永春縣煤炭工業(yè)公司 顏聲灶

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西萍957井資源整合方案設(shè)計(jì)優(yōu)化探討

永春縣煤炭工業(yè)公司 顏聲灶

根據(jù)福建省197煤田地質(zhì)勘探隊(duì)提交的礦井資源儲量核實(shí)報(bào)告及經(jīng)泉州市煤行辦確認(rèn)的水患調(diào)查報(bào)告，結(jié)合礦井開采現(xiàn)狀、工業(yè)廣場位置，依照福建省目前的開采技術(shù)裝備水平，對西萍957井資源整合設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、對比，優(yōu)化整合方案，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

煤礦資源 整合方案 優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 概述

1.1 礦井概況

永春縣西萍煤礦有限責(zé)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(chǎn)，生產(chǎn)能力3萬噸/年，開采標(biāo)高為+1020m～+955m，曾有兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的生產(chǎn)系統(tǒng)，分別為+957～+998、+967～+992，平硐4個(gè)。西萍煤礦有限責(zé)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(chǎn)，生產(chǎn)能力2萬噸/年，因能力小、生產(chǎn)條件落后，于2006年底被關(guān)閉，開采標(biāo)高為+1050m～+855m，曾有+1021～+1035、+1032～+1063兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的生產(chǎn)系統(tǒng)，平硐6個(gè)。兩對礦井相鄰，均為平硐開拓，機(jī)械通風(fēng)，殘采法采煤，放炮落煤，人力拉板車運(yùn)輸。根據(jù)福建省經(jīng)貿(mào)委《關(guān)于永春縣煤炭資源整合方案的批復(fù)》，將原西萍957井（整合主體）與原西萍1021井（被整合對象）進(jìn)行資源整合，整合后的礦井名稱為永春縣西萍煤礦有限責(zé)任公司西萍煤礦西萍957井（以下簡稱西萍957井），生產(chǎn)能力為6萬噸/年。

1.2 資源條件

根據(jù)福建省197煤田地質(zhì)勘探隊(duì)2007年6月提交的原西萍957井、原西萍1021井資源儲量核實(shí)報(bào)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(wěn)定型的第二種薄煤層。煤層頂?shù)装宥嘁苑凵皫r、砂質(zhì)泥巖為主，比較完整。

1.3 開采技術(shù)條件

礦井構(gòu)造形態(tài)總體為北東～南西方向，并向北西方向傾斜。礦井褶皺發(fā)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(xù)性和穩(wěn)定性。礦井地質(zhì)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(zhì)條件屬簡單類型，泉州市太陽石安全技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司編制了礦井水患調(diào)查報(bào)告。礦井地下水主要補(bǔ)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(dǎo)水性極弱或不導(dǎo)水，斷裂構(gòu)造對礦井不構(gòu)成涌水威脅。地表溝谷發(fā)育，無大的地表水體。老窯、采空區(qū)未發(fā)現(xiàn)積水現(xiàn)象。

2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

根據(jù)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(zhì)條件等，將礦界拐點(diǎn)1～10點(diǎn)連線劃分為東采區(qū)（即原西萍957井開采范圍）；將8～11拐點(diǎn)連線劃分為西采區(qū)（即原西萍1021井開采范圍）。在充分利用已有生產(chǎn)巷道的基礎(chǔ)上，提出兩種開拓方式方案。

方案一：初期開采東采區(qū)，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(fēng)平硐與原＋998m平硐貫通，形成東風(fēng)井，構(gòu)成一個(gè)完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，開采東采區(qū)的煤炭。后期開采西采區(qū)，+957m水平以上的煤層通過掘進(jìn)+957m和+975m石門，并布置一個(gè)+1021～+957m回風(fēng)上山與原+1021平硐貫通進(jìn)行開采；+957m水平以下通過布置一對下山至+875m水平進(jìn)行開采。礦井投產(chǎn)東采區(qū)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(qū)在+875m水平建立排水系統(tǒng)。礦井通風(fēng)方式為中央分列式，首采面為+975（53）N采面、+975（53）S采面，掘進(jìn)面分別為+975（54）N、+975（54）S、+998（54）N、+998（54）S等4個(gè)。

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

圖1 開拓方式及采區(qū)布置圖

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

2.1 從技術(shù)上分析

方案一：可采煤層工作面生產(chǎn)能力如表1所示，其中，礦井生產(chǎn)能力=3.21×2×1.1=7.06(萬噸/年) (掘進(jìn)出煤率取10%)。投產(chǎn)時(shí)井巷長度1598m，在東采區(qū)布置兩個(gè)采面可以滿足設(shè)計(jì)6萬噸/年的生產(chǎn)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(shè)計(jì)6萬噸/年生產(chǎn)能力要求，同樣礦井提升運(yùn)輸、供電也可以滿足要求。且方案一采用中央分列式通風(fēng)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡單，有利于生產(chǎn)集中化、有利于加強(qiáng)現(xiàn)場的技術(shù)管理。

方案二：也能滿足采用設(shè)計(jì)6萬噸/年的生產(chǎn)能力要求，但其投產(chǎn)時(shí)井巷長度為4159m，采用分區(qū)對角式通風(fēng)，井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較復(fù)雜，不利于生產(chǎn)集中化、不利于加強(qiáng)現(xiàn)場的技術(shù)管理。

表1 可采煤層工作面生產(chǎn)能力

2.2 從經(jīng)濟(jì)上分析

方案一的項(xiàng)目投產(chǎn)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(shè)備購置220.6萬元、安裝工程79.2萬元、其它工程費(fèi)用48.24萬元、預(yù)備費(fèi)39.71萬元。

方案二的項(xiàng)目投產(chǎn)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(shè)備購置318.62萬元、安裝工程31.86萬元、其它工程費(fèi)用38.6萬元、預(yù)備費(fèi)163.45萬元。

2.3 從安全上分析

方案一：在東采區(qū)同時(shí)布置兩個(gè)采煤面、4個(gè)掘進(jìn)面能夠滿足安全生產(chǎn)要求，通風(fēng)系統(tǒng)較簡單，安全管理容易，安全性較高。

方案二：在東、西采區(qū)分別布置一個(gè)采煤面、2個(gè)掘進(jìn)面，能夠滿足安全生產(chǎn)要求，但通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜，安全管理較難，安全性較低。

經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、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(qū)布置方案。

3 設(shè)計(jì)要素確定

3.1 礦井井筒

礦井充分利用957主平硐工業(yè)廣場，并利用+957主平硐、+998m回風(fēng)平硐、+1021m回風(fēng)平硐，減少井筒數(shù)7個(gè)，且改造成軌道礦車運(yùn)輸方式，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)工效和資源回收率，有利于安全生產(chǎn)，符合國家煤炭產(chǎn)業(yè)政策和地方煤炭開發(fā)規(guī)劃，同時(shí)整合中可充分利用原有的設(shè)施，減少投入，有良好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于企業(yè)自身的健康發(fā)展。

3.2 水平、采區(qū)劃分

根據(jù)煤層賦存情況，結(jié)合原有巷道和工業(yè)廣場位置，礦井以+975m為水平采用上、下山開采。根據(jù)礦井地質(zhì)構(gòu)造，以及原西萍957井和原西萍1021井的礦井特點(diǎn)，將礦界拐點(diǎn)1～10點(diǎn)連線劃為東采區(qū)；將8～11拐點(diǎn)連線劃為西采區(qū)。

3.3 開采順序

根據(jù)所提供的地質(zhì)報(bào)告資料，結(jié)合礦井開拓和采區(qū)布置，東采區(qū)為投產(chǎn)采區(qū)，可采儲量35.83萬噸，服務(wù)年限4.0年；西采區(qū)為接替采區(qū)，其可采儲量17.48萬噸，服務(wù)年限1.9年，礦井總的服務(wù)年限5.9年。

3.4 采區(qū)布置

根據(jù)礦井煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造及開采條件，考慮礦井的提升能力和生產(chǎn)技術(shù)水平，東采區(qū)布置一個(gè)區(qū)段，即+998m～+975m; 西采區(qū)布置4個(gè)區(qū)段，即+1021m～+975m、+975m～+957m、+957m～+915m、+915m～+875m，各區(qū)段垂高可根據(jù)實(shí)際揭露煤層的產(chǎn)狀進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.5 采煤方法

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

3.6 生產(chǎn)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)：投產(chǎn)時(shí)新鮮風(fēng)流由+957m主平硐→東采區(qū)軌道上山→+975石門→+975煤層運(yùn)輸巷→工作面；乏風(fēng)由+998m煤層運(yùn)輸巷→+998m石門→+998m回風(fēng)平硐→地面。

排水系統(tǒng)：投產(chǎn)時(shí)礦井采用自然排水，后期西采區(qū)在+875下部車場附近建設(shè)排水系統(tǒng)，將水抽排至+957水平，自流排出礦井。經(jīng)地面沉淀池處理排放。

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

供電系統(tǒng)：采用雙回路供電，一路電源引自下洋變電所10kV電網(wǎng)，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(fēng)、提升等重要負(fù)荷用電。

六大系統(tǒng)。礦井的壓風(fēng)自救、供水施救、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)等按規(guī)范要求進(jìn)行建設(shè)，并投入使用。

4 結(jié)語

西萍957井資源整合方案，通過分析、對比，優(yōu)化設(shè)計(jì)，既淘汰落后生產(chǎn)能力，優(yōu)化生產(chǎn)布局，完善礦井的安全、生產(chǎn)系統(tǒng)，改善安全生產(chǎn)狀況，提高礦井生產(chǎn)能力和安全保障能力，又進(jìn)一步充分合理開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井服務(wù)年限，進(jìn)一步提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，促進(jìn)煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。