喬青山

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

1 項目背景

古交電廠是為適應(yīng)山西省電力市場的變化及滿足西電東送的要求而新建，廠址位于古交市西山煤電(集團)公司屯蘭礦工業(yè)場地西側(cè)，一期工程2×300 MW直接空冷凝氣式機組與其配套的配煤廠已于2005年全部投產(chǎn)，二期工程又新增兩臺600 MW的機組，二期工程竣工后，整個電廠的燃料煤年消耗量為538.4×104t，日耗煤量約為18940 t。燃料主要來源為屯蘭、馬蘭、鎮(zhèn)城底、東曲、西曲各礦的劣質(zhì)煤(中煤、矸石、煤泥)及部分原煤。其中，東曲礦每年供給電廠的燃料煤為300萬t。原計劃上述幾個礦的劣質(zhì)煤和原煤全部由火車直接運至配煤廠，但由于鐵路等方面的原因，東曲礦的燃料煤不能按計劃運達，如果再修建新的鐵路專用線，一方面是投資大，另一方面是利用價值低，同時，鐵路運輸對古交市及周圍環(huán)境污染大。如果用汽車運輸，不僅加重公路運輸壓力、提高運營成本，而且，在運輸過程中產(chǎn)生的煤塵、汽車尾氣、噪聲等，也會對古交市區(qū)環(huán)境造成破壞。在這種條件下為了解決東曲礦燃料煤外運問題，西山煤電(集團)公司進行了本工程的設(shè)計建設(shè)。

2 地形條件及方案比選

古交市位于太原西部山區(qū)，呂梁山脈關(guān)帝山東翼與元中山南端的交接處，汾河自西向東橫貫古交市區(qū)。整個古交礦區(qū)多為山、溝，只有汾河兩岸局部地方較為平整，且分布著公路、鐵路及城市村莊。本工程處于古交礦區(qū)沿汾河及其支流分布的東曲礦與屯蘭礦之間，因而，使整個運輸方案的路線選擇受到很大的局限，在設(shè)計中，從盡量少影響古交市的環(huán)境、少購地以及少壓煤、少投資等實際情況出發(fā)，考慮了地面運輸、井下運輸兩種方案。

1)地面運輸方案。

方案一:采用管狀帶式輸送機沿汾河北岸布置，將煤從東曲礦運至配煤場。方案優(yōu)點:節(jié)省土建投資、維護費用低;缺點:對汾河環(huán)境有一定的污染、管狀皮帶冬季結(jié)冰檢修困難。

方案二:采用管狀帶式輸送機沿東曲礦南山脈布置，將煤從東曲礦運至配煤場。方案優(yōu)點:節(jié)省土建投資、維護費用低;缺點:皮帶機位于山上，日常維護困難，管狀皮帶結(jié)冰檢修困難。

方案三:采用長距離曲線帶式輸送機及全封閉棧橋，將煤從東曲礦運至配煤場。方案優(yōu)點:皮帶可以沿地勢走向布置，采用全封閉棧橋，環(huán)保且不易結(jié)冰;缺點:由于設(shè)有封閉的棧橋，且距水源、熱源較遠，因而，消防、采暖十分困難。

2)井下運輸方案。

方案一:東曲礦燃料煤通過帶式輸送機運到新建地下煤倉，再通過井下長距離曲線帶式輸送機輸送到位于屯蘭礦附近的地面緩沖倉，最后通過帶式輸送機把燃料運至古交配煤廠。方案優(yōu)點:整個運輸工程除頭、尾兩部分運輸系統(tǒng)在地上外，其余部分都在地下，因而減少了購地、地面相互轉(zhuǎn)載及對周圍環(huán)境的污染，且壓煤量少、投資少、裝機功率小、日常運行維護費用低。

方案二:東曲礦燃料煤通過帶式輸送機運到地下煤倉，通過井下長距離曲線帶式輸送機輸送到位于屯蘭礦附近的地面緩沖倉，再經(jīng)倉下給煤機及皮帶運至設(shè)在屯蘭礦鐵路站場牽出線上的裝車站，最后由火車運到古交配煤廠的受煤坑。方案優(yōu)點:井巷工程量較方案一小;缺點:火車運距太短，不經(jīng)濟，而且日常運行費用高。

通過各方案優(yōu)缺點對比，同時結(jié)合工程購地、工程投資、對城市環(huán)境的污染及日常運行維護等因素，確定本工程采用井下運輸方案一。

3 項目實施

本工程給煤點位于東曲礦選煤廠西南側(cè)約20 m處，在此區(qū)域布置1個直徑6.0 m的立式原煤倉、1個直徑5.0 m的立式中煤倉及進風斜井兼做膠帶運輸大巷的安全出口。運輸大巷的井口位于屯蘭礦附近，燃料煤出井后再由帶式輸送機運至配煤廠。本工程的關(guān)鍵是確定井下膠帶運輸大巷的地下水平標高及走向方位。

1)運輸大巷地下水平標高的確定。

a)地下煤倉要有足夠的容量，在地下煤倉有合理直徑的前提下，要有合理的深度。b)運煤工程整個膠帶運輸大巷要穿過古交市區(qū)，為確保市區(qū)地面一切建(構(gòu))筑物及設(shè)施的安全，巷道布置水平標高必須距市區(qū)地面有不致破壞地面建(構(gòu))筑物及設(shè)施的深度。c)膠帶運輸大巷要避免穿過地下含水層、采空區(qū)等不良地質(zhì)構(gòu)造地層。d)膠帶運輸大巷要穿過東曲、屯蘭礦井的開采區(qū)域，在膠帶運輸大巷的兩側(cè)至少要留設(shè)40.0 m的安全保護帶(煤柱)，在膠帶運輸大巷的下面，根據(jù)安全保護帶要留設(shè)足夠的保護煤柱，故要充分考慮屯蘭、東曲礦井目前的井下開采區(qū)域及相應(yīng)的其它開采設(shè)施，并要劃定膠帶運輸大巷的保護煤柱范圍。e)整個運煤工程是從東曲礦井選煤廠地面到地下，再到屯蘭礦井地面的運輸過程，故在充分滿足本工程安全運行、技術(shù)經(jīng)濟合理的前提下，要盡可能地減少井巷工程量。f)要充分考慮東曲、屯蘭礦目前已有的地面建(構(gòu))筑物及設(shè)施，盡量做到合理利用、減少拆除、最大程度地減少對已有設(shè)施的影響。

根據(jù)以上各項因素綜合考慮，確定本工程膠帶運輸大巷的地下水平標高為+870.0 m，布置方式為從東曲礦1條直線至屯蘭礦。

2)運輸大巷走向方位的確定。

+870.0 m水平布置的膠帶運輸大巷確定為向屯蘭方向6‰的下坡坡度考慮了以下因素。

a)從東曲礦井中煤倉處+870 m水平以6‰的下坡坡度到輸煤工程屯蘭斜井井底后，+870.0 m水平膠帶運輸大巷的底板標高約為+833.0 m，而此處屯蘭礦井2#煤煤層底板標高約為+825.0 m，距此處約200.0 m處的屯蘭礦井東翼回風巷的底板標高約為820.0 m，增加約200.0 m的通風聯(lián)絡(luò)巷道后(坡度為65‰的下坡，巷道斷面與東曲進風斜井相同)，+870.0 m水平膠帶運輸大巷即可與屯蘭礦井東翼回風巷相聯(lián)接，在聯(lián)絡(luò)巷中設(shè)置兩道調(diào)節(jié)風門，利用屯蘭礦井已形成的排水、通風系統(tǒng)可形成+870.0 m水平膠帶運輸大巷完整的排水及通風系統(tǒng)，減少了輸煤工程的排水、通風系統(tǒng)的設(shè)備及相應(yīng)的井巷工程，節(jié)省了輸煤工程的初期投資，有利于輸煤工程的盡快建成。

b)利用屯蘭礦井目前已形成的生產(chǎn)運輸系統(tǒng)，施工200.0 m的聯(lián)絡(luò)巷道后即可開始+870.0 m水平膠帶運輸大巷的施工，形成運煤工程屯蘭斜井、東曲斜井、+870.0 m水平膠帶運輸大巷三個掘進頭同時施工的局面，有利于輸煤工程的盡快建成。

+870.0 m水平膠帶運輸大巷全長6181.822 m。巷道內(nèi)設(shè)1條帶寬為1000 mm的鋼繩芯膠帶機，采用頭部雙滾筒四電機驅(qū)動方式，功率為4×560 kW。

4 結(jié)束語

本工程的實施不僅符合國家建設(shè)坑口電廠的辦電方針和山西省變輸煤為輸煤輸電并舉戰(zhàn)略方針的要求，而且也非常符合古交礦區(qū)特殊的地理條件，既解決了古交發(fā)電廠用煤問題，也解決了東曲礦燃料煤公路、鐵路運輸?shù)膲毫?，是煤電?lián)營、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的有效途徑，同時本工程的設(shè)計理念為其它類似工程的設(shè)計提供了參考。