塔拉壕礦井優(yōu)化設(shè)計與擴(kuò)能改造

宋國忠，付小敏，王正超，王中亮

(通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計有限公司，山東 濟(jì)南 250031)

根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截至2022年底年產(chǎn)千萬噸級的生產(chǎn)煤礦79座，千萬噸礦井總體經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平[1-6]，但三軟地層建設(shè)特大型礦井經(jīng)驗較少。塔拉壕礦井是典型的三軟地層[1]，設(shè)計生產(chǎn)能力6.00 Mt/a，2013年8月開工建設(shè)，2020年2月通過竣工驗收。經(jīng)過改造，2023年核定生產(chǎn)能力達(dá)到12.00 Mt/a。本次擴(kuò)能改造從工業(yè)場地選擇、開拓方式、斜井井筒設(shè)計、輔助運(yùn)輸、軟巖支護(hù)、巷道施工、工作面產(chǎn)量、改造環(huán)節(jié)等方面綜合考慮方案，進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新，為三軟地層建設(shè)特大型礦井提供了寶貴經(jīng)驗。

1 礦井概況

塔拉壕礦井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)塔拉壕鎮(zhèn)南部，為三軟地層礦井，井田面積42.62 km2。主要可采煤層6層，前期開采2、3煤層，平均厚度2.49 m和3.22 m。頂?shù)装遄匀粻顟B(tài)抗壓強(qiáng)度2.60～43.40 MPa，平均15.07 MPa。斜井穿過圍巖力學(xué)參數(shù)見表1[7]，煤層及頂?shù)装鍘r石力學(xué)參數(shù)見表2[8]。煤層頂?shù)装逡攒浫鯉r石為主，個別為半堅硬巖石，遇水軟化變形，甚至有崩解破壞現(xiàn)象。巖石的軟化系數(shù)全部小于0.75，軟化性強(qiáng)。井田巖石的質(zhì)量指標(biāo)(RQD)平均值為53%，巖體質(zhì)量指標(biāo)(M)平均值為0.027，巖體完整性差，穩(wěn)固性也較差。地層傾角小于5°，埋深120～350 m。采用斜井開拓方式，布置主、副斜井工業(yè)場地，回風(fēng)立井單獨(dú)布置工業(yè)場地。在井田中北部布置一組大巷開拓全井田。分煤組設(shè)置水平，共4個水平，一水平標(biāo)高+1385 m。投產(chǎn)時布置2個綜采工作面，6個掘進(jìn)工作面。

表1 斜井穿過圍巖力學(xué)參數(shù)