芦村二号煤矿开拓方式的比选确定研究

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

芦村二号煤矿位于陕西省富县西南，井田东西宽约 5.64～15.78km，南北长约 7.25·～12.94km，面积176.25km2。矿井工业储量50.99Mt，设计储量49.44Mt，矿井生产能力0.90Mt/a，服务年限为31.0a，最大涌水量170m3/h，2号煤层是区内唯一有工业价值的可采煤层，煤尘均具有爆炸危险性，属易燃～自燃煤，自然发火期3～6个月。煤层老顶以块状灰白色中～细粒岩屑石英砂岩为主，直接顶板以细砂岩、粉砂岩为主，局部为泥岩和砂质泥岩。伪顶主要为薄层状泥质粉砂岩或砂质泥岩，直接底板主要为一套灰色团块状粉砂质泥岩。

2 井田开拓原则及特点

2.1 开拓原则

（1）以经济效益为中心，以建设安全现代化矿井为目标[1-3]；

（2）合理选择工业场地位置，紧密结合地形特点、地面运输条件、井下开采条件选择场地位置，场地布置集中合理，减少占地和压煤；

（3）合理确定水平标高与首采区位置。初后期兼顾，突出初期，兼顾后期。

2.2 井田特点

（1）井田面积大：井田东西宽约5.64～15.78km，南北长约7.25～12.94km，面积176.25km2；

（2）交通条件差：现有公路运输条件较差，需新修9km的运煤道路；

（3）煤层埋藏较浅：埋深100～300m左右；

（4）煤层以薄煤层为主，煤层厚度0.8～1.05m；

（5）井田内煤层可采区域（大于0.8m）集中在井田的中南部。

3 矿井开拓方式

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，井田内芦村沟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“陈家河斜井开拓”方案和“陈家河主斜+陈家河南场地副立开拓”方案。

3.1 陈家河斜井开拓方案

该方案选用陈家河场地，工业场地地坪标高约为+1086m，煤层埋深约为320m。矿井采用斜井单水平开拓。

主斜井井口标高+1120.000m，落底标高+767.000m，井筒斜长1281m，倾角16°，井筒净宽5.0m，净断面17.8m2；井筒铺设1000mm胶带，装机功率3×450kW，担负煤炭运输和进风任务，兼作安全出口；井筒敷设有检修用轨道用于胶带的检修和运送零散人员。

副斜井井口标高+1087.000m，井底水平标高+760.000m，井筒斜长953m，倾角20°，井筒净宽5.0m，净断面17.8m2；井筒铺设两趟900mm轨道，担负矿井设备、材料等辅助提升、人员运输和进风任务，兼作安全出口。

回风立井井口标高+1125.000m，落底标高+767.00m，井筒垂深358m，倾角90°，井筒净宽5.0m，净断面19.6m2。井筒担负矿井回风任务，兼作安全出口。

井下采用单水平开拓，开拓水平标高为+760m。

井筒落底后沿东西方向布置一组东、西翼（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田南部区域；沿南北方向布置一组北翼（主运、辅运、回风）大巷向北延伸2.5km，开拓井田中部区域；北翼大巷北边界沿东西方向布置一组六采区（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田中北部区域；北翼大巷沿井田中部0.8m可采边界线布置一组采区联络巷向北延伸2.7km，然后沿东西向布置一组七采区（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田北部区域。另外，为满足矿井后期通风及安全出口需要，井田中北部设置一个回风立井，服务于后期（20a以后）。

根据大巷布置本井田共划分为7个采区，初期移交采区为一采区，一采区两翼分别布置一个工作面，实现0.90Mt/a的设计生产能力。该方案平面图见图1。

3.2 陈家河主斜+陈家河南场地副立开拓方案

该方案选用陈家河及陈家河南场地，分场地布置。陈家河南场地地坪标高约为+1120m，煤层埋深约为355m。矿井采用主斜井、副立井单水平开拓。主斜井位于陈家河工业场地，副立井、回风立井位于陈家河南工业场地。

主斜井井口标高+1120.000m，落底标高+767.000m，井筒斜长1281m，倾角16°，井筒净宽5.0m，净断面17.8m2；井筒铺设1000mm胶带，装机功率3×450kW，担负煤炭运输和进风任务，兼作安全出口；井筒装备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+1120.000m，井底水平标高+767.00m，井筒垂深353m（不含井底水窝）。井筒净直径7.0m，净断面38.5m2，装备一对900mm轨距1.5t单层双车罐笼，选用1台JKMD4.5×4型落地式多绳摩擦提升机，功率1800kW，担负矿井辅助提升和进风任务；井筒装备梯子间，兼作安全出口。

回风立井井筒特征及装备同“陈家河斜井开拓方案”中的回风立井。井下采用单水平开拓，开拓水平标高为+767m。

井筒落底后沿东西方向布置一组东、西翼（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田南部区域；沿南北方向布置一组北翼（主运、辅运、回风）大巷至0.8m可采边界线，开拓井田中部区域；北翼大巷北边界沿东西方向布置一组五采区（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田中北部区域；沿井田中部0.8m可采边界线布置一组采区联络巷向北延伸2.5km，然后沿东西向布置一组六采区（主运、辅运、回风）大巷，开拓井田北部区域。另外，为满足矿井后期通风及安全出口需要，井田中部设置一个回风立井，服务于后期（20a以后）。

根据大巷布置本井田共划分为6个采区，初期移交采区为一采区，在一采区两翼分别布置1个回采工作面。该方案平面图见图2。

图1 方案一开拓平面布置图

图2 方案二开拓平面布置图

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场外道路较短；③该场地压煤较少；④矿井初期投产时井巷工程量较小；⑤该方案投资省，工期短；⑥主、副井位于一个场地，管理简单；⑦斜井施工及装备简单，投资少。

该方案的缺点是主、副、风井落底距离较远，贯通时间较长，不利于井下掘进，对特殊地层施工适应性较差。

（2）方案二的优缺点

方案二的优点主要有：①该场地位于井田中部，布置容易；②三条井筒落底贯通时间短，有利于井下掘进；③首采区域煤层赋存稳定，有利于矿井达产、稳产[4-6]；④副井提升速度快，提升量大。

方案二的缺点主要有：①场地压煤较多；②矿井初期投产时井巷工程量大；③该方案投资较大，工期相对较长；④主、副井位于两个场地，管理复杂；⑤工业场地征地面积较大，土方量大。

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1699万元，且工期也长2个月。

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，综合考虑方案一较为技术可行、经济合理。

表1 开拓方案经济比较表（可比部分）

5 结语

井田开拓应结合当地的地形地貌以及内外部运输条件先对工业场地的位置做出较为可行的方案，再结合矿井井下的特点提出陈家河斜井开拓方案，具有建设投资省、见效快、用人少、装备标准高、效益好等特点，满足安全高效的现代化矿井要求。