浅谈突出矿井快速高效建设的方法

张彦斌

（兖矿集团有限公司，山东 邹城 273500）

龙凤矿井位于贵州省金沙县西南部，距县城直线距离约14.5 km，隶属金沙县新化乡所辖。矿井设计生产能力2.40 Mt/a，采用分期建设方式，其中一期生产能力为1.20 Mt/a。在一期建设过程中打破传统建井模式，对龙凤矿井（一期）初步设计及安全设施设计等重新进行了修改，坚持“高标准、高技术、高质量、高效率”的建设要求和“投资少、见效快”的建设方针，通过设计修改及施工组织优化，简化了巷道布置、提高矿井各系统的安全性和可靠性，提高了辅助运输连续化装备水平及矿井机械化程度，矿井较原设计提前约12 个月试生产，提升了矿井在多变市场形势下的竞争力。

1 设计最优、技术可行

1.1 优化开拓巷道布置

矿井设计时，充分考虑到井田及地表的自然条件，选定工厂最佳位置，采用斜井开拓，主、副斜井进风，回风斜井回风。 3 条井筒与3 条开拓大巷方位一致，直接联通，取消了井底车场等巷道。开拓大巷由胶带大巷、轨道大巷及回风大巷组成，简化了主运输、辅助运输及通风系统。

1.2 优化采区布置方式

斜井开拓方式、辅助运输单轨吊连续化的实施及煤层倾角小于8°的井田条件，促进了准备巷道和回采巷道布置方式的最优改变，由传统的采区（盘区）布置改为大巷两侧条带布置，省去采区上下山及采区煤仓，大巷兼作矿井开拓巷及采区准备巷，顺槽兼作采区准备巷及工作面回采巷，将传统的设计模式“矿井→ 采区（盘区） →工作面”三阶划分，改变为“矿井→工作面”二阶划分[1]，减少转运及排水环节，缩短通风距离，简化了矿井系统，减少了建井工程量如图1所示。

1.3 调整工作面参数

一般的突出矿井采煤工作面推进长度小于1 000 m，工作面长度一般不超过150 m。为了充分发挥综合机械化快速掘进优势和单轨吊连续运输的优势，稳定投产后的采掘接续，提高综采工作面的单产，降低采掘比，减少采面搬家次数，该矿井综采工作面推进长度增加至 1 500 m 以上，工作面长度增加至200 m 以上，每个工作面可采煤量不低于 1.3 Mt，一个共工作面正常回采即可达产。有效解决了新建突出矿井投产初期采掘接续紧张的矛盾。

1.4 合理选择巷道层位

经过探索，3 条大巷、底抽巷、部分联络巷均布置在9 煤层底板较软岩层中，距离主采煤层9 煤底板法距9 m～19 m，岩石硬度系数小于6，既满足了巷道布置及空间关系，也适应了综掘机快速掘进要求，同时避免突出煤层影响。

1.5 “110工法”在建设矿井中的应用

建井期间积极与科研单位合作，使用新技术、新工艺来提高矿井建设效率，减少工程量，经过论证，与中国矿业大学（北京）合作将110 工法在龙凤矿井应用，首采工作面采用偏Y 型通风方式，轨道沿空留巷服务下一个工作面，实现安全、高效、可靠的无煤柱开采体系，有效地解决矿井投产后采掘接续难题。

2 “一矿一策”确定快速建井最优组织方案

2.1 细排掘进接续，以最短时间增加掘进头面，展开掘进布局

充分结合国家标准、行业规范和地方文件要求等来进行矿井建设中的掘进头面安排，重点考虑地方监管“突出矿井掘进工作面严禁共用回风”要求。3 条井筒安排3 个掘进队伍同时掘进，以最快时间在井底大巷贯通，贯通后立即考虑增加掘进工作面，在辅助运输大巷、胶带大巷开口，优先掘进形成变电所、井底水仓的独立通风系统巷道，同时随着大巷延伸优先形成条带开采瓦斯治理巷道的独立通风系统巷道，这样在不违反法规及地方要求的情况下在最短时间内形成了大巷、瓦斯治理巷、水仓、变电所及泵房等7 个掘进工作面同时掘进的布局，加速了矿井建设，为瓦斯治理创造了时间与空间。根据接续安排后续又形成了首采面顺槽、接续面底抽巷及顺槽的独立通风系统巷道，形成了11 个掘进工作面同时掘进的矿井建设布局。

2.2 超前采面瓦斯治理工作

优先形成瓦斯治理巷道，针对首采工作面采取了立体、多源瓦斯综合抽采，即：施工定向钻场，采用定向钻机施工长钻孔治理两顺槽揭煤区域、沿煤掘进区域及采面的瓦斯，并根据底抽巷施工进度及定向钻孔治理效果，采用底抽巷施工穿层钻孔的方式进行补充，确保首采工作面瓦斯治理到位。

图1 矿井设计优化后的巷道布置图

2.3 引进大断面岩巷掘进机

开展突出矿井大断面岩巷综掘快速施工技术研究与应用，选用山西天地煤机装备有限公司生产的EBH315Q 及EBZ260W 型岩巷掘进机分别安装于大巷及底抽巷，采用高性能喷浆设备及高强度锚杆支护，进一步提高破岩和支护的效率。该类掘进机适用于各种类型底板，坡度±16°的煤矿各类巷道掘进。通过引进该类掘进机及改进施工工艺使该公司大断面岩巷综掘单进水平由60 m/月增加到了130 m/月，施工效率增加了一倍多。

2.4 辅助运输采用单轨吊，实现井上下连续运输

矿井投入单轨吊运输系统，实现井上下连续运输，地面材料和设备可直接在地面吊装经单轨吊运输直达井下各工作面，实现了不转载运输，运输速度快，承载力大，装卸简便，成本低，运输安全可靠，可以在多弯道、多起伏的巷道中应用，灵活性和适应性都较强，极大地提高了运输效率。

2.5 做好掘进期间通风及瓦斯管理

掘进工作面采用压入式通风，局部通风机使用“三专两闭锁”，并实现双风机双电源，能自动切换，供风稳定。监测监控系统安全可靠，掘进工作面的甲烷、风速、一氧化碳传感器设置合理，灵敏可靠。工作面设专职瓦斯员每班按规定认真检查工作面、回风流及巷道中的瓦斯和二氧化碳浓度及温度等情况。

3 精细化管理

3.1 施工方积极配合业主方、监理方落实矿井高效建设相关措施

建设单位是矿井建设工程的业主代表，是矿井建设项目的主体责任人，施工单位是矿井建设工程的施工主体，监理单位是矿井建设项目质量监督及安全监督的主体，建设方、监理方、施工方三方有机联系和配合对矿井建设项目投资、进度、成本和质量等实施精细化管理，保障工程建设有序化、规范化开展，对提高项目质量及效率作用明显。如果三方配合不好，很容易出现“一管就死、一松就乱”的扯皮现象，会导致矿井建设过程中障碍多、问题多、争议多，最终导致建设效率低[2]。

3.2 突出制度建设，强化责任落实

俗话说“没有规矩，不成方圆”，结合矿井自身建设实际情况，以往通用化、针对性不强、操作性不强的制度模式无疑是一种形式主义。适应新形势新任务的要求，实施精细化管理，针对一些容易出现问题的环节和工作中存在的漏洞，建立健全科学合理、具体实在、切实可行的制度，同时组织中每一业务环节、服务环节、管理环节以及利益可能波及到细小方面都要有制度的身影，形成覆盖在施工、业务、管理等多方面的精细化管理制度，不断加大推进工作制度化的力度[3]。

3.3 突出人才建设，打造高素质队伍

建设一支数量充足、结构合理、素质较高，能够适应矿井发展的经营管理人才、专业技术人才和技能人才等为主体的人才队伍是人才队伍建设的终极目标。精细化人才规划，从强化人才认识，完善人才激励机制，创新人才选用机制，完善人才评价机制，建立人才培养机制等方面突出人才建设及高素质队伍打造。

4 结语

突出矿井设计优化已发展成一种趋势，以科学的发展观进行设计方案及建设方案的优化及论证，把矿井建设成为投入少、产出多，工期短、见效快，技术先进、布置合理，安全、高效的现代化矿井具有重要意义。施工工艺的创新及精细化管理对施工企业的生存与发展起到了越来越重要的作用，只有精细化管理和不断创新才能使企业生命之树常青。