马莲台煤矿采区划分及井田开拓方案优化

徐永良

（兰州煤矿设计研究院，甘肃兰州　730000）



马莲台煤矿采区划分及井田开拓方案优化

徐永良

（兰州煤矿设计研究院，甘肃兰州730000）

摘要：针对马莲台煤矿地质构造复杂的特点，结合矿井开拓现状，通过详细分析矿井最新提交的生产补充勘探报告，提出矿井原批复的采区划分及井田开拓方案存在的问题，以及优化采区划分和开拓方案的思路，从技术、安全等方面分析比较，确定了本次矿井采区划分及井田开拓优化设计方案。该方案对矿井中、后期的生产和接续有着重要的影响和意义。

关键词：采区划分；开拓方案；地质构造；采区接续

矿井的采区划分与开拓方案关系到整个矿井的生产接替和长远发展，其设计的优越与否直接影响到矿井将来生产过程中能否达到设计生产能力，以及运营成本的高低，对矿井将来的可持续发展有着重大的意义。

马莲台煤矿位于宁夏回族自治区灵武市横城矿区，矿井目前已建成正在生产。在生产过程中，为了对井田煤层赋存情况和地质构造更进一步掌握，矿井于2012年～2015年进行了煤炭资源生产补充勘探工作。通过补充勘探，发现井田范围内地质构造比以往发现的更为复杂，褶曲发育、断层多，考虑原批复的采区划分和井田开拓方案设计存在一定的问题，与目前实际地质条件有些不相符，文章提出了对矿井采区划分及井田开拓方案设计进行优化。

1　矿井概况

马莲台煤矿位于宁夏回族自治区中东部，行政区划隶属宁夏回族自治区灵武市临河乡，北西方向隔黄河距银川市35km，西南方向距灵武市27km，井田面积24.713km2。根据最新提交的马莲台煤矿生产补充勘探报告，井田范围内大的褶曲构造有4条，落差大于8m的断层有31条 （其中落差H≥100m的断层5条，50m≤H＜100m的断层5条），地质构造十分复杂。煤层倾角大，大部分为倾斜煤层；可采煤层5层，平均厚度为1.13～2.80m。矿井水文地质条件简单。各煤层为中等变质的气煤，具有水分低、高挥发分、低灰～中灰、低～高硫、特低磷～低磷、低氯、中高发热量～高发热量。为瓦斯矿井，煤尘均有爆炸性危险，可采煤层自燃倾向为自燃～容易自燃煤。

马莲台煤矿原设计生产能力为2.40Mt/a，矿井初步设计及安全专篇于2006年批复，于2008年7月建成投产，2014年矿井核定生产能力为3.60Mt/a。目前矿井一采区即将采完，二采区正在施工准备巷道。

为了考虑下一步的生产接续，马莲台煤矿进行了煤炭资源生产补充勘探工作，经过补充勘探，地质构造比以往所勘查的复杂了很多，因此为了统一部署整个矿井的生产布局，并使矿井采区接续更加合理，矿井产量保持较长时间的稳产，需要进一步对井田采区划分及井田开拓方案进行优化调整。

2　原批复采区划分和开拓方案

2.1采区划分

原批复设计中根据以往地质资料将全井田（未包括+500m标高以下资源）划分为七个采区。

2.2开拓巷道布置

原批复的矿井开拓巷道布置方式为：在工业场地内布置有主斜井、副斜井及中央回风斜井，均落底于+750m水平，在井底+750m水平布置有井底车场等相关硐室（均已形成）。矿井生产的中、后期通过井底煤仓上口和井底车场巷道在该水平向东南方向布置+750m胶带运输大巷及+750m轨道运输大巷至井田东部边界处，通过两条大巷布置各采区上、下山来开拓三、四、五、六和七采区。为解决矿井中、后期生产时的通风问题，先后开凿南回风斜井、六采区回风立井及七采区回风斜井三条井筒。

原批复采区划分和开拓方案如图1所示。

图1　原批复采区划分和开拓方案图

2.3原批复采区划分和开拓方案存在的问题

根据最新生产补充勘探报告，井田内断层比以往的地质报告中多了十多条，各煤层被切割的更为破碎，而且新发现的几条较大的断层对采区划分也影响很大；同时，+500m标高以下煤层也在井田范围内，应该考虑其中，原采区划分方案已不尽合理，已不能指导井田下一步的开拓布局，因此需要重新进行采区划分。由于断层构造的影响和采区需要重新划分，原开拓巷道布置方案也需要进一步优化调整。

3　采区划分和开拓方案优化

3.1采区划分

通过对最新生产补充勘探报告中地质构造分析，并结合水平划分，将全井田共划分为11个采区。

3.2开拓巷道布置方案优化

根据煤层赋存特点，结合采区划分方案，开拓巷道布置方案优化为：通过井底煤仓上口先平行于二采区下山向东布置+750m胶带运输石门至F5断层附近，然后再沿断层走向向南及东布置+750m胶带运输大巷至七采区边界；同时通过二采区轨道下山上部车场平行于+750m胶带运输石门及+750m胶带运输大巷布置+750m轨道运输石门及+750m轨道运输大巷。

然后通过+750m胶带运输大巷及+750m轨道运输大巷布置各采区的上、下山。

为了满足通风的要求，在三采区上部、东部三个采区上部和十采区上部各布置了一条回风斜井（南回风斜井、东回风斜井和十采区回风斜井。其中南回风斜井担负三、五、六采区的回风任务，东回风斜井担负四、七、八、九三个采区的回风任务，十采区回风斜井担负十采区的回风任务）；为了满足辅助运输的需要，在三采区上部沿F20断层平行于南回风斜井布置一条南辅助提升斜井，担负除一、二采区外其他采区的辅助提升任务。

优化后的采区划分和开拓方案如图2所示。

图2　优化后采区划分和开拓方案图

3.3优化前后开拓方案优缺点对比

优化前后开拓方案优缺点对比见表1。

表1　优化前后开拓方案优缺点对比表

通过上述对比分析可知，井田开拓方案优化后，首先，中、后期辅助运输距离缩短，井下辅助运输能力增加；其次，通风系统得到优化，减小了通风阻力；另外，增加了+500m标高以下煤层开拓巷道布置，同时对全井田开拓巷道进行了详细的布置和优化，使得矿井开拓巷道布置更为合理，节省了部分巷道工程量，生产过程中的运营成本也相应得到降低。

4 结语

马莲台煤矿地质构造复杂，可采煤层较多但厚度较薄，煤层赋存倾角大，工作面及采区接续比较困难，做好全井田的采区划分和开拓巷道布置方案，可以有效解决矿井中后期生产过程中的采区接续问题，可保证矿井较长时间的达产和稳产期。本次方案优化对全井田进行了更为细致的采区划分和开拓巷道布置，能够更好的指导下一步井田开拓巷道的施工和全井田的开发，对矿井将来的生产和可持续发展有着深远的意义，也为类似条件的矿井开拓方案设计提供借鉴经验。

参考文献：

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[2]GB50215-2005，煤炭工业矿井设计规范[S].北京：中国计划出版社，2005.

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[5]王文书.矿井开拓方案确定方法[J].煤炭工程，2012，44 （9）：1-3.

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中图分类号：TD822