AGL矿井工业场地位置及井田开拓方式选择

2022-09-20

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层可采煤层, 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的东北角, 平硐及平硐口是安全的。设计推荐方案一。