1、暗斜井煤柱开采设计优化摘 要：鹤煤二矿暗斜井保护煤柱采区地质条件复杂，巷道结构多变，给采区煤柱回采和巷道合理布置带来诸多不便和困难。为使该采区巷道布置合理、回采方便，能以最少投资取得到最佳经济效益，所以对暗斜井煤柱开采设计进行方案比较优化，从而选出最优方案。 关键词：设计优化 方案比较 保护煤柱 煤柱回采 1 概 况 鹤煤二矿始建于 1955 年，开拓方式为立井、暗斜井、多水平上下山开拓，混合式通风，走向长壁采煤法。截止 2011 年 3 月底，剩余可采煤量为 126 万吨，生产规模按 60 万吨/年计算，可服务 2.1 年，属资源枯竭矿井。为维持矿井正常生产，延长矿井服务年限，拟对主、副暗斜
2、井保护煤柱进行开采，开采条件如下： 1.1 该暗斜井煤柱位于 103 工作面（已采）至 32031（已采）工作面南部，北翼底板煤巷东部，工业广场保护煤柱线北部，F100 断层西部。岩石皮带斜巷、三水平主皮带下山与其工作面呈走向展布，北翼主暗斜井、副主暗斜井，回风下山与其工作面呈倾斜展布，开采标高在煤层底板等高线20260 之间。 1.2 该暗斜井煤柱地质构造比较复杂，其中以断层为主，褶曲较少主暗井保护煤柱开采范围内巷道揭露大于 1m 断层 12 条，均为正断层，11 条为走向断层，1 条为倾向断层。大于 10m 的断层 2 条，分别为N28 断层和 F22 断层。 1.3 该地区目前涌水量为
3、18.0m3/h，根据相邻采区工作面掘进期间顶、底板砂岩水和 C3L8 灰岩水涌出情况，预计该地区最大涌水量在1530m3/h 之间。 2 设计原则及设计难点 2.1 设计原则 （1）坚持经济效益和社会效益并重的原则，注重生态保护和水土保持。 （2）认真贯彻执行煤矿安全规程等法律、法规，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，为矿井安全生产提供可靠的保证。 （3）充分利用现有的巷道及设施，以降低工程投资。 （4）设计生产能力 45 万 t/a。 （5）技术上先进可行、经济上合理。 2.2 设计难点 根据鹤煤二矿提供的地质资料，经讨论分析该采区煤柱回采主要有两处问题影响方案的设计：（
4、1）区内地质构造比较复杂，断层较多，影响巷道布置。 （2）井下部分巷道处在煤层顶板或为煤巷与岩巷交替出现的半煤岩巷道，为利用现有巷道以降低工程投资带来困难。 3 暗斜井煤柱回采方案设计 根据矿方提供的地质资料情况，结合矿方意见提出两个方案，现分别介绍如下： 3.1 方案一，在暗斜井北部布置下山，利用北翼付暗斜井运煤。（1）方案介绍 该方案是在暗斜井煤柱北部从上车场开口布置轨道运输下山，沿煤柱边界布置回风下山，利用北翼副暗斜井做运输下山。在中部设变电所，区内涌水前期经-180 泵房排到中央泵房水仓，再中央泵房排至地面。移交工程量 3170.86m,其中岩巷工程量 1427.67m；煤巷工程量17
5、43.19m。 （2）方案特点 前期利用副暗斜井做运输机下山，可减少投资； 从0 水平新掘轨道下山至-180 水平，辅助运输环节少，运输流畅； 岩巷工程量大，出矸多，投资大，工期较长； 从新副井广场回风，回风线路长，通风阻力高； 3.2 方案二，在工业广场煤柱内布置煤下山，利用原岩石皮带斜巷做辅助运输下山。 方案介绍 沿工业广场煤柱东部边界，在煤层中布置皮带运输下山、回风下山至三水平主皮带下山，皮带运输下山、回风下山的下段布置在暗斜井煤柱的东侧，回风下山沿煤层布置，皮带运输下山布置在煤层底板的岩石中；轨道下山上段利用原岩石皮带斜巷，下段布置在暗斜井煤柱的东侧的煤层底板岩石中。在中部设采区变电所
6、，采区涌水经-180 泵房排到中央泵房水仓，再中央泵房排至地面。采区移交工程量 3582.89m,其中岩巷工程量 708.56m,煤巷工程量 2266.83m，巷修工程 607.05 m。 方案特点 前期利用原岩石皮带斜巷作轨道下山，岩巷工程量少； 利用广发煤矿报废副井回风，回风线路短，通风阻力小，安全性好; 此方案煤巷多，岩巷少，总工程量大，工期略长； 辅助运输环节多，生产管理上略复杂； 采区总投资较小，生产成本较低，经济效益好。 3.3 方案对比表（见表） 3.4 方案选择 通过以上对比可以看出：方案二，虽然工程量和投资多一些，但多是煤巷，掘进速度快，工期短，能够早投产，早见效益，且多出的
7、掘进煤可抵消高出的投资。因此，建议采用方案二。 摘 要：鹤煤二矿暗斜井保护煤柱采区地质条件复杂，巷道结构多变，给采区煤柱回采和巷道合理布置带来诸多不便和困难。为使该采区巷道布置合理、回采方便，能以最少投资取得到最佳经济效益，所以对暗斜井煤柱开采设计进行方案比较优化，从而选出最优方案。关键词：设计优化 方案比较 保护煤柱 煤柱回采 1 概 况鹤煤二矿始建于 1955 年，开拓方式为立井、暗斜井、多水平上下山开拓，混合式通风，走向长壁采煤法。截止 2011 年 3 月底，剩余可采煤量为 126 万吨，生产规模按 60 万吨/年计算，可服务 2.1 年，属资源枯竭矿井。为维持矿井正常生产，延长矿井服
8、务年限，拟对主、副暗斜井保护煤柱进行开采，开采条件如下：1.1 该暗斜井煤柱位于 103 工作面（已采）至 32031（已采）工作面南部，北翼底板煤巷东部，工业广场保护煤柱线北部，F100 断层西部。岩石皮带斜巷、三水平主皮带下山与其工作面呈走向展布，北翼主暗斜井、副主暗斜井，回风下山与其工作面呈倾斜展布，开采标高在煤层底板等高线20260 之间。1.2 该暗斜井煤柱地质构造比较复杂，其中以断层为主，褶曲较少主暗井保护煤柱开采范围内巷道揭露大于 1m 断层 12 条，均为正断层，11 条为走向断层，1 条为倾向断层。大于 10m 的断层 2 条，分别为N28 断层和 F22 断层。1.3 该地
9、区目前涌水量为 18.0m3/h，根据相邻采区工作面掘进期间顶、底板砂岩水和 C3L8 灰岩水涌出情况，预计该地区最大涌水量在1530m3/h 之间。2 设计原则及设计难点2.1 设计原则（1）坚持经济效益和社会效益并重的原则，注重生态保护和水土保持。（2）认真贯彻执行煤矿安全规程等法律、法规，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，为矿井安全生产提供可靠的保证。（3）充分利用现有的巷道及设施，以降低工程投资。（4）设计生产能力 45 万 t/a。（5）技术上先进可行、经济上合理。2.2 设计难点根据鹤煤二矿提供的地质资料，经讨论分析该采区煤柱回采主要有两处问题影响方案的设计：（1
10、）区内地质构造比较复杂，断层较多，影响巷道布置。 （2）井下部分巷道处在煤层顶板或为煤巷与岩巷交替出现的半煤岩巷道，为利用现有巷道以降低工程投资带来困难。3 暗斜井煤柱回采方案设计根据矿方提供的地质资料情况，结合矿方意见提出两个方案，现分别介绍如下：3.1 方案一，在暗斜井北部布置下山，利用北翼付暗斜井运煤。（1）方案介绍该方案是在暗斜井煤柱北部从上车场开口布置轨道运输下山，沿煤柱边界布置回风下山，利用北翼副暗斜井做运输下山。在中部设变电所，区内涌水前期经-180 泵房排到中央泵房水仓，再中央泵房排至地面。移交工程量 3170.86m,其中岩巷工程量 1427.67m；煤巷工程量1743.19
11、m。（2）方案特点前期利用副暗斜井做运输机下山，可减少投资；从0 水平新掘轨道下山至-180 水平，辅助运输环节少，运输流畅；岩巷工程量大，出矸多，投资大，工期较长；从新副井广场回风，回风线路长，通风阻力高；3.2 方案二，在工业广场煤柱内布置煤下山，利用原岩石皮带斜巷做辅助运输下山。方案介绍沿工业广场煤柱东部边界，在煤层中布置皮带运输下山、回风下山至三水平主皮带下山，皮带运输下山、回风下山的下段布置在暗斜井煤柱的东侧，回风下山沿煤层布置，皮带运输下山布置在煤层底板的岩石中；轨道下山上段利用原岩石皮带斜巷，下段布置在暗斜井煤柱的东侧的煤层底板岩石中。在中部设采区变电所，采区涌水经-180 泵房
12、排到中央泵房水仓，再中央泵房排至地面。采区移交工程量 3582.89m,其中岩巷工程量 708.56m,煤巷工程量 2266.83m，巷修工程 607.05 m。方案特点前期利用原岩石皮带斜巷作轨道下山，岩巷工程量少；利用广发煤矿报废副井回风，回风线路短，通风阻力小，安全性好;此方案煤巷多，岩巷少，总工程量大，工期略长；辅助运输环节多，生产管理上略复杂；采区总投资较小，生产成本较低，经济效益好。3.3 方案对比表（见表）3.4 方案选择通过以上对比可以看出：方案二，虽然工程量和投资多一些，但多是煤巷，掘进速度快，工期短，能够早投产，早见效益，且多出的掘进煤可抵消高出的投资。因此，建议采用方案二
13、。方案二附图4 结 论参照国家相关规定以及相应的概算定额和概算指标，结合当地材料预算价格，项目总资金为 3490.519 万元，主、副暗井煤柱开采影响范围村庄搬迁补偿费补偿费用总额为 16293 万元。根据鹤煤公司统计资料，并结合矿井实际情况，测算原煤生产成本 440.85 元/吨。依据相应参数对项目进行财务计算分析，采区投产并达到设计生产能力后，正常生产按目前原煤市场价计算年原煤销售收入 38250 万元，年利润总额13018.05 万元，年销售税金及附加 5393.7 万元，所得税 3254.5 万元，税后利润 9763.55 万元。采区投产后两年即可收回投资。总之，方案二技术可行，经济上
14、较为合理。 方案二附图 4 结 论 参照国家相关规定以及相应的概算定额和概算指标，结合当地材料预算价格，项目总资金为 3490.519 万元，主、副暗井煤柱开采影响范围村庄搬迁补偿费补偿费用总额为 16293 万元。根据鹤煤公司统计资料，并结合矿井实际情况，测算原煤生产成本 440.85 元/吨。依据相应参数对项目进行财务计算分析，采区投产并达到设计生产能力后，正常生产按目前原煤市场价计算年原煤销售收入 38250 万元，年利润总额13018.05 万元，年销售税金及附加 5393.7 万元，所得税 3254.5 万元，税后利润 9763.55 万元。采区投产后两年即可收回投资。总之，方案二技术可行，经济上较为合理。
