暗斜井煤柱開采設計優化

暗斜井煤柱開采設計優化

摘 要：鶴煤二礦暗斜井保護煤柱采區地質條件復雜，巷道結構多變，給采區煤柱回采和巷道合理布置帶來諸多不便和困難。為使該采區巷道布置合理、回采方便，能以最少投資取得到最佳經濟效益，所以對暗斜井煤柱開采設計進行方案比較優化，從而選出最優方案。
關鍵詞：設計優化  方案比較  保護煤柱  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，走向長壁采煤法。截止2011年3月底，剩余可采煤量為126萬噸，生產規模按60萬噸/年計算，可服務2.1年，屬資源枯竭礦井。為維持礦井正常生產，延長礦井服務年限，擬對主、副暗斜井保護煤柱進行開采，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，工業廣場保護煤柱線北部，F100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，回風下山與其工作面呈傾斜展布，開采標高在煤層底板等高線－20～－260之間。
        1.2 該暗斜井煤柱地質構造比較復雜，其中以斷層為主，褶曲較少主暗井保護煤柱開采范圍內巷道揭露大于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 該地區目前涌水量為18.0m3/h，根據相鄰采區工作面掘進期間頂、底板砂巖水和C3L8灰巖水涌出情況，預計該地區最大涌水量在15～30m3/h之間。
        2 設計原則及設計難點
        2.1設計原則
        （1）堅持經濟效益和社會效益并重的原則，注重生態保護和水土保持。
        （2）認真貫徹執行《煤礦安全規程》等法律、法規，堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針，為礦井安全生產提供可靠的保證。
        （3）充分利用現有的巷道及設施，以降低工程投資。
        （4）設計生產能力45萬t/a。
        （5）技術上先進可行、經濟上合理。
        2.2設計難點
        根據鶴煤二礦提供的地質資料，經討論分析該采區煤柱回采主要有兩處問題影響方案的設計：（1）區內地質構造比較復雜，斷層較多，影響巷道布置。（2）井下部分巷道處在煤層頂板或為煤巷與巖巷交替出現的半煤巖巷道，為利用現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計
        根據礦方提供的地質資料情況，結合礦方意見提出兩個方案，現分別介紹如下：
        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輸下山，沿煤柱邊界布置回風下山，利用北翼副暗斜井做運輸下山。在中部設變電所，區內涌水前期經-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
        ①前期利用副暗斜井做運輸機下山，可減少投資；
        ②從±0水平新掘軌道下山至-180水平，輔助運輸環節少，運輸流暢；
        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，回風線路長，通風阻力高；
        3.2 方案二，在工業廣場煤柱內布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運輸下山。
        ⑴方案介紹
        沿工業廣場煤柱東部邊界，在煤層中布置皮帶運輸下山、回風下山至三水平主皮帶下山，皮帶運輸下山、回風下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側，回風下山沿煤層布置，皮帶運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的煤層底板巖石中。在中部設采區變電所，采區涌水經-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。采區移交工程量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
        ①前期利用原巖石皮帶斜巷作軌道下山，巖巷工程量少；
        ②利用廣發煤礦報廢副井回風，回風線路短，通風阻力小，安全性好;
        ③此方案煤巷多，巖巷少，總工程量大，工期略長；
        ④輔助運輸環節多，生產管理上略復雜；
        ⑤采區總投資較小，生產成本較低，經濟效益好。
        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，掘進速度快，工期短，能夠早投產，早見效益，且多出的掘進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煤柱采區地質條件復雜，巷道結構多變，給采區煤柱回采和巷道合理布置帶來諸多不便和困難。為使該采區巷道布置合理、回采方便，能以最少投資取得到最佳經濟效益，所以對暗斜井煤柱開采設計進行方案比較優化，從而選出最優方案。
關鍵詞：設計優化  方案比較  保護煤柱  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，走向長壁采煤法。截止2011年3月底，剩余可采煤量為126萬噸，生產規模按60萬噸/年計算，可服務2.1年，屬資源枯竭礦井。為維持礦井正常生產，延長礦井服務年限，擬對主、副暗斜井保護煤柱進行開采，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，工業廣場保護煤柱線北部，F100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，回風下山與其工作面呈傾斜展布，開采標高在煤層底板等高線－20～－260之間。
        1.2 該暗斜井煤柱地質構造比較復雜，其中以斷層為主，褶曲較少主暗井保護煤柱開采范圍內巷道揭露大于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 該地區目前涌水量為18.0m3/h，根據相鄰采區工作面掘進期間頂、底板砂巖水和C3L8灰巖水涌出情況，預計該地區最大涌水量在15～30m3/h之間。
        2 設計原則及設計難點
        2.1設計原則
        （1）堅持經濟效益和社會效益并重的原則，注重生態保護和水土保持。
        （2）認真貫徹執行《煤礦安全規程》等法律、法規，堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針，為礦井安全生產提供可靠的保證。
        （3）充分利用現有的巷道及設施，以降低工程投資。
        （4）設計生產能力45萬t/a。
        （5）技術上先進可行、經濟上合理。
        2.2設計難點
        根據鶴煤二礦提供的地質資料，經討論分析該采區煤柱回采主要有兩處問題影響方案的設計：（1）區內地質構造比較復雜，斷層較多，影響巷道布置。（2）井下部分巷道處在煤層頂板或為煤巷與巖巷交替出現的半煤巖巷道，為利用現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計
        根據礦方提供的地質資料情況，結合礦方意見提出兩個方案，現分別介紹如下：
        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輸下山，沿煤柱邊界布置回風下山，利用北翼副暗斜井做運輸下山。在中部設變電所，區內涌水前期經-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
        ①前期利用副暗斜井做運輸機下山，可減少投資；
        ②從±0水平新掘軌道下山至-180水平，輔助運輸環節少，運輸流暢；
        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，回風線路長，通風阻力高；
        3.2 方案二，在工業廣場煤柱內布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運輸下山。
        ⑴方案介紹
        沿工業廣場煤柱東部邊界，在煤層中布置皮帶運輸下山、回風下山至三水平主皮帶下山，皮帶運輸下山、回風下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側，回風下山沿煤層布置，皮帶運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的煤層底板巖石中。在中部設采區變電所，采區涌水經-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。采區移交工程量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
        ①前期利用原巖石皮帶斜巷作軌道下山，巖巷工程量少；
        ②利用廣發煤礦報廢副井回風，回風線路短，通風阻力小，安全性好;
        ③此方案煤巷多，巖巷少，總工程量大，工期略長；
        ④輔助運輸環節多，生產管理上略復雜；
        ⑤采區總投資較小，生產成本較低，經濟效益好。
        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，掘進速度快，工期短，能夠早投產，早見效益，且多出的掘進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 論
        參照國家相關規定以及相應的概算定額和概算指標，結合當地材料預算價格，項目總資金為3490.519萬元，主、副暗井煤柱開采影響范圍村莊搬遷補償費補償費用總額為16293萬元。根據鶴煤公司統計資料，并結合礦井實際情況，測算原煤生產成本440.85元/噸。依據相應參數對項目進行財務計算分析，采區投產并達到設計生產能力后，正常生產按目前原煤市場價計算年原煤銷售收入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。采區投產后兩年即可收回投資�？傊�，方案二技術可行，經濟上較為合理。        
        方案二附圖
        4結 論
        參照國家相關規定以及相應的概算定額和概算指標，結合當地材料預算價格，項目總資金為3490.519萬元，主、副暗井煤柱開采影響范圍村莊搬遷補償費補償費用總額為16293萬元。根據鶴煤公司統計資料，并結合礦井實際情況，測算原煤生產成本440.85元/噸。依據相應參數對項目進行財務計算分析，采區投產并達到設計生產能力后，正常生產按目前原煤市場價計算年原煤銷售收入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。采區投產后兩年即可收回投資�？傊�，方案二技術可行，經濟上較為合理。

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