張雁軍

（山西晉城興唐煤業(yè)有限公司車寨礦井生產(chǎn)管理部，山西 晉城 038400）

1 井田地質(zhì)條件

設(shè)計(jì)將車寨礦井工業(yè)場地及井口位置選擇在井田內(nèi)ZK404號鉆孔以西、下胡公路以北的長條形階地上，該場地西距S331省道坪曲線約2.0km，東距下村鎮(zhèn)約10.0km，基本位于井田中南部區(qū)域、煤層埋藏的淺部，對井上、下布置均十分有利。

井田批準(zhǔn)開采的3號煤層埋藏深度424～692m，根據(jù)井筒檢查鉆資料，上部松散底層厚5～27.6m，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般60～80m。井田內(nèi)3號煤層上覆各含水層富水性都較弱，位于各煤層下部的奧灰?guī)r巖溶水富水性較強(qiáng)，其靜水位標(biāo)高+595～625m，使井田中部和西部的3號煤層處于帶壓奧灰水開采狀態(tài)。鑒于山西組煤層底板隔水層厚度88.1～107.99m，根據(jù)計(jì)算3號煤層底板奧灰水突水系數(shù)0.015～0.033MPa/m，綜合斷裂構(gòu)造不發(fā)育，一般不會(huì)造成底板突水。但帶壓開采影響的問題較多，突水系數(shù)法是否適合本區(qū)值得商榷，加之井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)有多個(gè)斷層及陷落柱，雖規(guī)模較小，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告推斷其導(dǎo)水性可能不大，應(yīng)引起足夠的重視，生產(chǎn)中加強(qiáng)查明及隱伏構(gòu)造的調(diào)查工作，及時(shí)制定相關(guān)措施，防止構(gòu)造破碎帶導(dǎo)水對礦井開采造成威脅。

2 開拓方案的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)在方案階段考慮了斜井開拓方案，由于主斜井提升高度過大（517m），經(jīng)計(jì)算大傾角帶式輸送機(jī)膠帶強(qiáng)度達(dá)4200N/mm，由于膠帶太厚，膠帶運(yùn)行形成深槽較困難，輸送帶上原煤易出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，且在國內(nèi)尚無應(yīng)用的先例，而且多家正在實(shí)施的大垂深、大傾角主井帶式輸送機(jī)礦井井型均在5.0Mt/a以上，因此該礦不適宜斜井方案。針對確定的工業(yè)場地位置，結(jié)合擬采用的立井開拓方式，設(shè)計(jì)了兩個(gè)開拓方案。

2.1 開拓方案一的分析

南北向大巷加上下山開采、中央風(fēng)井加楊家村風(fēng)井開拓方案。在楊家村東部布置一對楊家村進(jìn)、回風(fēng)立井，南北向大巷向北延伸至高沁高速公路煤柱下方后，沿高速公路保護(hù)煤柱布置上下山巷道分別至井田東、西部邊界；初期在選定的礦井工業(yè)場地內(nèi)布置主立井和副立井，在工業(yè)場地東側(cè)較平坦的山坡階地上布置回風(fēng)立井。后期在井田北部、楊家村東部布置一對楊家村進(jìn)、回風(fēng)立井，全井田以上述5個(gè)井筒開拓開采。方案描述如下：

主、副井筒采用“長短腿”布置，均落底于3號煤層底板下約24m處的石灰?guī)r中，回風(fēng)立井落底于3號煤層。主立井凈徑5.5m，垂深520.5m，裝備12.0t多繩立井箕斗一對，井筒內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間；副立井凈徑9.0m，垂深520.6m，裝備一對900mm軌距、1.5t礦車二層四車多繩罐籠及一個(gè)可上下零星人員和材料的交通罐帶平衡錘兩套提升裝置，冷矩方管管道，鋼板托架組合懸臂罐道梁?；仫L(fēng)立井凈徑8.0m，垂深522m。

設(shè)計(jì)以+500m一個(gè)水平開采全井田的3號煤層。主、副立井井筒均落底于+500m水平，落底后設(shè)+500m水平井底車場。+500m水平設(shè)一組南北向的大巷，向南延深至井田南部邊界，向北延深至高沁高速公路煤柱下方后，與+500m水平開拓巷道相垂直，沿高沁高速公路煤柱布置一組東西向上下山巷道，整個(gè)井田開拓巷道呈一“T”字形。

+500m水平開拓大巷及上下山巷道均設(shè)置膠帶、軌道、進(jìn)風(fēng)和2回風(fēng)巷道，間距40m。+500m水平軌道大巷沿+500m水平以3‰流水坡度向南北兩翼延伸，膠帶大巷及進(jìn)風(fēng)大巷沿煤層底板布置，兩條回風(fēng)大巷沿煤層頂板布置。

2.2 開拓方案二的分析

南北向大巷加上下山開采、楊家村風(fēng)井開拓方案。方案二是在方案一的基礎(chǔ)提出的沿高沁高速公路保護(hù)煤柱布置上下山開采北部采區(qū)方案，其工業(yè)場地布置、落底水平、車場形式、首采區(qū)位置、裝備及中后期布置同均同方案一。其主要區(qū)別為：初期在選定的礦井工業(yè)場地內(nèi)布置主立井和副立井，在楊家村東部布置風(fēng)井場地，場地內(nèi)布置楊家村進(jìn)風(fēng)立井和楊家村回風(fēng)立井，全井田以上述4個(gè)井筒開拓開采。

3 開拓方案的比選及確定

3.1 開拓方案的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對比分析

上述兩個(gè)方案各有利弊，對其技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析如表1所示。

表1 井田開拓方案技術(shù)比較表

從表1可以看出，上述兩個(gè)方案各有利弊：

方案二（楊家村風(fēng)井）具有井筒及大巷壓煤量少、風(fēng)井場地一次配置到位、礦井生產(chǎn)期內(nèi)無需考慮后期風(fēng)井設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)，且上下山布置開拓巷道可很好地適應(yīng)井田北部煤層傾角過大的問題。缺點(diǎn)是初期工程量大，投資高，建井工期長；工業(yè)場地與風(fēng)井場地直線距離2.0km，且分屬兩個(gè)行政縣管轄，相關(guān)手續(xù)辦理比較繁瑣，水、電、暖需單獨(dú)配置，建設(shè)及運(yùn)營成本高；初期開拓巷道工程量大，相關(guān)巷道維護(hù)、管路敷設(shè)、供電排水等費(fèi)用相應(yīng)增加。

方案一（中央風(fēng)井+楊家村風(fēng)井方案）的優(yōu)點(diǎn)：初期管理集中，投資少，建井工期短，手續(xù)辦理較為集中，受外界影響?。恢泻笃趫龅丶按笙飰好毫可?，上下山布置開拓巷道設(shè)置可很好地適應(yīng)井田北部煤層傾角較大的問題。因此從技術(shù)層面看，方案一優(yōu)勢明顯。

3.2 開拓方案初期經(jīng)濟(jì)對比分析

對兩方案的初期經(jīng)濟(jì)進(jìn)行對比分析，如表2所示。

表2 井田開拓方案初期經(jīng)濟(jì)比較表

從表2可以看出，從初期投資方面看，方案一較方案二初期總投資少6464萬元，其中地面工程投資少214萬元，井下投資少約6250萬元，且建井工期短近6個(gè)月，方案一優(yōu)勢明顯。

從礦井總開拓工程量來看，方案二較方案一少一條回風(fēng)立井井筒，初期開拓巷道工程量方案一在生產(chǎn)期間亦需掘進(jìn)，井田北部的風(fēng)井場地亦需設(shè)置，因此，從開拓總工程量來說方案二最省。由于楊家村風(fēng)井場地初期審批存在不確定性，且手續(xù)辦理較為繁瑣，礦井主扇運(yùn)營期能耗較高，巷道維護(hù)工程量大，因此從初期投資、證照辦理及礦井運(yùn)營層面不推薦方案二。

綜上所述，通過對兩個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案一技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。方案一建井工期短，初期投資少，運(yùn)營費(fèi)用低，可緩解建設(shè)單位資金壓力，降低噸煤成本，在激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢。目前車寨礦井作為晉煤集團(tuán)“億噸基地”建設(shè)的八對新建礦井之一，方案一手續(xù)辦理集中，施工期間受外界干擾小，生產(chǎn)管理集中，顯然更為適應(yīng)集團(tuán)公司提出的“力爭三年、確保四年”的奮斗目標(biāo)，因此，設(shè)計(jì)推薦選擇方案一。

4 結(jié)語

論文基于車寨礦井的井口與礦井工業(yè)場地位置所限，通過技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析和初期經(jīng)濟(jì)比較確定采用了南北向大巷加上下山開采、中央風(fēng)井加楊家村風(fēng)井開拓方案。該開拓方案的建設(shè)能縮短主立井井筒長度和建井工期，滿足對輔助運(yùn)輸設(shè)備、通風(fēng)和防排水的要求，為實(shí)現(xiàn)該礦資源利用最大化奠定了基礎(chǔ)。