紅慶河煤礦擴能方案研究

胡伯

（煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100000）

近年來，我國工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，煤炭作為使用最多的能源之一，它的生產(chǎn)、供應(yīng)及消耗逐漸呈現(xiàn)出不平衡的發(fā)展趨勢[1-3]。煤礦改擴建項目主要是在原有項目的基礎(chǔ)上實施再建設(shè)，改擴建的最終目標(biāo)是增產(chǎn)量、降耗能、提效率、擴種類等[4-5]，實現(xiàn)項目的轉(zhuǎn)型升級和資源的優(yōu)化配置，達(dá)到改善環(huán)境、綜合利用的最終目的[6-7]。本文以紅慶河煤礦為例，通過對煤礦資源與開采條件分析，根據(jù)國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和安全管理規(guī)定，在多方案基礎(chǔ)上，對擴能方案進(jìn)行了分析論證，確定其是否具有擴能條件以及合適的擴能方案，提出可行性建議。

1 概 況

紅慶河煤礦位于東勝煤田的南緣東部，是東勝煤田新街礦區(qū)的特大型礦井。其構(gòu)造形態(tài)與區(qū)域含煤地層構(gòu)造形態(tài)一致，總體為一向西傾斜的單斜構(gòu)造，傾角一般1°～ 3°，地層產(chǎn)狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大；發(fā)育有寬緩的波狀起伏，未發(fā)現(xiàn)褶皺構(gòu)造，亦無巖漿巖侵入。井田長13～19 km、寬約8.7 km，面積140.759 km2，有10個可采煤層，煤層均有自然發(fā)火傾向和煤塵爆炸危險性。井田及后備區(qū)合計資源儲量412 448 萬t，批復(fù)設(shè)計生產(chǎn)能力1 500 萬t／a，礦井服務(wù)年限為99.26 a，礦井2 個首采工作面均已開始試回采。

礦井采用立井開拓方式；工業(yè)場地內(nèi)布置主、副、中央1 號風(fēng)井、中央2 號風(fēng)井4 個井筒，分3個水平開拓；3- 1、3- 1 上煤為一水平，水平標(biāo)高+677 m；4- 1、4- 2、5- 1 及5- 2 為二水平，水平標(biāo)高+630 m；6- 1、6- 2、6- 3 及6- 4 煤為三水平，水平標(biāo)高+570 m。井下沿南偏東36°方向兩翼各布置3 條大巷，開拓全井田。地面運輸主要采用鐵路外運，礦井鐵路專用線接軌新恩線新街西站，專用線長6.1 km。井下煤炭運輸均采用帶式輸送機運輸、輔助運輸全部采用無軌膠輪車運輸。

2 紅慶河煤礦生產(chǎn)狀況

2.1 資源儲量核查

根據(jù)《關(guān)于< 內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝煤田紅慶河區(qū)乃馬岱井田煤炭資源勘探報告> 礦產(chǎn)資源儲量評審備案證明》 和國土資礦劃字[2008]061 號劃定紅慶河礦區(qū)范圍文件，經(jīng)計算紅慶河井田礦井工業(yè)資源/ 儲量為281 383.9 萬t，井田范圍內(nèi)礦井設(shè)計可采儲量為208 453.7 萬t。另外，后備區(qū)井田面積40.681 km2，資源儲量104 444 萬t，按照估算設(shè)計可采儲量約70 000 萬t。兩塊面積內(nèi)總可采儲量約278 454 萬t。

現(xiàn)有井田范圍資源儲量按照1 500 萬t/a 計算，礦井服務(wù)年限為99.26 a。若滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范（GB50215- 2015）》[8]大型礦井70 a 的規(guī)定，計算現(xiàn)有井田范圍（礦權(quán)范圍） 資源量擴建支持生產(chǎn)能力2 200 萬t/a，后備區(qū)資源量支持700 萬t/a。

2.2 生產(chǎn)系統(tǒng)能力核算

按照常規(guī)核算，采用年工作330 d，礦井提升時間18 h 計算，主井提升能力為1 620 萬t/a；采用年工作日330 d，三班作業(yè)，班最大提升時間5 h計算，副井提升能力2 020 萬t/a。按照2 個工作面采掘工作面生產(chǎn)能力核算為1 500 萬t/a，按照3 個工作面生產(chǎn)能力核定2 240 萬t/a。礦井通風(fēng)系統(tǒng)生產(chǎn)能力為2 345 萬t/a。主井井口至原煤倉帶式輸送機生產(chǎn)能力核定值為2 024 萬t/a，選煤廠核定能力1 736 萬t/a，儲裝運系統(tǒng)核定能力2 020 萬t/a。

因此，以主井提升能力1 620 萬t/a 和采掘工作面生產(chǎn)能力1 500 萬t/a 為最小環(huán)節(jié)，現(xiàn)礦井的核定生產(chǎn)能力為1 500 萬t/a （2 個工作面）、1 620萬t/a （3 個工作面）。

3 擴能開發(fā)方案

3.1 擴能開發(fā)方案

據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策及規(guī)劃方案的編制依據(jù)、原則，結(jié)合紅慶河煤礦的資源條件、開采技術(shù)條件、后備區(qū)開發(fā)利用等多方面因素，對紅慶河煤礦擴能至2 200萬t/a的生產(chǎn)能力提出4 個方案，見表1。

表1 擴能開發(fā)規(guī)劃方案Table 1 Expansion development plan

3.2 擴能方案比較

從技術(shù)可行性和管理可行性2 個方面對擴能方案進(jìn)行分析比較。方案一，利用產(chǎn)能核增政策、現(xiàn)有礦井生產(chǎn)能力擴能可通過增加采區(qū)、增加工作面，配套增加回風(fēng)井，目前尚不滿足政策要求，且災(zāi)害較嚴(yán)重不可行。方案二，從管理上看，當(dāng)前對現(xiàn)有礦井進(jìn)行改擴建不符合現(xiàn)行文件要求，至少5 a 后才可以合規(guī)走程序。從技術(shù)上分析是可行的，但存在生產(chǎn)過于集中、生產(chǎn)及安全管理難度大等不利因素，因此，方案二不具備實施條件。方案三，通過調(diào)整井田邊界再建新井，雖然投資略大，但2個礦井的開發(fā)互不干擾，獨立建設(shè)，且符合相關(guān)政策，具有可操作性，可以實現(xiàn)礦井2 200 萬t/a 規(guī)模。方案四，在方案三的基礎(chǔ)上，在后備區(qū)資源再建新井，雖然投資略大，但從爭取獲得資源戰(zhàn)略布局角度考慮，具有明顯的戰(zhàn)略優(yōu)勢；可以展望礦井2 900 萬t/a 規(guī)模。

因此，綜合分析認(rèn)為，方案三通過調(diào)整井田邊界再建新井，實現(xiàn)礦井2 200 萬t/a 規(guī)模是可行的；方案四，通過爭取后備區(qū)資源再建新井，展望礦井2 900 萬t/a 規(guī)模是可期的。總體來說可按照方案三開始實施，在實施過程中籌備方案四。

3.3 擴能實施方案

以原礦井一水平三五采區(qū)北邊界線為界劃分為2 個礦井。其中，南部為一井，維持現(xiàn)有開拓開采布局不變，生產(chǎn)能力1 500 萬t/a，服務(wù)年限70 a；北部劃為二井，生產(chǎn)能力700 萬t/a，服務(wù)年限70 a。2 個礦井合計生產(chǎn)能力達(dá)到2 200 萬t/a 規(guī)模，礦井邊界及儲量劃分如圖1 所示。

結(jié)合井上、下條件，二井工業(yè)場地布置在井田范圍中央位置，工業(yè)場地內(nèi)布置主、副、風(fēng)井3 個井筒。移交1 個采區(qū)，工作面采用大巷條帶布置方式，均采用長壁后退式采煤方法，裝備一套綜合機械化一次采全高采煤工作面，全部冒落法管理頂板，井下煤炭運輸均采用膠帶輸送機運輸、輔助運輸全部采用無軌膠輪車運輸。二井不單獨建設(shè)洗煤廠，通過對一井洗煤廠改擴建，使其滿足2 個礦井的洗選能力。二井原煤通過地面皮帶運送至一井，利用一井洗煤廠洗選后由一井統(tǒng)籌運銷。改擴建洗煤廠時，使其具備中期2 200 萬t/a、遠(yuǎn)期2 900 萬t/a 洗選能力。

4 結(jié) 論

為充分利用資源，達(dá)到擴大產(chǎn)能、煤礦經(jīng)濟效益最大化的目的，對紅慶河煤礦擴能方案進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論。

（1） 通過對紅慶河資源儲量和生產(chǎn)系統(tǒng)能力分析，明確了紅慶河煤礦及其后備區(qū)可采儲量及礦井提升運輸能力。

（2） 在分析紅慶河煤礦資源條件、開采技術(shù)、后備區(qū)等多方面因素的基礎(chǔ)上，提出了4 種紅慶河煤礦擴能開發(fā)方案。

（3） 通過從技術(shù)和管路兩方面分析對比后，得出紅慶河煤礦擴能最佳方案是通過再建新井的方式進(jìn)行擴能，并提出了相應(yīng)的實施方案。