三聚盛煤業(yè)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)研究

白林云

(山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán) 三聚盛煤業(yè)公司,太原 030000)

煤炭企業(yè)進(jìn)行兼并重組符合我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展方向,也是提高煤炭產(chǎn)業(yè)集中度的重大舉措[1]。根據(jù)本礦井的資源和現(xiàn)狀條件,在保證礦井設(shè)計(jì)規(guī)模和安全生產(chǎn)的前提下,因地制宜選擇合理的生產(chǎn)工藝,優(yōu)化礦井系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)備選型力爭(zhēng)經(jīng)濟(jì)合理,是礦井建設(shè)中應(yīng)當(dāng)注意的。兼并重組煤礦礦井建設(shè)主要工程包括主副斜井及井底車場(chǎng)改造、地面建筑等[2]，力爭(zhēng)通過建設(shè)工程的精心設(shè)計(jì)和科學(xué)管理,將該礦井建設(shè)成為規(guī)模合理、安全條件好、機(jī)械化裝備水平適當(dāng)、見效快、效益好、符合煤礦發(fā)展趨勢(shì)的新型安全高產(chǎn)高效的礦井。

1　礦井概況

三聚盛煤業(yè)有限公司重組后井田面積為3.445 5 km2,保有資源儲(chǔ)量為25.85 Mt,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.9 Mt/a,服務(wù)年限為10 a,批準(zhǔn)開采9#煤層。

2　兼并重組的可行性分析

2.1　兼并重組前各礦概況

2.1.1原山西三聚盛煤業(yè)有限公司

山西三聚盛煤業(yè)有限公司由原寬陽溝煤礦、巖頭村煤礦、大溝煤礦整合而成,井田面積2.473 4 km2,批準(zhǔn)開采9#煤層,生產(chǎn)能力為45萬t/a[3]。

整合后的山西三聚盛煤業(yè)有限公司開拓方式為斜井開拓,采煤方法采用分層組合支架放頂煤開采,通風(fēng)方式為中央分列式,風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式[4]。

2.1.2原山西順昌煤業(yè)有限公司

山西順昌煤業(yè)有限公司由原山莊頭煤礦、石槽煤礦整合而成,井田面積0.969 5 km2,批準(zhǔn)開采9#煤層,生產(chǎn)能力30萬t/a。

整合后的原山西順昌煤業(yè)有限公司開拓方式為斜井開拓,采煤方法采用分層組合支架放頂煤開采,通風(fēng)方式為中央分列式,風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式[5]。

2.2　重組可行性分析

原山西三聚盛煤業(yè)有限公司和原山西順昌煤業(yè)有限公司兼并重組后,井田面積新增了0.002 6 km2,礦井生產(chǎn)能力新增0.15 Mt/a,擴(kuò)大了井田面積,增加了資源儲(chǔ)量,有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；_采;通過合理利用已施工的四個(gè)井筒,用較少的投資,提高礦井經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益;井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定,頂?shù)装鍡l件較好,水文地質(zhì)條件中等,有利于提高資源回收率,增加礦井服務(wù)年限;外運(yùn)條件、水源等外部條件均已具備,均能滿足生產(chǎn)需要。

3　井田開拓

本兼并重組項(xiàng)目是由兩個(gè)礦井兼并重組而成,從重組后儲(chǔ)量中心的角度來選,原順昌煤業(yè)的工業(yè)場(chǎng)地位于重組后整個(gè)井田的中北部,重組后儲(chǔ)量的70%在原順昌煤業(yè)井田內(nèi);從工業(yè)場(chǎng)地的集中程度講,原三聚盛煤業(yè)工業(yè)場(chǎng)地過于分散,四個(gè)井筒相距甚遠(yuǎn),不利于兼并重組后的整體建設(shè)及用地面積控制。綜合以上因素,本次設(shè)計(jì)確定利用原順昌煤業(yè)正在建設(shè)的工業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行本次兼并重組的工業(yè)場(chǎng)地建設(shè),井筒均利用原順昌煤業(yè)的井筒。

3.1　井筒的設(shè)計(jì)方案

利用原順昌煤業(yè)回風(fēng)斜井作為本次兼并重組后礦井的主斜井,利用原順昌煤業(yè)主斜井作為本次兼并重組后礦井的回風(fēng)斜井[6],利用原順昌煤業(yè)礦井的副斜井作為本次兼并重組后礦井的行人斜井。在原順昌煤業(yè)副斜井的南側(cè)新建一個(gè)井筒作為本次兼并重組后礦井的副斜井。四個(gè)井筒落底后,分別通過聯(lián)絡(luò)巷與三條大巷連接。

主斜井裝備帶寬1.0 m大傾角帶式輸送機(jī),另一側(cè)設(shè)臺(tái)階、扶手及檢修軌,擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)并兼作進(jìn)風(fēng)及安全出口。表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護(hù),基巖段采用錨噴支護(hù)。

副斜井裝備600 mm軌距、 30 kg/m的單軌,另一側(cè)設(shè)臺(tái)階、扶手,擔(dān)負(fù)全礦井的下料、設(shè)備、進(jìn)風(fēng)任務(wù),兼作安全出口。表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護(hù),基巖段采用錨噴支護(hù)。

行人斜井裝備架空乘人裝置,另一側(cè)設(shè)臺(tái)階、扶手,擔(dān)負(fù)全礦井人員提升及進(jìn)風(fēng)任務(wù),兼作安全出口。采用料石砌碹支護(hù)。

回風(fēng)斜井擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù),井筒一側(cè)設(shè)臺(tái)階、扶手兼作礦井安全出口。采用料石砌碹支護(hù)。

3.2　井底車場(chǎng)

副斜井落底9#煤層后做平車場(chǎng),水平標(biāo)高+1 175.000 m,車場(chǎng)設(shè)置高低道,車場(chǎng)長(zhǎng)度共60 m,鋪設(shè)30 kg/m鋼軌,負(fù)責(zé)運(yùn)送液壓支架及礦車等。

車場(chǎng)設(shè)有高低道,車場(chǎng)內(nèi)設(shè)置雙軌,分別為重車線與空車線,為雙向運(yùn)輸。

副斜井運(yùn)輸?shù)闹Ъ堋⒋笮驮O(shè)備、運(yùn)輸車輛等重型設(shè)備及各種材料下井摘勾后,通過高道進(jìn)入副斜井井底車場(chǎng)存車線,進(jìn)入大巷調(diào)度絞車掛鉤點(diǎn),運(yùn)送至采區(qū)軌道大巷。采區(qū)軌道大巷內(nèi)用調(diào)度絞車運(yùn)輸至采區(qū)車場(chǎng)。

從采區(qū)或其他工作地點(diǎn)返回的設(shè)備、材料等車輛通過調(diào)度絞車運(yùn)至軌道大巷,掛到大巷調(diào)度絞車牽引至副斜井井底車場(chǎng)低道,滑行至副斜井井底掛鉤點(diǎn)再由副斜井絞車提升至地面。

3.3　主要硐室及位置

在井底車場(chǎng)至一采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷北部設(shè)置主排水泵房、主變電所、管子道。管子道抬高7 m以上直接與副斜井井筒相連。

在主水泵房北側(cè)新掘主、副水倉(cāng),水倉(cāng)有效容積600 m3。

消防材料庫(kù)布置在一采區(qū)的軌道巷,形式為巷道加寬式。

本礦井推測(cè)井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1 127 m～1 129 m左右,為不破壞9#煤層底板,使主斜井井筒落底標(biāo)高高于奧灰水標(biāo)高,確保安全,本次設(shè)計(jì)采用上臺(tái)式煤倉(cāng)。設(shè)計(jì)井底煤倉(cāng)為圓形煤倉(cāng),煤倉(cāng)高度為26 m,凈直徑6 m,設(shè)計(jì)煤倉(cāng)有效容量700 t,滿足規(guī)范要求。

井底車場(chǎng)及主要硐室斷面形狀為半圓拱形,支護(hù)方式為混凝土砌碹支護(hù)[7]。

3.4　地面建筑

本次設(shè)計(jì)的工業(yè)場(chǎng)地總平面布置是在現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地基礎(chǔ)上,根據(jù)礦方提供的2010年5月實(shí)測(cè)的1：500工業(yè)廣場(chǎng)平面圖,落實(shí)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施和建筑,以礦井場(chǎng)地的整體合理性為原則,利用現(xiàn)有建筑和設(shè)施,進(jìn)行作業(yè)場(chǎng)地總平面布置?？偲矫娌贾玫妮S線方向?yàn)闁|西向,軸線方向是依據(jù)工業(yè)場(chǎng)地的地形特征和布置形式確定的。

生產(chǎn)區(qū)位于場(chǎng)地東部溝內(nèi),沿場(chǎng)地地形由北向南再向西布置,依次布置主井井口房、篩分車間、轉(zhuǎn)載站、塊煤筒倉(cāng)、末煤筒倉(cāng)及調(diào)車場(chǎng)地。

輔助生產(chǎn)區(qū)位于場(chǎng)地中部,主要布置副斜井井口房、提升機(jī)房、機(jī)修車間、綜采設(shè)備庫(kù)、器材庫(kù)、器材棚、機(jī)車庫(kù)、巖粉庫(kù)、消防材料庫(kù)、油脂庫(kù)等主要建筑物,以及窄軌鐵路、堆放場(chǎng)地等。

行政生活福利區(qū)分為兩部分,一部分利用現(xiàn)有辦公設(shè)施,在場(chǎng)地的東側(cè)大門處主要有辦公樓、食堂等;一部分在場(chǎng)地的西側(cè)現(xiàn)有高臺(tái)上,主要布置聯(lián)合建筑(任務(wù)交待室、浴室等)、辦公樓、單身公寓樓及職工食堂,并留有職工休憩場(chǎng)地,配備健身器材和綠化美化設(shè)施,供職工休閑、娛樂、健身使用,以體現(xiàn)以人為本設(shè)計(jì)理念。

場(chǎng)地內(nèi)其他設(shè)施,比如井下水處理站、鍋爐房、35 kV變電站、場(chǎng)內(nèi)排水和運(yùn)輸、防洪排澇設(shè)施等按照各自的功能、要求和特點(diǎn)進(jìn)行合理的布置,在現(xiàn)有場(chǎng)地布置的基礎(chǔ)上,處理好新建建筑和現(xiàn)有建筑及設(shè)施之間的關(guān)系,方便生活,節(jié)約用地。

4　礦井工程評(píng)價(jià)

本次兩礦井兼并重組進(jìn)行的設(shè)計(jì)建設(shè),在主體工程項(xiàng)目的建設(shè)上,充分考慮了原礦井各自的資源儲(chǔ)存的地理優(yōu)勢(shì)、現(xiàn)有建筑和設(shè)施可利用條件,充分利用自然地形條件進(jìn)行礦井的開拓設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)井上下各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié),做到有利生產(chǎn);合理選擇礦井整合后的擴(kuò)建用地,使其與現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地組成一個(gè)有機(jī)整體,并形成合理的分區(qū)。生產(chǎn)區(qū)因地制宜進(jìn)行合理的規(guī)劃和布置,有效地提高了礦井的生產(chǎn)效率,增加了礦井的生產(chǎn)效益;生活區(qū)以人為本進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì),使得員工在工作之余能夠放松自己,緩解工作帶來的壓力與疲勞,使之能夠以更加飽滿的精神狀態(tài)投入到下一階段的工作當(dāng)中,精力更加充沛,注意力也就更加集中,工人能以更加規(guī)范的操作開展工作,減少了自身不安全行為的發(fā)生,提升了礦井安全生產(chǎn)的水平;與此同時(shí)還考慮了氣象、朝向、自然通風(fēng)、場(chǎng)內(nèi)排雨水等條件,有利于環(huán)境保護(hù),滿足了衛(wèi)生要求,給員工提供了一個(gè)安全衛(wèi)生的工作環(huán)境和生活環(huán)境。總體來說,此次礦井的兼并重組項(xiàng)目建設(shè)基本達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)理念,既保證礦井的安全高效生產(chǎn),又體現(xiàn)了以人為本的原則。