暗斜井煤柱開采設(shè)計(jì)優(yōu)化

摘 要：鶴煤二礦暗斜井保護(hù)煤柱采區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道結(jié)構(gòu)多變，給采區(qū)煤柱回采和巷道合理布置帶來諸多不便和困難。為使該采區(qū)巷道布置合理、回采方便，能以最少投資取得到最佳經(jīng)濟(jì)效益，所以對暗斜井煤柱開采設(shè)計(jì)進(jìn)行方案比較優(yōu)化，從而選出最優(yōu)方案。
關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)優(yōu)化  方案比較  保護(hù)煤柱  煤柱回采 
        1 概 況
        鶴煤二礦始建于1955年，開拓方式為立井、暗斜井、多水平上下山開拓，混合式通風(fēng)，走向長壁采煤法。截止2011年3月底，剩余可采煤量為126萬噸，生產(chǎn)規(guī)模按60萬噸/年計(jì)算，可服務(wù)2.1年，屬資源枯竭礦井。為維持礦井正常生產(chǎn)，延長礦井服務(wù)年限，擬對主、副暗斜井保護(hù)煤柱進(jìn)行開采，開采條件如下：
        1.1 該暗斜井煤柱位于103工作面（已采）至32031（已采）工作面南部，北翼底板煤巷東部，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱線北部，F(xiàn)100斷層西部。巖石皮帶斜巷、三水平主皮帶下山與其工作面呈走向展布，北翼主暗斜井、副主暗斜井，回風(fēng)下山與其工作面呈傾斜展布，開采標(biāo)高在煤層底板等高線－20～－260之間。
        1.2 該暗斜井煤柱地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，其中以斷層為主，褶曲較少主暗井保護(hù)煤柱開采范圍內(nèi)巷道揭露大于1m斷層12條，均為正斷層，11條為走向斷層，1條為傾向斷層。大于10m的斷層2條，分別為NⅡ28斷層和F22斷層。
        1.3 該地區(qū)目前涌水量為18.0m3/h，根據(jù)相鄰采區(qū)工作面掘進(jìn)期間頂、底板砂巖水和C3L8灰?guī)r水涌出情況，預(yù)計(jì)該地區(qū)最大涌水量在15～30m3/h之間。
        2 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)難點(diǎn)
        2.1設(shè)計(jì)原則
        （1）堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益和社會效益并重的原則，注重生態(tài)保護(hù)和水土保持。
        （2）認(rèn)真貫徹執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》等法律、法規(guī)，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，為礦井安全生產(chǎn)提供可靠的保證。
        （3）充分利用現(xiàn)有的巷道及設(shè)施，以降低工程投資。
        （4）設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬t/a。
        （5）技術(shù)上先進(jìn)可行、經(jīng)濟(jì)上合理。
        2.2設(shè)計(jì)難點(diǎn)
        根據(jù)鶴煤二礦提供的地質(zhì)資料，經(jīng)討論分析該采區(qū)煤柱回采主要有兩處問題影響方案的設(shè)計(jì)：（1）區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，斷層較多，影響巷道布置。（2）井下部分巷道處在煤層頂板或?yàn)槊合锱c巖巷交替出現(xiàn)的半煤巖巷道，為利用現(xiàn)有巷道以降低工程投資帶來困難。
        3暗斜井煤柱回采方案設(shè)計(jì)
        根據(jù)礦方提供的地質(zhì)資料情況，結(jié)合礦方意見提出兩個(gè)方案，現(xiàn)分別介紹如下：
        3.1 方案一，在暗斜井北部布置下山，利用北翼付暗斜井運(yùn)煤。
        （1）方案介紹
        該方案是在暗斜井煤柱北部從上車場開口布置軌道運(yùn)輸下山，沿煤柱邊界布置回風(fēng)下山，利用北翼副暗斜井做運(yùn)輸下山。在中部設(shè)變電所，區(qū)內(nèi)涌水前期經(jīng)-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。移交工程量3170.86m,其中巖巷工程量1427.67m；煤巷工程量1743.19m。
        （2）方案特點(diǎn)
        ①前期利用副暗斜井做運(yùn)輸機(jī)下山，可減少投資；
        ②從±0水平新掘軌道下山至-180水平，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，運(yùn)輸流暢；
        ③巖巷工程量大，出矸多，投資大，工期較長；
        ④從新副井廣場回風(fēng)，回風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力高；
        3.2 方案二，在工業(yè)廣場煤柱內(nèi)布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運(yùn)輸下山。
        ⑴方案介紹
        沿工業(yè)廣場煤柱東部邊界，在煤層中布置皮帶運(yùn)輸下山、回風(fēng)下山至三水平主皮帶下山，皮帶運(yùn)輸下山、回風(fēng)下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側(cè)，回風(fēng)下山沿煤層布置，皮帶運(yùn)輸下山布置在煤層底板的巖石中；軌道下山上段利用原巖石皮帶斜巷，下段布置在暗斜井煤柱的東側(cè)的煤層底板巖石中。在中部設(shè)采區(qū)變電所，采區(qū)涌水經(jīng)-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。采區(qū)移交工程量3582.89m,其中巖巷工程量708.56m,煤巷工程量2266.83m，巷修工程607.05 m。
        ⑵方案特點(diǎn)
        ①前期利用原巖石皮帶斜巷作軌道下山，巖巷工程量少；
        ②利用廣發(fā)煤礦報(bào)廢副井回風(fēng)，回風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，安全性好;
        ③此方案煤巷多，巖巷少，總工程量大，工期略長；
        ④輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)管理上略復(fù)雜；
        ⑤采區(qū)總投資較小，生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效益好。
        3.3 方案對比表（見表）
        
        3.4 方案選擇
        通過以上對比可以看出：方案二，雖然工程量和投資多一些，但多是煤巷，掘進(jìn)速度快，工期短，能夠早投產(chǎn)，早見效益，且多出的掘進(jìn)煤可抵消高出的投資。因此，建議采用方案二。 
 摘 要：鶴煤二礦暗斜井保護(hù)煤柱采區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道結(jié)構(gòu)多變，給采區(qū)煤柱回采和巷道合理布置帶來諸多不便和困難。為使該采區(qū)巷道布置合理、回采方便，能以最少投資取得到最佳經(jīng)濟(jì)效益，所以對暗斜井煤柱開采設(shè)計(jì)進(jìn)行方案比較優(yōu)化，從而選出最優(yōu)方案。
關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)優(yōu)化  方案比較  保護(hù)煤柱  煤柱回采 
        1 概 況
        鶴煤二礦始建于1955年，開拓方式為立井、暗斜井、多水平上下山開拓，混合式通風(fēng)，走向長壁采煤法。截止2011年3月底，剩余可采煤量為126萬噸，生產(chǎn)規(guī)模按60萬噸/年計(jì)算，可服務(wù)2.1年，屬資源枯竭礦井。為維持礦井正常生產(chǎn)，延長礦井服務(wù)年限，擬對主、副暗斜井保護(hù)煤柱進(jìn)行開采，開采條件如下：
        1.1 該暗斜井煤柱位于103工作面（已采）至32031（已采）工作面南部，北翼底板煤巷東部，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱線北部，F(xiàn)100斷層西部。巖石皮帶斜巷、三水平主皮帶下山與其工作面呈走向展布，北翼主暗斜井、副主暗斜井，回風(fēng)下山與其工作面呈傾斜展布，開采標(biāo)高在煤層底板等高線－20～－260之間。
        1.2 該暗斜井煤柱地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，其中以斷層為主，褶曲較少主暗井保護(hù)煤柱開采范圍內(nèi)巷道揭露大于1m斷層12條，均為正斷層，11條為走向斷層，1條為傾向斷層。大于10m的斷層2條，分別為NⅡ28斷層和F22斷層。
        1.3 該地區(qū)目前涌水量為18.0m3/h，根據(jù)相鄰采區(qū)工作面掘進(jìn)期間頂、底板砂巖水和C3L8灰?guī)r水涌出情況，預(yù)計(jì)該地區(qū)最大涌水量在15～30m3/h之間。
        2 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)難點(diǎn)
        2.1設(shè)計(jì)原則
        （1）堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益和社會效益并重的原則，注重生態(tài)保護(hù)和水土保持。
        （2）認(rèn)真貫徹執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》等法律、法規(guī)，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，為礦井安全生產(chǎn)提供可靠的保證。
        （3）充分利用現(xiàn)有的巷道及設(shè)施，以降低工程投資。
        （4）設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬t/a。
        （5）技術(shù)上先進(jìn)可行、經(jīng)濟(jì)上合理。
        2.2設(shè)計(jì)難點(diǎn)
        根據(jù)鶴煤二礦提供的地質(zhì)資料，經(jīng)討論分析該采區(qū)煤柱回采主要有兩處問題影響方案的設(shè)計(jì)：（1）區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，斷層較多，影響巷道布置。（2）井下部分巷道處在煤層頂板或?yàn)槊合锱c巖巷交替出現(xiàn)的半煤巖巷道，為利用現(xiàn)有巷道以降低工程投資帶來困難。
        3暗斜井煤柱回采方案設(shè)計(jì)
        根據(jù)礦方提供的地質(zhì)資料情況，結(jié)合礦方意見提出兩個(gè)方案，現(xiàn)分別介紹如下：
        3.1 方案一，在暗斜井北部布置下山，利用北翼付暗斜井運(yùn)煤。
        （1）方案介紹
        該方案是在暗斜井煤柱北部從上車場開口布置軌道運(yùn)輸下山，沿煤柱邊界布置回風(fēng)下山，利用北翼副暗斜井做運(yùn)輸下山。在中部設(shè)變電所，區(qū)內(nèi)涌水前期經(jīng)-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。移交工程量3170.86m,其中巖巷工程量1427.67m；煤巷工程量1743.19m。
        （2）方案特點(diǎn)
        ①前期利用副暗斜井做運(yùn)輸機(jī)下山，可減少投資；
        ②從±0水平新掘軌道下山至-180水平，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，運(yùn)輸流暢；
        ③巖巷工程量大，出矸多，投資大，工期較長；
        ④從新副井廣場回風(fēng)，回風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力高；
        3.2 方案二，在工業(yè)廣場煤柱內(nèi)布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運(yùn)輸下山。
        ⑴方案介紹
        沿工業(yè)廣場煤柱東部邊界，在煤層中布置皮帶運(yùn)輸下山、回風(fēng)下山至三水平主皮帶下山，皮帶運(yùn)輸下山、回風(fēng)下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側(cè)，回風(fēng)下山沿煤層布置，皮帶運(yùn)輸下山布置在煤層底板的巖石中；軌道下山上段利用原巖石皮帶斜巷，下段布置在暗斜井煤柱的東側(cè)的煤層底板巖石中。在中部設(shè)采區(qū)變電所，采區(qū)涌水經(jīng)-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。采區(qū)移交工程量3582.89m,其中巖巷工程量708.56m,煤巷工程量2266.83m，巷修工程607.05 m。
        ⑵方案特點(diǎn)
        ①前期利用原巖石皮帶斜巷作軌道下山，巖巷工程量少；
        ②利用廣發(fā)煤礦報(bào)廢副井回風(fēng)，回風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，安全性好;
        ③此方案煤巷多，巖巷少，總工程量大，工期略長；
        ④輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)管理上略復(fù)雜；
        ⑤采區(qū)總投資較小，生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效益好。
        3.3 方案對比表（見表）
               3.4 方案選擇
        通過以上對比可以看出：方案二，雖然工程量和投資多一些，但多是煤巷，掘進(jìn)速度快，工期短，能夠早投產(chǎn)，早見效益，且多出的掘進(jìn)煤可抵消高出的投資。因此，建議采用方案二。
        
        方案二附圖
        4結(jié) 論
        參照國家相關(guān)規(guī)定以及相應(yīng)的概算定額和概算指標(biāo)，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧项A(yù)算價(jià)格，項(xiàng)目總資金為3490.519萬元，主、副暗井煤柱開采影響范圍村莊搬遷補(bǔ)償費(fèi)補(bǔ)償費(fèi)用總額為16293萬元。根據(jù)鶴煤公司統(tǒng)計(jì)資料，并結(jié)合礦井實(shí)際情況，測算原煤生產(chǎn)成本440.85元/噸。依據(jù)相應(yīng)參數(shù)對項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)務(wù)計(jì)算分析，采區(qū)投產(chǎn)并達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力后，正常生產(chǎn)按目前原煤市場價(jià)計(jì)算年原煤銷售收入38250萬元，年利潤總額13018.05萬元，年銷售稅金及附加5393.7萬元，所得稅3254.5萬元，稅后利潤9763.55萬元。采區(qū)投產(chǎn)后兩年即可收回投資�？傊�，方案二技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上較為合理。        
        方案二附圖
        4結(jié) 論
        參照國家相關(guān)規(guī)定以及相應(yīng)的概算定額和概算指標(biāo)，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧项A(yù)算價(jià)格，項(xiàng)目總資金為3490.519萬元，主、副暗井煤柱開采影響范圍村莊搬遷補(bǔ)償費(fèi)補(bǔ)償費(fèi)用總額為16293萬元。根據(jù)鶴煤公司統(tǒng)計(jì)資料，并結(jié)合礦井實(shí)際情況，測算原煤生產(chǎn)成本440.85元/噸。依據(jù)相應(yīng)參數(shù)對項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)務(wù)計(jì)算分析，采區(qū)投產(chǎn)并達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力后，正常生產(chǎn)按目前原煤市場價(jià)計(jì)算年原煤銷售收入38250萬元，年利潤總額13018.05萬元，年銷售稅金及附加5393.7萬元，所得稅3254.5萬元，稅后利潤9763.55萬元。采區(qū)投產(chǎn)后兩年即可收回投資�？傊�，方案二技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上較為合理。

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