皮里青煤矿井口位置及工业场地的选择

张剑军

摘 要：井口位置及工业场地的选择与布置是矿井建设的重要组成部分，其布置合理与否，直接影响矿井生产的经济效益。文章根据井下的煤层赋存条件和开采技术条件实际生产，选择了三个工业广场位置方案进行技术比较，最终得出最佳方案。

关键词：井口位置；工业场地；方案

中图分类号：TD214 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）11-0174-01

煤矿井口位置及工业场地的选择与设计意在确保矿井正常生产、满足整体生产工艺流程的基础上，最大化地利用矿区内的自然条件，合理确定建筑位置、运输路线及工程管线的综合布置，从而使工业场地内的人、物及设备做到空间上贴切组合，时间上适当连接，费用上经济节约，环境上舒适安全，为整座矿井的建设带来最大的经济效益、便捷且完美的工作环境。

1 井田概况

皮里青矿井位于伊宁县城西北10 km的低山丘陵区，矿井为新建矿井，设计生产能力为3.0 Mt/a。井田为一不规则形状，设计井田南北宽1.2～3.2 km，东西长2.7～7.1 km，面积约为13.7 km2。矿井采用斜井开拓方式，设计井田范围内矿井资源量估算的煤层共7层。

2 井口位置及工业场地选择的原则

①充分考虑地形条件、井田煤层赋存特点、地质构造情况等因素。工业场地应选择在地形相对平整、地势开阔、无不良地质现象的位置，工业场地及井口位置应尽量接近储量中心，有利于井下开采，降低生产费用；②考虑坑口电厂和拟建的矿区铁路专用线位置，利于电厂煤炭运输和铁路装车站布置，尽可能靠近公路及对口供煤的电厂。工业场地及井口位置与露天矿排土场坡地距离需满足相关规范要求；③井下开拓开采系统简单，井巷工程量省，投资少，建井工期短；④井口及工业场地应位于最高洪水位线以上，以策安全；⑤充分考虑现有露天煤矿扩建的需要，统筹兼顾，避免相互干扰和影响。

3 影响矿井开拓和工业场地位置选择的主要因素

3.1 地形及地质构造

井田内地形起伏不大，相对高差一般小于200 m，海拔标高+801～+1 184 m，最高位于东北部，最低位于西部的皮里青河谷东侧，属剥蚀低山丘陵地貌区。井田发育一宽缓背斜，及一条逆掩断层，属构造简单类型。

3.2 老窑开采范围

井田西侧有年生产能力0.90 Mt/a的露天煤矿。对矿井开采无不良影响。井田北部有2个采矿权和2个探矿权。采矿权分别为凯越煤矿和再就业煤矿，生产能力均为90 kt/a，均开采西山窑组浅部煤层；探矿权分别为喀拉亚尕其乡扶贫煤矿和伊宁县贾克亚煤矿。

3.3 煤层及资源量分布

井田内的含煤地层为中侏罗统西山窑组（J2x）和下侏罗统八道湾组（J1b）。勘探工作仅施工了ZK1106和ZK1202孔控制八道湾组的A、B两煤层，勘探报告只着重提供了西山窑组的煤层及相关资料。井田内西山窑组地层C煤组有可采、局部可采煤层为7层，F9断层上盘（南盘）C煤组平均总厚度为41.33 m，可采平均厚度为36.90 m；F9断层下盘（北盘）C煤组平均总厚度为36.26 m，可采平均厚度为31.39 m。井田内（331）和（332）资源量均分布于F9断层上盘、3～11勘探线间的区域，该区域煤层赋存稳定，控制程度高。矿井工业场地及井口位置应尽量接近储量中心，初期开采的采区应布置在控制程度高的煤层区，有利于井下开采，并能降低生产成本。

3.4 水文地质条件

井田地形属低中山地形，基岩露头少，第四系覆盖多，地势总体东高西低，地形有利于自然排水。井田北部博洛霍罗山构造剥蚀中低山区的皮里青河与吉尔格朗河，是井田东西边界河流，均向南流入伊犁河，以融雪、降雨及泉水为补给。4～5月为洪水期，皮里青河平均流量10.9～14.3 m3/s；1～2月为枯水期，平均流量仅2.14 m3/s。历年最大日流量：皮里青河180 m3/s，吉尔格朗河80 m3/s。井田属顶底板直接进水、水文地质条件简单的煤矿床。

3.5 工程地质条件

井田各煤层的顶底板岩石结构疏松，多被不连续面分割成块状、楔状，岩层不连续面结合力差，饱和状态下抗压强度及其它力学指标均较差，主采煤层处于不稳固的风化岩层中。各煤层顶底板岩石标高均位于地下水位以下，在此状态下，各煤层顶底板岩石因受地下水的影响，强度降低，极易软化，甚至崩解。

3.6 其它开采条件

矿井属高瓦斯矿井；煤尘有爆炸性；C4、C3煤层不易自燃，其余各煤层易自燃。

3.7 露天开采的要求

根据《煤炭工业露天矿设计规范》（GB 50197-2005）“6边坡稳定工程”要求“6.0.6机修车间、选煤厂或其他重要建（构）筑物与采掘场地表境界的安全距离，必须经采掘场边坡稳定验算后确定。当开采深度小于200 m时，安全距离不宜小于最大开采深度；当开采深度大于200 m时，安全距离不宜小于200 m，工业场地选择需避开露天坑及其排土场一定安全距离。”“6.0.7机修车间、选煤厂或其他重要建（构）筑物与排土场境界的安全距离，宜大于排土场边坡高度的1.5倍。必要时，安全距离必须经排土场边坡稳定验算后确定。”

4 工业场地、井口位置的选择

4.1 工业场地、井口位置布置方案

根据井田特点及外部建设条件，针对井田西部和北部适宜布置井筒及工业场地的区域提出以下三个方案。

方案一：井田西部北工业场地方案。工业场地选择在3勘探线与皮里青河东公路之间，皮里青河东公路以东约150 m处的井田西部边界附近，与现有露天煤矿行政福利设施相邻。

方案二：井田西部南工业场地方案。工业场地选择在3勘探线与皮里青河之间，在井田西南边界附近，皮里青河东公路以东约500 m，现有露天煤矿行政福利设施以南约800 m处。该处地形较方案一开阔，更有利于布置地面设施。

方案三：井田北部工业场地方案。工业场地选择在85-4钻孔与皮里青河之间，在井田西北边界附近，皮里青河东公路以东约200 m，现有露天煤矿行政福利设施以北约4 km处。该处新疆伊犁犁能煤炭有限公司规划建设坑口电厂，地形较方案一、二开阔，有利于布置地面设施。

4.2 布置方案优缺点比较

方案一与方案二相比较，具有如下特点：

①矿井与露天矿工业场地距离近，可共用部分地面设施、辅助生产系统，共用行政福利设施，如矿井水处理站、办公楼、浴室、食堂等；②矿井距坑口电厂（电厂位于煤矿以北约4 km）近，煤矿工业场地煤炭至电厂运输距离短，有利于工业场地至电厂间的煤炭运输；③工业场地位于井田浅部，工业场地压煤量小；④工业场地附近煤层埋藏浅，矿井开拓工程量较小，有利于井筒的施工；⑤工业场地位于露天矿排矸场北部边缘。

方案一与方案三相比较，具有如下特点：

①矿井与露天矿工业场地距离近，可共用部分地面设施、辅助生产系统，共用行政福利设施，如矿井水处理站、办公楼、浴室、食堂等；②矿井距规划的坑口电厂（电厂位于煤矿现有工业场地以北约4 km）远，煤矿工业场地煤炭至电厂运输距离远；方案三位置布置工业场地，与规划电厂距离最近；③工业场地位于井田浅部，工业场地压煤量小；④工业场地附近煤层埋藏浅，矿井开拓工程量较小，有利于井筒的施工；⑤工业场地位于露天矿排矸场北部边缘，方案三远离露天矿排矸场。必要时，安全距离必须经排土场边坡稳定验算后确定。

5 结 语

通过对井田复杂的地质条件分析，结合工业广场选择的原则及本井田影响工业广场的因素和井下开采等条件深入研究的基础上，推荐方案一：井田西部北工业场地方案，主、副井口位置选在紧邻扩建后的露天煤矿西南侧南部边坡外，工业场地东邻山坡（露天矿排土场），西临皮里青河，地形较平坦开阔，场地地形自然标高在+800～+820 m之间，场地为自然耕地及未利用土地，工程地质条件较好。

设计选择工业场地距离排土场最近距离约140 m，设计排土场边坡高度约80 m，工业场地与排土场最近距离、排土场边坡高度比值为1.75，大于规范要求。本矿排土场与工业场地距离满足《煤矿安全规程》、《煤炭工业露天矿设计规范》要求。

参考文献：

[1] 冯建华，王利欣.浅谈铁列克矿井的工业场地位置及首采区布置[J].煤炭工程，2007，（12）.