山腳樹煤礦整合設計方案

文 宇，羅康成，高 敏

(貴州省煤礦設計研究院， 貴州 貴陽 550025)

山腳樹煤礦整合設計方案

文 宇，羅康成，高 敏

(貴州省煤礦設計研究院， 貴州 貴陽 550025)

針對原山腳樹煤礦及相鄰的老屋基煤礦生產現狀及存在的主要問題，分析原山腳樹煤礦、老屋基煤礦開拓系統主要采掘、運輸系統的制約及經濟不合理性。提出了對兩礦井進行資源整合的方案。兩礦井開拓系統的優化整合，技術上可行，經濟上合理，優化整合后可提高礦井經濟效益。

山腳樹煤礦；老屋基煤礦；資源整合；開拓系統

1 整合前概況

原老屋基煤礦和原山腳樹煤礦均屬于貴州盤江精煤股份有限公司。老屋某煤礦的設計生產能力90萬t/a，采用立井開拓，開拓深度為+1350 m，布置有+1350 m大巷，劃分為3個采區，分別為南采區、北二采區、北三采區，其中北三采區北面與原山腳樹煤礦相鄰。北二采區、北三采區+1350 m水平以上煤層已全部采空，北三采區+1300 m標高以上3、4、12、14、17煤層已采空，+1330 m標高以上18號煤層采空。北二采區+1180 m標高以上3、4、12、14、17煤層已采空，+1230 m標高以上18號煤層采空。南采區+1425 m標高以上3、4號煤層已采空，+1480 m標高以上12、14、17、18號煤層采空。礦井主井提升方式為箕斗立井提升，提升高度為255.431 m，井底煤倉容量為120 t，井口煤倉容量為80 t，核定提升能力在140萬t/a。井下采區采用皮帶輸送機和刮板輸送機運輸原煤，1350主運輸大巷采用8 t蓄電池電機車牽引3 t固定車箱式礦車運輸原煤，礦井核定運輸提升能力在140萬t/a。

原山腳樹煤礦的設計生產能力為180萬t/a，采用斜井分區式開拓，全井田劃分為一個水平開采，開拓深度為+1370 m，根據構造及煤層賦存情況，以F108斷層為界，將井田劃分為南、北兩個自然邊界采區，其中南采區與老屋基礦相鄰。目前，礦井+1370 m水平以上煤層已全部采空，礦井北采區+1275 m標高以上10、12、15、17號煤層均已采空，礦井南采區+1290 m標高以上10、12煤層采空，+1320 m標高以上15、17、18號煤層均已采空。礦井主井提升方式為皮帶斜井提升，提升高度為201.7 m，主井皮帶提升核定能力在260萬t/a左右。井下采用皮帶輸送機和刮板輸送機運輸原煤,井下原煤經刮板運輸機、膠帶直接運出井口，原煤通過火車運到老屋基洗煤廠。整合前原老屋基煤礦及原山腳樹煤礦的開拓開采系統見圖1。

2 整合前存在的主要問題

原老屋基礦煤炭通過+1350 m運輸大巷用蓄電池機車配合3 t礦車運輸至主立井井底，然后通過主立井用箕斗提升至地面，運輸能力有限，且設備已使用多年，逐漸老化，設備經常維修，嚴重影響礦井的正常生產。原山腳樹煤礦的煤運出井口后通過火車運往老屋基洗煤廠，運輸費用大、運輸能力有限。由于原山腳樹煤礦地理位置的原因，在原山腳樹煤礦范圍內新建洗煤廠選址困難，為了擺脫山腳樹煤礦的發展受到鐵路運輸的制約，必須尋求解決山腳樹煤礦與老屋基洗煤廠間運輸問題的方案。

3 山腳樹煤礦整合后礦井開拓方案

3.1 整合后礦井井口及地面工業場地選擇方案

兩礦原有工業場地及其附屬設施均已形成，整合設計主要考慮礦井主井場地的選擇，對原有場地及其配套設施進行適當調整，兩礦整合后原煤出井后直接進入老屋基選煤廠進行洗選，主井井口的選擇要盡量靠近老屋基選煤廠以減少地面生產系統的投資。

礦區內地形比較復雜且相對高差較大，結合地面交通運輸條件及老屋基選煤廠位置，整合后井田內僅有離老屋基工業場地以西約500 m靠近拖長江附近的平緩地帶和猴子田附近的平緩地帶兩個位置適合布置主井井口及地面生產系統。

圖1整合前原老屋基煤礦及原山腳樹煤礦的開拓系統布置

3.2 整合后礦井開拓方案的比選

根據選定的工業場地及井口方案并結合井田煤層賦存條件、地質構造等，提出如下3個開拓方案。

方案一：平田立井開拓方案。利用老屋基礦現有的工業廣場布置，改造立井，主立井井口標高+1608 m。充分利用老屋基現有的原煤運輸巷道系統，將老屋基礦井+1350 m大巷與山腳樹礦井+1370 m大巷聯通，原煤通過+1350 m大巷及+1350 m主石門由主立井提升出井口后，通過皮帶運往老屋基礦洗煤廠。礦井劃分2個水平(+1350、+1100 m)10個采區，生產采區分別為一、二、三、四采區，備用采區為五采區，接替采區為六、七、八、九、十采區。

方案二：拖長江斜井開拓方案。本方案主斜井井口及輔助工業場地位于老屋基工業場地以西約500 m靠近拖長江附近的平緩地帶，主斜井井口標高+1570 m，傾角16°，按174°方位角掘進至+1350 m水平與+1350 m主石門貫通。大巷的布置和采區劃分同方案一。

方案三：猴子田斜井開拓方案。主斜井井口及輔助工業場地位于井田中南部猴子田的緩坡地帶，主斜井井口標高+1586 m，傾角24°，按337°傾角掘進345 m后，掘進運輸斜巷至+1350 m與+1350 m主石門貫通。大巷的布置和采區劃分同方案一、二。

整合后礦井開拓方案見圖2。

3.3 整合后礦井開拓開采方案的確定

圖2山腳樹煤礦整合開拓方案布置圖

3.3.1 技術經濟比較

方案一需要擴大現有老屋基煤礦立井井筒斷面，存在施工困難，管理環節復雜，對主立井進行擴巷施工嚴重影響現有生產系統，主立井井筒作為300萬t/a的大型礦井，提升立井井筒深度只有250 m，用單繩纏繞式提升已不能滿足要求，只能考慮多繩摩擦提升，從摩擦提升的角度分析，250 m的井筒深度對300萬t/a的井型來說太淺，需要大量的配重來滿足提升系統的防滑問題，而且裝卸載系統也過于復雜，且立井井筒設備投資大、運營費用高。方案二、方案三主斜井均采用膠帶輸送機運輸，井下生產系統簡單，運輸環節少、運輸能力相對方案一較大，井口工業場地及主斜井施工對現有生產系統不造成影響，且投資相對較小、運營費用較少、管理維護容易。因此，從提升運輸和經濟的角度，設計推薦采用斜井膠帶輸送機運輸較為合理。因此初步淘汰方案一，對方案二和三方案做進一步技術經濟比較。

3.3.2 主斜井方案的技術經濟比較

從方案二、方案三兩個斜井開拓方案來看，主要區別就在于主斜井的井口位置及主斜井的長度傾角不同。

(1) 從經濟比較上看，方案二基建投資3007.65萬元，年運營費用741.52萬元，方案三基建投資3838.53萬元，年運營費用824.6萬元，方案二比方案三的投資少830.89萬元，年運營費用少83.08萬元。

(2) 從技術上看，方案二的優點是主斜井工業場地較為開闊，主斜井井口距老屋基選煤廠較近、外運方便；缺點是主斜井井筒工程量比方案三大。方案三的優點是主斜井井筒工程量??；缺點是主斜井井筒傾角較大，采用大傾角膠帶輸送機分段運輸，主斜井工業場地需要新購置土地，場地較狹窄，地面施工工程量較大，進場公路改造較方案二多，地面原煤通過膠帶運至老屋基選煤廠，其運輸距離較方案二長，主斜井井口與老屋基選煤廠相對分散，管理不便。

總之，方案二具有工業場地較為開闊、開拓部署合理、距老屋基選煤廠較近、外運方便，運營費用低，節省地面投資等明顯優勢。因此設計推薦方案二，即拖長江斜井開拓方案。

3.4 兩礦井整合后的主要效果

(1) 在老屋基選煤廠附近布置主斜井至+1350主石門，貫通了原老屋基煤礦+1350運輸大巷、和原山腳樹煤礦+1370運輸大巷，使井下一采區、二采區、三采區、四采區、五采區采用+1350運輸大巷直接聯接，礦井各采區原煤通過采區運輸石門、采區煤倉、+1350運輸大巷、+1350主石門、主斜井至老屋基選煤廠，整合后礦井集中出煤至老屋基選煤廠，采用膠帶輸送機連續運輸，有效的避免了原老屋基煤礦蓄電池電機車、箕斗提升運輸的制約因素和原山腳樹煤礦地面鐵路運輸至老屋基選煤廠的制約因素，大大的提高礦井原煤運輸能力，降低提升運輸運營費用。

(2) 礦井整合后，新布置主斜井集中出煤，貫通原老屋基煤礦+1350運輸大巷和原山腳樹煤礦+1370運輸大巷，形成新的+1350運輸大巷，充分利用礦井已有的地面及井下開拓開采巷道以最小的投入使兩礦井有效的整合形成新的礦井。整合后礦井集中出煤，連續運輸，集中管理，有效的提高了礦井的管理水平。

4 結 論

由于原老屋基煤礦、原山腳樹煤礦同屬于貴州盤江精煤股份有限公司的兩對相鄰礦井，將兩礦井井下+1350運輸大巷和+1370運輸大巷貫通形成+1350運輸大巷，新布置一條主斜井通過1350主石門與+1350運輸大巷貫通形成整合后原煤運輸路線，同時充分利用已有的地面建構筑物和各采區井下開拓開采系統形成整合后山腳樹煤礦開拓開采系統，技術可行，經濟合理，同時有效解決了原老屋基煤礦提升運輸困難和原山腳樹煤礦原煤地面鐵路運輸至老屋基選煤廠的制約等技術難題，最終實現兩礦井資源整合后集中管理，減少投資成本，降低礦井運營費用，達到提高整合后礦井經濟效益的目的。

[1] 張榮力，何國偉，李 鐸.采礦設計手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2003.

[2] GB50215—2005.煤炭工業礦井設計規范[S].

[3] 貴州省煤礦設計研究院.貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹煤礦整合技改初步設計[R].貴陽：煤炭設計研究院，2013.

[4] 楊 勇.石槽村煤礦井田劃分及開拓系統優化[J].煤炭工程,2013(1):4-6.

[5] 王文書.礦井開拓方案的確定方法[J].煤炭工程,2012(9):1-3.

2013-10-08)

文 宇(1981-)，男，貴州德江人，本科，工程師，主要從事煤礦設計及安全評價工作,Email:wenyu00403022@126.com。