鑫拓煤礦工業(yè)場地布置方案優(yōu)化選擇

張伯濤，曹 鵬，鄧鵬海，賈永杰，張偉龍

(1.四川省煤炭設(shè)計研究院，四川 成都 610031；2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京 100083)

工業(yè)場地位置選擇對于一個煤礦的生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟效益至關(guān)重要[1-6]?；凇叭嬉?guī)劃、合理安排、節(jié)約用地、減少壓煤”的原則，井口工業(yè)場地通常采用主副井并行布置方式。然而，在我國西南山區(qū)，由于受地形地質(zhì)條件復(fù)雜等因素影響，礦井工業(yè)場地無法集中布置。本文以云南鑫拓煤礦為例，對山區(qū)工業(yè)廣場分散布置方案進行研究和優(yōu)選。

1 概述

鑫拓煤礦位于云南省綏江縣城130°方向，直距約13km處，隸屬于綏江縣鑫拓礦業(yè)有限責任公司。劃定的礦區(qū)范圍主要由原鑫拓一煤礦探礦權(quán)和鑫拓二煤礦探礦權(quán)范圍構(gòu)成，礦區(qū)面積約20.15km2，為新建礦井，設(shè)計生產(chǎn)能力為300kt/a。礦井主要開采三疊系上統(tǒng)須家河組下段煤層，其中C2煤層是礦區(qū)唯一可采煤層煤，層厚0.72～1.12m，平均厚0.92m，結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。

2 工業(yè)場地布置原則和主要影響因素

2.1 工業(yè)場地選擇原則

礦井工業(yè)場地選擇的主要原則，如下所示。

1)為確保建井工期，便于井筒施工，盡量選擇在工程地質(zhì)條件好、井筒穿表土層長度短、煤層埋深淺的地方。

2)應(yīng)盡量布置在地面開闊地帶，避免村莊、河流、道路等影響，便于煤炭外運及地面膠帶棧橋的布置。

3)應(yīng)盡可能選擇在不壓煤、少壓煤或開采條件差的塊段。

4)盡量靠近儲量平衡中心，以減少反向運輸距離。

5)利于井下開拓布置，系統(tǒng)簡單，投資少，建井工期短。

6)利于礦井外部運輸，交通運輸便利。

2.2 區(qū)域地形地貌條件

鑫拓礦區(qū)山脈走向為東西向，總體北高南低，最高點位于礦區(qū)北邊紅鼻子梁子，海拔1532m，最低點海拔466m(礦區(qū)西邊大汶溪河河床)，最大相對高差1066m。由于礦區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕、侵蝕高中山地貌，山高、谷深、坡陡，適宜布置工業(yè)場地的區(qū)域較少，區(qū)內(nèi)資源主要在+700m標高以下。因此，工業(yè)場地位置選擇在河谷靠近公路側(cè)的較寬闊地帶。

2.3 交通運輸條件

北部塊段場地場區(qū)公路至主公路約1km，主要為碎石路，公路擔負鑫拓煤礦周邊4個煤礦的交通運輸；公路周邊多為陡崖，改造困難，且受飛石影響；公路周邊還有民房，改造征地困難。南部塊段場地靠近主公路。因此，礦井工業(yè)場地選擇應(yīng)充分靠近現(xiàn)有公路、具備一定生活設(shè)施、已被業(yè)主征用的南部塊段場地和北部塊段場地。同時，水麻高速從礦區(qū)西部邊界經(jīng)過，工業(yè)場地的選擇應(yīng)盡可能靠近主干公路。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造情況

南部塊段為一向西傾伏的一個單斜構(gòu)造，地層傾角15～35°，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度中等。北部塊段總體為一向北東傾伏的向斜構(gòu)造，地層傾角10～27°，區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育。井田內(nèi)較大的斷層有F3、F10、F9等斷層，對煤層開采影響較大。

2.5 煤層賦存條件

礦區(qū)唯一可采煤層為C2煤層，賦存穩(wěn)定。為保證第一水平上山資源有足夠的服務(wù)年限，且首采區(qū)域煤層條件好、工程量少，該礦第一水平應(yīng)該設(shè)在南部塊段+520m標高左右?？紤]初期移交采區(qū)的位置及其接續(xù)，本井田首采區(qū)位置適宜布置在南部塊段。

2.6 勘探現(xiàn)狀

目前北部塊段和南部塊段均布置勘探坑道所需的工業(yè)場地。南部塊段場地標高+540m，較為狹窄，改造后僅可滿足300kt/a生產(chǎn)規(guī)模原煤生產(chǎn)系統(tǒng)的要求；北部塊段場地標高+520m，較為開闊，可滿足建設(shè)300kt/a生產(chǎn)規(guī)模工業(yè)場地布置的要求。南部塊段勘探坑道主要為平巷，斷面較大(約5.5m2)，改造后可滿足生產(chǎn)需求；北部塊段勘探坑道大部分為下山巷道，且斷面較小(約4.0m2)。兩塊場地均已征用，目前綏江縣工業(yè)用地已完成調(diào)規(guī)，業(yè)主最近3年內(nèi)無法新增工業(yè)用地。

3 井田工業(yè)場地布置的方案

根據(jù)上述影響因素與布置原則，結(jié)合礦井地面及井下煤層開采的具體條件，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，對礦井主工業(yè)場地位置提出兩個方案。

方案一：南部塊段主井工業(yè)場地、北部塊段副井工業(yè)場地，平硐暗斜井開拓

該方案是改造南部塊段場地為主井工業(yè)場地，改造北部塊段場地為副井工業(yè)場地及生活福利設(shè)施場地。改造利用南部塊段勘探主坑道為主平硐，鋪設(shè)帶式輸送機，擔負整個礦井開采的煤炭運輸和部分進風(fēng)任務(wù)；改造利用南部塊段勘探回風(fēng)坑道為南1#回風(fēng)平硐，井口安設(shè)主要通風(fēng)機，擔負礦井F3斷層與10#勘探線之間資源開采的回風(fēng)任務(wù)；在副井工業(yè)場地內(nèi)新布置副平硐，鋪設(shè)軌道，擔負整個礦井開采的材料、設(shè)備、人員、矸石等運輸和部分進風(fēng)任務(wù)。因井田走向長，井下運輸距離遠、通風(fēng)線路長、通風(fēng)阻力大，后期為滿足礦井通風(fēng)、安全出口要求，分別布置南2#進風(fēng)斜井、南2#回風(fēng)斜井、中回風(fēng)斜井和北進風(fēng)平硐(圖1)。

圖1 工業(yè)場地布置方案一平面圖

方案二：北部塊段工業(yè)場地、平硐暗斜井開拓

該方案是改造北部塊段場地為礦井主井、副井及生活福利設(shè)施場地。在場地內(nèi)新布置主平硐和副平硐，主平硐鋪設(shè)帶式輸送機，擔負整個礦井開采的煤炭運輸和部分進風(fēng)任務(wù)；副平硐鋪設(shè)軌道，擔負整個礦井開采的材料、設(shè)備、人員、矸石等運輸和部分進風(fēng)任務(wù)；改造利用南部塊段勘探回風(fēng)坑道為南1#回風(fēng)平硐，井口安設(shè)主要通風(fēng)機，擔負礦井F3斷層與10#勘探線之間資源開采的回風(fēng)任務(wù)。因井田走向長，井下運輸距離遠、通風(fēng)線路長、通風(fēng)阻力大，后期為滿足礦井通風(fēng)、安全出口要求，分別布置中回風(fēng)斜井、南2#進風(fēng)斜井、南2#回風(fēng)斜井和北進風(fēng)平硐。

4 井田工業(yè)場地布置方案的比較和選擇

鑫拓煤礦工業(yè)場地布置方案一和方案二的技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果見表1和表2。

1)技術(shù)比較表明，方案一的主井工業(yè)場地靠近主干公路，公路改造難度??；投產(chǎn)初期可以充分利用原勘探坑道，初期投資省；充分利用了業(yè)主已經(jīng)征用的兩個場地，基本不用新增場地；投產(chǎn)井巷工程量小，投資省等優(yōu)點。方案二具有外部運輸困難、新增征地多、征地難度大(全為基本農(nóng)田，土地剛調(diào)規(guī))、投資大等缺點。

2)經(jīng)濟比較表明，方案一比方案二初期投資省1446.7萬元，主要表現(xiàn)在投產(chǎn)工程量、征地和改造公路方面。

綜合以上，推薦采用方案一的分散布置方案，即主井工業(yè)場地位于南部塊段勘探場地，副井及生活行政福利設(shè)施工業(yè)場地位于北部塊段勘探場地。

表1 工業(yè)場地布置方案技術(shù)比較

表2 工業(yè)場地布置方案經(jīng)濟比較

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