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摘要:AGL 矿井是AGL 露天矿深部区,根据目前露天开采计划,在露天矿与矿井互不影响的基础之上,文中提出工业场地选择方案,结合井田开拓方案影响因素提出两个开拓方案,通过技术及经济比较,确定采用平硐单水平开拓方案开采全井田。
关键词:AGL 矿井;工业场地;平硐开拓引言
AGL露天矿位于乌兹别克AGL市,于1948年投入运行。由于多年的超强度开采,目前采剥比失衡,尤其是露天矿东北部区域煤层埋藏深度达400m,露天开采不经济。本文通过露天矿开采规划、地面滑坡、地面设施等多方面影响因素分析,确定工业场地位置;通过技术、经济比较,最终确定AGL矿井开拓方式,使露天、矿井生产互不影响,达到增加产能、节省投资,合理开发目的。
1 井田概况
AGL矿井位于AGL露天矿二期范围内,属露天矿后期开采块段,剥采比较大,露天开采不经济,因此转为矿井开采。井田面积8.14km2,矿井设计生产能力为4.0Mt/a。井田内赋存2层可采煤,分别为2B、1+2煤层,其中2B煤层平均厚度为15.0m,1+2煤层平均厚度为36.8m,两层煤间距平均为5m,2层煤赋存较稳定。井田地层平缓,倾角一般小于6°。属低瓦斯矿井,矿井正常涌水量为200m3/h。
2 工业场地位置选择
2.1 工业场地选择影响因素
工业场地位于AGL露天矿矿坑内,因此影响本井井口位置与工业场地确定的主要因素有以下几点:
①与AGL露天矿采、剥、运、内排的关系
目前,露天矿实际开采、剥离采区为矿田西南翼,即5勘探线以南,5勘探线至15勘探线为接替采区,目前也在进行清理滑坡体及剥离准备,内排运输有皮带和铁路两种方式。因此,15勘探线以南露天矿端帮正在或即将进行生产、剥离,内排及运输,不适合布置井工开采的工业场地及井口设施,否则将会造成露天、井工相互干扰,影响露天矿生产运输。
②滑坡体
在露天矿的北部端帮存在一个滑坡体,其范围由南到北为16~30勘探线,由东到西为+920~+1102m高程。2011年5月发生较大位移。随着露天采矿活动的停止,疏干措施的采用,2年多来滑坡体趋于稳定。因此,该滑坡体对矿井井口位置及工业场地选择有一定影响。
③工业场地及地面储装运系统的布置
工业场地除井筒外还需布置煤炭生产及辅助生产设施。如井口房、装车站、综采设备库、机修车间、材料库等,需要一定的占地。
④地面铁路
露天端帮有正在运行的矿区铁路,需进行保护,对井筒布置有一定影响。
2.2 工业场地位置选择
根据影响井口位置与工业场地确定的因素,为避免与露天矿生产相互干扰,尽可能减小滑坡体影响,利于矿井开拓及工业场地布置,最大限度节省初期井巷工程量,缩短建设工期,节约建设投资,井口布置在27、28勘探线上的2号煤最终工作帮+900m的平台上。
3 井田开拓方式确定
根据矿井煤层赋存特征及端帮开采的特点,设计矿井采用平硐开拓方式,在工业场地内布置主、副和回风三条平硐。根据矿井平硐口及工业场地位置,提出两个井田开拓方案。
3.1 方案一:井筒从滑坡体尾端岩层下方穿过
3.1.1 井筒布置
矿井采用平硐开拓,工业场地内布置3条平硐[1~4],主、副、回风3条平硐均自+900m平台由东南以方位角110°向西北开掘,副、回风平硐以0°30′00″倾角穿过回填土进入1+2煤层,然后沿1+2煤层布置,副、回风平硐穿过回填土长度分别为342m、285m,主平硐以1°00′00″倾角穿过回填土进入1+2煤层,然后沿1+2煤层布置,主平硐穿过回填土的距离为316m。主井平硐断面12.4m2,井筒内铺设1.2m宽皮带,担负煤炭运输,兼做入风、安全出口,敷设排水、消防、洒水管路及电缆。副平硐净断面18.5m2,采用无轨胶轮车担负辅助运输,并兼做进风和安全出口。回风平硐净断面17.8m2,为专用回风井,采用抽出式通风。
3.1.2 水平及采区划分
井田内可采煤层2层,层间距平均为5m。煤层倾角较缓,一般小于6°,煤层赋存高程为+690m~+850m,因此设计采用单水平开拓,水平高程确定为+780m。矿井划分为3个采区,1、2采区内1和2煤层均可采,3采区只有2煤层可采。
3.1.3 大巷布置
沿井筒方向布置一组集中大巷,即皮带、辅助运输、回风大巷,3条大巷均布置在2煤层内。1采区沿地面公路方向布置采区大巷,其中辅助运输分层布置,即2B、1+2煤层各布置一条采区辅助运输大巷,皮带和回风大巷布置在1+2煤层中;集中大巷可作为2采区大巷;3采区由于2B煤层不可采,因此皮带、辅助运输、回风大巷均布置在1+2煤层中。
3.2 方案二:井筒绕过滑坡体
方案二工业场地与方案一相同,井田共布置3条平硐。主、副、回风平硐均自+900m工作平台由南向北以180°方位
角开掘,掘至34勘探线再左转90°向西开掘。主平硐先以2°00′00″倾角穿过回填土,在回填土掘进202m后进入基岩,沿基岩掘进443m时向左转向90°,沿34勘探线由东向西掘进,掘进845m后进入1+2煤层,沿1+2煤层布置。
副平硐先以1°30′00″倾角穿过回填土,在回填土内掘进179m后进入基岩,沿基岩掘进424m时向左转向90°,沿34勘探线由东向西掘进,掘进748m后进入1+2煤层,沿1+2煤层布置。回风平硐先以2°00′00″倾角穿过回填土,在回填土掘进217m后进入基岩,沿基岩掘进471m时向左转向90°沿34勘探线由东向西掘进,掘进907m后进入1+2煤层,沿1+2煤层布置。方案二开采水平及大巷布置原则同方案一。
3.3 方案比较
1)技术比较
方案一优点:__
①主、副平硐由东南向西北布置,不需要折转,直接与开拓大巷相接,节省一条带式输送机,运输环简单,总井巷工程量较二方案节省338m,岩巷节省2500m。
②方案一比方案二岩石巷道短2500m,煤巷长1632m,因此方案一较方案二节省建井工期4个月。
③方案一主要大巷与地面公路公用保护煤柱,减少压煤量1172.3万t。
④方案一工作面推进长度较方案二多647m,减少工作面搬家次数。方案一缺点:
①主、副、回风平硐需在回填土中穿过943m,方案二主、副、回风只需穿过598m,故方案一回填土段长度多345m,施工复杂。
②三条平硐均需在滑坡体尾端底板下穿过,不如方案二可靠。方案二优、缺点与方案一相反,不再重复。
两个方案技术和经济比较,方案一初期井巷工程量少、投资省、建井工期短等优点,且根据对滑坡体评估后认为滑坡体经疏干等措施后已经趋于稳定,今后逐步加大疏干力度、剥离清理一定量滑坡体,减小边坡角等一系列技术对策后,该滑坡体是安全的,同时该滑坡体主导滑向为西南方向,而设计平硐口及平硐位于滑坡体东北角,平硐及平硐口是安全的。设计推荐方案一。
4 结 论
1)根据工业场地主要影响因素,结合露天矿开采计划,确定工业场地选择在27、28勘探线上的2号煤最终工作帮+900m的平台上,保证与露天矿生产互不影响。
2)针对地面滑坡体,设计了两种开拓方案,通过技术、经济比较,最终选择方案一,采用平硐开拓,3条井筒从滑坡体尾端岩层下方穿过,保证安全的前提下,节省投资,缩短工期。
参考文献
[1] GB50215-2015,煤炭工业设计规范.
[2] 张荣立,何国维, 李铎. 采矿工程设计手册[M]. 煤炭工业出版社出版,2008.