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－20～－260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NⅡ28断层和F22断层。
1.3 该地区目前涌水量为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15～30m3/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）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1743.19m。
（2）方案特点
①前期利用副暗斜井做运输机下山，可减少投资；
②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；
③岩巷工程量大，出矸多，投资大，工期较长；
④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。
⑴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。
⑵方案特点
①前期利用原岩石皮带斜巷作轨道下山，岩巷工程量少；
②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;
③此方案煤巷多，岩巷少，总工程量大，工期略长；
④辅助运输环节多，生产管理上略复杂；
⑤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。
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－20～－260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NⅡ28断层和F22断层。
1.3 该地区目前涌水量为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15～30m3/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）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1743.19m。
（2）方案特点
①前期利用副暗斜井做运输机下山，可减少投资；
②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；
③岩巷工程量大，出矸多，投资大，工期较长；
④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。
⑴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。
⑵方案特点
①前期利用原岩石皮带斜巷作轨道下山，岩巷工程量少；
②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;
③此方案煤巷多，岩巷少，总工程量大，工期略长；
④辅助运输环节多，生产管理上略复杂；
⑤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。
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。
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。
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