裕源煤矿矿井开拓方案的选择

2013-05-11吕晓勇

山西煤炭 2013年5期

吕晓勇

（山西煤钢联正智煤化有限公司裕源煤矿，山西临汾 041200）

1 煤矿矿井简介

1）裕源煤矿井田面积10.84km2，南北长4.33 km，东西宽2.5 km。地质储量94.73 Mt，可采储量60.65 Mt，设计生产能力1.20Mt/a，服务年限38.9a。井田位于河东煤田南部，采煤层为山西组2号煤（主焦煤）和太原组10号煤（瘦煤）。煤层倾角3～10°。

2）矿井开拓方式为立井多水平，2号煤开采水平+638m，10号煤开采水平+565m。采用主立井、副立井、回风立井开发：主立井装备一对12 t提煤箕斗和梯子间，担负煤炭提升任务。副立井装备一对600mm轨距、1.5t矿车二层四车多绳罐笼（一宽一窄）和梯子间，担负矸石、材料、设备、人员等辅助运输任务。回风立井担负矿井回风任务。现在矿井处于筹建阶段。

需要解决的问题是：针对矿井工业场地及其四周1km范围内煤层埋藏深度、矿井井型、煤层赋存、开采技术条件、井筒提升设备、回采面装备、回采面年推进度等因素，主要提出立井开拓东西向大巷方案和立井开拓南北向大巷方案的两个开拓方案，需要进行分析，进而选择经济合理方案。

2 两种方案的分析

2.1 方案一

立井开拓东西向布置大巷方案。在选定的工业场地内布置主立井和副立井；在主、副立井东南部较平坦的阶地上布置回风立井。依据煤层赋存条件，设计两个水平开采井田煤层：以+638 m为主水平开采2号煤，以+565m为辅助水平开采10号煤。

1）根据2号煤层赋存及顶底板条件，主、副井筒落底于2号煤层与10号煤层之间的灰岩中，落底标高+638 m，落底后设+638 m东西向卧式井底车场，主、副井筒均不再延深。初期回风立井落底于2号煤层，落底标高+660m；后期回风立井延深到+565m。

2）依据井田特征和2号煤层赋存特点，结合主、副立井的井位和落底层位选择，以及综采工作面适宜的连续长度，设计+638 m一个水平开采全部2号煤层。+638 m水平设一组东西向的大巷，向东西两翼至井田边界。开拓大巷设胶带、轨道、回风共3条：轨道大巷初期以3‰流水坡度向东西两翼延伸，进入2号煤层后沿煤层底板布置，胶带大巷进入2号煤层后沿煤层底板布置；回风大巷沿煤层顶板布置。

3）主立井井底设置井底煤仓，煤仓上口与+638 m水平胶带大巷相连；煤仓下口与主井井筒间通过箕斗装载水平胶带机巷相接，其又通过定量装载水平检修联络斜巷与+638m水平井底车场相连。+638m水平轨道大巷与+638 m水平井底车场巷道直接相连；+638 m水平回风大巷通过回风石门与回风立井相连。

4）矿井井下大巷主运输采用胶带输送机方式。井底车场及轨道大巷平巷段辅助运输，采用蓄电池电机车牵引1.5 t系列矿车运输；轨道大巷沿煤层布置后，采用无极绳连续牵引1.5t系列矿车运输。

5）矿井采用中央并列式通风系统，主、副井筒进风，回风立井回风，采用机械抽出式通风方式。全井田以井底煤仓为界分为东、西两个采区，采用倾斜长壁开采，回采面连续推进长度1915～2190m。首采区为工业广场西侧的+638m水平一采区。

2.2 方案二

立井开拓南北向布置大巷方案。它的井筒装备、水平划分、落底水平、车场形式、工作面装备均同于方案一。主要区别为：方案一布置东西向大巷，方案二布置南北向大巷。

1）初期，在选定的工业场地内布置主立井和副立井；在主、副立井东部较平坦的阶地上布置回风立井。根据煤层赋存状况，主、副井筒落底于2号煤层与10号煤层之间的石灰岩中，落底标高+638 m，落底后设+638 m南北向卧式井底车场。回风立井落底于2号煤层，落底标高+660 m；后期，主、副井筒均不再延深，回风立井延深到+565m。

2）依据井田特征和2号煤层的赋存特点，结合主、副立井的井位和落底层位选择，以及综采工作面适宜的连续长度，设计+638 m一个水平开采全部2号煤层。+638 m水平设一组南北向的大巷，向南北两翼至井田边界。井下开拓大巷设胶带、轨道、回风共三条：轨道大巷初期以3‰流水坡度向南北两翼延伸，后期沿煤层底板布置；胶带大巷沿煤层底板布置；回风大巷沿煤层顶板布置。

3）主立井井底设置井底煤仓，煤仓上口与+638 m水平胶带大巷相连；煤仓下口与主井井筒间通过箕斗装载水平胶带机巷相接，其又通过定量装载水平检修联络斜巷与+638m水平井底车场相连。

4）矿井井下大巷主运输采用胶带输送机方式。井底车场及大巷平巷段辅助运输，采用蓄电池电机车牵引1.5 t系列矿车运输；沿煤层布置后，采用无极绳连续牵引1.5t系列矿车运输。

5）全井田以井底煤仓为界分为南、北两个采区，均用走向长壁开采，回采面连续推进长度910～1370m。首采区为井底车场西侧的+638m水平一采区。

2.3 两方案的比较及选择

1）技术比较，如表1所示。

2）经济比较。由于方案一和方案二的井筒装备、落底水平、车场形式、工作面装备基本相同，区别仅在初期井巷工程量及开拓总工程量。方案一由于为下山开采，初期井巷工程量（比方案二）长1 650 m（大巷1 250 m，顺槽400m），建井工期长4个月，投资多2400万元。方案二（比方案一）初期井巷工程量小，建井工期略短；但开拓巷道总工程量多5 466 m，井巷工程总投资（比方案一）多8200万元。

表1 井田开拓方案技术比较表

3）方案选择。由于本矿为综合机械化开采，方案二（比方案一）尽管建井工期略短，但是由于工作面推进距离较短，工作面搬家倒面频繁，综采设备效能未能充分发挥；资源回收率低于方案一；矿井后期主、辅运输距离长，费用高；本矿为高瓦斯矿井，通风线路长，通风负压大，成本高。对于建设1.20 Mt/a矿井而言，初期井巷投资多2 400万元是可接受的。经综合比较后，方案一优势明显，推荐方案一（立井开拓东西向布置大巷方案）。