（12）：77-78.
[4] 刘辉，蔡涛，廖源，等.主井定重装卸载及信号控制系统技术改造[J].中州煤炭，2010（8）：94-95.
[5] 闫文瑞.煤矿主井提升及定量装卸载综合自动控制系统[J].煤炭科学技术，2008（11）：11-14.
关键词：石门揭煤 方案优化 安全技术经济一体化
中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0055-02
1 工程概况
二水平东翼C组采区位于F11断层与矿井东边界之间，采用单翼走向长壁布置，走向长3 400 m，倾斜宽1 100 m，首采面为2111（3）工作面。采区上山采用5条岩巷布置方式，分别为底板胶带机上山、底板轨道上山、底板回风上山、底板矸石胶带机上山和顶板矸石胶带机上山。采区设计生产能力500万吨/年。目前该采区正在准备，预计2018年1月首采面投产。
二水平东翼C组胶带机石门为二水平东翼C组13-1煤层采区主运输系统巷道，服务至矿井报废。工程施工完成的进度，直接影响到该采区首采面的投产时间，为保障矿井接替，二水平东翼C组胶带机石门的施工方案必须做到最优。
2 施工方案
2.1 方案一
在-920东翼C组轨道石门拨门施工二水平东翼C组胶带机石门机尾联巷，机尾联巷设计工程量177.563 m，平巷施工，巷道位于11煤层底板。胶带机石门施工113.158 m后，施工回风联巷，回风联巷设计工程量46.591 m，与-908 m东翼C组回风石门贯通。接着施工二水平东翼C组胶带机石门，直至与-815～-920 m东翼胶带机斜巷机尾段贯通，使C组石门皮带与胶带机斜巷皮带直接搭接，巷道贯通处位于6煤层底板，施工期间揭6煤、8煤，该方案设计巷道总工程量655.372 m，揭煤2次。
2.2 方案二
在-920 m东翼进风石门与-920 m东翼轨道大巷之间联巷拨门施工二水平东翼C组胶带机石门施工联巷，联巷拨门位置处于6煤顶板，设计工程量129.929 m，其中19°上山施工76.787 m。接着施工回风联巷，12.5°下山施工与-908 m东翼回风大巷贯通，设计工程量47.755 m，施工期间揭6煤层。施工二水平东翼C组胶带机石门和机头联巷，其中机头联巷79.229 m。胶带机石门与-815～920 m东翼胶带机斜巷之间施工一煤仓，净深20.1 m。胶带机石门平巷施工120 m，接着5°下山施工284.01 m，下平施工54.105 m，至机尾联巷，施工期间揭8煤层，机尾联巷位置与方案一相同。该方案设计巷道总工程量872.491 m，煤仓20.1 m，揭煤2次。
2.3 方案三
在-920 m东翼进风石门拨门施工二水平东翼C组胶带机石门施工联巷，联巷拨门位置处于8煤顶板，设计工程量207.180 m，其中20°上山施工156.742 m。接着施工二水平东翼C组胶带机石门和机头联巷，其中机头联巷86.383 m。胶带机石门与-815～-920 m东翼胶带机斜巷之间施工一煤仓，净深24.65 m。胶带机石门平巷施工108.163 m，接着7°30′下山施工391.032m，下平施工40.722 m，至机尾联巷，施工期无煤层揭露。机尾联巷位置与方案一相同。该方案设计巷道总工程量1011.043 m，煤仓24.65 m，无揭煤工程。
3 方案比较与安全效益分析
3.1 巷道工程量与成本
3个方案进行比较，方案一工程量最少为655.372 m，方案二为912.691 m，方案三为1 035.693 m。但是方案一与方案二分别揭6煤、8煤，造成巷道成本增加。方案一成本为1 693.4万元，方案二成本为2 046.3万元，方案三成本为1 299.2万元。方案三工程量最多，但是成本投入最少，比方案二节省成本约750万元。
3.2 工期
单从工作量来计算工期，方案一工期为23.3月，方案二和方案三分别为30.1月和22.6月。从实际情况分析，方案一开工时间较晚，而方案二和方案三现在就可以进点开工，所以，方案一的完工时间相对方案二和方案三推迟了将近2年的时间。为确保二水平东翼C组采区按期投产，方案二工程完工时间相对采区投产时间比较紧张，而方案三相对比较宽裕。
3.3施工安全
煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的主要因素，其中石门揭煤时突出强度最大，危险性最高。所以，在施工期间如若能避开石门揭煤，则尽量避开揭煤。方案三虽然工程量最大，但是避开了揭煤施工，方案二和方案一均有2次揭煤，相对方案三其存在的安全隐患较大。
3.4 优化选择
方案一工程量最少，但巷道揭煤2次，給施工带来了严重不安全因素，且工程成本相对较高，另外因工程开工时间较晚，采区形成时间较长，无法保证矿井正常生产接替，所以，该方案被否定。方案二工程开工时间不受影响，但是巷道也揭煤2次，同样带来了严重不安全因素，且工程成本最高，该方案也被否定。方案三相对于方案一、方案二工程量虽然最多，但是避开了巷道揭煤，且巷道工期和工程成本都最少，故作为首选方案。
4 结语
在煤与瓦斯突出矿井采区设计时，应考虑做到系统简单、稳定可靠，在施工过程中要少揭煤层，尽量避开生产过程中的串联风。选择合理、支护效果好的巷道层位，主要巷道应布置在稳定的岩层中，有利于维护。选择有利于安全快速施工的施工工艺，降低工程造价，控制成本投入。
目前，二水平东翼C组胶带机石门施工联巷和机头联巷已经完工，通过优化设计，做到了既符合安全要求，又满足了使用的需要，不仅减少了工程量，节省了大量投资，而且缩短了工期，取得了良好的安全技术经济一体化的效果。
参考文献
[1] 马彦操，牛小玲.城郊煤矿主井卸载系统改造[J].煤矿机电，2010（2）：99-100.
[2] 杜国珍.主井自动装卸载系统技术应用及效果分析[J].中国煤炭工业，2007（8）：40.
[3] 张水华，徐辉.主井提升防超载装置的设计[J].矿山机械，2010（12）：77-78.
[4] 刘辉，蔡涛，廖源，等.主井定重装卸载及信号控制系统技术改造[J].中州煤炭，2010（8）：94-95.
[5] 闫文瑞.煤矿主井提升及定量装卸载综合自动控制系统[J].煤炭科学技术，2008（11）：11-14.