鑫拓煤矿工业场地布置方案优化选择

张伯涛，曹 鹏，邓鹏海，贾永杰，张伟龙

(1.四川省煤炭设计研究院，四川 成都 610031；2.中国矿业大学(北京)，北京 100083)

工业场地位置选择对于一个煤矿的生产发展、经济效益至关重要[1-6]。基于“全面规划、合理安排、节约用地、减少压煤”的原则，井口工业场地通常采用主副井并行布置方式。然而，在我国西南山区，由于受地形地质条件复杂等因素影响，矿井工业场地无法集中布置。本文以云南鑫拓煤矿为例，对山区工业广场分散布置方案进行研究和优选。

1 概述

鑫拓煤矿位于云南省绥江县城130°方向，直距约13km处，隶属于绥江县鑫拓矿业有限责任公司。划定的矿区范围主要由原鑫拓一煤矿探矿权和鑫拓二煤矿探矿权范围构成，矿区面积约20.15km2，为新建矿井，设计生产能力为300kt/a。矿井主要开采三叠系上统须家河组下段煤层，其中C2煤层是矿区唯一可采煤层煤，层厚0.72～1.12m，平均厚0.92m，结构简单，为稳定的全区可采煤层。

2 工业场地布置原则和主要影响因素

2.1 工业场地选择原则

矿井工业场地选择的主要原则，如下所示。

1)为确保建井工期，便于井筒施工，尽量选择在工程地质条件好、井筒穿表土层长度短、煤层埋深浅的地方。

2)应尽量布置在地面开阔地带，避免村庄、河流、道路等影响，便于煤炭外运及地面胶带栈桥的布置。

3)应尽可能选择在不压煤、少压煤或开采条件差的块段。

4)尽量靠近储量平衡中心，以减少反向运输距离。

5)利于井下开拓布置，系统简单，投资少，建井工期短。

6)利于矿井外部运输，交通运输便利。

2.2 区域地形地貌条件

鑫拓矿区山脉走向为东西向，总体北高南低，最高点位于矿区北边红鼻子梁子，海拔1532m，最低点海拔466m(矿区西边大汶溪河河床)，最大相对高差1066m。由于矿区属于构造剥蚀、侵蚀高中山地貌，山高、谷深、坡陡，适宜布置工业场地的区域较少，区内资源主要在+700m标高以下。因此，工业场地位置选择在河谷靠近公路侧的较宽阔地带。

2.3 交通运输条件

北部块段场地场区公路至主公路约1km，主要为碎石路，公路担负鑫拓煤矿周边4个煤矿的交通运输；公路周边多为陡崖，改造困难，且受飞石影响；公路周边还有民房，改造征地困难。南部块段场地靠近主公路。因此，矿井工业场地选择应充分靠近现有公路、具备一定生活设施、已被业主征用的南部块段场地和北部块段场地。同时，水麻高速从矿区西部边界经过，工业场地的选择应尽可能靠近主干公路。

2.4 地质构造情况

南部块段为一向西倾伏的一个单斜构造，地层倾角15～35°，地质构造复杂程度中等。北部块段总体为一向北东倾伏的向斜构造，地层倾角10～27°，区内断层不发育。井田内较大的断层有F3、F10、F9等断层，对煤层开采影响较大。

2.5 煤层赋存条件

矿区唯一可采煤层为C2煤层，赋存稳定。为保证第一水平上山资源有足够的服务年限，且首采区域煤层条件好、工程量少，该矿第一水平应该设在南部块段+520m标高左右。考虑初期移交采区的位置及其接续，本井田首采区位置适宜布置在南部块段。

2.6 勘探现状

目前北部块段和南部块段均布置勘探坑道所需的工业场地。南部块段场地标高+540m，较为狭窄，改造后仅可满足300kt/a生产规模原煤生产系统的要求；北部块段场地标高+520m，较为开阔，可满足建设300kt/a生产规模工业场地布置的要求。南部块段勘探坑道主要为平巷，断面较大(约5.5m2)，改造后可满足生产需求；北部块段勘探坑道大部分为下山巷道，且断面较小(约4.0m2)。两块场地均已征用，目前绥江县工业用地已完成调规，业主最近3年内无法新增工业用地。

3 井田工业场地布置的方案

根据上述影响因素与布置原则，结合矿井地面及井下煤层开采的具体条件，经现场踏勘，对矿井主工业场地位置提出两个方案。

方案一：南部块段主井工业场地、北部块段副井工业场地，平硐暗斜井开拓

该方案是改造南部块段场地为主井工业场地，改造北部块段场地为副井工业场地及生活福利设施场地。改造利用南部块段勘探主坑道为主平硐，铺设带式输送机，担负整个矿井开采的煤炭运输和部分进风任务；改造利用南部块段勘探回风坑道为南1#回风平硐，井口安设主要通风机，担负矿井F3断层与10#勘探线之间资源开采的回风任务；在副井工业场地内新布置副平硐，铺设轨道，担负整个矿井开采的材料、设备、人员、矸石等运输和部分进风任务。因井田走向长，井下运输距离远、通风线路长、通风阻力大，后期为满足矿井通风、安全出口要求，分别布置南2#进风斜井、南2#回风斜井、中回风斜井和北进风平硐(图1)。

图1 工业场地布置方案一平面图

方案二：北部块段工业场地、平硐暗斜井开拓

该方案是改造北部块段场地为矿井主井、副井及生活福利设施场地。在场地内新布置主平硐和副平硐，主平硐铺设带式输送机，担负整个矿井开采的煤炭运输和部分进风任务；副平硐铺设轨道，担负整个矿井开采的材料、设备、人员、矸石等运输和部分进风任务；改造利用南部块段勘探回风坑道为南1#回风平硐，井口安设主要通风机，担负矿井F3断层与10#勘探线之间资源开采的回风任务。因井田走向长，井下运输距离远、通风线路长、通风阻力大，后期为满足矿井通风、安全出口要求，分别布置中回风斜井、南2#进风斜井、南2#回风斜井和北进风平硐。

4 井田工业场地布置方案的比较和选择

鑫拓煤矿工业场地布置方案一和方案二的技术经济比较结果见表1和表2。

1)技术比较表明，方案一的主井工业场地靠近主干公路，公路改造难度小；投产初期可以充分利用原勘探坑道，初期投资省；充分利用了业主已经征用的两个场地，基本不用新增场地；投产井巷工程量小，投资省等优点。方案二具有外部运输困难、新增征地多、征地难度大(全为基本农田，土地刚调规)、投资大等缺点。

2)经济比较表明，方案一比方案二初期投资省1446.7万元，主要表现在投产工程量、征地和改造公路方面。

综合以上，推荐采用方案一的分散布置方案，即主井工业场地位于南部块段勘探场地，副井及生活行政福利设施工业场地位于北部块段勘探场地。

表1 工业场地布置方案技术比较

表2 工业场地布置方案经济比较

[1] 梁祖军.杨家坪煤矿工业场地位置比选 [J].煤炭工程，2012(9)：6-8.

[2] 杨 平，远朝霞.高河矿井工业场地位置选择 [J].煤炭工程，2005(2)：17-18.

[3] 朱南京，张文忠.小纪汗煤矿工业场地位置选择 [J].煤炭工程，2011(5)：9-11.

[4] 史晓勇.王峰矿工业场地位置选择及开拓方式设计探讨 [J].煤炭工程，2012(7)：9-11.

[5] 李世昌.复杂地形条件下井白位置及工业场地选择 [J].西安矿业学院学报，1995(12)：320-323.

[6] 周 毅，吴杰钢，伍文君.高陡山区矿井工业场地选址重点因素分析 [J].煤炭工程，2012(10)：9-11.