三聚盛煤業高產高效礦井建設研究

白林云

(山西煤炭運銷集團 三聚盛煤業公司,太原 030000)

煤炭企業進行兼并重組符合我國煤炭工業的發展方向,也是提高煤炭產業集中度的重大舉措[1]。根據本礦井的資源和現狀條件,在保證礦井設計規模和安全生產的前提下,因地制宜選擇合理的生產工藝,優化礦井系統設計,設備選型力爭經濟合理,是礦井建設中應當注意的。兼并重組煤礦礦井建設主要工程包括主副斜井及井底車場改造、地面建筑等[2]，力爭通過建設工程的精心設計和科學管理,將該礦井建設成為規模合理、安全條件好、機械化裝備水平適當、見效快、效益好、符合煤礦發展趨勢的新型安全高產高效的礦井。

1　礦井概況

三聚盛煤業有限公司重組后井田面積為3.445 5 km2,保有資源儲量為25.85 Mt,礦井設計生產能力為0.9 Mt/a,服務年限為10 a,批準開采9#煤層。

2　兼并重組的可行性分析

2.1　兼并重組前各礦概況

2.1.1原山西三聚盛煤業有限公司

山西三聚盛煤業有限公司由原寬陽溝煤礦、巖頭村煤礦、大溝煤礦整合而成,井田面積2.473 4 km2,批準開采9#煤層,生產能力為45萬t/a[3]。

整合后的山西三聚盛煤業有限公司開拓方式為斜井開拓,采煤方法采用分層組合支架放頂煤開采,通風方式為中央分列式,風機工作方法為抽出式[4]。

2.1.2原山西順昌煤業有限公司

山西順昌煤業有限公司由原山莊頭煤礦、石槽煤礦整合而成,井田面積0.969 5 km2,批準開采9#煤層,生產能力30萬t/a。

整合后的原山西順昌煤業有限公司開拓方式為斜井開拓,采煤方法采用分層組合支架放頂煤開采,通風方式為中央分列式,風機工作方法為抽出式[5]。

2.2　重組可行性分析

原山西三聚盛煤業有限公司和原山西順昌煤業有限公司兼并重組后,井田面積新增了0.002 6 km2,礦井生產能力新增0.15 Mt/a,擴大了井田面積,增加了資源儲量,有利于實現規模化開采;通過合理利用已施工的四個井筒,用較少的投資,提高礦井經濟效益和社會效益;井田內煤層賦存穩定,頂底板條件較好,水文地質條件中等,有利于提高資源回收率,增加礦井服務年限;外運條件、水源等外部條件均已具備,均能滿足生產需要。

3　井田開拓

本兼并重組項目是由兩個礦井兼并重組而成,從重組后儲量中心的角度來選,原順昌煤業的工業場地位于重組后整個井田的中北部,重組后儲量的70%在原順昌煤業井田內;從工業場地的集中程度講,原三聚盛煤業工業場地過于分散,四個井筒相距甚遠,不利于兼并重組后的整體建設及用地面積控制。綜合以上因素,本次設計確定利用原順昌煤業正在建設的工業場地進行本次兼并重組的工業場地建設,井筒均利用原順昌煤業的井筒。

3.1　井筒的設計方案

利用原順昌煤業回風斜井作為本次兼并重組后礦井的主斜井,利用原順昌煤業主斜井作為本次兼并重組后礦井的回風斜井[6],利用原順昌煤業礦井的副斜井作為本次兼并重組后礦井的行人斜井。在原順昌煤業副斜井的南側新建一個井筒作為本次兼并重組后礦井的副斜井。四個井筒落底后,分別通過聯絡巷與三條大巷連接。

主斜井裝備帶寬1.0 m大傾角帶式輸送機,另一側設臺階、扶手及檢修軌,擔負全礦井的煤炭提升任務并兼作進風及安全出口。表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護,基巖段采用錨噴支護。

副斜井裝備600 mm軌距、 30 kg/m的單軌,另一側設臺階、扶手,擔負全礦井的下料、設備、進風任務,兼作安全出口。表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護,基巖段采用錨噴支護。

行人斜井裝備架空乘人裝置,另一側設臺階、扶手,擔負全礦井人員提升及進風任務,兼作安全出口。采用料石砌碹支護。

回風斜井擔負全礦井的回風任務,井筒一側設臺階、扶手兼作礦井安全出口。采用料石砌碹支護。

3.2　井底車場

副斜井落底9#煤層后做平車場,水平標高+1 175.000 m,車場設置高低道,車場長度共60 m,鋪設30 kg/m鋼軌,負責運送液壓支架及礦車等。

車場設有高低道,車場內設置雙軌,分別為重車線與空車線,為雙向運輸。

副斜井運輸的支架、大型設備、運輸車輛等重型設備及各種材料下井摘勾后,通過高道進入副斜井井底車場存車線,進入大巷調度絞車掛鉤點,運送至采區軌道大巷。采區軌道大巷內用調度絞車運輸至采區車場。

從采區或其他工作地點返回的設備、材料等車輛通過調度絞車運至軌道大巷,掛到大巷調度絞車牽引至副斜井井底車場低道,滑行至副斜井井底掛鉤點再由副斜井絞車提升至地面。

3.3　主要硐室及位置

在井底車場至一采區聯絡巷北部設置主排水泵房、主變電所、管子道。管子道抬高7 m以上直接與副斜井井筒相連。

在主水泵房北側新掘主、副水倉,水倉有效容積600 m3。

消防材料庫布置在一采區的軌道巷,形式為巷道加寬式。

本礦井推測井田內奧灰水位標高在1 127 m～1 129 m左右,為不破壞9#煤層底板,使主斜井井筒落底標高高于奧灰水標高,確保安全,本次設計采用上臺式煤倉。設計井底煤倉為圓形煤倉,煤倉高度為26 m,凈直徑6 m,設計煤倉有效容量700 t,滿足規范要求。

井底車場及主要硐室斷面形狀為半圓拱形,支護方式為混凝土砌碹支護[7]。

3.4　地面建筑

本次設計的工業場地總平面布置是在現有工業場地基礎上,根據礦方提供的2010年5月實測的1：500工業廣場平面圖,落實現有生產設施和建筑,以礦井場地的整體合理性為原則,利用現有建筑和設施,進行作業場地總平面布置。總平面布置的軸線方向為東西向,軸線方向是依據工業場地的地形特征和布置形式確定的。

生產區位于場地東部溝內,沿場地地形由北向南再向西布置,依次布置主井井口房、篩分車間、轉載站、塊煤筒倉、末煤筒倉及調車場地。

輔助生產區位于場地中部,主要布置副斜井井口房、提升機房、機修車間、綜采設備庫、器材庫、器材棚、機車庫、巖粉庫、消防材料庫、油脂庫等主要建筑物,以及窄軌鐵路、堆放場地等。

行政生活福利區分為兩部分,一部分利用現有辦公設施,在場地的東側大門處主要有辦公樓、食堂等;一部分在場地的西側現有高臺上,主要布置聯合建筑(任務交待室、浴室等)、辦公樓、單身公寓樓及職工食堂,并留有職工休憩場地,配備健身器材和綠化美化設施,供職工休閑、娛樂、健身使用,以體現以人為本設計理念。

場地內其他設施,比如井下水處理站、鍋爐房、35 kV變電站、場內排水和運輸、防洪排澇設施等按照各自的功能、要求和特點進行合理的布置,在現有場地布置的基礎上,處理好新建建筑和現有建筑及設施之間的關系,方便生活,節約用地。

4　礦井工程評價

本次兩礦井兼并重組進行的設計建設,在主體工程項目的建設上,充分考慮了原礦井各自的資源儲存的地理優勢、現有建筑和設施可利用條件,充分利用自然地形條件進行礦井的開拓設計,協調井上下各主要生產環節,做到有利生產;合理選擇礦井整合后的擴建用地,使其與現有工業場地組成一個有機整體,并形成合理的分區。生產區因地制宜進行合理的規劃和布置,有效地提高了礦井的生產效率,增加了礦井的生產效益;生活區以人為本進行人性化的設計,使得員工在工作之余能夠放松自己,緩解工作帶來的壓力與疲勞,使之能夠以更加飽滿的精神狀態投入到下一階段的工作當中,精力更加充沛,注意力也就更加集中,工人能以更加規范的操作開展工作,減少了自身不安全行為的發生,提升了礦井安全生產的水平;與此同時還考慮了氣象、朝向、自然通風、場內排雨水等條件,有利于環境保護,滿足了衛生要求,給員工提供了一個安全衛生的工作環境和生活環境。總體來說,此次礦井的兼并重組項目建設基本達到了最初的設計理念,既保證礦井的安全高效生產,又體現了以人為本的原則。