西萍957井資源整合方案設計優化探討

永春縣煤炭工業公司 顏聲灶

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西萍957井資源整合方案設計優化探討

永春縣煤炭工業公司 顏聲灶

根據福建省197煤田地質勘探隊提交的礦井資源儲量核實報告及經泉州市煤行辦確認的水患調查報告，結合礦井開采現狀、工業廣場位置，依照福建省目前的開采技術裝備水平，對西萍957井資源整合設計方案進行分析、對比，優化整合方案，以達到實現安全生產、提高經濟效益的目的。

煤礦資源 整合方案 優化設計

1 概述

1.1 礦井概況

永春縣西萍煤礦有限責任公司西萍煤礦西萍957井（以下簡稱原西萍957井）為六證齊全的合法礦井，始建于1994年5月，1995年3月投產，生產能力3萬噸/年，開采標高為+1020m～+955m，曾有兩個獨立通風的生產系統，分別為+957～+998、+967～+992，平硐4個。西萍煤礦有限責任公司西萍煤礦西萍1021井（以下簡稱原西萍1021井）始建于1993年1月，1995年6月投產，生產能力2萬噸/年，因能力小、生產條件落后，于2006年底被關閉，開采標高為+1050m～+855m，曾有+1021～+1035、+1032～+1063兩個獨立通風的生產系統，平硐6個。兩對礦井相鄰，均為平硐開拓，機械通風，殘采法采煤，放炮落煤，人力拉板車運輸。根據福建省經貿委《關于永春縣煤炭資源整合方案的批復》，將原西萍957井（整合主體）與原西萍1021井（被整合對象）進行資源整合，整合后的礦井名稱為永春縣西萍煤礦有限責任公司西萍煤礦西萍957井（以下簡稱西萍957井），生產能力為6萬噸/年。

1.2 資源條件

根據福建省197煤田地質勘探隊2007年6月提交的原西萍957井、原西萍1021井資源儲量核實報告和礦井動用資源儲量情況，截至2008年12月底，西萍957井保有資源儲量（122b）為74.38萬噸。礦井含煤地層為童子巖組第一段，原西萍957井開采53、54、59、60上號煤層，原西萍1021井開采37、41、47、53、54號煤層，均為不穩定型的第二種薄煤層。煤層頂底板多以粉砂巖、砂質泥巖為主，比較完整。

1.3 開采技術條件

礦井構造形態總體為北東～南西方向，并向北西方向傾斜。礦井褶皺發育，主要有3～7號背向斜，并有兩組斷裂切割，破壞了煤層連續性和穩定性。礦井地質條件為簡單，礦井為瓦斯礦井，煤層不易自燃，煤塵不具爆炸性，地溫正常。

礦井水文地質條件屬簡單類型，泉州市太陽石安全技術咨詢服務有限公司編制了礦井水患調查報告。礦井地下水主要補給來源是大氣降水，童子巖組孔隙裂隙承壓含水是礦井直接充水含水層，富水性弱。斷層導水性極弱或不導水，斷裂構造對礦井不構成涌水威脅。地表溝谷發育，無大的地表水體。老窯、采空區未發現積水現象。

2 優化方案設計

根據礦井資源整合的開采范圍、原有礦井的開采情況、煤層賦存條件、水文地質條件等，將礦界拐點1～10點連線劃分為東采區（即原西萍957井開采范圍）；將8～11拐點連線劃分為西采區（即原西萍1021井開采范圍）。在充分利用已有生產巷道的基礎上，提出兩種開拓方式方案。

方案一：初期開采東采區，以利用+957m平硐改造為主平硐，在54號煤層底板布置一對上山至+998m，通過+998m回風平硐與原＋998m平硐貫通，形成東風井，構成一個完整的生產系統，開采東采區的煤炭。后期開采西采區，+957m水平以上的煤層通過掘進+957m和+975m石門，并布置一個+1021～+957m回風上山與原+1021平硐貫通進行開采；+957m水平以下通過布置一對下山至+875m水平進行開采。礦井投產東采區軌道上山絞車房安裝一臺直徑為1m的絞車，礦井水通過自流排出井口。后期西采區在+875m水平建立排水系統。礦井通風方式為中央分列式，首采面為+975（53）N采面、+975（53）S采面，掘進面分別為+975（54）N、+975（54）S、+998（54）N、+998（54）S等4個。

方案二：以+957m平硐改造為主平硐，+998m 平硐為東風井，+1021m 平硐為西風井，布置+957～+998、+957～+875軌道上下山。采用區段石門將東、西采區聯在一起，初期東采區開采+975m～+998m的煤層，西采區開采+957m水平以上的煤層，集中由主平硐出煤、進風。礦井通風方式為分區對角式，東采區首采面為+975（53）S，掘進面為+975（53）N、+998（53）N；西采區首采面為+975（41）S，掘進面為+957（47）N、+975（47）N。

圖1 開拓方式及采區布置圖

其中，礦井生產能力=3.21×2×1.1=7.06(萬噸/年) (掘進出煤率取10%)

2.1 從技術上分析

方案一：可采煤層工作面生產能力如表1所示，其中，礦井生產能力=3.21×2×1.1=7.06(萬噸/年) (掘進出煤率取10%)。投產時井巷長度1598m，在東采區布置兩個采面可以滿足設計6萬噸/年的生產能力要求。開拓煤量41.8萬噸，可采期4.6年；開拓煤量14.3萬噸，可采期2.3年；開拓煤量4.7萬噸，可采期0.8年，三量及可采期也可以滿足設計6萬噸/年生產能力要求，同樣礦井提升運輸、供電也可以滿足要求。且方案一采用中央分列式通風，運輸環節少，生產環節簡單，有利于生產集中化、有利于加強現場的技術管理。

方案二：也能滿足采用設計6萬噸/年的生產能力要求，但其投產時井巷長度為4159m，采用分區對角式通風，井下運輸環節多，生產環節較復雜，不利于生產集中化、不利于加強現場的技術管理。

表1 可采煤層工作面生產能力

2.2 從經濟上分析

方案一的項目投產總投資833.83萬元，噸煤投資138.97元/噸，其中礦建335.93萬元、土建工程110.14萬元、設備購置220.6萬元、安裝工程79.2萬元、其它工程費用48.24萬元、預備費39.71萬元。

方案二的項目投產總投資1797.9萬元，噸煤投資299.65元/噸，其中礦建955.62萬元、土建工程289.73萬元、設備購置318.62萬元、安裝工程31.86萬元、其它工程費用38.6萬元、預備費163.45萬元。

2.3 從安全上分析

方案一：在東采區同時布置兩個采煤面、4個掘進面能夠滿足安全生產要求，通風系統較簡單，安全管理容易，安全性較高。

方案二：在東、西采區分別布置一個采煤面、2個掘進面，能夠滿足安全生產要求，但通風系統較復雜，安全管理較難，安全性較低。

經過技術、經濟、安全方面的綜合分析對比，決定選擇方案一作為礦井開拓方式及采區布置方案。

3 設計要素確定

3.1 礦井井筒

礦井充分利用957主平硐工業廣場，并利用+957主平硐、+998m回風平硐、+1021m回風平硐，減少井筒數7個，且改造成軌道礦車運輸方式，實現集中生產，可提高生產工效和資源回收率，有利于安全生產，符合國家煤炭產業政策和地方煤炭開發規劃，同時整合中可充分利用原有的設施，減少投入，有良好的經濟效益，有利于企業自身的健康發展。

3.2 水平、采區劃分

根據煤層賦存情況，結合原有巷道和工業廣場位置，礦井以+975m為水平采用上、下山開采。根據礦井地質構造，以及原西萍957井和原西萍1021井的礦井特點，將礦界拐點1～10點連線劃為東采區；將8～11拐點連線劃為西采區。

3.3 開采順序

根據所提供的地質報告資料，結合礦井開拓和采區布置，東采區為投產采區，可采儲量35.83萬噸，服務年限4.0年；西采區為接替采區，其可采儲量17.48萬噸，服務年限1.9年，礦井總的服務年限5.9年。

3.4 采區布置

根據礦井煤層賦存條件、地質構造及開采條件，考慮礦井的提升能力和生產技術水平，東采區布置一個區段，即+998m～+975m; 西采區布置4個區段，即+1021m～+975m、+975m～+957m、+957m～+915m、+915m～+875m，各區段垂高可根據實際揭露煤層的產狀進行適當調整。

3.5 采煤方法

根據礦井煤層賦存條件、地質構造及開采條件，依照福建省目前的開采技術裝備水平，礦井選用走向壁式后退炮采法，采用區段石門揭露各煤層，然后分別沿各煤層布置運輸巷和回風巷，上區段運輸巷作為下區段的回風巷使用，其維護方法是在運輸巷上方留設8m的保護煤柱，這些煤柱在下區段開采時進行回收。采用打眼放炮落煤，工作面鋪設搪瓷溜槽進行自溜運輸或人工輔助扒運，工作面采用木支架支護，全部垮落法管理頂板。

3.6 生產系統

通風系統：投產時新鮮風流由+957m主平硐→東采區軌道上山→+975石門→+975煤層運輸巷→工作面；乏風由+998m煤層運輸巷→+998m石門→+998m回風平硐→地面。

排水系統：投產時礦井采用自然排水，后期西采區在+875下部車場附近建設排水系統，將水抽排至+957水平，自流排出礦井。經地面沉淀池處理排放。

運輸系統：回采工作面放炮落煤后，經搪瓷溜槽自溜或人工輔助扒運至溜煤眼裝車，由區段運輸巷運至區段車場，經上山提升或下放至+957水平，由電瓶車運至地面。

供電系統：采用雙回路供電，一路電源引自下洋變電所10kV電網，另一路引自天湖山能源公司6kV，兩回路電源一回路工作，一回路電源帶電備用，以確保礦井通風、提升等重要負荷用電。

六大系統。礦井的壓風自救、供水施救、通信聯絡系統、監控監測系統、人員定位系統、井下緊急避險系統等按規范要求進行建設，并投入使用。

4 結語

西萍957井資源整合方案，通過分析、對比，優化設計，既淘汰落后生產能力，優化生產布局，完善礦井的安全、生產系統，改善安全生產狀況，提高礦井生產能力和安全保障能力，又進一步充分合理開發利用煤炭資源，延長礦井服務年限，進一步提高煤礦企業經濟效益，達到實現安全生產、提高經濟效益的目的，促進煤炭工業持續、穩定、健康發展。