胡 波

（山西省煤炭安全執(zhí)法總隊，山西 太原 030001）

1 井田概況

該煤礦井田位于寧武煤田的南端，井田面積9.26 k m2，礦井初期主要可采煤層4-1、4號煤層，平均煤厚分別為3.13 m和2.39 m，傾角一般小于10°，結(jié)構(gòu)中等，頂?shù)装鍘r性一般，煤層為自燃煤層，煤塵具有爆炸性，屬瓦斯礦井，低溫正常。井田內(nèi)煤層上覆各含水層富水性都較弱，水文地質(zhì)條件簡單。

2 礦井工業(yè)場地位置的選擇

本井田位于呂梁山脈蘆芽山南部的丘陵區(qū)，屬典型黃土梁峁地貌。根據(jù)井田內(nèi)地形情況，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，從技術(shù)經(jīng)濟方面考慮，礦井工業(yè)場地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其它地形復雜，不易布置。擬將工業(yè)場地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風立井。其優(yōu)點為：場地平坦，工程地質(zhì)條件較簡單；土石方少，節(jié)約資金；工業(yè)場地基本位于嵐河保安煤柱范圍內(nèi)，不需要單獨留設(shè)工業(yè)場地保安煤柱，減少了煤柱損失；工業(yè)場地基本位于井田中部地段，有利于井下開拓巷道布置。

3 井田開拓方式的選定

根據(jù)井田內(nèi)4-1、4、7、9號煤層賦存條件，設(shè)計將4-1、4號煤層劃分一個水平開采，7、9號煤層劃分另一個水平后期開采。結(jié)合井田地形，設(shè)計共提出三個井田開拓方案。三方案分述如下：

1）方案一：立井開拓方式、走向長臂。

在選定的工業(yè)場地內(nèi)，布置主立井、副立井和回風立井三個井筒。主立井凈直徑5.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對12 t四繩立井箕斗，冷彎方管型鋼罐道，擔負全礦井的煤炭提升任務，兼作進風井；副立井凈直徑7.0 m，垂深568.0 m，井筒裝備一對1 t礦車二層四車四繩罐籠和梯子間，冷彎方管型鋼罐道，擔負礦井矸石、材料、設(shè)備、人員等所有輔助提升任務，兼做進風井和安全出口；回風立井凈直徑5.0 m，垂深566.5 m，井筒裝備梯子間，擔負礦井回風任務，兼做安全出口。主立井、副立井均落底于4號煤層底板巖石中，設(shè)＋590 m水平井底車場，回風立井落底于4-1號煤層。井筒落底后，沿南北和東西方向分別布置一組＋590 m水平大巷，其中膠帶運輸大巷和輔助運輸大巷沿4號煤層，回風大巷沿4-1號層煤，大巷布置總體呈“T”字形。＋590 m水平輔助運輸大巷與井底車場巷道直接相連，＋590 m水平膠帶運輸大巷通過16°斜巷爬坡至井底煤倉上口與主立井相連，＋590 m水平回風大巷與回風立井相接。全井田上組煤共劃分為三個采區(qū)。

大巷煤炭運輸，采取膠帶運輸機，輔助運輸方式采用無極繩連續(xù)牽引車牽引礦車運輸。

礦井通風方式采用中央并列式，通風方法采用抽出式。

上組煤井田開拓方式（方案一）平面見圖1。

圖1 上組煤井田開拓方式（方案一）平面布置圖

下組7、9號煤層另設(shè)開采水平聯(lián)合開采，水平延深采用暗斜井延深方式。分別布置膠帶暗斜井和軌道暗斜井，膠帶暗斜井傾角23°，斜長342.0 m，通過膠帶轉(zhuǎn)運平巷與＋590 m水平膠帶運輸大巷相連。軌 道 暗 斜 井 傾 角 22°，斜 長 267.0 m，與＋590 m水平輔助運輸大巷相連。下組煤開拓巷道與上組煤開拓巷道重疊布置，二水平膠帶運輸大巷沿9號煤層底板布置，二水平輔助運輸大巷、回風大巷沿9號煤層頂布置。全井田下組煤共劃分為四個采區(qū)。

2）方案二：斜立井綜合開拓方式。

在選定的工業(yè)場地內(nèi)，布置主斜井和副立井，另選擇風井場地布置回風立井。主斜井凈寬5.0 m，傾角25°，斜長1 107.0 m，井筒裝備大傾角帶式輸送機和檢修軌道，擔負全礦井煤炭提升任務和液壓支架等大型設(shè)備以及長材料的升降任務，兼作進風井及安全出口；副立井凈直徑7.0 m，垂深565.0 m。井筒裝備一對1 t礦車二層四車四繩罐籠，冷彎方管型鋼罐道，擔負礦井材料、設(shè)備、人員及矸石等升降任務，兼作進風井及安全出口；回風立井凈直徑4.5 m，垂深543.0 m。井筒裝備梯子間，擔負礦井回風任務，兼做安全出口。主立井落底＋690 m，副立井落底＋590 m，回風立井落底于4-1號煤層。鑒于主、副井筒落底點相距400 m，因此，主、副井筒落底后分別設(shè)井底車場。在主立井井底設(shè)置上抬式井底煤倉，二水平膠帶運輸大巷通過16°斜巷爬坡至井底煤倉上口，井底撒煤采用本水平清理。全井田上組煤共劃分為二個采區(qū)。

方案二開拓巷道布置、大巷運輸方式、通風方式及通風方法基本同方案一。

3）方案三：斜立井綜合開拓方式。

方案三與方案一的區(qū)別在于工作面布置方式不同，該方案利用＋590 m水平大巷作為采區(qū)巷道，布置傾向工作面。大巷與井筒連接同方案一。全井田上組煤共劃分為兩個采區(qū)。

大巷煤炭運輸方式采用膠帶運輸機，大巷輔助運輸方式蓄電池電機車，工作面順槽采用無極繩連續(xù)牽引車牽引礦車運輸。

4 井田開拓方案比較及選擇

4.1 開拓方案技術(shù)比較

4.1.1 方案一優(yōu)缺點

1）方案一主要優(yōu)點。

主立井井筒工程量較主斜井井筒工程量少；立井進風較斜井多，有利于通風管理；立井井筒布置在工業(yè)場地內(nèi)，較斜井井筒保安煤柱少；建井工期短，投產(chǎn)快；工作面沿煤層走向布置，順槽運輸方便，工作面管理簡單，安全性好；工作面煤層變化不大，工作面設(shè)備可以發(fā)揮最大性能；布置二采區(qū)上山作為采區(qū)巷道，與水平大巷分開，巷道功能明確，管理簡單；水平大巷破壞程度小，有利于大巷維護；工作面接替方便。

2）方案一主要缺點。

主立井提升采用箕斗，增產(chǎn)潛力不大；主立井井筒上下部連接較斜井復雜，井筒裝備復雜；采區(qū)上山輔助運輸可選性少。

4.1.2 方案二優(yōu)缺點

1）方案二主要優(yōu)點。主斜井提升采用帶式輸送機，運輸能力大，增產(chǎn)潛力大；斜井井筒施工工藝較立井井筒簡單；大型設(shè)備和長材料利用主立井膠帶檢修軌升降，降低了副井絞車的電機功率；主斜井作為安全出口，安全可靠性好。

2）方案二主要缺點。主斜井井筒工程量較立井井筒大；主斜井井筒保安煤柱壓煤量大，資源損失大；建井工期長，投產(chǎn)慢。

4.1.3 方案三優(yōu)缺點

1）方案三主要優(yōu)點。開拓大巷與采區(qū)大巷合二為一，大巷工程量省；＋590 m水平大巷輔助運輸方式可選性多，大巷運輸簡單方便；布置水平大巷開采下組煤，避免了暗斜井提升運輸；可實現(xiàn)上下組煤配采。

2）方案三主要缺點。工作面傾斜開采，涌水可能導致工作面無法正常工作；工作面液壓支架不穩(wěn)定，特別是9號煤放頂煤液壓支架，難以達到支護效果，給安全生產(chǎn)不利；上下組煤配采時工作面接替困難，工作面回采率低；風流紊亂，不利于安全生產(chǎn)；工作面順槽長度1 800 m，高差近200 m，順槽輔助運輸困難。

上述三方案從技術(shù)上分析，方案一優(yōu)于方案二和方案三。

4.2 開拓方案經(jīng)濟比較

方案一、三比方案二初期井下可比項目工程總投資多150 000元，地面主要可比項目工程總投資多346萬元，建井工期少6個月。從經(jīng)濟上比較，考慮斜井壓煤損失近1億，方案一、三明顯優(yōu)于方案二。

綜合三個方案技術(shù)、經(jīng)濟比較結(jié)果，設(shè)計推薦方案一，即立井開拓、工作面走向布置。

5 結(jié)語

1）該礦井田工業(yè)廣場位置經(jīng)現(xiàn)場踏勘，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，從技術(shù)經(jīng)濟方面考慮，礦井工業(yè)場地及井口位置只能選擇在嵐河灘地上，其他地形復雜，不易布置。將工業(yè)場地選擇在井田中部葛鋪村與曲立村之間的嵐河西岸灘地上，布置主立井、副立井、回風立井。

2）針對該礦工業(yè)場地，結(jié)合井田地形，統(tǒng)籌考慮后期開采7、9號煤層，我們提出三種開拓設(shè)計，通過專業(yè)性的對比，設(shè)計一優(yōu)于后兩種，經(jīng)濟性比較方面，設(shè)計一、三優(yōu)于設(shè)計二，最終選擇方案一：立井開拓、采煤工作面走向布置，即主、副井筒采取長短腿布置，都落底于＋590 m水平，落底后設(shè)＋590 m水平井底車場，設(shè)計以＋590 m一水平開采全井田的4-1、4號煤層。