红庆河煤矿扩能方案研究

胡伯

（煤炭工业规划设计研究院有限公司，北京 100000）

近年来，我国工业化进程不断加快，煤炭作为使用最多的能源之一，它的生产、供应及消耗逐渐呈现出不平衡的发展趋势[1-3]。煤矿改扩建项目主要是在原有项目的基础上实施再建设，改扩建的最终目标是增产量、降耗能、提效率、扩种类等[4-5]，实现项目的转型升级和资源的优化配置，达到改善环境、综合利用的最终目的[6-7]。本文以红庆河煤矿为例，通过对煤矿资源与开采条件分析，根据国家有关产业政策和安全管理规定，在多方案基础上，对扩能方案进行了分析论证，确定其是否具有扩能条件以及合适的扩能方案，提出可行性建议。

1 概 况

红庆河煤矿位于东胜煤田的南缘东部，是东胜煤田新街矿区的特大型矿井。其构造形态与区域含煤地层构造形态一致，总体为一向西倾斜的单斜构造，倾角一般1°～ 3°，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大；发育有宽缓的波状起伏，未发现褶皱构造，亦无岩浆岩侵入。井田长13～19 km、宽约8.7 km，面积140.759 km2，有10个可采煤层，煤层均有自然发火倾向和煤尘爆炸危险性。井田及后备区合计资源储量412 448 万t，批复设计生产能力1 500 万t／a，矿井服务年限为99.26 a，矿井2 个首采工作面均已开始试回采。

矿井采用立井开拓方式；工业场地内布置主、副、中央1 号风井、中央2 号风井4 个井筒，分3个水平开拓；3- 1、3- 1 上煤为一水平，水平标高+677 m；4- 1、4- 2、5- 1 及5- 2 为二水平，水平标高+630 m；6- 1、6- 2、6- 3 及6- 4 煤为三水平，水平标高+570 m。井下沿南偏东36°方向两翼各布置3 条大巷，开拓全井田。地面运输主要采用铁路外运，矿井铁路专用线接轨新恩线新街西站，专用线长6.1 km。井下煤炭运输均采用带式输送机运输、辅助运输全部采用无轨胶轮车运输。

2 红庆河煤矿生产状况

2.1 资源储量核查

根据《关于< 内蒙古自治区东胜煤田红庆河区乃马岱井田煤炭资源勘探报告> 矿产资源储量评审备案证明》 和国土资矿划字[2008]061 号划定红庆河矿区范围文件，经计算红庆河井田矿井工业资源/ 储量为281 383.9 万t，井田范围内矿井设计可采储量为208 453.7 万t。另外，后备区井田面积40.681 km2，资源储量104 444 万t，按照估算设计可采储量约70 000 万t。两块面积内总可采储量约278 454 万t。

现有井田范围资源储量按照1 500 万t/a 计算，矿井服务年限为99.26 a。若满足《煤炭工业矿井设计规范（GB50215- 2015）》[8]大型矿井70 a 的规定，计算现有井田范围（矿权范围） 资源量扩建支持生产能力2 200 万t/a，后备区资源量支持700 万t/a。

2.2 生产系统能力核算

按照常规核算，采用年工作330 d，矿井提升时间18 h 计算，主井提升能力为1 620 万t/a；采用年工作日330 d，三班作业，班最大提升时间5 h计算，副井提升能力2 020 万t/a。按照2 个工作面采掘工作面生产能力核算为1 500 万t/a，按照3 个工作面生产能力核定2 240 万t/a。矿井通风系统生产能力为2 345 万t/a。主井井口至原煤仓带式输送机生产能力核定值为2 024 万t/a，选煤厂核定能力1 736 万t/a，储装运系统核定能力2 020 万t/a。

因此，以主井提升能力1 620 万t/a 和采掘工作面生产能力1 500 万t/a 为最小环节，现矿井的核定生产能力为1 500 万t/a （2 个工作面）、1 620万t/a （3 个工作面）。

3 扩能开发方案

3.1 扩能开发方案

据国家产业政策及规划方案的编制依据、原则，结合红庆河煤矿的资源条件、开采技术条件、后备区开发利用等多方面因素，对红庆河煤矿扩能至2 200万t/a的生产能力提出4 个方案，见表1。

表1 扩能开发规划方案Table 1 Expansion development plan

3.2 扩能方案比较

从技术可行性和管理可行性2 个方面对扩能方案进行分析比较。方案一，利用产能核增政策、现有矿井生产能力扩能可通过增加采区、增加工作面，配套增加回风井，目前尚不满足政策要求，且灾害较严重不可行。方案二，从管理上看，当前对现有矿井进行改扩建不符合现行文件要求，至少5 a 后才可以合规走程序。从技术上分析是可行的，但存在生产过于集中、生产及安全管理难度大等不利因素，因此，方案二不具备实施条件。方案三，通过调整井田边界再建新井，虽然投资略大，但2个矿井的开发互不干扰，独立建设，且符合相关政策，具有可操作性，可以实现矿井2 200 万t/a 规模。方案四，在方案三的基础上，在后备区资源再建新井，虽然投资略大，但从争取获得资源战略布局角度考虑，具有明显的战略优势；可以展望矿井2 900 万t/a 规模。

因此，综合分析认为，方案三通过调整井田边界再建新井，实现矿井2 200 万t/a 规模是可行的；方案四，通过争取后备区资源再建新井，展望矿井2 900 万t/a 规模是可期的。总体来说可按照方案三开始实施，在实施过程中筹备方案四。

3.3 扩能实施方案

以原矿井一水平三五采区北边界线为界划分为2 个矿井。其中，南部为一井，维持现有开拓开采布局不变，生产能力1 500 万t/a，服务年限70 a；北部划为二井，生产能力700 万t/a，服务年限70 a。2 个矿井合计生产能力达到2 200 万t/a 规模，矿井边界及储量划分如图1 所示。

结合井上、下条件，二井工业场地布置在井田范围中央位置，工业场地内布置主、副、风井3 个井筒。移交1 个采区，工作面采用大巷条带布置方式，均采用长壁后退式采煤方法，装备一套综合机械化一次采全高采煤工作面，全部冒落法管理顶板，井下煤炭运输均采用胶带输送机运输、辅助运输全部采用无轨胶轮车运输。二井不单独建设洗煤厂，通过对一井洗煤厂改扩建，使其满足2 个矿井的洗选能力。二井原煤通过地面皮带运送至一井，利用一井洗煤厂洗选后由一井统筹运销。改扩建洗煤厂时，使其具备中期2 200 万t/a、远期2 900 万t/a 洗选能力。

4 结 论

为充分利用资源，达到扩大产能、煤矿经济效益最大化的目的，对红庆河煤矿扩能方案进行了研究，得出以下结论。

（1） 通过对红庆河资源储量和生产系统能力分析，明确了红庆河煤矿及其后备区可采储量及矿井提升运输能力。

（2） 在分析红庆河煤矿资源条件、开采技术、后备区等多方面因素的基础上，提出了4 种红庆河煤矿扩能开发方案。

（3） 通过从技术和管路两方面分析对比后，得出红庆河煤矿扩能最佳方案是通过再建新井的方式进行扩能，并提出了相应的实施方案。