关于塔西河煤矿改扩建的探讨

关于塔西河煤矿改扩建的探讨
王国伟新疆煤炭设计研究院有限责任公司
【摘要】近年来，我国先后对一些储量丰富，地质构造简单，煤层赋存条件好的矿井进行了改扩建，并取得了较好的经济效果。

本文根据新疆天富煤业有限公司塔西河煤矿煤层、地质构造等情况，对矿井改扩建设计中开拓与开采等问题进行了探讨，以供同行交流。

【关键词】改扩建优化设计开拓方法
一、引言新疆天富煤业有限公司塔西河煤矿位于玛纳斯县城南５４ｋｍ处，该井田内的煤炭开采始于二十世纪八十年代初，前后建设有九对生产矿井，其中五对矿井已报废，现有生产矿井四对，该矿井为主、副斜井开拓，矿井生产规模为１５万ｔ／ａ。

该井田内的煤炭开采始于二十世纪八十年代初，前后建有九对生产矿井，其中五对矿井已报废，现有生产矿井四对，即玉石煤矿二号井；凉州户煤矿；俊塔二号井；俊塔四号井。

２００３年１２月，新疆天富煤业有限公司将其井田范围内四对生产井全部收购，由于煤层开采情况较为混乱，现将四对矿井合并为新疆天富煤业有限公司玛纳斯县塔西河煤矿。

根据《关于新疆天富煤业有限公司塔西河煤矿１２０万ｔ／ａ可行性研究报告的批复》，经过对影响矿井建设各方面因素的综合分析，并根据市场的需求确定本矿井设计生产能力为１．２Ｍｔ／ａ。

二、矿井地质概况井田东西走向长３．６ｋｍ，南北宽１．４ｋｍ，面积４．８０５ｋｍ２，开采水平标高为＋１４３７ｍ～＋８０
０ｍ。

在本井田内开采＋１３００ｍ以上水平的四个矿井，井田的煤层赋存于中侏罗统西山窑组中下部地层中，井田内含可采煤层共１４层，各煤层倾角２４°～２８°，煤层结构简单，赋存稳定。

其中Ｂ０、Ｂ２１、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ１０、Ｂ１１为中厚煤层，可采厚度为１．４２ｍ～２．６５ｍ；Ｂ１、Ｂ２２＋Ｂ２１′、Ｂ３、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９为厚煤层，煤层厚度为５．１５ｍ～７．９４ｍ。

煤层的直接顶、底多为泥质粉砂岩、粉砂岩、部分为粉砂质泥岩、泥岩。

直接顶（底）之上（下），多为砂岩、细砂岩的老顶（老底），直接顶（底）厚度大都在０．５０～１．１０ｍ之间。

部分煤层（Ｂ２２、Ｂ３）有炭质泥岩的伪顶。

瓦斯绝对涌出量为０．３９～０．６２ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯相对涌出量为２．８１～３．９６ｍ３／ｍｉｎ，属低瓦斯矿井。

三、开拓方案的选择根据矿井煤层赋存条件、开采技术条件，结合地面地形条件和现有井巷工程以及地面设施利用情况，设计提出以下两个开拓方案进行技术经济比较。

１．利用原有凉州户主井作主斜井、利用原俊塔一煤矿三号井作为副斜井。

利用现有的原凉州户主井作为矿井的主斜井。

该井沿Ｂ８煤层底板布置，井筒倾角２５°，现有井筒斜长２３７ｍ，净断面积４．４ｍ２，井颈段２０ｍ用砖砌碹支护，后２０ｍ围岩为松散烧变岩，支护为木支护，其余井筒无支护，局部采用锚杆加金属网支护，围岩情况良好。

设计将原井筒净断面刷大并延深至＋１２５０ｍ水平，装备带式输送机提升，担负全矿井提煤及部分进风任务。

井筒内
敷设人行台阶和扶手，并作为矿井安全出口。

利用原俊塔一煤矿三号井作为副斜井，该沿Ｂ５煤层底板布置，井筒倾角２５°，现有井筒斜长２７７ｍ，净断面积４．５ｍ２，井颈段２０ｍ用砖砌碹支护，后２０ｍ围岩为松散烧变岩，支护为木支护，其余井筒无支护，局部采用锚杆加金属网支护，围岩情况良好。

设计将原井筒净断面刷大并延深至＋１２５０ｍ水平，井筒内铺设３０ｋｇ／ｍ钢轨，单钩串车提升，担负全矿井提矸、上下人员、升降材料设备及主要进风任务，井筒内敷设管路、电缆并设人行台阶和扶手，并作为矿井安全出口。

利用原凉州户副井作为矿井扩建后的斜风井，担负全矿井的回风任务，并兼作矿井安全出口。

利用原俊塔一煤矿二号井作为矿井扩建后的管道井，作为下井管道及电缆铺设的专用通道。

２．新掘主斜井、利用原俊塔一煤矿三号井作副斜井。

在原凉州户主井井口以南５０ｍ处新掘主斜井，沿Ｂ６煤层底板岩石布置，井筒倾角２４°，装备带式输送机提升，担负全矿井提煤及部分进风任务。

井筒内敷设人行台阶和扶手，并作矿井安全出口。

根据技术比较和经济计算得出，在经济上方案一较方案二投资少１２２．３万元，方案一较方案二年运营费少１０．８万元。

综合考虑各方面因素，设计推荐方案一，即利用原有凉州户煤矿主井作主斜井、利用俊塔煤矿三号井作为副斜井的开拓方式。

四、采区布置方案１．采区数目、位置和工作面生产能力计算。

根据开拓布署，矿井共划分为五个采区。

首采区位置布置于塔西河以
西的一、二采区。

一、二采区位于塔西河以西，一采区走向长约８５０ｍ。

Ｂ９～Ｂ０煤层已开采范围位于主斜井以西７００ｍ以内，最低开采水平＋１３１９ｍ，因此自主斜井以西７００ｍ至井田西部边界长度约８００ｍ的Ｂ９～Ｂ０煤层上部回风水平标高考虑火烧区防水煤柱后确定为＋１３５０ｍ。

运输水平标高为＋１３１０ｍ，上山阶段垂高为４０ｍ，斜长为９４ｍ。

二采区走向长约１６００ｍ。

Ｂ１１及Ｂ１０煤层在河西未进行开采，但在煤矿施工中于＋１３４０ｍ水平遇Ｂ１０煤层火烧区，并有大量积水，由于向西火烧区底界范围不清，为保证掘进和生产的安全，预留火烧区防水煤柱后，Ｂ１１及Ｂ１０煤层上部回风水平标高确定为＋１３１０ｍ。

根据计算结果，矿井投产两个采区两个回采工作面可达到设计生产能力１２０万ｔ／ａ，投产工作面位于一采区Ｂ８煤层及二采区Ｂ１１煤层。

２．开采顺序。

开采采区内煤层群时，煤层的开采顺序有上行式和下行式两种，其选择的原则是在考虑煤层采动影响关系的前提下，保证开采水平、采区、回采工作面的正常接续，保证矿井持续稳定地生产，最大限度地采出煤炭，减少巷道掘进及维护工程量，合理集中生产，充分发挥设备能力，提高技术经济效率，便于防治灾害，保证矿井安全生产。

由于该矿井煤层间距较小，回采后冒落影响高度大，因此设计采用下行式开采，原则上采完上煤层再开采下煤层。

同时在不受采动影响的条件下，可先采煤层厚度稳定、结钩简单的特厚煤层，确保矿井
稳产。

３．采区尺寸及巷道布置。

一__________采区走向长约８５０ｍ。

Ｂ９～Ｂ０煤层已开采范围位于主斜井以西７００ｍ以内，最低开采水平＋１３１９ｍ，因此自主斜井以西７００ｍ至井田西部边界长度约８００ｍ的Ｂ９～Ｂ０煤层上部回风水平标高考虑火烧区防水煤柱后确定为＋１３５０ｍ。

运输水平标高为＋１３１０ｍ，上山阶段垂高为４０ｍ，斜长为９４ｍ。

五、采煤方法的选择根据选择采煤工艺时应考虑的各种因素及投产一采区的开采技术条件，参照新疆及国内外煤矿开采的高产高效生产经验，，经多方案比较后，设计对Ｂ０、Ｂ２１、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ１０、Ｂ１１等中厚煤层推荐采用综合机械化一次采全高采煤法。

对Ｂ１、Ｂ２２＋Ｂ２１′、Ｂ３、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９等厚煤层提出以下两种采煤方法进行技术经济比较：综采放顶煤采煤工艺和倾斜分层综采采煤工艺。

１．工作面参数确定。

（１）采高。

采高根据煤层厚度而定，Ｂ１１煤层工作面煤层平均厚２．２６ｍ，设计采用一次采全高开采。

Ｂ８煤层工作面煤层平均可采厚５．１５ｍ，设计采用放顶煤开采开帮高度２．５ｍ，放顶煤高度２．６５ｍ。

（２）工作面长度。

受原矿井小窑开采影响，结合本矿井的煤层条件和生产能力，技术和管理水平，参考国内开采类似条件煤层的工作面长度，Ｂ１１煤层工作面长度初步确定为１４０ｍ，Ｂ８煤层工作面长度初步确定为９４ｍ。

六、结语通过塔西河煤矿改扩建设计实践得出，矿井改扩建设计
不仅要分析透地质资料，改造制约生产的薄弱环节，还要结合生产矿井的实际。

充分利用现有工程、设施和设备，掌握矿井生产的长远规划，简化开拓布置，实现合理生产，集中管理，从而切实做到经济、适用、安全、可靠。

提高煤矿企业的经济效益和社会效益。

１９４经济论丛 __。