唐家河煤礦工業(yè)場(chǎng)地位置選擇及開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)

孟 飛

（中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054）

1 礦井概況

唐家煤礦位于甘肅省靈臺(tái)縣的東南部，靈臺(tái)礦區(qū)最南端，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力5.0 Mt/a，井田面積176.942 km2。本礦井是靈臺(tái)4×1000 MW 電廠的配套供煤礦井。

井田位于隴東黃土高原的東南部，具典型的黃土塬區(qū)地形地貌特征，地形復(fù)雜。井田水系屬黃河流域涇河水系，主要河流為達(dá)溪河。

井田位于渭北撓褶帶北部，井田內(nèi)發(fā)育有8 個(gè)軸向NEE—SWW 方向平緩的背、向斜，軸間距約1.0～3.0 km，呈雁行狀有序排列，地層傾角多數(shù)在6°以下，在向斜兩翼發(fā)育4 條落差小于50 m 的斷層，井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。

本井田含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組，共含可采煤層3 層，分別為5、8-1、8-2 號(hào)煤。各煤層平均厚度2.11 m、3.65 m、5.46 m，間距自上而下分別為35.3 m、8.69 m，其中5、8-1 煤層為局部可采，8-2 煤為大部可采煤層。三層煤儲(chǔ)量分別占比7.28%、19.24%、73.48%。

礦井開(kāi)采技術(shù)條件中等，煤層賦存穩(wěn)定，屬高瓦斯礦井，無(wú)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性及自燃傾向，水文地質(zhì)條件屬中等類型。5 號(hào)煤層及頂板無(wú)沖擊傾向性，底板沖擊傾向性為弱沖擊傾向性，沖擊地壓危險(xiǎn)等級(jí)為中等沖擊危險(xiǎn)；8 號(hào)煤層及頂?shù)装鍥_擊傾向性均為弱沖擊傾向性，沖擊地壓危險(xiǎn)等級(jí)為中等沖擊危險(xiǎn)。

2 工業(yè)場(chǎng)地方案

根據(jù)該井田的地形地貌特點(diǎn)、煤層賦存條件及煤炭外運(yùn)條件，本礦井工業(yè)場(chǎng)地選擇的主要原則如下：

（1）勘探程度高，有利于礦井順利達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)；

（2）工業(yè)場(chǎng)地盡可能靠近已有(或規(guī)劃)公路、鐵路或用煤?jiǎn)挝?，有利于煤炭外運(yùn)，路線短、工程量小；

（3）工業(yè)場(chǎng)地距離供電點(diǎn)、電源、水源較近；

（4）工業(yè)場(chǎng)地地形開(kāi)闊、平緩，便于布置生產(chǎn)系統(tǒng)及生活設(shè)施，土石方工程量少。

依據(jù)上述場(chǎng)址選擇，結(jié)合地形、交通運(yùn)輸、煤層賦存及地面設(shè)施等多種因素，提出了三個(gè)工業(yè)場(chǎng)地方案，分別為達(dá)溪河岸陳家灣場(chǎng)地(方案一)、史家河與蛟城河交匯處的寺溝村場(chǎng)地(方案二)、塬上馮家山村場(chǎng)地(方案三)。礦井?dāng)M選工業(yè)場(chǎng)地位置井上下關(guān)系如圖1、圖2。

圖1 擬選場(chǎng)地位置關(guān)系

圖2 擬選場(chǎng)址與8-2 煤賦存位置關(guān)系

擬選的三個(gè)工業(yè)場(chǎng)地分述如下：

（1）方案一場(chǎng)址位于井田北部邊界，該場(chǎng)地隔達(dá)溪河與靈雷公路相鄰，東距規(guī)劃電廠2.2 km，西距靈臺(tái)縣約6.0 km，北距規(guī)鐵路的唐家灣車站約1.0 km。該場(chǎng)地地形平坦開(kāi)闊，主采煤層埋深約810 m。

（2）方案二場(chǎng)址位于史家河與蛟城河交匯處的三角地帶。該場(chǎng)地地形較復(fù)雜，兩側(cè)山體坡度大，高差大，從寺溝向北接入靈雷公路長(zhǎng)度約3.7 km。該場(chǎng)地主采煤層埋深約890 m。

（3）方案三場(chǎng)址在塬上，與塬下河谷有便道相通，地形較平坦，基本位于先期開(kāi)采地段的儲(chǔ)量中心。該場(chǎng)地主采煤層埋深約1095 m。

3 工業(yè)場(chǎng)地及開(kāi)拓方案比選

由于馮家山場(chǎng)地主采煤層埋深大于1000 m，故馮家山場(chǎng)地只適合作為風(fēng)井場(chǎng)地，其余場(chǎng)地（陳家灣、寺溝村）均適合作為工業(yè)場(chǎng)地。分別對(duì)陳家灣場(chǎng)址和寺溝場(chǎng)址提出兩個(gè)開(kāi)拓方案，分別為陳家灣主、副立井開(kāi)拓方案（方案一）、寺溝主、副立井開(kāi)拓方案（方案二）。兩個(gè)開(kāi)拓方案均在馮家山場(chǎng)地布置回風(fēng)立井。

對(duì)兩個(gè)開(kāi)拓方案的投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)分別進(jìn)行對(duì)比。投資分別從井巷工程、井下設(shè)備、地面工程、外運(yùn)工程等方面對(duì)比；運(yùn)營(yíng)費(fèi)依據(jù)產(chǎn)品煤不同的外運(yùn)方式進(jìn)行對(duì)比。

（1）井巷工程：各方案井巷工程對(duì)比見(jiàn)表1。由表1 可知，方案二井巷工程量最少，投資最省。

表1 各方案可比井巷工程對(duì)比

（2）井下設(shè)備：各方案主要是在井筒裝備深度、井下帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度等方面有所差異，采掘設(shè)備基本相同。方案二由于場(chǎng)地距煤層賦存較好的區(qū)域距離近，帶式輸送機(jī)鋪設(shè)距離短，故方案二井下設(shè)備投資最少。各方案可比井下設(shè)備投資對(duì)比見(jiàn)表2。

（3）地面工程：兩個(gè)方案的主要區(qū)別為井口位置不同，故地面布置、工程量和投資差異較大。方案一地形簡(jiǎn)單、開(kāi)闊，易于布置，外部聯(lián)絡(luò)工程量較少，投資相應(yīng)較少；方案二的地面地形較差，外部聯(lián)絡(luò)工程量大，相應(yīng)的投資會(huì)較方案一要高。方案二投資最高，方案一的主要場(chǎng)地位于北部達(dá)溪河岸陳家灣，場(chǎng)地較為開(kāi)闊，易于布置；而方案二的場(chǎng)地布置相對(duì)緊張，后期生產(chǎn)的順暢性不如方案一。各方案地面工程量的比較詳見(jiàn)表3。

表2 各方案主要井下設(shè)備投資對(duì)比

表3 各方案地面可比投資對(duì)比表

（4）外運(yùn)工程：各開(kāi)拓方案外運(yùn)的工程量分別按照鐵路外運(yùn)和通過(guò)棧橋至電廠兩種情況進(jìn)行比較。

當(dāng)采用公路外運(yùn)時(shí)，方案一將進(jìn)場(chǎng)公路接入達(dá)溪河沿岸的靈雷公路即可。方案二外運(yùn)公路比方案一多3.0 km，按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

當(dāng)采用鐵路運(yùn)輸時(shí)，方案二較方案一增加線路長(zhǎng)度約5.0 km，部分線路需要拆遷。

當(dāng)采用棧橋運(yùn)至規(guī)劃電廠時(shí)，方案二工程量比方案一增加2.6 km。

各方案外運(yùn)工程比較見(jiàn)表4。

表4 各方案產(chǎn)品外運(yùn)投資對(duì)比

（5）運(yùn)營(yíng)費(fèi)：對(duì)比考慮公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、棧橋上電廠三種情況。各方案同比運(yùn)營(yíng)費(fèi)對(duì)比見(jiàn)表5。由于方案二井下主、輔運(yùn)輸距離短，故方案二運(yùn)營(yíng)費(fèi)最低。

表5 各方案同比運(yùn)營(yíng)費(fèi)對(duì)比表

（6）建設(shè)工期：根據(jù)計(jì)算，方案一工期為59個(gè)月，方案二工期為57 個(gè)月。方案二建井工期最少。

（7）總投資對(duì)比投資對(duì)比見(jiàn)表6。

表6 各方案可比投資對(duì)比

4 方案確定

兩個(gè)開(kāi)拓方案主要區(qū)別在礦井工業(yè)場(chǎng)地位置。方案二場(chǎng)地位于兩溝交岔的寺溝村，雖距井下主采區(qū)域近，后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)低，但其地面地形條件差，外部聯(lián)絡(luò)不便，不利于場(chǎng)地布置，且綜合投資較大，故不推薦方案二。而方案一距離規(guī)劃電廠、鐵路及縣城均較近，外部水、電、路等聯(lián)系便利，場(chǎng)地開(kāi)闊平坦，土石方工程量小，投資省。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終選擇陳家灣場(chǎng)址布置主副立井、馮家山回風(fēng)立井開(kāi)拓方案。

5 結(jié)語(yǔ)

礦井工業(yè)場(chǎng)地的選擇是確定礦井移交生產(chǎn)后技術(shù)面貌至關(guān)重要的一步，由于煤礦生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，在確定工業(yè)場(chǎng)地及開(kāi)拓方案時(shí)不僅要考慮移交時(shí)工程量及初期投資部分，也需要考慮礦井生產(chǎn)后不同的產(chǎn)品外運(yùn)形勢(shì)下的經(jīng)濟(jì)效益。