程一桓

（山西汾西矿业集团设计院，山西 介休 032000）

引言

山西汾西正帮煤业有限责任公司井田行政区划分属孝义市驿马乡、西辛庄镇和灵石县交口乡管辖，矿井工业场地位于孝义市西南35 km 处，榆树坪村东。地理坐标东经111°33′12″～111°36′08″，北纬36°56′54″～36°59′05″。该井田位于位于孝义市西南35 km 处，距介休-阳泉曲支线兑镇火车站25 km，距孝午公路25 km，交通便利。

开采深度：由880m～670m 标高，批准开采4#～11#煤层，井田面积11.651 4 km2，生产规模120 万t/a。矿井采用斜立井混合开拓方式，井田内现布置有主斜井、副立井和回风立井共三个井筒，现开采一采区10#+11#煤层，沿南部边界布置三条采区巷道，单翼开采。为合理安排采掘衔接，同时降低一采区通风线路长、阻力大，现就三采区区开拓方案进行详细比选。

1 三采区情况

山西汾西正帮煤业有限责任公司三采区均位于井田西部下组煤，三采区的9、10+11#煤层，面积均为9.7512 km2。三采区位于井田西部下组煤（9、10+11#煤层），三采区东部以11104 工作面为邻，西北部与山西汾西正安煤业有限责任公司相邻，西部与山西汾西正丰煤业有限公司相接，南部为山西灵石红杏旺盛煤业有限公司和山西灵石华瀛孙义煤煤业有限公司，东南部与山西煤炭运销集团金达煤业有限公司相邻，三采区形态基本为长方形，东西长2.437 8 km，南北宽4 km，三采区面积为9.751 2 km2。三采区内主要开采9、10、10+11#煤层。三采区9 号煤层保有资源/储量1016 万t，10#煤层保有资源/储量341 万t，11# 煤层保有资源/储量7033 万t；采区生产能力按1.20 Mt/a，服务年限35.2 a。

2 三采区开拓方案

在选定的三采区风井工业场地处，井下主采的10+11#煤层埋藏深度140 m，表土层厚度30 m。设计从表土层厚度、井筒垂深、煤层产状等方面分析，并综合考虑当前采矿技术的发展水平等因素，经过我院与矿方多次探讨，提出以下两个方案。

2.1 方案一：新建回风立井

在选定的三采区风井工业场地新建回风立井，回风立井井口标高+916.0 m，净直径5.0 m，净断面19.63 m2，落底标高+776 m，垂深140 m，担负矿井三采区回风任务，装备梯子间兼做安全出口。

根据矿井目前井田开拓情况和工业场地地面条件，经过我院与矿方多次探讨，三采区巷道布置仍维持原初步设计，即向西延伸现有的一采区巷道至井田西部边界，采区巷道仍维持“三巷制”，分别为三采区主运大巷、回风大巷、辅运大巷，大巷间距30m，其中主运大巷与辅运大巷沿10+11 号煤层底板布置，回风大巷沿10+11 号煤层顶板布置[1]。三采区主运大巷通过一采区主运大巷与主斜井沟通，三采区辅运大巷通过东西辅运大巷、南北辅助运输大巷与副立井沟通，三采区回风大巷通过集中回风巷与回风立井沟通。如图1 所示。

图1 正邦矿三采区开拓布置方案一

2.2 方案二：新建回风斜井

在选定的三采区风井工业场地新建回风斜井，回风斜井井口标高+916.0 m，倾角为25°，净宽5.5 m，净断面19.57 m2，落底标高+776 m，斜长345 m。担负矿井三采区回风任务，装备梯子间兼做安全出口。

根据矿井目前井田开拓情况和工业场地地面条件，方案二巷道布置与方案一一致，即向西延伸现有的一采区巷道至井田西部边界，采区巷道仍维持“三巷制”，分别为三采区主运大巷、回风大巷、辅运大巷，大巷间距30 m，其中主运大巷与辅运大巷沿10+11#煤层底板布置，回风大巷沿10+11#煤层顶板布置[2]。三采区主运大巷通过一采区主运大巷与主斜井沟通，三采区辅运大巷通过东西辅运大巷、南北辅助运输大巷与副立井沟通，三采区回风大巷通过集中回风巷与回风斜井沟通。如图2 所示。

图2 正邦矿三采区开拓布置方案二

3 方案比选

设计对方案一和方案二比较如下：

3.1 从井巷工程量及工期方面分析

本次设计三采区新增井巷工程包括井筒、巷道和硐室三部分，其中巷道和硐室工程部分两个方案基本一致，设计不做比较；仅对两个方案的井筒工程部分比较，如表1 所示。

表1 两方案井巷工程量及工期对比表

由以上分析可知，方案一井巷工程量比方案二少176 m，且方案一比方案二施工工期少1.8 个月。

因此，从井巷工程量及工期方面分析，设计推荐方案一。

3.2 从井巷工程保护煤柱损失方面分析

方案一井筒及集中回风巷保护煤柱与风井场地保护煤柱重合，损失量约60.8 万t，方案二井筒及集中回风巷保护煤柱损失量约85.1 万t。方案一大巷煤柱损失比方案二少约24.3 万t。

因此，从大巷开采煤柱损失方面设计推荐方案一。

3.3 从井巷施工方面分析

方案一与方案二井筒均穿越9#煤层采空区，均需治理采空区，方案一需治理采空区面积大约为300 m2，方案二需治理采空区面积大约为500 m2。方案二施工困难相对较大。

因此，从井巷施工方面设计推荐方案一。

3.4 可比经济投资

两个方案可比投资比较，如表2 所示。

表2 两方案可比经济投资对比表

从表中可以看出：

方案一井巷工程可比投资665 万元，方案二投资1124.8 万元，方案一比方案二少投资459.8 万元，方案一建井工期比方案二少1.8 个月。因此，设计推荐方案一[2]。

综上所述，方案一不仅初期投资少、工期短，而且资源回收率高，因此，设计推荐采用方案一[3]。

4 结论

正帮煤业公司作为资源整合矿，为解决严重的采掘衔接问题和通风阻力大的影响，设计了三采区开拓布置方案，通过综合经济、技术比选，方案一井巷工程少、工期短、投资少；同时方案一留设保安煤柱少、采出率高；方案一比方案二减少采空区治理200 m2，且施工方便。

从经济技术比较，三采区选用巷道布置方案一：三采区东部边界布置回风立井，三条开拓大巷向西延伸一采区巷道至井田西部边界，回风大巷联巷与回风立井沟通，形成采区完善的运输、通风、排水等系统。