岚县矿区某煤矿井田开拓方式选择

胡 波

（山西省煤炭安全执法总队，山西 太原 030001）

1 井田概况

该煤矿井田位于宁武煤田的南端，井田面积9.26 k m2，矿井初期主要可采煤层4-1、4号煤层，平均煤厚分别为3.13 m和2.39 m，倾角一般小于10°，结构中等，顶底板岩性一般，煤层为自燃煤层，煤尘具有爆炸性，属瓦斯矿井，低温正常。井田内煤层上覆各含水层富水性都较弱，水文地质条件简单。

2 矿井工业场地位置的选择

本井田位于吕梁山脉芦芽山南部的丘陵区，属典型黄土梁峁地貌。根据井田内地形情况，经现场踏勘，从技术经济方面考虑，矿井工业场地及井口位置只能选择在岚河滩地上，其它地形复杂，不易布置。拟将工业场地选择在井田中部葛铺村与曲立村之间的岚河西岸滩地上，布置主立井、副立井、回风立井。其优点为：场地平坦，工程地质条件较简单；土石方少，节约资金；工业场地基本位于岚河保安煤柱范围内，不需要单独留设工业场地保安煤柱，减少了煤柱损失；工业场地基本位于井田中部地段，有利于井下开拓巷道布置。

3 井田开拓方式的选定

根据井田内4-1、4、7、9号煤层赋存条件，设计将4-1、4号煤层划分一个水平开采，7、9号煤层划分另一个水平后期开采。结合井田地形，设计共提出三个井田开拓方案。三方案分述如下：

1）方案一：立井开拓方式、走向长臂。

在选定的工业场地内，布置主立井、副立井和回风立井三个井筒。主立井净直径5.0 m，垂深568.0 m，井筒装备一对12 t四绳立井箕斗，冷弯方管型钢罐道，担负全矿井的煤炭提升任务，兼作进风井；副立井净直径7.0 m，垂深568.0 m，井筒装备一对1 t矿车二层四车四绳罐笼和梯子间，冷弯方管型钢罐道，担负矿井矸石、材料、设备、人员等所有辅助提升任务，兼做进风井和安全出口；回风立井净直径5.0 m，垂深566.5 m，井筒装备梯子间，担负矿井回风任务，兼做安全出口。主立井、副立井均落底于4号煤层底板岩石中，设＋590 m水平井底车场，回风立井落底于4-1号煤层。井筒落底后，沿南北和东西方向分别布置一组＋590 m水平大巷，其中胶带运输大巷和辅助运输大巷沿4号煤层，回风大巷沿4-1号层煤，大巷布置总体呈“T”字形。＋590 m水平辅助运输大巷与井底车场巷道直接相连，＋590 m水平胶带运输大巷通过16°斜巷爬坡至井底煤仓上口与主立井相连，＋590 m水平回风大巷与回风立井相接。全井田上组煤共划分为三个采区。

大巷煤炭运输，采取胶带运输机，辅助运输方式采用无极绳连续牵引车牵引矿车运输。

矿井通风方式采用中央并列式，通风方法采用抽出式。

上组煤井田开拓方式（方案一）平面见图1。

图1 上组煤井田开拓方式（方案一）平面布置图

下组7、9号煤层另设开采水平联合开采，水平延深采用暗斜井延深方式。分别布置胶带暗斜井和轨道暗斜井，胶带暗斜井倾角23°，斜长342.0 m，通过胶带转运平巷与＋590 m水平胶带运输大巷相连。轨 道 暗 斜 井 倾 角 22°，斜 长 267.0 m，与＋590 m水平辅助运输大巷相连。下组煤开拓巷道与上组煤开拓巷道重叠布置，二水平胶带运输大巷沿9号煤层底板布置，二水平辅助运输大巷、回风大巷沿9号煤层顶布置。全井田下组煤共划分为四个采区。

2）方案二：斜立井综合开拓方式。

在选定的工业场地内，布置主斜井和副立井，另选择风井场地布置回风立井。主斜井净宽5.0 m，倾角25°，斜长1 107.0 m，井筒装备大倾角带式输送机和检修轨道，担负全矿井煤炭提升任务和液压支架等大型设备以及长材料的升降任务，兼作进风井及安全出口；副立井净直径7.0 m，垂深565.0 m。井筒装备一对1 t矿车二层四车四绳罐笼，冷弯方管型钢罐道，担负矿井材料、设备、人员及矸石等升降任务，兼作进风井及安全出口；回风立井净直径4.5 m，垂深543.0 m。井筒装备梯子间，担负矿井回风任务，兼做安全出口。主立井落底＋690 m，副立井落底＋590 m，回风立井落底于4-1号煤层。鉴于主、副井筒落底点相距400 m，因此，主、副井筒落底后分别设井底车场。在主立井井底设置上抬式井底煤仓，二水平胶带运输大巷通过16°斜巷爬坡至井底煤仓上口，井底撒煤采用本水平清理。全井田上组煤共划分为二个采区。

方案二开拓巷道布置、大巷运输方式、通风方式及通风方法基本同方案一。

3）方案三：斜立井综合开拓方式。

方案三与方案一的区别在于工作面布置方式不同，该方案利用＋590 m水平大巷作为采区巷道，布置倾向工作面。大巷与井筒连接同方案一。全井田上组煤共划分为两个采区。

大巷煤炭运输方式采用胶带运输机，大巷辅助运输方式蓄电池电机车，工作面顺槽采用无极绳连续牵引车牵引矿车运输。

4 井田开拓方案比较及选择

4.1 开拓方案技术比较

4.1.1 方案一优缺点

1）方案一主要优点。

主立井井筒工程量较主斜井井筒工程量少；立井进风较斜井多，有利于通风管理；立井井筒布置在工业场地内，较斜井井筒保安煤柱少；建井工期短，投产快；工作面沿煤层走向布置，顺槽运输方便，工作面管理简单，安全性好；工作面煤层变化不大，工作面设备可以发挥最大性能；布置二采区上山作为采区巷道，与水平大巷分开，巷道功能明确，管理简单；水平大巷破坏程度小，有利于大巷维护；工作面接替方便。

2）方案一主要缺点。

主立井提升采用箕斗，增产潜力不大；主立井井筒上下部连接较斜井复杂，井筒装备复杂；采区上山辅助运输可选性少。

4.1.2 方案二优缺点

1）方案二主要优点。主斜井提升采用带式输送机，运输能力大，增产潜力大；斜井井筒施工工艺较立井井筒简单；大型设备和长材料利用主立井胶带检修轨升降，降低了副井绞车的电机功率；主斜井作为安全出口，安全可靠性好。

2）方案二主要缺点。主斜井井筒工程量较立井井筒大；主斜井井筒保安煤柱压煤量大，资源损失大；建井工期长，投产慢。

4.1.3 方案三优缺点

1）方案三主要优点。开拓大巷与采区大巷合二为一，大巷工程量省；＋590 m水平大巷辅助运输方式可选性多，大巷运输简单方便；布置水平大巷开采下组煤，避免了暗斜井提升运输；可实现上下组煤配采。

2）方案三主要缺点。工作面倾斜开采，涌水可能导致工作面无法正常工作；工作面液压支架不稳定，特别是9号煤放顶煤液压支架，难以达到支护效果，给安全生产不利；上下组煤配采时工作面接替困难，工作面回采率低；风流紊乱，不利于安全生产；工作面顺槽长度1 800 m，高差近200 m，顺槽辅助运输困难。

上述三方案从技术上分析，方案一优于方案二和方案三。

4.2 开拓方案经济比较

方案一、三比方案二初期井下可比项目工程总投资多150 000元，地面主要可比项目工程总投资多346万元，建井工期少6个月。从经济上比较，考虑斜井压煤损失近1亿，方案一、三明显优于方案二。

综合三个方案技术、经济比较结果，设计推荐方案一，即立井开拓、工作面走向布置。

5 结语

1）该矿井田工业广场位置经现场踏勘，经现场踏勘，从技术经济方面考虑，矿井工业场地及井口位置只能选择在岚河滩地上，其他地形复杂，不易布置。将工业场地选择在井田中部葛铺村与曲立村之间的岚河西岸滩地上，布置主立井、副立井、回风立井。

2）针对该矿工业场地，结合井田地形，统筹考虑后期开采7、9号煤层，我们提出三种开拓设计，通过专业性的对比，设计一优于后两种，经济性比较方面，设计一、三优于设计二，最终选择方案一：立井开拓、采煤工作面走向布置，即主、副井筒采取长短腿布置，都落底于＋590 m水平，落底后设＋590 m水平井底车场，设计以＋590 m一水平开采全井田的4-1、4号煤层。