皮里青煤礦井口位置及工業(yè)場(chǎng)地的選擇

張劍軍

摘 要：井口位置及工業(yè)場(chǎng)地的選擇與布置是礦井建設(shè)的重要組成部分，其布置合理與否，直接影響礦井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。文章根據(jù)井下的煤層賦存條件和開采技術(shù)條件實(shí)際生產(chǎn)，選擇了三個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)位置方案進(jìn)行技術(shù)比較，最終得出最佳方案。

關(guān)鍵詞：井口位置；工業(yè)場(chǎng)地；方案

中圖分類號(hào)：TD214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）11-0174-01

煤礦井口位置及工業(yè)場(chǎng)地的選擇與設(shè)計(jì)意在確保礦井正常生產(chǎn)、滿足整體生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上，最大化地利用礦區(qū)內(nèi)的自然條件，合理確定建筑位置、運(yùn)輸路線及工程管線的綜合布置，從而使工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的人、物及設(shè)備做到空間上貼切組合，時(shí)間上適當(dāng)連接，費(fèi)用上經(jīng)濟(jì)節(jié)約，環(huán)境上舒適安全，為整座礦井的建設(shè)帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益、便捷且完美的工作環(huán)境。

1 井田概況

皮里青礦井位于伊寧縣城西北10 km的低山丘陵區(qū)，礦井為新建礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0 Mt/a。井田為一不規(guī)則形狀，設(shè)計(jì)井田南北寬1.2～3.2 km，東西長(zhǎng)2.7～7.1 km，面積約為13.7 km2。礦井采用斜井開拓方式，設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)礦井資源量估算的煤層共7層。

2 井口位置及工業(yè)場(chǎng)地選擇的原則

①充分考慮地形條件、井田煤層賦存特點(diǎn)、地質(zhì)構(gòu)造情況等因素。工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)選擇在地形相對(duì)平整、地勢(shì)開闊、無不良地質(zhì)現(xiàn)象的位置，工業(yè)場(chǎng)地及井口位置應(yīng)盡量接近儲(chǔ)量中心，有利于井下開采，降低生產(chǎn)費(fèi)用；②考慮坑口電廠和擬建的礦區(qū)鐵路專用線位置，利于電廠煤炭運(yùn)輸和鐵路裝車站布置，盡可能靠近公路及對(duì)口供煤的電廠。工業(yè)場(chǎng)地及井口位置與露天礦排土場(chǎng)坡地距離需滿足相關(guān)規(guī)范要求；③井下開拓開采系統(tǒng)簡(jiǎn)單，井巷工程量省，投資少，建井工期短；④井口及工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)位于最高洪水位線以上，以策安全；⑤充分考慮現(xiàn)有露天煤礦擴(kuò)建的需要，統(tǒng)籌兼顧，避免相互干擾和影響。

3 影響礦井開拓和工業(yè)場(chǎng)地位置選擇的主要因素

3.1 地形及地質(zhì)構(gòu)造

井田內(nèi)地形起伏不大，相對(duì)高差一般小于200 m，海拔標(biāo)高+801～+1 184 m，最高位于東北部，最低位于西部的皮里青河谷東側(cè)，屬剝蝕低山丘陵地貌區(qū)。井田發(fā)育一寬緩背斜，及一條逆掩斷層，屬構(gòu)造簡(jiǎn)單類型。

3.2 老窯開采范圍

井田西側(cè)有年生產(chǎn)能力0.90 Mt/a的露天煤礦。對(duì)礦井開采無不良影響。井田北部有2個(gè)采礦權(quán)和2個(gè)探礦權(quán)。采礦權(quán)分別為凱越煤礦和再就業(yè)煤礦，生產(chǎn)能力均為90 kt/a，均開采西山窯組淺部煤層；探礦權(quán)分別為喀拉亞尕其鄉(xiāng)扶貧煤礦和伊寧縣賈克亞煤礦。

3.3 煤層及資源量分布

井田內(nèi)的含煤地層為中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2x）和下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）。勘探工作僅施工了ZK1106和ZK1202孔控制八道灣組的A、B兩煤層，勘探報(bào)告只著重提供了西山窯組的煤層及相關(guān)資料。井田內(nèi)西山窯組地層C煤組有可采、局部可采煤層為7層，F(xiàn)9斷層上盤（南盤）C煤組平均總厚度為41.33 m，可采平均厚度為36.90 m；F9斷層下盤（北盤）C煤組平均總厚度為36.26 m，可采平均厚度為31.39 m。井田內(nèi)（331）和（332）資源量均分布于F9斷層上盤、3～11勘探線間的區(qū)域，該區(qū)域煤層賦存穩(wěn)定，控制程度高。礦井工業(yè)場(chǎng)地及井口位置應(yīng)盡量接近儲(chǔ)量中心，初期開采的采區(qū)應(yīng)布置在控制程度高的煤層區(qū)，有利于井下開采，并能降低生產(chǎn)成本。

3.4 水文地質(zhì)條件

井田地形屬低中山地形，基巖露頭少，第四系覆蓋多，地勢(shì)總體東高西低，地形有利于自然排水。井田北部博洛霍羅山構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)的皮里青河與吉爾格朗河，是井田東西邊界河流，均向南流入伊犁河，以融雪、降雨及泉水為補(bǔ)給。4～5月為洪水期，皮里青河平均流量10.9～14.3 m3/s；1～2月為枯水期，平均流量?jī)H2.14 m3/s。歷年最大日流量：皮里青河180 m3/s，吉爾格朗河80 m3/s。井田屬頂?shù)装逯苯舆M(jìn)水、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的煤礦床。

3.5 工程地質(zhì)條件

井田各煤層的頂?shù)装鍘r石結(jié)構(gòu)疏松，多被不連續(xù)面分割成塊狀、楔狀，巖層不連續(xù)面結(jié)合力差，飽和狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度及其它力學(xué)指標(biāo)均較差，主采煤層處于不穩(wěn)固的風(fēng)化巖層中。各煤層頂?shù)装鍘r石標(biāo)高均位于地下水位以下，在此狀態(tài)下，各煤層頂?shù)装鍘r石因受地下水的影響，強(qiáng)度降低，極易軟化，甚至崩解。

3.6 其它開采條件

礦井屬高瓦斯礦井；煤塵有爆炸性；C4、C3煤層不易自燃，其余各煤層易自燃。

3.7 露天開采的要求

根據(jù)《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50197-2005）“6邊坡穩(wěn)定工程”要求“6.0.6機(jī)修車間、選煤廠或其他重要建（構(gòu)）筑物與采掘場(chǎng)地表境界的安全距離，必須經(jīng)采掘場(chǎng)邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算后確定。當(dāng)開采深度小于200 m時(shí)，安全距離不宜小于最大開采深度；當(dāng)開采深度大于200 m時(shí)，安全距離不宜小于200 m，工業(yè)場(chǎng)地選擇需避開露天坑及其排土場(chǎng)一定安全距離?！薄?.0.7機(jī)修車間、選煤廠或其他重要建（構(gòu)）筑物與排土場(chǎng)境界的安全距離，宜大于排土場(chǎng)邊坡高度的1.5倍。必要時(shí)，安全距離必須經(jīng)排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算后確定。”

4 工業(yè)場(chǎng)地、井口位置的選擇

4.1 工業(yè)場(chǎng)地、井口位置布置方案

根據(jù)井田特點(diǎn)及外部建設(shè)條件，針對(duì)井田西部和北部適宜布置井筒及工業(yè)場(chǎng)地的區(qū)域提出以下三個(gè)方案。

方案一：井田西部北工業(yè)場(chǎng)地方案。工業(yè)場(chǎng)地選擇在3勘探線與皮里青河?xùn)|公路之間，皮里青河?xùn)|公路以東約150 m處的井田西部邊界附近，與現(xiàn)有露天煤礦行政福利設(shè)施相鄰。

方案二：井田西部南工業(yè)場(chǎng)地方案。工業(yè)場(chǎng)地選擇在3勘探線與皮里青河之間，在井田西南邊界附近，皮里青河?xùn)|公路以東約500 m，現(xiàn)有露天煤礦行政福利設(shè)施以南約800 m處。該處地形較方案一開闊，更有利于布置地面設(shè)施。

方案三：井田北部工業(yè)場(chǎng)地方案。工業(yè)場(chǎng)地選擇在85-4鉆孔與皮里青河之間，在井田西北邊界附近，皮里青河?xùn)|公路以東約200 m，現(xiàn)有露天煤礦行政福利設(shè)施以北約4 km處。該處新疆伊犁犁能煤炭有限公司規(guī)劃建設(shè)坑口電廠，地形較方案一、二開闊，有利于布置地面設(shè)施。

4.2 布置方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

方案一與方案二相比較，具有如下特點(diǎn)：

①礦井與露天礦工業(yè)場(chǎng)地距離近，可共用部分地面設(shè)施、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，共用行政福利設(shè)施，如礦井水處理站、辦公樓、浴室、食堂等；②礦井距坑口電廠（電廠位于煤礦以北約4 km）近，煤礦工業(yè)場(chǎng)地煤炭至電廠運(yùn)輸距離短，有利于工業(yè)場(chǎng)地至電廠間的煤炭運(yùn)輸；③工業(yè)場(chǎng)地位于井田淺部，工業(yè)場(chǎng)地壓煤量??；④工業(yè)場(chǎng)地附近煤層埋藏淺，礦井開拓工程量較小，有利于井筒的施工；⑤工業(yè)場(chǎng)地位于露天礦排矸場(chǎng)北部邊緣。

方案一與方案三相比較，具有如下特點(diǎn)：

①礦井與露天礦工業(yè)場(chǎng)地距離近，可共用部分地面設(shè)施、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，共用行政福利設(shè)施，如礦井水處理站、辦公樓、浴室、食堂等；②礦井距規(guī)劃的坑口電廠（電廠位于煤礦現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地以北約4 km）遠(yuǎn)，煤礦工業(yè)場(chǎng)地煤炭至電廠運(yùn)輸距離遠(yuǎn)；方案三位置布置工業(yè)場(chǎng)地，與規(guī)劃電廠距離最近；③工業(yè)場(chǎng)地位于井田淺部，工業(yè)場(chǎng)地壓煤量??；④工業(yè)場(chǎng)地附近煤層埋藏淺，礦井開拓工程量較小，有利于井筒的施工；⑤工業(yè)場(chǎng)地位于露天礦排矸場(chǎng)北部邊緣，方案三遠(yuǎn)離露天礦排矸場(chǎng)。必要時(shí)，安全距離必須經(jīng)排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算后確定。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過對(duì)井田復(fù)雜的地質(zhì)條件分析，結(jié)合工業(yè)廣場(chǎng)選擇的原則及本井田影響工業(yè)廣場(chǎng)的因素和井下開采等條件深入研究的基礎(chǔ)上，推薦方案一：井田西部北工業(yè)場(chǎng)地方案，主、副井口位置選在緊鄰擴(kuò)建后的露天煤礦西南側(cè)南部邊坡外，工業(yè)場(chǎng)地東鄰山坡（露天礦排土場(chǎng)），西臨皮里青河，地形較平坦開闊，場(chǎng)地地形自然標(biāo)高在+800～+820 m之間，場(chǎng)地為自然耕地及未利用土地，工程地質(zhì)條件較好。

設(shè)計(jì)選擇工業(yè)場(chǎng)地距離排土場(chǎng)最近距離約140 m，設(shè)計(jì)排土場(chǎng)邊坡高度約80 m，工業(yè)場(chǎng)地與排土場(chǎng)最近距離、排土場(chǎng)邊坡高度比值為1.75，大于規(guī)范要求。本礦排土場(chǎng)與工業(yè)場(chǎng)地距離滿足《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)露天礦設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮建華，王利欣.淺談鐵列克礦井的工業(yè)場(chǎng)地位置及首采區(qū)布置[J].煤炭工程，2007，（12）.