煤矿总图运输设计中的场址选择对策探究

沈丹

摘要：煤矿总图运输设计中的场址选择是煤矿工程规划中至关重要的一环。本文结合真实案例探讨场址选择过程中的关键因素，以及如何根据地质、地形、地貌、煤层赋存、水文地质和交通运输情况等多个因素，制定合理的场址选择策略。文章通过分析不同场址选择方案，评估其经济和技术指标与地质环境和基础设施的关系，旨在为煤矿总图运输设计提供可行的建议，以确保煤矿开采顺利进行，且能最大限度地利用资源。

关键词：煤矿；总图运输设计；场址选择；优化对比

DOI：10.12433/zgkjtz.20233645

一、项目概况

天云煤矿是通过整合原小天云煤矿、沈石畔勘查区和部分石湾煤矿三个部分而来的，其中只有原小天云煤矿是实际的生产矿井。原小天云煤矿最初的设计生产规模是每年0.08百万吨，经过2008年的技术改造后，生产规模提高到0.42百万吨，而在2013年7月，陕西省煤炭生产安全监督局正式批准了0.60百万吨/年产能，矿井实际生产能力也达到这个数值。

目前，原小天云煤矿只有一个工业场地，位于矿田北部，靠近蚂蚁河北岸。该煤矿采用立井开拓方式，配置了两个立井。主立井不仅用于提取煤炭，还负责回风，而副立井则主要用于辅助提煤和引入新鲜风。原小天云煤矿，采空区范围分布在场地北部和南部，周边无其他生产矿井小窑。

现有地面设施均为简易设施，主要有办公区、宿舍楼2栋、食堂、洗浴澡堂、调度指挥中心、10kV变电站、主副绞房、主通风机房、空压机房、机修车间、供应库房、污水处理站、饮用水净化站、发电机房、救护队装备室、锅炉房、热风炉房等。

二、煤矿总图运输设计中场址选择的影响因素

煤矿总图运输设计中的场址选择是一个复杂而关键的任务，必须遵循一系列原则，以确保项目顺利进行和高效运营。

（一）地质稳定性原则

场址应具有较为稳定的地质环境，避免受自然地质灾害如滑坡、泥石流和岩崩的影响。在选址时，应尽量选择地质结构简单、地质稳定性高的区域，将对基础设施的影响和可能的灾害风险最小化。

天云井田地处陕北黄土高原内部，地形复杂多变，地貌呈现出切割破碎的特点，沟壑纵横交错。这一区域黄土地分布广泛，且黄土层厚度较大，地貌以黄土梁峁地貌为主。地形的总体趋势是从西部到东部逐渐升高，海拔高程范围为+1020～+1481m。该井田最高点位于煤矿的西北部，标高为+1481m；最低点位于井田东部大理河河道，标高+1020m，相对最大高差为461m。本矿井主要可采煤层位于当地侵蚀基准面以下，矿井直接充水含水层为导水裂隙带导通的瓦窑堡组孔隙裂隙承压含水岩组，单位涌水量小于0.1L/s.m，

裂隙不发育，径流条件差，富水性弱。地表水不构成矿井充水的主要因素。井田水文地质勘查类型属二类一型。因此，矿井水文地质条件复杂程度属裂隙含水层充水为主的简单类型。综合上述分析，设计认为井田水文地质条件对矿井的建设和生产影响不大。

由于井田地形比较复杂，沟谷切割严重，矿井工业场地只能沿井田的几条大沟或支沟进行选择，井田内沿蚂蚁河、大理河两岸村庄密集，且都是基本农田，因此工业场地选择需要十分慎重。

（二）井下开拓便利性原则

场地应便于井下的开拓和布置，确保采煤系统科学、适宜。优先选择地形适宜、地质条件好的区域，以减少井巷工程量和建设周期。考虑井田布局，选择适合开采的地形，避免复杂地质条件对开采造成影响。

根据天云煤矿煤层赋存条件，井田含可采煤层

2层，即4-1、4-2煤层，其中，4-1煤为主采煤层，大部可采； 4-2煤层为局部可采煤层。可采纯煤厚度为0.80～2.90m，平均纯煤厚度1.84m，属薄～中厚煤层。煤层厚度变化是自东南向西北逐渐增厚。该煤层为薄—中厚煤层，厚度变化较大，但规律性明显，整体结构较简单。煤类单一，大部可采，属稳定型煤层。

从保证矿井迅速达产、稳产、高产的角度出发，矿井开拓首采区及井口位置时应尽量在靠近井田西部一带选址。

（三）交通便利性原则

选址要有便利的交通，尤其要考虑到地表煤的总体运输方向。选择正确的位置使得运输路径尽可能短、畅通，减少运输时间和成本。同时，充分利用现有的交通基础设施，尤其是已有的道路网和国家一级公路，以优化运输系统。

天云矿井地处陕西“米”字型公路网内，307国道（歧口—银川）横穿井田中部，青银高速公路（青岛—银川）及太中银铁路（太原—中卫—银川）从井田北部穿过，各乡村之间有简易公路相通，并与210国道相连。已建成通车的西安到包头铁路和神木到黄骅铁路，分别连接了南部的陇海线和北部的京包线。此外，向东还有大秦和神黄两条西煤东运线通道，它们与京九线和京广线相接。这样煤炭运输网络在四个方向上可与全国运输网络相互衔接，具备高度的联通性。考虑到山西省是主要的煤炭客户地区，目前采用公路运输，因此从节省投资和减少运输费用的角度出发，井口和工业场地的选择应尽量靠近井田北部的307国道附近。这将有助于降低运输成本，提高煤炭供应效率，促进煤炭产业发展。

（四）生产效率和成本控制原则

场地选择应方便地面生产工序的简化，保证煤炭有效开采、搬运和运输。优化流水线，减少不必要的步骤，充分利用已有的基础设施，尤其是已建好的居住、办公区域，达到节约投资、提升效益的目的。

三、场址选择方案的设计以及优化对比

（一）工业场址选择的主要原则

（1）符合规划要求：场址选择应与区域工业布局、城乡总体规划相一致，与土地利用总体规划和矿区总体规划协调一致。

（2）充分利用未开发土地： 场址宜位于未利用的土地区域，并尽量避免占用基本农田，以保护农田资源。

（3）综合考虑多种因素： 场址选择需要综合考虑资源分布、开拓计划、产品销售、建设条件、自然环境、土地占用拆迁、政策法规等多个因素，并进行多种方案的技术经济比较。

（4）防灾安全： 场址应位于不容易受到洪水、潮汐、内涝、岩崩、滑坡、泥石流等自然灾害威胁的地带，如果难以完全避免，必须采取可靠的工程措施来应对。

（5）协作与依托： 场址选择应有利于与邻近工业企业在生产、共用动力、机电设备维修、器材供应、综合利用等方面的协作，并应充分依赖当地城镇基础设施和生活服务设施。

（6）项目园区化： 对于以煤炭为主要原料的一体化项目和综合利用项目，应考虑规划布局，实现项目园区化布局，以提高效益和资源利用率。

（二）工业场地选择

场地选择方案的设计和优化对比是煤矿总图运输设计中的重要步骤，按照上述诸原则综合分析考虑，经过现场勘探，设计认为适合工业场地的位置有五处：一是利用北部原小天云煤矿工业场地进行改造；二是井田中部界高梁场地；三是井田东北部倒座峁场地；四是井田东南部阎家沟场地；五是井田南部东沟场地。因此设计提出了五个场地方案。

1.场地方案一：原小天云煤矿场地

该场地位于井田北部蚂蚁河北岸，为原小天云煤矿工业场地所在地，场地标高+1065～+1070m，平场标高为+1067m，4-1煤埋深约187m，该处沟谷较缓，长约500m，宽约150m，地形较为狭长，具备建设矿井的场地条件。

2.场地方案二：界高梁场地

该场地位于井田中部的界高梁附近，场地标高约+1205m，4-1煤埋深325m左右，该处地势较为平坦，宽约270m，长约450m，场地较宽阔，具备建设矿井的场地条件。

3.场地方案三：倒座峁场地

该场地位于井田东北部大理河西侧纸坊沟内的倒座峁村附近的塬上，场地标高约+1180m，4-1煤埋深280m左右，场地狭长，具备建设矿井的场地条件。

4.场地方案四：阎家沟场地

该场地位于井田东南部大理河西侧的阎家沟沟口的塬上，场地标高约+1170m，4-1煤埋深260m左右，场地较为平缓，具备建设矿井的场地条件。

5.场地方案五：东沟场地

该场地位于井田南部大理河西侧的东沟沟头附近的坡上，场地标高约+1140m，4-1煤埋深250m左右，平场后，具备建设矿井的场地条件。

（三）工业场地方案比较

各工业场地方案比较情况具体如表1所示。通过分析，可以得出方案三（倒座峁场地）和方案四（阎家沟场地）存在一些不可行的因素。这些因素包括靠近大理河、周边有较多村庄和住户、基本农田区域等，征地可能存在较大困难。而且场地选择需要位于塬上，与307国道高差较大，难以满足进场公路展线的要求。因此，设计认为这两个方案不可行。

方案一（原小天云煤矿工业场地）、方案二（界高梁场地）和方案五（东沟场地）在外部建设条件方面都是可行的，各自具有一些优势和劣势。设计将结合这三个可行的场地方案以及井下开拓部署来最终确定工业场地的选择。这样的综合考虑有助于确保选择的场地最符合项目需求和可持续发展的要求。在进行这三个场地选择方案的优化对比时，需要综合考虑场地的地质稳定性、交通便利性、井下开拓便利性、生产效率、成本控制等多个因素。最终选择的方案应符合场地选择原则，并根据项目的特点和优势进行优化，以实现高效、安全和经济的煤矿生产。

四、结论

总而言之，煤矿总图运输设计中的场地选择涉及地质、地形、地貌、水文地质、交通运输等多个方面的因素。选择场地不仅可以提高煤矿的生产效率，还有助于降低煤矿成本、减少环境风险，实现煤矿资源可持续发展。因此，煤矿企业和相关研究机构需要不断探索创新，采用先进的技术手段和综合性分析方法，以应对未来挑战。只有在合理的场地选择基础上，煤矿行业才能实现高效、可持续发展，为社会的能源需求提供持续且稳定的支持。