嵐縣礦區(qū)某煤礦井田開(kāi)拓方式選擇

胡 波

（山西省煤炭安全執(zhí)法總隊(duì)，山西 太原 030001）

1 井田概況

該煤礦井田位于寧武煤田的南端，井田面積9.26 k m2，礦井初期主要可采煤層4-1、4號(hào)煤層，平均煤厚分別為3.13 m和2.39 m，傾角一般小于10°，結(jié)構(gòu)中等，頂?shù)装鍘r性一般，煤層為自燃煤層，煤塵具有爆炸性，屬瓦斯礦井，低溫正常。井田內(nèi)煤層上覆各含水層富水性都較弱，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

2 礦井工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇

本井田位于呂梁山脈蘆芽山南部的丘陵區(qū)，屬典型黃土梁峁地貌。根據(jù)井田內(nèi)地形情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，礦井工業(yè)場(chǎng)地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其它地形復(fù)雜，不易布置。擬將工業(yè)場(chǎng)地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風(fēng)立井。其優(yōu)點(diǎn)為：場(chǎng)地平坦，工程地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單；土石方少，節(jié)約資金；工業(yè)場(chǎng)地基本位于嵐河保安煤柱范圍內(nèi)，不需要單獨(dú)留設(shè)工業(yè)場(chǎng)地保安煤柱，減少了煤柱損失；工業(yè)場(chǎng)地基本位于井田中部地段，有利于井下開(kāi)拓巷道布置。

3 井田開(kāi)拓方式的選定

根據(jù)井田內(nèi)4-1、4、7、9號(hào)煤層賦存條件，設(shè)計(jì)將4-1、4號(hào)煤層劃分一個(gè)水平開(kāi)采，7、9號(hào)煤層劃分另一個(gè)水平后期開(kāi)采。結(jié)合井田地形，設(shè)計(jì)共提出三個(gè)井田開(kāi)拓方案。三方案分述如下：

1）方案一：立井開(kāi)拓方式、走向長(zhǎng)臂。

在選定的工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，布置主立井、副立井和回風(fēng)立井三個(gè)井筒。主立井凈直徑5.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對(duì)12 t四繩立井箕斗，冷彎方管型鋼罐道，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井；副立井凈直徑7.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對(duì)1 t礦車(chē)二層四車(chē)四繩罐籠和梯子間，冷彎方管型鋼罐道，擔(dān)負(fù)礦井矸石、材料、設(shè)備、人員等所有輔助提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口；回風(fēng)立井凈直徑5.0 m，垂深566.5 m，井筒裝備梯子間，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安全出口。主立井、副立井均落底于4號(hào)煤層底板巖石中，設(shè)＋590 m水平井底車(chē)場(chǎng)，回風(fēng)立井落底于4-1號(hào)煤層。井筒落底后，沿南北和東西方向分別布置一組＋590 m水平大巷，其中膠帶運(yùn)輸大巷和輔助運(yùn)輸大巷沿4號(hào)煤層，回風(fēng)大巷沿4-1號(hào)層煤，大巷布置總體呈“T”字形。＋590 m水平輔助運(yùn)輸大巷與井底車(chē)場(chǎng)巷道直接相連，＋590 m水平膠帶運(yùn)輸大巷通過(guò)16°斜巷爬坡至井底煤倉(cāng)上口與主立井相連，＋590 m水平回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井相接。全井田上組煤共劃分為三個(gè)采區(qū)。

大巷煤炭運(yùn)輸，采取膠帶運(yùn)輸機(jī)，輔助運(yùn)輸方式采用無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)牽引礦車(chē)運(yùn)輸。

礦井通風(fēng)方式采用中央并列式，通風(fēng)方法采用抽出式。

上組煤井田開(kāi)拓方式（方案一）平面見(jiàn)圖1。

圖1 上組煤井田開(kāi)拓方式（方案一）平面布置圖

下組7、9號(hào)煤層另設(shè)開(kāi)采水平聯(lián)合開(kāi)采，水平延深采用暗斜井延深方式。分別布置膠帶暗斜井和軌道暗斜井，膠帶暗斜井傾角23°，斜長(zhǎng)342.0 m，通過(guò)膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)平巷與＋590 m水平膠帶運(yùn)輸大巷相連。軌 道 暗 斜 井 傾 角 22°，斜 長(zhǎng) 267.0 m，與＋590 m水平輔助運(yùn)輸大巷相連。下組煤開(kāi)拓巷道與上組煤開(kāi)拓巷道重疊布置，二水平膠帶運(yùn)輸大巷沿9號(hào)煤層底板布置，二水平輔助運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷沿9號(hào)煤層頂布置。全井田下組煤共劃分為四個(gè)采區(qū)。

2）方案二：斜立井綜合開(kāi)拓方式。

在選定的工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，布置主斜井和副立井，另選擇風(fēng)井場(chǎng)地布置回風(fēng)立井。主斜井凈寬5.0 m，傾角25°，斜長(zhǎng)1 107.0 m，井筒裝備大傾角帶式輸送機(jī)和檢修軌道，擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)和液壓支架等大型設(shè)備以及長(zhǎng)材料的升降任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口；副立井凈直徑7.0 m，垂深565.0 m。井筒裝備一對(duì)1 t礦車(chē)二層四車(chē)四繩罐籠，冷彎方管型鋼罐道，擔(dān)負(fù)礦井材料、設(shè)備、人員及矸石等升降任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井及安全出口；回風(fēng)立井凈直徑4.5 m，垂深543.0 m。井筒裝備梯子間，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安全出口。主立井落底＋690 m，副立井落底＋590 m，回風(fēng)立井落底于4-1號(hào)煤層。鑒于主、副井筒落底點(diǎn)相距400 m，因此，主、副井筒落底后分別設(shè)井底車(chē)場(chǎng)。在主立井井底設(shè)置上抬式井底煤倉(cāng)，二水平膠帶運(yùn)輸大巷通過(guò)16°斜巷爬坡至井底煤倉(cāng)上口，井底撒煤采用本水平清理。全井田上組煤共劃分為二個(gè)采區(qū)。

方案二開(kāi)拓巷道布置、大巷運(yùn)輸方式、通風(fēng)方式及通風(fēng)方法基本同方案一。

3）方案三：斜立井綜合開(kāi)拓方式。

方案三與方案一的區(qū)別在于工作面布置方式不同，該方案利用＋590 m水平大巷作為采區(qū)巷道，布置傾向工作面。大巷與井筒連接同方案一。全井田上組煤共劃分為兩個(gè)采區(qū)。

大巷煤炭運(yùn)輸方式采用膠帶運(yùn)輸機(jī)，大巷輔助運(yùn)輸方式蓄電池電機(jī)車(chē)，工作面順槽采用無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)牽引礦車(chē)運(yùn)輸。

4 井田開(kāi)拓方案比較及選擇

4.1 開(kāi)拓方案技術(shù)比較

4.1.1 方案一優(yōu)缺點(diǎn)

1）方案一主要優(yōu)點(diǎn)。

主立井井筒工程量較主斜井井筒工程量少；立井進(jìn)風(fēng)較斜井多，有利于通風(fēng)管理；立井井筒布置在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，較斜井井筒保安煤柱少；建井工期短，投產(chǎn)快；工作面沿煤層走向布置，順槽運(yùn)輸方便，工作面管理簡(jiǎn)單，安全性好；工作面煤層變化不大，工作面設(shè)備可以發(fā)揮最大性能；布置二采區(qū)上山作為采區(qū)巷道，與水平大巷分開(kāi)，巷道功能明確，管理簡(jiǎn)單；水平大巷破壞程度小，有利于大巷維護(hù)；工作面接替方便。

2）方案一主要缺點(diǎn)。

主立井提升采用箕斗，增產(chǎn)潛力不大；主立井井筒上下部連接較斜井復(fù)雜，井筒裝備復(fù)雜；采區(qū)上山輔助運(yùn)輸可選性少。

4.1.2 方案二優(yōu)缺點(diǎn)

1）方案二主要優(yōu)點(diǎn)。主斜井提升采用帶式輸送機(jī)，運(yùn)輸能力大，增產(chǎn)潛力大；斜井井筒施工工藝較立井井筒簡(jiǎn)單；大型設(shè)備和長(zhǎng)材料利用主立井膠帶檢修軌升降，降低了副井絞車(chē)的電機(jī)功率；主斜井作為安全出口，安全可靠性好。

2）方案二主要缺點(diǎn)。主斜井井筒工程量較立井井筒大；主斜井井筒保安煤柱壓煤量大，資源損失大；建井工期長(zhǎng)，投產(chǎn)慢。

4.1.3 方案三優(yōu)缺點(diǎn)

1）方案三主要優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)拓大巷與采區(qū)大巷合二為一，大巷工程量??；＋590 m水平大巷輔助運(yùn)輸方式可選性多，大巷運(yùn)輸簡(jiǎn)單方便；布置水平大巷開(kāi)采下組煤，避免了暗斜井提升運(yùn)輸；可實(shí)現(xiàn)上下組煤配采。

2）方案三主要缺點(diǎn)。工作面傾斜開(kāi)采，涌水可能導(dǎo)致工作面無(wú)法正常工作；工作面液壓支架不穩(wěn)定，特別是9號(hào)煤放頂煤液壓支架，難以達(dá)到支護(hù)效果，給安全生產(chǎn)不利；上下組煤配采時(shí)工作面接替困難，工作面回采率低；風(fēng)流紊亂，不利于安全生產(chǎn)；工作面順槽長(zhǎng)度1 800 m，高差近200 m，順槽輔助運(yùn)輸困難。

上述三方案從技術(shù)上分析，方案一優(yōu)于方案二和方案三。

4.2 開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較

方案一、三比方案二初期井下可比項(xiàng)目工程總投資多150 000元，地面主要可比項(xiàng)目工程總投資多346萬(wàn)元，建井工期少6個(gè)月。從經(jīng)濟(jì)上比較，考慮斜井壓煤損失近1億，方案一、三明顯優(yōu)于方案二。

綜合三個(gè)方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，設(shè)計(jì)推薦方案一，即立井開(kāi)拓、工作面走向布置。

5 結(jié)語(yǔ)

1）該礦井田工業(yè)廣場(chǎng)位置經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，礦井工業(yè)場(chǎng)地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其他地形復(fù)雜，不易布置。將工業(yè)場(chǎng)地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風(fēng)立井。

2）針對(duì)該礦工業(yè)場(chǎng)地，結(jié)合井田地形，統(tǒng)籌考慮后期開(kāi)采7、9號(hào)煤層，我們提出三種開(kāi)拓設(shè)計(jì)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)性的對(duì)比，設(shè)計(jì)一優(yōu)于后兩種，經(jīng)濟(jì)性比較方面，設(shè)計(jì)一、三優(yōu)于設(shè)計(jì)二，最終選擇方案一：立井開(kāi)拓、采煤工作面走向布置，即主、副井筒采取長(zhǎng)短腿布置，都落底于＋590 m水平，落底后設(shè)＋590 m水平井底車(chē)場(chǎng)，設(shè)計(jì)以＋590 m一水平開(kāi)采全井田的4-1、4號(hào)煤層。