蘆村二號煤礦開拓方式的比選確定研究

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

蘆村二號煤礦位于陜西省富縣西南，井田東西寬約 5.64～15.78km，南北長約 7.25·～12.94km，面積176.25km2。礦井工業儲量50.99Mt，設計儲量49.44Mt，礦井生產能力0.90Mt/a，服務年限為31.0a，最大涌水量170m3/h，2號煤層是區內唯一有工業價值的可采煤層，煤塵均具有爆炸危險性，屬易燃～自燃煤，自然發火期3～6個月。煤層老頂以塊狀灰白色中～細粒巖屑石英砂巖為主，直接頂板以細砂巖、粉砂巖為主，局部為泥巖和砂質泥巖。偽頂主要為薄層狀泥質粉砂巖或砂質泥巖，直接底板主要為一套灰色團塊狀粉砂質泥巖。

2 井田開拓原則及特點

2.1 開拓原則

（1）以經濟效益為中心，以建設安全現代化礦井為目標[1-3]；

（2）合理選擇工業場地位置，緊密結合地形特點、地面運輸條件、井下開采條件選擇場地位置，場地布置集中合理，減少占地和壓煤；

（3）合理確定水平標高與首采區位置。初后期兼顧，突出初期，兼顧后期。

2.2 井田特點

（1）井田面積大：井田東西寬約5.64～15.78km，南北長約7.25～12.94km，面積176.25km2；

（2）交通條件差：現有公路運輸條件較差，需新修9km的運煤道路；

（3）煤層埋藏較淺：埋深100～300m左右；

（4）煤層以薄煤層為主，煤層厚度0.8～1.05m；

（5）井田內煤層可采區域（大于0.8m）集中在井田的中南部。

3 礦井開拓方式

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，井田內蘆村溝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“陳家河斜井開拓”方案和“陳家河主斜+陳家河南場地副立開拓”方案。

3.1 陳家河斜井開拓方案

該方案選用陳家河場地，工業場地地坪標高約為+1086m，煤層埋深約為320m。礦井采用斜井單水平開拓。

主斜井井口標高+1120.000m，落底標高+767.000m，井筒斜長1281m，傾角16°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設1000mm膠帶，裝機功率3×450kW，擔負煤炭運輸和進風任務，兼作安全出口；井筒敷設有檢修用軌道用于膠帶的檢修和運送零散人員。

副斜井井口標高+1087.000m，井底水平標高+760.000m，井筒斜長953m，傾角20°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設兩趟900mm軌道，擔負礦井設備、材料等輔助提升、人員運輸和進風任務，兼作安全出口。

回風立井井口標高+1125.000m，落底標高+767.00m，井筒垂深358m，傾角90°，井筒凈寬5.0m，凈斷面19.6m2。井筒擔負礦井回風任務，兼作安全出口。

井下采用單水平開拓，開拓水平標高為+760m。

井筒落底后沿東西方向布置一組東、西翼（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田南部區域；沿南北方向布置一組北翼（主運、輔運、回風）大巷向北延伸2.5km，開拓井田中部區域；北翼大巷北邊界沿東西方向布置一組六采區（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田中北部區域；北翼大巷沿井田中部0.8m可采邊界線布置一組采區聯絡巷向北延伸2.7km，然后沿東西向布置一組七采區（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田北部區域。另外，為滿足礦井后期通風及安全出口需要，井田中北部設置一個回風立井，服務于后期（20a以后）。

根據大巷布置本井田共劃分為7個采區，初期移交采區為一采區，一采區兩翼分別布置一個工作面，實現0.90Mt/a的設計生產能力。該方案平面圖見圖1。

3.2 陳家河主斜+陳家河南場地副立開拓方案

該方案選用陳家河及陳家河南場地，分場地布置。陳家河南場地地坪標高約為+1120m，煤層埋深約為355m。礦井采用主斜井、副立井單水平開拓。主斜井位于陳家河工業場地，副立井、回風立井位于陳家河南工業場地。

主斜井井口標高+1120.000m，落底標高+767.000m，井筒斜長1281m，傾角16°，井筒凈寬5.0m，凈斷面17.8m2；井筒鋪設1000mm膠帶，裝機功率3×450kW，擔負煤炭運輸和進風任務，兼作安全出口；井筒裝備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+1120.000m，井底水平標高+767.00m，井筒垂深353m（不含井底水窩）。井筒凈直徑7.0m，凈斷面38.5m2，裝備一對900mm軌距1.5t單層雙車罐籠，選用1臺JKMD4.5×4型落地式多繩摩擦提升機，功率1800kW，擔負礦井輔助提升和進風任務；井筒裝備梯子間，兼作安全出口。

回風立井井筒特征及裝備同“陳家河斜井開拓方案”中的回風立井。井下采用單水平開拓，開拓水平標高為+767m。

井筒落底后沿東西方向布置一組東、西翼（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田南部區域；沿南北方向布置一組北翼（主運、輔運、回風）大巷至0.8m可采邊界線，開拓井田中部區域；北翼大巷北邊界沿東西方向布置一組五采區（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田中北部區域；沿井田中部0.8m可采邊界線布置一組采區聯絡巷向北延伸2.5km，然后沿東西向布置一組六采區（主運、輔運、回風）大巷，開拓井田北部區域。另外，為滿足礦井后期通風及安全出口需要，井田中部設置一個回風立井，服務于后期（20a以后）。

根據大巷布置本井田共劃分為6個采區，初期移交采區為一采區，在一采區兩翼分別布置1個回采工作面。該方案平面圖見圖2。

圖1 方案一開拓平面布置圖

圖2 方案二開拓平面布置圖

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場外道路較短；③該場地壓煤較少；④礦井初期投產時井巷工程量較??；⑤該方案投資省，工期短；⑥主、副井位于一個場地，管理簡單；⑦斜井施工及裝備簡單，投資少。

該方案的缺點是主、副、風井落底距離較遠，貫通時間較長，不利于井下掘進，對特殊地層施工適應性較差。

（2）方案二的優缺點

方案二的優點主要有：①該場地位于井田中部，布置容易；②三條井筒落底貫通時間短，有利于井下掘進；③首采區域煤層賦存穩定，有利于礦井達產、穩產[4-6]；④副井提升速度快，提升量大。

方案二的缺點主要有：①場地壓煤較多；②礦井初期投產時井巷工程量大；③該方案投資較大，工期相對較長；④主、副井位于兩個場地，管理復雜；⑤工業場地征地面積較大，土方量大。

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1699萬元，且工期也長2個月。

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，綜合考慮方案一較為技術可行、經濟合理。

表1 開拓方案經濟比較表（可比部分）

5 結語

井田開拓應結合當地的地形地貌以及內外部運輸條件先對工業場地的位置做出較為可行的方案，再結合礦井井下的特點提出陳家河斜井開拓方案，具有建設投資省、見效快、用人少、裝備標準高、效益好等特點，滿足安全高效的現代化礦井要求。