芦村一号煤矿开拓方式的确定*

王晓

（中国煤炭科工集团 北京华宇工程有限公司西安分公司，陕西 西安 710075）

1 矿井概况

芦村一号煤矿位于陕西省富县西南，矿井设计资源/储量为122.97 Mt，矿井规模2.40 Mt/a。2号煤层是区内唯一有工业价值的可采煤层，平均可采厚度1.32 m，煤层倾角约1°～3°，煤层埋藏深度在370～530 m左右，可采面积为107.88 km2。水文地质类型为以裂隙充水为主的简单型，矿井最大涌水量150.04m3/h。矿井地质构造简单，无构造破碎带。2号煤煤尘具有爆炸危险性，属易自燃～自燃煤，该矿井为低瓦斯矿井。

2 井田特点

2.1 地面特点

矿井地面主要有以下特点：

（1）井田面积大：井田东西宽约10.2 km，南北长约17.9 km，面积133.66 km2。

（2）地表地形复杂：陕北黄土高原南部，山高谷深，沟壑纵横，森林茂密，属地形较为复杂的中-低山丘陵区。

（3）地下主要含水层白垩纪洛河组含水层在河谷地段出露剥蚀。

（4）交通条件差：现有公路运输条件较差，需新修23.5 km的运煤道路。

2.2 井下特点

矿井井下特点主要有：

（1）煤层埋藏较深：埋深370～700 m之间。

（2）煤层倾角较小：煤层倾角不大于2°。

（3）井田内煤层较厚区域集中在东南部。

（4）低瓦斯；煤层易自燃；煤尘具爆炸性；全区地温正常。

3 矿井开拓方式

矿井井下主运输均采用带式输送机，具有运输连续性，节能高效[1-3]。由于本井田煤层赋存平缓，倾角小，赋存面积大，井下辅助运输采用无轨胶轮车运输，可达到减员增效的目的。

本井田地形复杂，可作为工业场地选址的地方较少。结合井上下特点，井田内小河子川及其支流两侧阶地较平坦开阔，有作为工业场地选址的条件，经现场踏勘，提出两个场地方案，分别为大佛寺场地和蒿巴寺沟场地，结合两个场地位置提出两个开拓方案：“大佛寺场地‘主斜+副立’”开拓方案和“蒿巴寺沟场地立井开拓”方案。

3.1 大佛寺场地“主斜+副立”开拓方案

该方案的工业场地地坪标高约为+1097.5 m，煤层埋深约为420 m。矿井采用主斜井、副立井单水平开拓。

主斜井井口标高+1097.50 m，落底标高+685.00 m，井筒斜长1496 m，倾角16°，井筒净宽5.2 m，净断面17.9 m2，铺设1200mm宽胶带，装机功率3×900 kW。井筒担负煤炭运输和进风任务，兼作安全出口。敷设有检修用架空乘人器用于胶带的检修和运送零散人员。

副立井井口标高+1097.50 m，井底车场水平标高+720.00 m，井筒垂深407.50 m（含井底水窝）。井筒净直径8.4 m，净断面55.4 m2，装备一对900mm轨距1.5 t单层双车罐笼(一宽一窄)，宽罐满足无轨胶轮车下放需要，选用1台JKMD5×4型落地式多绳摩擦提升机，功率1600 kW。担负矿井辅助提升和进风任务，装备梯子间，兼作安全出口。

回风立井井口标高+1330.670 m，落底标高+685.00 m，井筒垂深650.670 m，井筒净直径6.0 m，净断面28.3 m2，作为本矿井回风，兼作安全出口。另外，为满足矿井后期通风及边界安全出口需要，井田中部设置一对进、回风立井，服务于后期。

井下采用单水平开拓，开拓水平标高为+685 m；井筒落底后沿南北方向布置一组（主运、辅运、回风）大巷，开拓全井田。

根据大巷布置本井田共划分为4个采区，初期移交采区为1、2采区，在1、2采区各布置1个回采工作面。该方案平面见图1。

图1 方案一开拓平面布置

3.2 蒿巴寺沟场地立井开拓方案

该方案的工业场地地坪标高约为+1160 m，煤层埋深约为500 m。矿井采用主立井、副立井单水平开拓。

主立井井口标高+1160.00 m，落底标高+650.00 m，井筒垂深510 m，井筒净直径5.0 m，净断面19.6 m2。装备一对9 t箕斗及一台JKM-2.8×4（Ⅲ）型塔式多绳摩擦提升机，功率1250 kW，电压800 V，转速70 r/min。主要担负矿井煤炭提升任务，并兼作进风井口。

副立井井口标高+1160.00 m，井底车场水平标高+650.00 m，井筒垂深538 m（含井底水窝）。井筒断面及装备同方案一副立井。担负矿井辅助提升和进风任务，装备梯子间，兼作安全出口。

回风立井井口标高+1160.00 m，落底标高+650.00 m，井筒垂深510 m，直径6.0 m，净断面28.3 m2，作为本矿井回风，兼作安全出口。

井下采用单水平开拓，开拓水平标高为+650 m。

三条井筒落底后，南北向布置一组（主运、辅运、回风）石门与贯穿井田东西向布置一组大巷相连。

此方案三条石门长度各约为1000 m，在厚煤区西部边缘布置首采工作面，该方案平面见图2。

图2 方案二开拓平面布置

4 开拓方案比较

4.1 技术比较

（1）方案一的优缺点

方案一的优点主要有：① 场地平坦开阔，布置容易，土方量少；② 地面运煤道路较短[4-6]；③ 煤层埋深较浅；④ 场地不压煤；⑤ 该区域洛河含水层较薄，有利于井筒施工；⑥ 斜井建井期间有利于矸石、材料的运输，生产期间主斜井提升能力大，矿井增产潜力大；⑦ 投资省，工期短；⑧ 首采区域煤层赋存稳定，有利于矿井达产、稳产。

该方案的缺点是斜井需穿过洛河组含水层，不利于对斜井筒施工。

（2）方案二的优缺点

方案二的优点主要有：① 位于井田中部，接近于矿井储量中心；② 场地平坦较开阔；③ 该区域洛河含水层较薄，有利于井筒施工；④ 三条立井落底贯通时间短，有利于井下掘进。

方案二的缺点主要有：① 地面运煤道路较方案一、二多5 km，且位于沟谷地带，不易施工；② 场地地形相对高差较大，土方及防护工程量大；③ 场地压煤0.93 Mt；④ 矿井首采工作面布置在厚煤区边缘，不利于矿井初期的达产、稳产；⑤ 矿井开拓总工程大；⑥ 建井工期长，初期投资大。

4.2 经济比较

两个开拓方案的经济比较见表1，通过表中的对比可以分析得出方案二比方案一多投资5596.2万元，且工期也长6个月。

表1 开拓方案经济比较（可比部分）

4.3 方案选择

根据分析及表中数据可以看出，方案一具有场地平坦开阔、建井工期短、投资省、不压煤等优点，综合考虑方案一不仅技术可行、而且更经济合理。因此，选择方案一为矿井开拓方案。

5 结语

大佛寺场地“主斜+副立”开拓方案能够有效结合矿井的埋深、场地压煤、土方工程量、工期、井筒施工难度、经济投资等因素，合理地布置工业场地、确定水平标高、减少投产工程量，采用“主斜副立”的开拓方式，能够实现煤炭的长距离不间断的连续输送，系统简单且运送量大，能够避免井筒在技术上的施工难度，而采用无轨胶轮车的辅助运输方式也能实现材料、人员、设备等的连续快速送达，大大提高了矿井的生产效率，因而采用方案一的“主斜副立”方式是最佳的开拓方案。

〔1〕郭占峰，冷 峰.重组煤矿工业场地位置与 开拓方案选择设计[J].煤炭工程，2012（7）.

〔2〕丁 杨.汉水泉三号矿井多煤层联合开采 开拓方案[J].山东煤炭科技，2015（8）：32-34.

〔3〕楼开鹏.对特大型矿井主井开拓方式选择 的探讨[J].煤炭技术，2012（1）：24-26.

〔4〕钟巨全.井田开拓的技术经济分析[J].山西煤炭，2010（12）：78-80.

〔5〕赵振宇.三百子煤矿开拓大巷布置方式研究[J].煤炭工程，2012（2）.

〔6〕杨卫林.立井开拓过含水岩层注浆技术[J].煤矿现代化，2011（1）：24-26.