馬蓮臺煤礦采區(qū)劃分及井田開拓方案優(yōu)化

徐永良

（蘭州煤礦設(shè)計(jì)研究院，甘肅蘭州　730000）

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馬蓮臺煤礦采區(qū)劃分及井田開拓方案優(yōu)化

徐永良

（蘭州煤礦設(shè)計(jì)研究院，甘肅蘭州730000）

摘要：針對馬蓮臺煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，結(jié)合礦井開拓現(xiàn)狀，通過詳細(xì)分析礦井最新提交的生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告，提出礦井原批復(fù)的采區(qū)劃分及井田開拓方案存在的問題，以及優(yōu)化采區(qū)劃分和開拓方案的思路，從技術(shù)、安全等方面分析比較，確定了本次礦井采區(qū)劃分及井田開拓優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。該方案對礦井中、后期的生產(chǎn)和接續(xù)有著重要的影響和意義。

關(guān)鍵詞：采區(qū)劃分；開拓方案；地質(zhì)構(gòu)造；采區(qū)接續(xù)

礦井的采區(qū)劃分與開拓方案關(guān)系到整個(gè)礦井的生產(chǎn)接替和長遠(yuǎn)發(fā)展，其設(shè)計(jì)的優(yōu)越與否直接影響到礦井將來生產(chǎn)過程中能否達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，以及運(yùn)營成本的高低，對礦井將來的可持續(xù)發(fā)展有著重大的意義。

馬蓮臺煤礦位于寧夏回族自治區(qū)靈武市橫城礦區(qū)，礦井目前已建成正在生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，為了對井田煤層賦存情況和地質(zhì)構(gòu)造更進(jìn)一步掌握，礦井于2012年～2015年進(jìn)行了煤炭資源生產(chǎn)補(bǔ)充勘探工作。通過補(bǔ)充勘探，發(fā)現(xiàn)井田范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比以往發(fā)現(xiàn)的更為復(fù)雜，褶曲發(fā)育、斷層多，考慮原批復(fù)的采區(qū)劃分和井田開拓方案設(shè)計(jì)存在一定的問題，與目前實(shí)際地質(zhì)條件有些不相符，文章提出了對礦井采區(qū)劃分及井田開拓方案設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

1　礦井概況

馬蓮臺煤礦位于寧夏回族自治區(qū)中東部，行政區(qū)劃隸屬寧夏回族自治區(qū)靈武市臨河鄉(xiāng)，北西方向隔黃河距銀川市35km，西南方向距靈武市27km，井田面積24.713km2。根據(jù)最新提交的馬蓮臺煤礦生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告，井田范圍內(nèi)大的褶曲構(gòu)造有4條，落差大于8m的斷層有31條 （其中落差H≥100m的斷層5條，50m≤H＜100m的斷層5條），地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜。煤層傾角大，大部分為傾斜煤層；可采煤層5層，平均厚度為1.13～2.80m。礦井水文地質(zhì)條件簡單。各煤層為中等變質(zhì)的氣煤，具有水分低、高揮發(fā)分、低灰～中灰、低～高硫、特低磷～低磷、低氯、中高發(fā)熱量～高發(fā)熱量。為瓦斯礦井，煤塵均有爆炸性危險(xiǎn)，可采煤層自燃傾向?yàn)樽匀肌菀鬃匀济骸?/p>

馬蓮臺煤礦原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.40Mt/a，礦井初步設(shè)計(jì)及安全專篇于2006年批復(fù)，于2008年7月建成投產(chǎn)，2014年礦井核定生產(chǎn)能力為3.60Mt/a。目前礦井一采區(qū)即將采完，二采區(qū)正在施工準(zhǔn)備巷道。

為了考慮下一步的生產(chǎn)接續(xù)，馬蓮臺煤礦進(jìn)行了煤炭資源生產(chǎn)補(bǔ)充勘探工作，經(jīng)過補(bǔ)充勘探，地質(zhì)構(gòu)造比以往所勘查的復(fù)雜了很多，因此為了統(tǒng)一部署整個(gè)礦井的生產(chǎn)布局，并使礦井采區(qū)接續(xù)更加合理，礦井產(chǎn)量保持較長時(shí)間的穩(wěn)產(chǎn)，需要進(jìn)一步對井田采區(qū)劃分及井田開拓方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

2　原批復(fù)采區(qū)劃分和開拓方案

2.1采區(qū)劃分

原批復(fù)設(shè)計(jì)中根據(jù)以往地質(zhì)資料將全井田（未包括+500m標(biāo)高以下資源）劃分為七個(gè)采區(qū)。

2.2開拓巷道布置

原批復(fù)的礦井開拓巷道布置方式為：在工業(yè)場地內(nèi)布置有主斜井、副斜井及中央回風(fēng)斜井，均落底于+750m水平，在井底+750m水平布置有井底車場等相關(guān)硐室（均已形成）。礦井生產(chǎn)的中、后期通過井底煤倉上口和井底車場巷道在該水平向東南方向布置+750m膠帶運(yùn)輸大巷及+750m軌道運(yùn)輸大巷至井田東部邊界處，通過兩條大巷布置各采區(qū)上、下山來開拓三、四、五、六和七采區(qū)。為解決礦井中、后期生產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)問題，先后開鑿南回風(fēng)斜井、六采區(qū)回風(fēng)立井及七采區(qū)回風(fēng)斜井三條井筒。

原批復(fù)采區(qū)劃分和開拓方案如圖1所示。

圖1　原批復(fù)采區(qū)劃分和開拓方案圖

2.3原批復(fù)采區(qū)劃分和開拓方案存在的問題

根據(jù)最新生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告，井田內(nèi)斷層比以往的地質(zhì)報(bào)告中多了十多條，各煤層被切割的更為破碎，而且新發(fā)現(xiàn)的幾條較大的斷層對采區(qū)劃分也影響很大；同時(shí)，+500m標(biāo)高以下煤層也在井田范圍內(nèi)，應(yīng)該考慮其中，原采區(qū)劃分方案已不盡合理，已不能指導(dǎo)井田下一步的開拓布局，因此需要重新進(jìn)行采區(qū)劃分。由于斷層構(gòu)造的影響和采區(qū)需要重新劃分，原開拓巷道布置方案也需要進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。

3　采區(qū)劃分和開拓方案優(yōu)化

3.1采區(qū)劃分

通過對最新生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告中地質(zhì)構(gòu)造分析，并結(jié)合水平劃分，將全井田共劃分為11個(gè)采區(qū)。

3.2開拓巷道布置方案優(yōu)化

根據(jù)煤層賦存特點(diǎn)，結(jié)合采區(qū)劃分方案，開拓巷道布置方案優(yōu)化為：通過井底煤倉上口先平行于二采區(qū)下山向東布置+750m膠帶運(yùn)輸石門至F5斷層附近，然后再沿?cái)鄬幼呦蛳蚰霞皷|布置+750m膠帶運(yùn)輸大巷至七采區(qū)邊界；同時(shí)通過二采區(qū)軌道下山上部車場平行于+750m膠帶運(yùn)輸石門及+750m膠帶運(yùn)輸大巷布置+750m軌道運(yùn)輸石門及+750m軌道運(yùn)輸大巷。

然后通過+750m膠帶運(yùn)輸大巷及+750m軌道運(yùn)輸大巷布置各采區(qū)的上、下山。

為了滿足通風(fēng)的要求，在三采區(qū)上部、東部三個(gè)采區(qū)上部和十采區(qū)上部各布置了一條回風(fēng)斜井（南回風(fēng)斜井、東回風(fēng)斜井和十采區(qū)回風(fēng)斜井。其中南回風(fēng)斜井擔(dān)負(fù)三、五、六采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，東回風(fēng)斜井擔(dān)負(fù)四、七、八、九三個(gè)采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，十采區(qū)回風(fēng)斜井擔(dān)負(fù)十采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)）；為了滿足輔助運(yùn)輸?shù)男枰?，在三采區(qū)上部沿F20斷層平行于南回風(fēng)斜井布置一條南輔助提升斜井，擔(dān)負(fù)除一、二采區(qū)外其他采區(qū)的輔助提升任務(wù)。

優(yōu)化后的采區(qū)劃分和開拓方案如圖2所示。

圖2　優(yōu)化后采區(qū)劃分和開拓方案圖

3.3優(yōu)化前后開拓方案優(yōu)缺點(diǎn)對比

優(yōu)化前后開拓方案優(yōu)缺點(diǎn)對比見表1。

表1　優(yōu)化前后開拓方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

通過上述對比分析可知，井田開拓方案優(yōu)化后，首先，中、后期輔助運(yùn)輸距離縮短，井下輔助運(yùn)輸能力增加；其次，通風(fēng)系統(tǒng)得到優(yōu)化，減小了通風(fēng)阻力；另外，增加了+500m標(biāo)高以下煤層開拓巷道布置，同時(shí)對全井田開拓巷道進(jìn)行了詳細(xì)的布置和優(yōu)化，使得礦井開拓巷道布置更為合理，節(jié)省了部分巷道工程量，生產(chǎn)過程中的運(yùn)營成本也相應(yīng)得到降低。

4 結(jié)語

馬蓮臺煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，可采煤層較多但厚度較薄，煤層賦存傾角大，工作面及采區(qū)接續(xù)比較困難，做好全井田的采區(qū)劃分和開拓巷道布置方案，可以有效解決礦井中后期生產(chǎn)過程中的采區(qū)接續(xù)問題，可保證礦井較長時(shí)間的達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)期。本次方案優(yōu)化對全井田進(jìn)行了更為細(xì)致的采區(qū)劃分和開拓巷道布置，能夠更好的指導(dǎo)下一步井田開拓巷道的施工和全井田的開發(fā)，對礦井將來的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義，也為類似條件的礦井開拓方案設(shè)計(jì)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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