蘆村一號煤礦開拓方式的確定*

王曉

（中國煤炭科工集團 北京華宇工程有限公司西安分公司，陜西 西安 710075）

1 礦井概況

蘆村一號煤礦位于陜西省富縣西南，礦井設計資源/儲量為122.97 Mt，礦井規模2.40 Mt/a。2號煤層是區內唯一有工業價值的可采煤層，平均可采厚度1.32 m，煤層傾角約1°～3°，煤層埋藏深度在370～530 m左右，可采面積為107.88 km2。水文地質類型為以裂隙充水為主的簡單型，礦井最大涌水量150.04m3/h。礦井地質構造簡單，無構造破碎帶。2號煤煤塵具有爆炸危險性，屬易自燃～自燃煤，該礦井為低瓦斯礦井。

2 井田特點

2.1 地面特點

礦井地面主要有以下特點：

（1）井田面積大：井田東西寬約10.2 km，南北長約17.9 km，面積133.66 km2。

（2）地表地形復雜：陜北黃土高原南部，山高谷深，溝壑縱橫，森林茂密，屬地形較為復雜的中-低山丘陵區。

（3）地下主要含水層白堊紀洛河組含水層在河谷地段出露剝蝕。

（4）交通條件差：現有公路運輸條件較差，需新修23.5 km的運煤道路。

2.2 井下特點

礦井井下特點主要有：

（1）煤層埋藏較深：埋深370～700 m之間。

（2）煤層傾角較小：煤層傾角不大于2°。

（3）井田內煤層較厚區域集中在東南部。

（4）低瓦斯；煤層易自燃；煤塵具爆炸性；全區地溫正常。

3 礦井開拓方式

礦井井下主運輸均采用帶式輸送機，具有運輸連續性，節能高效[1-3]。由于本井田煤層賦存平緩，傾角小，賦存面積大，井下輔助運輸采用無軌膠輪車運輸，可達到減員增效的目的。

本井田地形復雜，可作為工業場地選址的地方較少。結合井上下特點，井田內小河子川及其支流兩側階地較平坦開闊，有作為工業場地選址的條件，經現場踏勘，提出兩個場地方案，分別為大佛寺場地和蒿巴寺溝場地，結合兩個場地位置提出兩個開拓方案：“大佛寺場地‘主斜+副立’”開拓方案和“蒿巴寺溝場地立井開拓”方案。

3.1 大佛寺場地“主斜+副立”開拓方案

該方案的工業場地地坪標高約為+1097.5 m，煤層埋深約為420 m。礦井采用主斜井、副立井單水平開拓。

主斜井井口標高+1097.50 m，落底標高+685.00 m，井筒斜長1496 m，傾角16°，井筒凈寬5.2 m，凈斷面17.9 m2，鋪設1200mm寬膠帶，裝機功率3×900 kW。井筒擔負煤炭運輸和進風任務，兼作安全出口。敷設有檢修用架空乘人器用于膠帶的檢修和運送零散人員。

副立井井口標高+1097.50 m，井底車場水平標高+720.00 m，井筒垂深407.50 m（含井底水窩）。井筒凈直徑8.4 m，凈斷面55.4 m2，裝備一對900mm軌距1.5 t單層雙車罐籠(一寬一窄)，寬罐滿足無軌膠輪車下放需要，選用1臺JKMD5×4型落地式多繩摩擦提升機，功率1600 kW。擔負礦井輔助提升和進風任務，裝備梯子間，兼作安全出口。

回風立井井口標高+1330.670 m，落底標高+685.00 m，井筒垂深650.670 m，井筒凈直徑6.0 m，凈斷面28.3 m2，作為本礦井回風，兼作安全出口。另外，為滿足礦井后期通風及邊界安全出口需要，井田中部設置一對進、回風立井，服務于后期。

井下采用單水平開拓，開拓水平標高為+685 m；井筒落底后沿南北方向布置一組（主運、輔運、回風）大巷，開拓全井田。

根據大巷布置本井田共劃分為4個采區，初期移交采區為1、2采區，在1、2采區各布置1個回采工作面。該方案平面見圖1。

圖1 方案一開拓平面布置

3.2 蒿巴寺溝場地立井開拓方案

該方案的工業場地地坪標高約為+1160 m，煤層埋深約為500 m。礦井采用主立井、副立井單水平開拓。

主立井井口標高+1160.00 m，落底標高+650.00 m，井筒垂深510 m，井筒凈直徑5.0 m，凈斷面19.6 m2。裝備一對9 t箕斗及一臺JKM-2.8×4（Ⅲ）型塔式多繩摩擦提升機，功率1250 kW，電壓800 V，轉速70 r/min。主要擔負礦井煤炭提升任務，并兼作進風井口。

副立井井口標高+1160.00 m，井底車場水平標高+650.00 m，井筒垂深538 m（含井底水窩）。井筒斷面及裝備同方案一副立井。擔負礦井輔助提升和進風任務，裝備梯子間，兼作安全出口。

回風立井井口標高+1160.00 m，落底標高+650.00 m，井筒垂深510 m，直徑6.0 m，凈斷面28.3 m2，作為本礦井回風，兼作安全出口。

井下采用單水平開拓，開拓水平標高為+650 m。

三條井筒落底后，南北向布置一組（主運、輔運、回風）石門與貫穿井田東西向布置一組大巷相連。

此方案三條石門長度各約為1000 m，在厚煤區西部邊緣布置首采工作面，該方案平面見圖2。

圖2 方案二開拓平面布置

4 開拓方案比較

4.1 技術比較

（1）方案一的優缺點

方案一的優點主要有：① 場地平坦開闊，布置容易，土方量少；② 地面運煤道路較短[4-6]；③ 煤層埋深較淺；④ 場地不壓煤；⑤ 該區域洛河含水層較薄，有利于井筒施工；⑥ 斜井建井期間有利于矸石、材料的運輸，生產期間主斜井提升能力大，礦井增產潛力大；⑦ 投資省，工期短；⑧ 首采區域煤層賦存穩定，有利于礦井達產、穩產。

該方案的缺點是斜井需穿過洛河組含水層，不利于對斜井筒施工。

（2）方案二的優缺點

方案二的優點主要有：① 位于井田中部，接近于礦井儲量中心；② 場地平坦較開闊；③ 該區域洛河含水層較薄，有利于井筒施工；④ 三條立井落底貫通時間短，有利于井下掘進。

方案二的缺點主要有：① 地面運煤道路較方案一、二多5 km，且位于溝谷地帶，不易施工；② 場地地形相對高差較大，土方及防護工程量大；③ 場地壓煤0.93 Mt；④ 礦井首采工作面布置在厚煤區邊緣，不利于礦井初期的達產、穩產；⑤ 礦井開拓總工程大；⑥ 建井工期長，初期投資大。

4.2 經濟比較

兩個開拓方案的經濟比較見表1，通過表中的對比可以分析得出方案二比方案一多投資5596.2萬元，且工期也長6個月。

表1 開拓方案經濟比較（可比部分）

4.3 方案選擇

根據分析及表中數據可以看出，方案一具有場地平坦開闊、建井工期短、投資省、不壓煤等優點，綜合考慮方案一不僅技術可行、而且更經濟合理。因此，選擇方案一為礦井開拓方案。

5 結語

大佛寺場地“主斜+副立”開拓方案能夠有效結合礦井的埋深、場地壓煤、土方工程量、工期、井筒施工難度、經濟投資等因素，合理地布置工業場地、確定水平標高、減少投產工程量，采用“主斜副立”的開拓方式，能夠實現煤炭的長距離不間斷的連續輸送，系統簡單且運送量大，能夠避免井筒在技術上的施工難度，而采用無軌膠輪車的輔助運輸方式也能實現材料、人員、設備等的連續快速送達，大大提高了礦井的生產效率，因而采用方案一的“主斜副立”方式是最佳的開拓方案。

〔1〕郭占峰，冷 峰.重組煤礦工業場地位置與 開拓方案選擇設計[J].煤炭工程，2012（7）.

〔2〕丁 楊.漢水泉三號礦井多煤層聯合開采 開拓方案[J].山東煤炭科技，2015（8）：32-34.

〔3〕樓開鵬.對特大型礦井主井開拓方式選擇 的探討[J].煤炭技術，2012（1）：24-26.

〔4〕鐘巨全.井田開拓的技術經濟分析[J].山西煤炭，2010（12）：78-80.

〔5〕趙振宇.三百子煤礦開拓大巷布置方式研究[J].煤炭工程，2012（2）.

〔6〕楊衛林.立井開拓過含水巖層注漿技術[J].煤礦現代化，2011（1）：24-26.