裕源煤礦礦井開拓方案的選擇

呂曉勇

（山西煤鋼聯正智煤化有限公司 裕源煤礦，山西 臨汾 041200）

1 煤礦礦井簡介

1）裕源煤礦井田面積10.84km2，南北長4.33 km，東西寬2.5 km。地質儲量94.73 Mt，可采儲量60.65 Mt，設計生產能力1.20Mt/a，服務年限38.9a。井田位于河東煤田南部，采煤層為山西組2號煤（主焦煤）和太原組10號煤（瘦煤）。煤層傾角3～10°。

2）礦井開拓方式為立井多水平，2號煤開采水平+638m，10號煤開采水平+565m。采用主立井、副立井、回風立井開發：主立井裝備一對12 t提煤箕斗和梯子間，擔負煤炭提升任務。副立井裝備一對600mm軌距、1.5t礦車二層四車多繩罐籠（一寬一窄）和梯子間，擔負矸石、材料、設備、人員等輔助運輸任務。回風立井擔負礦井回風任務。現在礦井處于籌建階段。

需要解決的問題是：針對礦井工業場地及其四周1km范圍內煤層埋藏深度、礦井井型、煤層賦存、開采技術條件、井筒提升設備、回采面裝備、回采面年推進度等因素，主要提出立井開拓東西向大巷方案和立井開拓南北向大巷方案的兩個開拓方案，需要進行分析，進而選擇經濟合理方案。

2 兩種方案的分析

2.1 方案一

立井開拓東西向布置大巷方案。在選定的工業場地內布置主立井和副立井；在主、副立井東南部較平坦的階地上布置回風立井。依據煤層賦存條件，設計兩個水平開采井田煤層：以+638 m為主水平開采2號煤，以+565m為輔助水平開采10號煤。

1）根據2號煤層賦存及頂底板條件，主、副井筒落底于2號煤層與10號煤層之間的灰巖中，落底標高+638 m，落底后設+638 m東西向臥式井底車場，主、副井筒均不再延深。初期回風立井落底于2號煤層，落底標高+660m；后期回風立井延深到+565m。

2）依據井田特征和2號煤層賦存特點，結合主、副立井的井位和落底層位選擇，以及綜采工作面適宜的連續長度，設計+638 m一個水平開采全部2號煤層。+638 m水平設一組東西向的大巷，向東西兩翼至井田邊界。開拓大巷設膠帶、軌道、回風共3條：軌道大巷初期以3‰流水坡度向東西兩翼延伸，進入2號煤層后沿煤層底板布置，膠帶大巷進入2號煤層后沿煤層底板布置；回風大巷沿煤層頂板布置。

3）主立井井底設置井底煤倉，煤倉上口與+638 m水平膠帶大巷相連；煤倉下口與主井井筒間通過箕斗裝載水平膠帶機巷相接，其又通過定量裝載水平檢修聯絡斜巷與+638m水平井底車場相連。+638m水平軌道大巷與+638 m水平井底車場巷道直接相連；+638 m水平回風大巷通過回風石門與回風立井相連。

4）礦井井下大巷主運輸采用膠帶輸送機方式。井底車場及軌道大巷平巷段輔助運輸，采用蓄電池電機車牽引1.5 t系列礦車運輸；軌道大巷沿煤層布置后，采用無極繩連續牽引1.5t系列礦車運輸。

5）礦井采用中央并列式通風系統，主、副井筒進風，回風立井回風，采用機械抽出式通風方式。全井田以井底煤倉為界分為東、西兩個采區，采用傾斜長壁開采，回采面連續推進長度1915～2190m。首采區為工業廣場西側的+638m水平一采區。

2.2 方案二

立井開拓南北向布置大巷方案。它的井筒裝備、水平劃分、落底水平、車場形式、工作面裝備均同于方案一。主要區別為：方案一布置東西向大巷，方案二布置南北向大巷。

1）初期，在選定的工業場地內布置主立井和副立井；在主、副立井東部較平坦的階地上布置回風立井。根據煤層賦存狀況，主、副井筒落底于2號煤層與10號煤層之間的石灰巖中，落底標高+638 m，落底后設+638 m南北向臥式井底車場。回風立井落底于2號煤層，落底標高+660 m；后期，主、副井筒均不再延深，回風立井延深到+565m。

2）依據井田特征和2號煤層的賦存特點，結合主、副立井的井位和落底層位選擇，以及綜采工作面適宜的連續長度，設計+638 m一個水平開采全部2號煤層。+638 m水平設一組南北向的大巷，向南北兩翼至井田邊界。井下開拓大巷設膠帶、軌道、回風共三條：軌道大巷初期以3‰流水坡度向南北兩翼延伸，后期沿煤層底板布置；膠帶大巷沿煤層底板布置；回風大巷沿煤層頂板布置。

3）主立井井底設置井底煤倉，煤倉上口與+638 m水平膠帶大巷相連；煤倉下口與主井井筒間通過箕斗裝載水平膠帶機巷相接，其又通過定量裝載水平檢修聯絡斜巷與+638m水平井底車場相連。

4）礦井井下大巷主運輸采用膠帶輸送機方式。井底車場及大巷平巷段輔助運輸，采用蓄電池電機車牽引1.5 t系列礦車運輸；沿煤層布置后，采用無極繩連續牽引1.5t系列礦車運輸。

5）全井田以井底煤倉為界分為南、北兩個采區，均用走向長壁開采，回采面連續推進長度910～1370m。首采區為井底車場西側的+638m水平一采區。

2.3 兩方案的比較及選擇

1）技術比較，如表1所示。

2）經濟比較。由于方案一和方案二的井筒裝備、落底水平、車場形式、工作面裝備基本相同，區別僅在初期井巷工程量及開拓總工程量。方案一由于為下山開采，初期井巷工程量（比方案二）長1 650 m（大巷1 250 m，順槽400m），建井工期長4個月，投資多2400萬元。方案二（比方案一）初期井巷工程量小，建井工期略短；但開拓巷道總工程量多5 466 m，井巷工程總投資（比方案一）多8200萬元。

表1 井田開拓方案技術比較表

3）方案選擇。由于本礦為綜合機械化開采，方案二（比方案一）盡管建井工期略短，但是由于工作面推進距離較短，工作面搬家倒面頻繁，綜采設備效能未能充分發揮；資源回收率低于方案一；礦井后期主、輔運輸距離長，費用高；本礦為高瓦斯礦井，通風線路長，通風負壓大，成本高。對于建設1.20 Mt/a礦井而言，初期井巷投資多2 400萬元是可接受的。經綜合比較后，方案一優勢明顯，推薦方案一（立井開拓東西向布置大巷方案）。

3 結束語

對礦井大巷的布置方案，從技術和經濟方面對比，選擇立井開拓東西向布置大巷方案為優，可使礦建工期及投資合理，綜采面搬家次數少，資源回收率高。

[1]曹允偉.煤礦開采方法[M].北京,煤炭工業出版社,2005.

[2]山西省第三地質工程勘察院.山西省河東煤田蒲縣裕源煤礦勘探地質報告[R].2009.

[3]中國煤炭建設協會.煤炭工業礦井設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2006.