李伟

摘 要：根据石槽村煤矿开拓系统布置及采区划分范围、煤层赋存条件、地形地质条件、储量分布情况，设计针对22采区准备方式提出三个比选方案。经技术、经济比较选出最优方案。

关键词：石槽村煤矿、采区设计，方案比较

1 概述

石槽村煤矿建于2005年，井田位于鸳鸯湖矿区中部，北接梅花井煤矿，南邻红柳煤矿，井田南北走向长约4.5km，东西倾斜宽约7km，井田面积约31.4km2。井田含煤地层为侏罗系延安组，可采及局部可采煤层12层。井田地质资源储量1040.07Mt，工业资源储量906.73Mt，设计可采资源储量596.71Mt。

根据各煤层层间距和可采储量分布情况将本矿煤层群分为三组：上煤组由2-1、2-2、3、4-1煤组成，中煤组由6、10、12、15煤组成，下煤组由16、17-1及17、18-1及18、18-2煤组成。

石槽村煤矿采用主斜井、副立井和回风斜井综合开拓方案。井田鸳鸯湖背斜东翼东西方向划分为两个块段6个采区；背斜西侧为急倾斜煤层区，根据工业场地及铁路站场煤柱的留设范围，南北方向划分为两个块段6个采区。共四个分区，12个采区。

2采区概况

2.1采区概况

本次设计的22采区为矿井一分区第2个采区，位于石槽村煤矿中部，采区南到新碱沟子北正断层，北至DF18断层和井田边界，东到李家圈逆断层，西至张家庙逆断层、张家庙背斜，采区南北走向长度约3445～4240m，倾向宽约1350～1650m，面积约5.54km2。22采区开采采区范围内的6、10、12、15煤。

2.2地质资源量

根据《石槽村煤矿22采区地质说明书》对22采区范围内的6、10、12、15层煤进行资源/储量计算。22采区范围内各煤层资源量估算结果如下：地质资源/储量：9497.03万t，工业资源/储量：9250.94万t；设计资源/储量：7874.46万t；设计可采资源/储量：5884.40万t。

2.3煤层分布状态

6煤：全区发育，层位稳定，全采区可采。煤层厚度4.61～5.70m，平均5.17m，属厚煤层。煤层结构简单～较简单，属稳定煤层。煤类为不粘煤。

10煤：上距6煤23.01～46.09m，平均34.35m，煤层厚度3.59～5.27m，平均4.41m，煤层结构简单～较简单，属稳定煤层。

12煤：上距10煤19.79～36.84m，平均30.14m，煤层厚度1.58～3.91m，平均2.15m，煤层结构简单～较简单，属稳定煤层。

15煤：上距12煤平均18.49m，煤层厚度0.45～1.7m，平均1.01m。

2.4地质构造

22采区内对开采产生影响的地质构造有DF18断层（L=1000m，H=25m）、李家圈逆断层（L=2400-3100m，H=91m）、新碱沟子北正断层（L=2000m，H=70m）、张家庙逆断层（L=2800m，H=265m）、DF5断层（L=2570m，H=22m）、DF8断层（L=1460m，H=21m）、DF7断层（L=580m，H=20m）和鸳鸯湖背斜、张家庙向斜和张家庙背斜。

2.5煤种煤质

本井田煤的变质程度低，以不粘煤主，少量长焰煤。各主采煤层均为低灰～特低灰、中～低硫、特低磷、中高挥发分、高热值的不粘煤。为良好的发电用煤、城市“环保”用煤，气化用煤及化肥原料用煤和良好的民用燃料煤。

3 设计方案及比较

根据石槽村煤矿开拓系统布置及采区划分范围、煤层赋存条件、地形地质条件、储量分布情况，设计针对22采区准备方式提出三个比选方案。

方案一：利用井底煤仓，运输上山布置在10煤，采区回风上山沿6煤布置， 22采区辅助运输从张家庙向斜轴部的+900m辅运石门开始大致沿6、10、12煤折返布置至+630m水平，在+630m水平新建一套排水系统。

方案二：将采区运输上山布置到12煤中，在+700m水平施工一条排水石门将22采区的水引到21采区+700m水泵房（目前该泵房还未实施）集中排至+900m矿井主水仓，其它均同方案一。

方案三：该方案回风、煤炭运输、排水系统与方案一相同，辅助运输采用轨道运输。

主运输方案比选的比较（方案一与方案二）：

A、准备方式一优缺点

优点：a、运输上山沿10煤布置，各区段溜煤眼均在40m以内，溜煤眼施工及使用方便，利于提高块煤率；b、运输上山沿10煤布置，与布置在6煤的回风上山及穿层布置的辅运上山沟通方便。

缺点：a、12煤上距10煤平均30.14m，运输上山布置于10煤，则12煤顺槽爬坡巷需要布置约150m才能搭接到运输上山，加大了12煤个别工作面的上山保护煤柱，不利于最大限度提高资源回收率；b、15煤上距12煤平均18.49m，可采厚度1.16m，若将来决定要开采15煤，则运输上山布置于10煤将给15煤的开采带来困难。

B、准备方式二优缺点

优点：a、运输上山布置于12煤，各煤层顺槽爬坡巷与运输上山搭接顺畅，有利于提高资源回收率；b、运输上山布置于12煤有利于15煤的开采。

缺点：a、运输上山沿12煤布置，各区段溜煤眼在50～70m，溜煤眼施工及使用困难，且不利于提高块煤率；b、运输上山沿12煤布置，与布置在6煤的回风上山及穿层布置的辅运上山沟通不便。

C、准备方式方案一与方案二的比选

方案一与方案二井巷工程量上基本相当，主要差别是方案二的区段溜煤眼比方案一高约30m，而方案一的每个12煤顺槽爬坡巷岩巷工程量增加约50m。

采区主要煤量集中在6煤和10煤，为提高运输系统的可靠性，区段溜煤眼不宜设计过高。

因此，方案一与方案二的比较中，选择方案一作为较优方案，与后续方案进行比较。

辅助运输方案比较（方案一与方案三）

方案一与方案三相比，方案一的初期可比工程量和总工程量均为2560m，方案三的初期可比工程量为3440m，可比总工程量为5260m，因此方案三的初期可比工程量比方案一多880m，可比总工程量比方案一多2700m，方案三的初期工程量及总工程量均大于方案一。且方案三在矿井已有胶轮车设备的基础上还需要增加一套绞车提升设备及车辆和人员运输设备。方案三存在用人多，效率低的问题，结合本矿井已形成的辅助运输系统为胶轮运输系统且本矿井井型大、辅助运输量大的实际情况，本次设计认为22采区辅助运输方式选择无轨胶輪系统合理。

排水方案比较（方案二与方案一）

方案二与方案一在排水系统方面的区别是方案二在+700m水平施工一条排水石门将22采区的水引到21采区+700m水泵房集中排至+900m矿井主水仓，方案一是在22采区新建一套排水系统。

在总投资及运营费用方面，方案一（7236万元）与方案二（7275万元）大体相当。方案二中+700m排水石门，在张家庙背斜处将揭露18煤底板宝塔砂岩承压含水层，根据石槽村煤矿精查地质报告及周边矿井（灵新煤矿等）实际揭露涌水情况，18煤底板宝塔砂岩含水层水文地质情况复杂，在开采22采区时不宜揭露该含水层。在费用比较大体相当的情况下，从采区建设及生产安全方面考虑，设计认为在排水系统方案方面方案一优于方案二。

结论：通过主运输系统、辅助运输系统和排水系统的比较，最终选定方案一为采区准备方案。即：利用井底煤仓，运输上山布置在10煤，采区回风上山沿6煤布置， 22采区辅助运输从张家庙向斜轴部的+900m辅运石门开始大致沿6、10、12煤折返布置至+630m水平，在+630m水平新建一套排水系统。

参考文献：

[1]姚建新，阳煤二矿十二采区设计方案比较与分析，山西煤炭，200912.15