嵐縣礦區某煤礦井田開拓方式選擇

胡 波

（山西省煤炭安全執法總隊，山西 太原 030001）

1 井田概況

該煤礦井田位于寧武煤田的南端，井田面積9.26 k m2，礦井初期主要可采煤層4-1、4號煤層，平均煤厚分別為3.13 m和2.39 m，傾角一般小于10°，結構中等，頂底板巖性一般，煤層為自燃煤層，煤塵具有爆炸性，屬瓦斯礦井，低溫正常。井田內煤層上覆各含水層富水性都較弱，水文地質條件簡單。

2 礦井工業場地位置的選擇

本井田位于呂梁山脈蘆芽山南部的丘陵區，屬典型黃土梁峁地貌。根據井田內地形情況，經現場踏勘，從技術經濟方面考慮，礦井工業場地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其它地形復雜，不易布置。擬將工業場地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風立井。其優點為：場地平坦，工程地質條件較簡單；土石方少，節約資金；工業場地基本位于嵐河保安煤柱范圍內，不需要單獨留設工業場地保安煤柱，減少了煤柱損失；工業場地基本位于井田中部地段，有利于井下開拓巷道布置。

3 井田開拓方式的選定

根據井田內4-1、4、7、9號煤層賦存條件，設計將4-1、4號煤層劃分一個水平開采，7、9號煤層劃分另一個水平后期開采。結合井田地形，設計共提出三個井田開拓方案。三方案分述如下：

1）方案一：立井開拓方式、走向長臂。

在選定的工業場地內，布置主立井、副立井和回風立井三個井筒。主立井凈直徑5.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對12 t四繩立井箕斗，冷彎方管型鋼罐道，擔負全礦井的煤炭提升任務，兼作進風井；副立井凈直徑7.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對1 t礦車二層四車四繩罐籠和梯子間，冷彎方管型鋼罐道，擔負礦井矸石、材料、設備、人員等所有輔助提升任務，兼做進風井和安全出口；回風立井凈直徑5.0 m，垂深566.5 m，井筒裝備梯子間，擔負礦井回風任務，兼做安全出口。主立井、副立井均落底于4號煤層底板巖石中，設＋590 m水平井底車場，回風立井落底于4-1號煤層。井筒落底后，沿南北和東西方向分別布置一組＋590 m水平大巷，其中膠帶運輸大巷和輔助運輸大巷沿4號煤層，回風大巷沿4-1號層煤，大巷布置總體呈“T”字形。＋590 m水平輔助運輸大巷與井底車場巷道直接相連，＋590 m水平膠帶運輸大巷通過16°斜巷爬坡至井底煤倉上口與主立井相連，＋590 m水平回風大巷與回風立井相接。全井田上組煤共劃分為三個采區。

大巷煤炭運輸，采取膠帶運輸機，輔助運輸方式采用無極繩連續牽引車牽引礦車運輸。

礦井通風方式采用中央并列式，通風方法采用抽出式。

上組煤井田開拓方式（方案一）平面見圖1。

圖1 上組煤井田開拓方式（方案一）平面布置圖

下組7、9號煤層另設開采水平聯合開采，水平延深采用暗斜井延深方式。分別布置膠帶暗斜井和軌道暗斜井，膠帶暗斜井傾角23°，斜長342.0 m，通過膠帶轉運平巷與＋590 m水平膠帶運輸大巷相連。軌 道 暗 斜 井 傾 角 22°，斜 長 267.0 m，與＋590 m水平輔助運輸大巷相連。下組煤開拓巷道與上組煤開拓巷道重疊布置，二水平膠帶運輸大巷沿9號煤層底板布置，二水平輔助運輸大巷、回風大巷沿9號煤層頂布置。全井田下組煤共劃分為四個采區。

2）方案二：斜立井綜合開拓方式。

在選定的工業場地內，布置主斜井和副立井，另選擇風井場地布置回風立井。主斜井凈寬5.0 m，傾角25°，斜長1 107.0 m，井筒裝備大傾角帶式輸送機和檢修軌道，擔負全礦井煤炭提升任務和液壓支架等大型設備以及長材料的升降任務，兼作進風井及安全出口；副立井凈直徑7.0 m，垂深565.0 m。井筒裝備一對1 t礦車二層四車四繩罐籠，冷彎方管型鋼罐道，擔負礦井材料、設備、人員及矸石等升降任務，兼作進風井及安全出口；回風立井凈直徑4.5 m，垂深543.0 m。井筒裝備梯子間，擔負礦井回風任務，兼做安全出口。主立井落底＋690 m，副立井落底＋590 m，回風立井落底于4-1號煤層。鑒于主、副井筒落底點相距400 m，因此，主、副井筒落底后分別設井底車場。在主立井井底設置上抬式井底煤倉，二水平膠帶運輸大巷通過16°斜巷爬坡至井底煤倉上口，井底撒煤采用本水平清理。全井田上組煤共劃分為二個采區。

方案二開拓巷道布置、大巷運輸方式、通風方式及通風方法基本同方案一。

3）方案三：斜立井綜合開拓方式。

方案三與方案一的區別在于工作面布置方式不同，該方案利用＋590 m水平大巷作為采區巷道，布置傾向工作面。大巷與井筒連接同方案一。全井田上組煤共劃分為兩個采區。

大巷煤炭運輸方式采用膠帶運輸機，大巷輔助運輸方式蓄電池電機車，工作面順槽采用無極繩連續牽引車牽引礦車運輸。

4 井田開拓方案比較及選擇

4.1 開拓方案技術比較

4.1.1 方案一優缺點

1）方案一主要優點。

主立井井筒工程量較主斜井井筒工程量少；立井進風較斜井多，有利于通風管理；立井井筒布置在工業場地內，較斜井井筒保安煤柱少；建井工期短，投產快；工作面沿煤層走向布置，順槽運輸方便，工作面管理簡單，安全性好；工作面煤層變化不大，工作面設備可以發揮最大性能；布置二采區上山作為采區巷道，與水平大巷分開，巷道功能明確，管理簡單；水平大巷破壞程度小，有利于大巷維護；工作面接替方便。

2）方案一主要缺點。

主立井提升采用箕斗，增產潛力不大；主立井井筒上下部連接較斜井復雜，井筒裝備復雜；采區上山輔助運輸可選性少。

4.1.2 方案二優缺點

1）方案二主要優點。主斜井提升采用帶式輸送機，運輸能力大，增產潛力大；斜井井筒施工工藝較立井井筒簡單；大型設備和長材料利用主立井膠帶檢修軌升降，降低了副井絞車的電機功率；主斜井作為安全出口，安全可靠性好。

2）方案二主要缺點。主斜井井筒工程量較立井井筒大；主斜井井筒保安煤柱壓煤量大，資源損失大；建井工期長，投產慢。

4.1.3 方案三優缺點

1）方案三主要優點。開拓大巷與采區大巷合二為一，大巷工程量省；＋590 m水平大巷輔助運輸方式可選性多，大巷運輸簡單方便；布置水平大巷開采下組煤，避免了暗斜井提升運輸；可實現上下組煤配采。

2）方案三主要缺點。工作面傾斜開采，涌水可能導致工作面無法正常工作；工作面液壓支架不穩定，特別是9號煤放頂煤液壓支架，難以達到支護效果，給安全生產不利；上下組煤配采時工作面接替困難，工作面回采率低；風流紊亂，不利于安全生產；工作面順槽長度1 800 m，高差近200 m，順槽輔助運輸困難。

上述三方案從技術上分析，方案一優于方案二和方案三。

4.2 開拓方案經濟比較

方案一、三比方案二初期井下可比項目工程總投資多150 000元，地面主要可比項目工程總投資多346萬元，建井工期少6個月。從經濟上比較，考慮斜井壓煤損失近1億，方案一、三明顯優于方案二。

綜合三個方案技術、經濟比較結果，設計推薦方案一，即立井開拓、工作面走向布置。

5 結語

1）該礦井田工業廣場位置經現場踏勘，經現場踏勘，從技術經濟方面考慮，礦井工業場地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其他地形復雜，不易布置。將工業場地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風立井。

2）針對該礦工業場地，結合井田地形，統籌考慮后期開采7、9號煤層，我們提出三種開拓設計，通過專業性的對比，設計一優于后兩種，經濟性比較方面，設計一、三優于設計二，最終選擇方案一：立井開拓、采煤工作面走向布置，即主、副井筒采取長短腿布置，都落底于＋590 m水平，落底后設＋590 m水平井底車場，設計以＋590 m一水平開采全井田的4-1、4號煤層。