王曉東
(1.太原理工大學 礦業(yè)工程學院,太原 030024;2.煤炭工業(yè)太原設計研究院,太原 030001)
整合后的望田煤礦礦井井田面積7.958 4 km2,批準開采8號~13號煤層,生產規(guī)模1.2 Mt/a。井田開采8號煤層主要水害為大氣降水入滲補給,通過巖層裂隙入滲補給煤頂板以上含水層,煤層開采以后,含水層水通過裂隙、導水裂隙帶滲進采空區(qū)或巷道,采空區(qū)、廢棄巷道積水將會對井田開拓、煤層開采造成一定影響。
對井田地面實地考察,兼并重組整合前相對狹小的保德縣德能煤業(yè)有限公司副井、回風井工業(yè)場地;保德縣德源煤炭有限責任公司工業(yè)場地相對狹小且征地困難,均不能滿足礦井生產能力1.2Mt/a地面布置的要求。整合前望田煤業(yè)主井工業(yè)場地距離較近,地形較為平坦開闊,能夠滿足礦井生產能力1.2 Mt/a的要求。通過實地考察,最終確定利用望田煤業(yè)主井工業(yè)場地與德能煤業(yè)主井工業(yè)場地作為兼并重組整合后的工業(yè)場地。
回風井位置的選擇方案比較。方案一:選擇德源煤炭有限責任公司主平硐作為回風井,靠近井田西面邊界選擇新的回風場地,開鑿后期回風井;方案二:在德能煤業(yè)有限公司主井工業(yè)場地新鑿一回風立井;方案三:利用望田煤業(yè)有限公司的副斜井作為回風井。方案比較:方案一后期投資較大,德源煤炭有限責任公司工業(yè)場地征地困難,供電困難,井下貫通工程量大,前、后期風井工業(yè)場地均需重新征地,不易于集中管理。優(yōu)點是通風較為容易。方案二前期投資大,工期較長;優(yōu)點是易于集中管理,少占煤柱。方案三占有煤柱,優(yōu)點是前期投資少,工期較短。
綜合分析比較,本著盡量利用礦井已有工程的原則,最后確定回風井位置的選擇采用方案三。
本著盡量利用礦井已有工程的原則,根據工業(yè)場地的確定,針對望田煤業(yè)現(xiàn)有的主斜井斷面大、井筒較長,對主、副井井筒的選擇提出以下兩個方案。
方案一:望田煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為主斜井,擔負全礦井提煤任務,兼作進風井,及安全出口。德能煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為整合后的副斜井,擔負全礦井的提矸、下料、設備以及提放人員等輔助提升任務,兼作進風井及安全出口。
方案二:通過對原保德縣德能煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井經改造后作為主斜井,擔負全礦井提煤以及提放人員任務,兼作進風井及安全出口。將望田煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為副斜井,擔負全礦井的提矸、下料、設備等提升任務,兼作進風井及安全出口。
上述方案涉及的2個井筒現(xiàn)有實際情況:望田煤業(yè)有限公司的主斜井(現(xiàn)有),現(xiàn)已至13號煤層,斷面為三心拱,凈寬4.0 m,凈高3.03 m,凈斷面12.42 m2。坡度20.5°,長611 m,安裝有1 000的膠帶輸送機,距主井井口50 m處新建有1個筒倉。擔負全礦井提煤任務,兼作進風井,及安全出口。保德縣德能煤業(yè)有限公司的主斜井,現(xiàn)有斷面為半圓拱,凈寬3.7 m,凈高 2.7 m,凈斷面 8.52 m2。
根據現(xiàn)有井筒實際情況,方案一:望田煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為兼并整合后的主斜井,可以不做改造直接利用現(xiàn)有的井筒裝備能夠滿足1.2 Mt/a的生產能力要求,而且地面生產系統(tǒng)的筒倉、棧橋也可利用;德能煤業(yè)有限公司的主斜井作為兼并重組后的副斜井,作為下大件、提放人員等的輔助運輸時,斷面小,不能滿足固定式候車的安裝,需擴大斷面。方案二:望田煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為兼并整合后的副斜井,可以不做改造直接利用作為提矸、下料、設備等提升任務,兼作進風井及安全出口,能夠滿足1.2 Mt/a的生產能力要求。保德縣德能煤業(yè)有限公司的主斜井作為兼并重組后的主斜井,作為提煤以及提放人員任務,斷面小,不能滿足固定式候車的安裝,需擴大斷面,需重新鋪設膠帶,德能煤業(yè)有限公司的主斜井井口距現(xiàn)有筒倉約500 m,需重新做棧橋等地面生產系統(tǒng)。
方案一節(jié)省投資,工期短;缺點是井下運煤存在反向運輸,原煤生產成本增加。方案二井下運煤不存在反向運輸,輔助運輸存在反向運輸,較方案一原煤生產成本降低;缺點是保德縣德能煤業(yè)有限公司的主斜井井口距現(xiàn)有筒倉約500 m,做棧橋工程量大,投資大,工期較長,造成不必要的浪費。綜合以上方案,方案一優(yōu)于方案二,符合盡量利用礦井已有工程的原則,優(yōu)于方案一。因此,選擇方案一為優(yōu)選方案。
結合工業(yè)場地的選擇、回風井位置的確定以及主、副井的選擇,最終確定采用以下3條井筒開拓全井田。
主斜井利用望田煤業(yè)主斜井(現(xiàn)有),現(xiàn)已至13號煤層,斷面為三心拱,凈寬4.0 m,凈高3.03 m,凈斷面12.42 m2。坡度20.5°,長611 m,安裝有1 000的膠帶輸送機,距主井井口173 m處新建有1個筒倉。擔負全礦井提煤任務,兼作進風井,及安全出口。
副斜井利用德能煤業(yè)有限公司的主斜井,改造后副斜井斷面為半圓拱,凈寬4.5 m,凈高3.85 m,凈斷面15.15 m2,坡度19°,長365m,井筒安裝固定式候車、鋪設600 mm的軌道,井口安裝提升絞車。擔負全礦井的提矸、下料、設備等輔助提升任務,兼作進風井及安全出口。
回風斜井利用望田煤業(yè)有限公司的副斜井(現(xiàn)有),現(xiàn)已至13號煤層,斷面為三心拱,凈寬3.6 m,凈高2.9 m,凈斷面9.56 m2。擔負礦井的回風任務兼作安全出口。
根據對井筒的功能及位置的確定,針對13、(包括13下)煤層井下大巷布置提出兩個方案,分述如下:方案一為井下大巷采用三巷布置形式,3條大巷即運輸大巷、軌道大巷、回風大巷,其中運輸大巷、軌道大巷沿13號煤層底板布置,回風大巷沿13號煤層頂板布置,3條大巷均沿井田中央南北布置,3條大巷至井田南邊界沿保安煤柱向西布置3條西大巷。全井田共布置3個采區(qū)回采。方案二為井下大巷采用三巷布置形式,3條大巷即運輸大巷、軌道大巷、回風大巷,其中運輸大巷、軌道大巷沿13號煤層底板布置,回風大巷沿13號煤層頂板布置,3條大巷均沿井田南邊界保安煤柱向東西布置3條西大巷。全井田共布置2個采區(qū)回采。
通過對望田煤礦井田開拓方案的可行性分析,得出結論:該礦選擇方案一,即利用望田煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井作為兼并整合后的主斜井,擔負全礦井提煤任務,兼作進風井,及安全出口。通過對德能煤業(yè)有限公司現(xiàn)有的主斜井經改造后作為兼并整合后的副斜井,擔負全礦井的提矸、下料、設備以及提放人員等輔助提升任務,兼作進風井及安全出口。井下大巷采用三巷布置形式,全井田共布置3個采區(qū)回采。