唐家河煤矿工业场地位置选择及开拓方案设计

孟 飞

（中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710054）

1 矿井概况

唐家煤矿位于甘肃省灵台县的东南部，灵台矿区最南端，设计生产能力5.0 Mt/a，井田面积176.942 km2。本矿井是灵台4×1000 MW 电厂的配套供煤矿井。

井田位于陇东黄土高原的东南部，具典型的黄土塬区地形地貌特征，地形复杂。井田水系属黄河流域泾河水系，主要河流为达溪河。

井田位于渭北挠褶带北部，井田内发育有8 个轴向NEE—SWW 方向平缓的背、向斜，轴间距约1.0～3.0 km，呈雁行状有序排列，地层倾角多数在6°以下，在向斜两翼发育4 条落差小于50 m 的断层，井田构造复杂程度为中等。

本井田含煤地层为侏罗系中统延安组，共含可采煤层3 层，分别为5、8-1、8-2 号煤。各煤层平均厚度2.11 m、3.65 m、5.46 m，间距自上而下分别为35.3 m、8.69 m，其中5、8-1 煤层为局部可采，8-2 煤为大部可采煤层。三层煤储量分别占比7.28%、19.24%、73.48%。

矿井开采技术条件中等，煤层赋存稳定，属高瓦斯矿井，无煤与瓦斯突出危险，煤尘有爆炸危险性及自燃倾向，水文地质条件属中等类型。5 号煤层及顶板无冲击倾向性，底板冲击倾向性为弱冲击倾向性，冲击地压危险等级为中等冲击危险；8 号煤层及顶底板冲击倾向性均为弱冲击倾向性，冲击地压危险等级为中等冲击危险。

2 工业场地方案

根据该井田的地形地貌特点、煤层赋存条件及煤炭外运条件，本矿井工业场地选择的主要原则如下：

（1）勘探程度高，有利于矿井顺利达产和稳产；

（2）工业场地尽可能靠近已有(或规划)公路、铁路或用煤单位，有利于煤炭外运，路线短、工程量小；

（3）工业场地距离供电点、电源、水源较近；

（4）工业场地地形开阔、平缓，便于布置生产系统及生活设施，土石方工程量少。

依据上述场址选择，结合地形、交通运输、煤层赋存及地面设施等多种因素，提出了三个工业场地方案，分别为达溪河岸陈家湾场地(方案一)、史家河与蛟城河交汇处的寺沟村场地(方案二)、塬上冯家山村场地(方案三)。矿井拟选工业场地位置井上下关系如图1、图2。

图1 拟选场地位置关系

图2 拟选场址与8-2 煤赋存位置关系

拟选的三个工业场地分述如下：

（1）方案一场址位于井田北部边界，该场地隔达溪河与灵雷公路相邻，东距规划电厂2.2 km，西距灵台县约6.0 km，北距规铁路的唐家湾车站约1.0 km。该场地地形平坦开阔，主采煤层埋深约810 m。

（2）方案二场址位于史家河与蛟城河交汇处的三角地带。该场地地形较复杂，两侧山体坡度大，高差大，从寺沟向北接入灵雷公路长度约3.7 km。该场地主采煤层埋深约890 m。

（3）方案三场址在塬上，与塬下河谷有便道相通，地形较平坦，基本位于先期开采地段的储量中心。该场地主采煤层埋深约1095 m。

3 工业场地及开拓方案比选

由于冯家山场地主采煤层埋深大于1000 m，故冯家山场地只适合作为风井场地，其余场地（陈家湾、寺沟村）均适合作为工业场地。分别对陈家湾场址和寺沟场址提出两个开拓方案，分别为陈家湾主、副立井开拓方案（方案一）、寺沟主、副立井开拓方案（方案二）。两个开拓方案均在冯家山场地布置回风立井。

对两个开拓方案的投资、运营费分别进行对比。投资分别从井巷工程、井下设备、地面工程、外运工程等方面对比；运营费依据产品煤不同的外运方式进行对比。

（1）井巷工程：各方案井巷工程对比见表1。由表1 可知，方案二井巷工程量最少，投资最省。

表1 各方案可比井巷工程对比

（2）井下设备：各方案主要是在井筒装备深度、井下带式输送机长度等方面有所差异，采掘设备基本相同。方案二由于场地距煤层赋存较好的区域距离近，带式输送机铺设距离短，故方案二井下设备投资最少。各方案可比井下设备投资对比见表2。

（3）地面工程：两个方案的主要区别为井口位置不同，故地面布置、工程量和投资差异较大。方案一地形简单、开阔，易于布置，外部联络工程量较少，投资相应较少；方案二的地面地形较差，外部联络工程量大，相应的投资会较方案一要高。方案二投资最高，方案一的主要场地位于北部达溪河岸陈家湾，场地较为开阔，易于布置；而方案二的场地布置相对紧张，后期生产的顺畅性不如方案一。各方案地面工程量的比较详见表3。

表2 各方案主要井下设备投资对比

表3 各方案地面可比投资对比表

（4）外运工程：各开拓方案外运的工程量分别按照铁路外运和通过栈桥至电厂两种情况进行比较。

当采用公路外运时，方案一将进场公路接入达溪河沿岸的灵雷公路即可。方案二外运公路比方案一多3.0 km，按二级公路标准建设。

当采用铁路运输时，方案二较方案一增加线路长度约5.0 km，部分线路需要拆迁。

当采用栈桥运至规划电厂时，方案二工程量比方案一增加2.6 km。

各方案外运工程比较见表4。

表4 各方案产品外运投资对比

（5）运营费：对比考虑公路运输、铁路运输、栈桥上电厂三种情况。各方案同比运营费对比见表5。由于方案二井下主、辅运输距离短，故方案二运营费最低。

表5 各方案同比运营费对比表

（6）建设工期：根据计算，方案一工期为59个月，方案二工期为57 个月。方案二建井工期最少。

（7）总投资对比投资对比见表6。

表6 各方案可比投资对比

4 方案确定

两个开拓方案主要区别在矿井工业场地位置。方案二场地位于两沟交岔的寺沟村，虽距井下主采区域近，后期运营费低，但其地面地形条件差，外部联络不便，不利于场地布置，且综合投资较大，故不推荐方案二。而方案一距离规划电厂、铁路及县城均较近，外部水、电、路等联系便利，场地开阔平坦，土石方工程量小，投资省。经综合技术经济比较，最终选择陈家湾场址布置主副立井、冯家山回风立井开拓方案。

5 结语

矿井工业场地的选择是确定矿井移交生产后技术面貌至关重要的一步，由于煤矿生产周期较长，在确定工业场地及开拓方案时不仅要考虑移交时工程量及初期投资部分，也需要考虑矿井生产后不同的产品外运形势下的经济效益。