对煤矿改扩建设计中开拓方案的探讨

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【摘 要】近年来，新疆自治区先后对一些储量丰富、煤层赋存条件好的矿井进行了改扩建，本文根据恒泰煤业有限公司恒兴煤矿实际，对其矿井开拓方案进行了分析和探讨，对建设安全、稳产、高效的矿井意义重大。

【关键词】改扩建 开拓方案 安全

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-061-01

1、前言

恒兴煤矿位于阿克苏地区拜城县东北约50km处，矿井原名称为“拜城县大桥煤矿”。煤矿于1992年建井，生产规模为3万t/a，最初属大桥乡乡镇企业，2004年转交新疆温州商会拜城县恒泰煤业有限公司，2005年更名为“新疆拜城县恒泰煤业有限公司恒兴煤矿”，并拟改扩建为0.15Mt/a，但改扩建的矿井至今未进行生产。恒泰煤业有限公司恒兴煤矿煤层赋存稳定，开采技术简单，煤炭资源量较为丰富，经过对多方面因素的综合分析，本次拟改扩建为0.45Mt/a的中型矿井。

2、恒兴煤矿概况

2.1矿井地质概况

井田总体为一向南陡倾的单斜构造，西部地层倒转。产状近于直立，多在82°～88°之间。井田内有可采煤层共3层，分别为A5、A7、A9煤层。A5煤层位于井田内三层可采煤层最下部，全矿井可采，平均厚8.37m。A7煤层位于A5煤层上部，与A5煤层间距平均5.95m，平均5.30m。A9煤层与A7煤层间距平均39.74m，平均厚4.48m。矿床水文地质条件属于简单——中等类型，工程地质条件为层状岩类中等型。矿井按高瓦斯矿井管理，瓦斯相对涌出量暂按10m3/t考虑。

2.2矿井开拓现状

现有0.15Mt/a的矿井采用混合提升斜井开拓，混合提升斜井井筒位于井田以外距南部边界80m的山脚处。井口标高+2087m，井筒倾角25°，至一水平（+1937m）井筒斜长381m，井筒净宽3.8m，井筒净断面积10.12m2，铺设30kg/m钢轨，双钩串车提升，担负全矿井提煤炭、矸石、升降人员、材料设备等任务，兼作矿井进风井，作为矿井第一安全出口。中央风井位于1勘探线和2勘探线中间山脚处，井口标高+2140.297m，井筒倾角30°，至回风水平（+2010m）井筒斜长260m，钢筋混凝土和锚喷支护。担负全矿井的回风任务，并设人行台阶和扶手，兼作矿井第二安全出口。在中央风井附近布置轨道、运输、回风三条上山，准备回采混合提升斜井以西+1937m水平以上煤层。

3、井田开拓方案选择

3.1开拓方案

本次矿井是在原0.15Mt/a规模改扩建矿井的基础上设计的，原矿井的混合提升斜井、风井，满足不了0.45Mt/a设计矿井主提升和通风的要求。在考虑到尽量利用现有井巷、地面设备、设施及工业场地的基础上，经综合考虑多方案比较后设计提出以下两个开拓方案进行比较：

方案一：主立井、副斜井开拓方案

新掘主立井，利用原有混合提升斜井做为副井，新掘立风井。

主立井布置于井田北部边界，1勘探线和2勘探线之间山脚处。井口标高+2037m，井筒直径5.0m，净断面积19.64m2，钢筋混凝土和锚喷支护。井筒安装箕斗提升，担负全矿井的提升煤炭任务。

利用原有混合提升斜井做副斜井，井筒位于井田以外距南部边界80m的山脚处。井口标高+2087m，井筒倾角25°，至一水平（+1937m）井筒斜长381m，井筒净宽3.8m，井筒净断面积11.33m2，铺设30kg/m钢轨，单钩串车提升，担负全矿井提矸、升降人员、材料设备等任务，兼作矿井进风井，井筒内敷设排水和消防洒水管路、动力及通信电缆等，并设人行台阶和扶手，作为矿井第一安全出口。

西立风井在主立井正西37m处，井口标高+2038m，井筒直径4.0m，净断面积12.57m2，钢筋混凝土和喷射混凝土支护。担负矿井一、二、四采区的回风任务，井筒内设置梯子间，兼作矿井第二安全出口。

东立风井在井田北部边界，3勘探线附近。井口标高+2095m，井口标高+2038m，井筒直径4.0m，净断面积12.57m2，钢筋混凝土和喷射混凝土支护。担负矿井三、五采区的回风任务，井筒内设置梯子间，兼作矿井第三安全出口。

矿井划分为三个水平，水平标高为+1937m水平、+1747m水平、+1500m水平。共有五个采区，采区都为双翼采区。

方案二：主斜井、副立井开拓方案

利用原有混合提升斜井做主斜井，井筒位于井田以外距南部边界80m的山脚处。井口标高+2087m，井筒倾角25°，至一水平（+1937m）井筒斜长381m，井筒净宽3.8m，井筒净断面积11.33m2，铺设大倾角带式输送机，担负全矿井煤炭任务，兼作矿井进风井，作为矿井第一安全出口。

副立井在井田北部边界，1勘探线和2勘探线中间山脚处。井口标高+2037m，井筒直径5.0m，净断面积19.64m2，钢筋混凝土和喷射混凝土支护。井筒安装1对罐笼提升，担负全矿井的提升材料、设备、矸石和升降人员任务。

西立风井在副立井正西37m处，井口标高+2038m，井筒直径4.0m，净断面积12.57m2，钢筋混凝土和锚喷支护。担负矿井一、二、四采区的回风任务，井筒内设置梯子间，兼作矿井第二安全出口。

东立风井在井田北部边界，3勘探线附近。井口标高+2095m，井口标高+2038m，井筒直径4.0m，净断面积12.57m2，钢筋混凝土和喷射混凝土支护。担负矿井三、五采区的回风任务，井筒内设置梯子间，兼作矿井第三安全出口。

矿井划分为三个水平，水平标高为+1937m水平、+1747m水平、+1500m水平。共有五个采区，采区都为双翼采区。矿井通风系统为分区式。

各开拓方案优缺点比较如下：

方案一优点：①利用原有混合提升斜井做副井，可充分利用地面轨道系统及提升设备；②副斜井运送大型设备较为便利；③原混合提升斜井井底车场及硐室可以充分利用，减少工程投资。

缺点：①延深下部水平时，辅助运输需接力提升，提升系统复杂，所需人员较多；②与方案二相比，主立井较主斜井提升系统复杂。

方案二优点：①斜井做为主井提升能力较大，提升系统安全简单；②矿井为急倾斜煤层，水平服务年限短，副立井延深时较为方便。

缺点：①不能充分利用原有地面提升设备及轨道系统，原有设备、设施浪费较多；②副立井布置车场及硐室，工程量大，工程投资增加；③副立井运送大型设备较为困难。

根据上述技术比较结果，经综合考虑后，设计推荐方案一：即主立井、副斜井（原混合提升斜井）开拓方案。

3.2井口数目和位置

全矿井共设计有4条井筒：分别为主立井、副斜井、西风井和东风井。矿井投产时共布置3条井筒，即为主立井、副斜井、西风井。

主立井在井田北部边界，1勘探线和2勘探线中间山脚处。井口标高+2037m，井筒直径5.0m，净断面积19.64m2，钢筋混凝土和锚喷支护。井筒布置一对4t箕斗提升，担负全矿井的提升煤炭任务。

副斜井利用原混合提升斜井，井筒位于井田以外距南部边界80m的山脚处。井口标高+2087m，井筒倾角25?，至一水平（+1937m）井筒斜长381m，井筒净宽3.8m，净断面积11.33m2，铺设30kg/m钢轨，单钩串车提升，担负全矿井提矸、升降人员、材料设备等任务，兼作矿井进风井，井筒内敷设排水和消防洒水管路、动力及通信电缆等，并设人行台阶和扶手，作为矿井第一安全出口。

3.3水平划分及阶段垂高

根据《煤炭工业矿井设计规范》关于水平段高的规定，结合井田内煤层赋存和开采技术条件及矿井开采现状，矿井共划分为三个水平，一水平标高为+1937m、垂高103～163m；二水平标高为+1747m、垂高190m；三水平标高为+1500m，垂高247m。

结束语

本文根据矿井煤层赋存和开采技术条件，采用了适合于该矿井条件的先进技术和生产工艺，改善井下工人工作环境，降低劳动人数和劳动强度，对提高矿井开采的技术水平、促进矿井的标准化建设、建设安全、稳产、高效的矿井意义重大。