山脚树煤矿整合设计方案

文 宇，罗康成，高 敏

(贵州省煤矿设计研究院， 贵州 贵阳 550025)

山脚树煤矿整合设计方案

文 宇，罗康成，高 敏

(贵州省煤矿设计研究院， 贵州 贵阳 550025)

针对原山脚树煤矿及相邻的老屋基煤矿生产现状及存在的主要问题，分析原山脚树煤矿、老屋基煤矿开拓系统主要采掘、运输系统的制约及经济不合理性。提出了对两矿井进行资源整合的方案。两矿井开拓系统的优化整合，技术上可行，经济上合理，优化整合后可提高矿井经济效益。

山脚树煤矿；老屋基煤矿；资源整合；开拓系统

1 整合前概况

原老屋基煤矿和原山脚树煤矿均属于贵州盘江精煤股份有限公司。老屋某煤矿的设计生产能力90万t/a，采用立井开拓，开拓深度为+1350 m，布置有+1350 m大巷，划分为3个采区，分别为南采区、北二采区、北三采区，其中北三采区北面与原山脚树煤矿相邻。北二采区、北三采区+1350 m水平以上煤层已全部采空，北三采区+1300 m标高以上3、4、12、14、17煤层已采空，+1330 m标高以上18号煤层采空。北二采区+1180 m标高以上3、4、12、14、17煤层已采空，+1230 m标高以上18号煤层采空。南采区+1425 m标高以上3、4号煤层已采空，+1480 m标高以上12、14、17、18号煤层采空。矿井主井提升方式为箕斗立井提升，提升高度为255.431 m，井底煤仓容量为120 t，井口煤仓容量为80 t，核定提升能力在140万t/a。井下采区采用皮带输送机和刮板输送机运输原煤，1350主运输大巷采用8 t蓄电池电机车牵引3 t固定车箱式矿车运输原煤，矿井核定运输提升能力在140万t/a。

原山脚树煤矿的设计生产能力为180万t/a，采用斜井分区式开拓，全井田划分为一个水平开采，开拓深度为+1370 m，根据构造及煤层赋存情况，以F108断层为界，将井田划分为南、北两个自然边界采区，其中南采区与老屋基矿相邻。目前，矿井+1370 m水平以上煤层已全部采空，矿井北采区+1275 m标高以上10、12、15、17号煤层均已采空，矿井南采区+1290 m标高以上10、12煤层采空，+1320 m标高以上15、17、18号煤层均已采空。矿井主井提升方式为皮带斜井提升，提升高度为201.7 m，主井皮带提升核定能力在260万t/a左右。井下采用皮带输送机和刮板输送机运输原煤,井下原煤经刮板运输机、胶带直接运出井口，原煤通过火车运到老屋基洗煤厂。整合前原老屋基煤矿及原山脚树煤矿的开拓开采系统见图1。

2 整合前存在的主要问题

原老屋基矿煤炭通过+1350 m运输大巷用蓄电池机车配合3 t矿车运输至主立井井底，然后通过主立井用箕斗提升至地面，运输能力有限，且设备已使用多年，逐渐老化，设备经常维修，严重影响矿井的正常生产。原山脚树煤矿的煤运出井口后通过火车运往老屋基洗煤厂，运输费用大、运输能力有限。由于原山脚树煤矿地理位置的原因，在原山脚树煤矿范围内新建洗煤厂选址困难，为了摆脱山脚树煤矿的发展受到铁路运输的制约，必须寻求解决山脚树煤矿与老屋基洗煤厂间运输问题的方案。

3 山脚树煤矿整合后矿井开拓方案

3.1 整合后矿井井口及地面工业场地选择方案

两矿原有工业场地及其附属设施均已形成，整合设计主要考虑矿井主井场地的选择，对原有场地及其配套设施进行适当调整，两矿整合后原煤出井后直接进入老屋基选煤厂进行洗选，主井井口的选择要尽量靠近老屋基选煤厂以减少地面生产系统的投资。

矿区内地形比较复杂且相对高差较大，结合地面交通运输条件及老屋基选煤厂位置，整合后井田内仅有离老屋基工业场地以西约500 m靠近拖长江附近的平缓地带和猴子田附近的平缓地带两个位置适合布置主井井口及地面生产系统。

图1整合前原老屋基煤矿及原山脚树煤矿的开拓系统布置

3.2 整合后矿井开拓方案的比选

根据选定的工业场地及井口方案并结合井田煤层赋存条件、地质构造等，提出如下3个开拓方案。

方案一：平田立井开拓方案。利用老屋基矿现有的工业广场布置，改造立井，主立井井口标高+1608 m。充分利用老屋基现有的原煤运输巷道系统，将老屋基矿井+1350 m大巷与山脚树矿井+1370 m大巷联通，原煤通过+1350 m大巷及+1350 m主石门由主立井提升出井口后，通过皮带运往老屋基矿洗煤厂。矿井划分2个水平(+1350、+1100 m)10个采区，生产采区分别为一、二、三、四采区，备用采区为五采区，接替采区为六、七、八、九、十采区。

方案二：拖长江斜井开拓方案。本方案主斜井井口及辅助工业场地位于老屋基工业场地以西约500 m靠近拖长江附近的平缓地带，主斜井井口标高+1570 m，倾角16°，按174°方位角掘进至+1350 m水平与+1350 m主石门贯通。大巷的布置和采区划分同方案一。

方案三：猴子田斜井开拓方案。主斜井井口及辅助工业场地位于井田中南部猴子田的缓坡地带，主斜井井口标高+1586 m，倾角24°，按337°倾角掘进345 m后，掘进运输斜巷至+1350 m与+1350 m主石门贯通。大巷的布置和采区划分同方案一、二。

整合后矿井开拓方案见图2。

3.3 整合后矿井开拓开采方案的确定

图2山脚树煤矿整合开拓方案布置图

3.3.1 技术经济比较

方案一需要扩大现有老屋基煤矿立井井筒断面，存在施工困难，管理环节复杂，对主立井进行扩巷施工严重影响现有生产系统，主立井井筒作为300万t/a的大型矿井，提升立井井筒深度只有250 m，用单绳缠绕式提升已不能满足要求，只能考虑多绳摩擦提升，从摩擦提升的角度分析，250 m的井筒深度对300万t/a的井型来说太浅，需要大量的配重来满足提升系统的防滑问题，而且装卸载系统也过于复杂，且立井井筒设备投资大、运营费用高。方案二、方案三主斜井均采用胶带输送机运输，井下生产系统简单，运输环节少、运输能力相对方案一较大，井口工业场地及主斜井施工对现有生产系统不造成影响，且投资相对较小、运营费用较少、管理维护容易。因此，从提升运输和经济的角度，设计推荐采用斜井胶带输送机运输较为合理。因此初步淘汰方案一，对方案二和三方案做进一步技术经济比较。

3.3.2 主斜井方案的技术经济比较

从方案二、方案三两个斜井开拓方案来看，主要区别就在于主斜井的井口位置及主斜井的长度倾角不同。

(1) 从经济比较上看，方案二基建投资3007.65万元，年运营费用741.52万元，方案三基建投资3838.53万元，年运营费用824.6万元，方案二比方案三的投资少830.89万元，年运营费用少83.08万元。

(2) 从技术上看，方案二的优点是主斜井工业场地较为开阔，主斜井井口距老屋基选煤厂较近、外运方便；缺点是主斜井井筒工程量比方案三大。方案三的优点是主斜井井筒工程量小；缺点是主斜井井筒倾角较大，采用大倾角胶带输送机分段运输，主斜井工业场地需要新购置土地，场地较狭窄，地面施工工程量较大，进场公路改造较方案二多，地面原煤通过胶带运至老屋基选煤厂，其运输距离较方案二长，主斜井井口与老屋基选煤厂相对分散，管理不便。

总之，方案二具有工业场地较为开阔、开拓部署合理、距老屋基选煤厂较近、外运方便，运营费用低，节省地面投资等明显优势。因此设计推荐方案二，即拖长江斜井开拓方案。

3.4 两矿井整合后的主要效果

(1) 在老屋基选煤厂附近布置主斜井至+1350主石门，贯通了原老屋基煤矿+1350运输大巷、和原山脚树煤矿+1370运输大巷，使井下一采区、二采区、三采区、四采区、五采区采用+1350运输大巷直接联接，矿井各采区原煤通过采区运输石门、采区煤仓、+1350运输大巷、+1350主石门、主斜井至老屋基选煤厂，整合后矿井集中出煤至老屋基选煤厂，采用胶带输送机连续运输，有效的避免了原老屋基煤矿蓄电池电机车、箕斗提升运输的制约因素和原山脚树煤矿地面铁路运输至老屋基选煤厂的制约因素，大大的提高矿井原煤运输能力，降低提升运输运营费用。

(2) 矿井整合后，新布置主斜井集中出煤，贯通原老屋基煤矿+1350运输大巷和原山脚树煤矿+1370运输大巷，形成新的+1350运输大巷，充分利用矿井已有的地面及井下开拓开采巷道以最小的投入使两矿井有效的整合形成新的矿井。整合后矿井集中出煤，连续运输，集中管理，有效的提高了矿井的管理水平。

4 结 论

由于原老屋基煤矿、原山脚树煤矿同属于贵州盘江精煤股份有限公司的两对相邻矿井，将两矿井井下+1350运输大巷和+1370运输大巷贯通形成+1350运输大巷，新布置一条主斜井通过1350主石门与+1350运输大巷贯通形成整合后原煤运输路线，同时充分利用已有的地面建构筑物和各采区井下开拓开采系统形成整合后山脚树煤矿开拓开采系统，技术可行，经济合理，同时有效解决了原老屋基煤矿提升运输困难和原山脚树煤矿原煤地面铁路运输至老屋基选煤厂的制约等技术难题，最终实现两矿井资源整合后集中管理，减少投资成本，降低矿井运营费用，达到提高整合后矿井经济效益的目的。

[1] 张荣力，何国伟，李 铎.采矿设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

[2] GB50215—2005.煤炭工业矿井设计规范[S].

[3] 贵州省煤矿设计研究院.贵州盘江精煤股份有限公司山脚树煤矿整合技改初步设计[R].贵阳：煤炭设计研究院，2013.

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[5] 王文书.矿井开拓方案的确定方法[J].煤炭工程,2012(9):1-3.

2013-10-08)

文 宇(1981-)，男，贵州德江人，本科，工程师，主要从事煤矿设计及安全评价工作,Email:wenyu00403022@126.com。