石槽村煤礦22采區準備方案的比較與分析

李偉

摘 要：根據石槽村煤礦開拓系統布置及采區劃分范圍、煤層賦存條件、地形地質條件、儲量分布情況，設計針對22采區準備方式提出三個比選方案。經技術、經濟比較選出最優方案。

關鍵詞：石槽村煤礦、采區設計，方案比較

1 概述

石槽村煤礦建于2005年，井田位于鴛鴦湖礦區中部，北接梅花井煤礦，南鄰紅柳煤礦，井田南北走向長約4.5km，東西傾斜寬約7km，井田面積約31.4km2。井田含煤地層為侏羅系延安組，可采及局部可采煤層12層。井田地質資源儲量1040.07Mt，工業資源儲量906.73Mt，設計可采資源儲量596.71Mt。

根據各煤層層間距和可采儲量分布情況將本礦煤層群分為三組：上煤組由2-1、2-2、3、4-1煤組成，中煤組由6、10、12、15煤組成，下煤組由16、17-1及17、18-1及18、18-2煤組成。

石槽村煤礦采用主斜井、副立井和回風斜井綜合開拓方案。井田鴛鴦湖背斜東翼東西方向劃分為兩個塊段6個采區；背斜西側為急傾斜煤層區，根據工業場地及鐵路站場煤柱的留設范圍，南北方向劃分為兩個塊段6個采區。共四個分區，12個采區。

2采區概況

2.1采區概況

本次設計的22采區為礦井一分區第2個采區，位于石槽村煤礦中部，采區南到新堿溝子北正斷層，北至DF18斷層和井田邊界，東到李家圈逆斷層，西至張家廟逆斷層、張家廟背斜，采區南北走向長度約3445～4240m，傾向寬約1350～1650m，面積約5.54km2。22采區開采采區范圍內的6、10、12、15煤。

2.2地質資源量

根據《石槽村煤礦22采區地質說明書》對22采區范圍內的6、10、12、15層煤進行資源/儲量計算。22采區范圍內各煤層資源量估算結果如下：地質資源/儲量：9497.03萬t，工業資源/儲量：9250.94萬t；設計資源/儲量：7874.46萬t；設計可采資源/儲量：5884.40萬t。

2.3煤層分布狀態

6煤：全區發育，層位穩定，全采區可采。煤層厚度4.61～5.70m，平均5.17m，屬厚煤層。煤層結構簡單～較簡單，屬穩定煤層。煤類為不粘煤。

10煤：上距6煤23.01～46.09m，平均34.35m，煤層厚度3.59～5.27m，平均4.41m，煤層結構簡單～較簡單，屬穩定煤層。

12煤：上距10煤19.79～36.84m，平均30.14m，煤層厚度1.58～3.91m，平均2.15m，煤層結構簡單～較簡單，屬穩定煤層。

15煤：上距12煤平均18.49m，煤層厚度0.45～1.7m，平均1.01m。

2.4地質構造

22采區內對開采產生影響的地質構造有DF18斷層（L=1000m，H=25m）、李家圈逆斷層（L=2400-3100m，H=91m）、新堿溝子北正斷層（L=2000m，H=70m）、張家廟逆斷層（L=2800m，H=265m）、DF5斷層（L=2570m，H=22m）、DF8斷層（L=1460m，H=21m）、DF7斷層（L=580m，H=20m）和鴛鴦湖背斜、張家廟向斜和張家廟背斜。

2.5煤種煤質

本井田煤的變質程度低，以不粘煤主，少量長焰煤。各主采煤層均為低灰～特低灰、中～低硫、特低磷、中高揮發分、高熱值的不粘煤。為良好的發電用煤、城市“環?！庇妹?，氣化用煤及化肥原料用煤和良好的民用燃料煤。

3 設計方案及比較

根據石槽村煤礦開拓系統布置及采區劃分范圍、煤層賦存條件、地形地質條件、儲量分布情況，設計針對22采區準備方式提出三個比選方案。

方案一：利用井底煤倉，運輸上山布置在10煤，采區回風上山沿6煤布置， 22采區輔助運輸從張家廟向斜軸部的+900m輔運石門開始大致沿6、10、12煤折返布置至+630m水平，在+630m水平新建一套排水系統。

方案二：將采區運輸上山布置到12煤中，在+700m水平施工一條排水石門將22采區的水引到21采區+700m水泵房（目前該泵房還未實施）集中排至+900m礦井主水倉，其它均同方案一。

方案三：該方案回風、煤炭運輸、排水系統與方案一相同，輔助運輸采用軌道運輸。

主運輸方案比選的比較（方案一與方案二）：

A、準備方式一優缺點

優點：a、運輸上山沿10煤布置，各區段溜煤眼均在40m以內，溜煤眼施工及使用方便，利于提高塊煤率；b、運輸上山沿10煤布置，與布置在6煤的回風上山及穿層布置的輔運上山溝通方便。

缺點：a、12煤上距10煤平均30.14m，運輸上山布置于10煤，則12煤順槽爬坡巷需要布置約150m才能搭接到運輸上山，加大了12煤個別工作面的上山保護煤柱，不利于最大限度提高資源回收率；b、15煤上距12煤平均18.49m，可采厚度1.16m，若將來決定要開采15煤，則運輸上山布置于10煤將給15煤的開采帶來困難。

B、準備方式二優缺點

優點：a、運輸上山布置于12煤，各煤層順槽爬坡巷與運輸上山搭接順暢，有利于提高資源回收率；b、運輸上山布置于12煤有利于15煤的開采。

缺點：a、運輸上山沿12煤布置，各區段溜煤眼在50～70m，溜煤眼施工及使用困難，且不利于提高塊煤率；b、運輸上山沿12煤布置，與布置在6煤的回風上山及穿層布置的輔運上山溝通不便。

C、準備方式方案一與方案二的比選

方案一與方案二井巷工程量上基本相當，主要差別是方案二的區段溜煤眼比方案一高約30m，而方案一的每個12煤順槽爬坡巷巖巷工程量增加約50m。

采區主要煤量集中在6煤和10煤，為提高運輸系統的可靠性，區段溜煤眼不宜設計過高。

因此，方案一與方案二的比較中，選擇方案一作為較優方案，與后續方案進行比較。

輔助運輸方案比較（方案一與方案三）

方案一與方案三相比，方案一的初期可比工程量和總工程量均為2560m，方案三的初期可比工程量為3440m，可比總工程量為5260m，因此方案三的初期可比工程量比方案一多880m，可比總工程量比方案一多2700m，方案三的初期工程量及總工程量均大于方案一。且方案三在礦井已有膠輪車設備的基礎上還需要增加一套絞車提升設備及車輛和人員運輸設備。方案三存在用人多，效率低的問題，結合本礦井已形成的輔助運輸系統為膠輪運輸系統且本礦井井型大、輔助運輸量大的實際情況，本次設計認為22采區輔助運輸方式選擇無軌膠輪系統合理。

排水方案比較（方案二與方案一）

方案二與方案一在排水系統方面的區別是方案二在+700m水平施工一條排水石門將22采區的水引到21采區+700m水泵房集中排至+900m礦井主水倉，方案一是在22采區新建一套排水系統。

在總投資及運營費用方面，方案一（7236萬元）與方案二（7275萬元）大體相當。方案二中+700m排水石門，在張家廟背斜處將揭露18煤底板寶塔砂巖承壓含水層，根據石槽村煤礦精查地質報告及周邊礦井（靈新煤礦等）實際揭露涌水情況，18煤底板寶塔砂巖含水層水文地質情況復雜，在開采22采區時不宜揭露該含水層。在費用比較大體相當的情況下，從采區建設及生產安全方面考慮，設計認為在排水系統方案方面方案一優于方案二。

結論：通過主運輸系統、輔助運輸系統和排水系統的比較，最終選定方案一為采區準備方案。即：利用井底煤倉，運輸上山布置在10煤，采區回風上山沿6煤布置， 22采區輔助運輸從張家廟向斜軸部的+900m輔運石門開始大致沿6、10、12煤折返布置至+630m水平，在+630m水平新建一套排水系統。

參考文獻：

[1]姚建新，陽煤二礦十二采區設計方案比較與分析，山西煤炭，200912.15