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[摘 要]本文通过新疆国投宝地能源开发有限责任公司一矿改扩建工程实际，对影响新疆国投一矿设计中矿井开拓方式的主要因素进行了分析，并对其矿井开拓方式及井口位置的优化方案从技术、经济等方面进行了比较，最终确定了一个合理的方案，对实现矿井集中开采，提高资源回收率意义重大。
[关键词]开拓方式；工业场地；方案比较
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0046-01
1、矿井概况
新疆国投宝地能源开发有限责任公司一矿位于新疆尼勒克矿区的东部，井田东西走向长3.2～4.6km，南北倾斜宽4.6km，面积15.76km2。矿井设计生产能力初期为1.2Mt/a，各主要环节要为后期发展到2.4Mt/a创造条件。
矿井内见可采、局部可采煤层13层，由上至下分述如下：A7煤层平均厚度2.85m，A6煤层平均厚度5.93m，A6下煤层平均厚度2.94m，A5上煤层平均厚度2.12m，A5煤层平均厚度可4.41m，A5下煤层平均厚度2.22m，A4-2煤层平均厚度3.21m，A4-2下煤层平均厚度2.66m，A4-1上煤层平均厚度3.23m，A4-1煤层平均厚度4.68m，A3上煤层平均厚度3.23m，A3煤层平均厚度5.22m，A0煤层平均厚度11.46m。
煤层顶底板岩石主要由砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩等组成，岩体质量中等；水文地质类型为复杂类型；煤层瓦斯含量较高，为高瓦斯矿井；各煤层属于自燃煤层；有煤尘爆炸危险性。
2、影响矿井开拓方式的因素
对于国投一矿矿井开拓的研究主要考虑了以下几个因素：（1）该矿井勘探范围内地面地形条件较复杂，首先合理选择矿井工业场地本次设计中主要因素之一。根据该矿井外部条件及矿井地面地形地貌条件，矿井工业场地及井口位置只能选择在井田北部喀什河的南岸宽敞的范围内，该地段满足建设大型矿地面设施布置的要求。（2）该矿井设计结合国家和自治区的“大矿整合小矿”的原则，突破企业委托的勘探范围，将矿井北部的五羊煤矿整合到矿井设计范围内。设计中体现了煤炭资源整合的优越性、合理性。（3）充分发挥了主、副斜井开拓方式的优势，前期三条井筒兼顾三条上山，减少了矿井建设投资，减少了矿井运输环节及设备、人员。提高矿井运输效率，井筒的提升功能应与该系统相适应。（4）根据该井田煤层特征，采用被实践证明实现的大倾角综采采煤方法采煤工艺。（5）根据矿井设计范围，矿井通风应采用分区式通风方式，以适应井田面积大、瓦斯高的特点，以利用通风设备性能的充分发挥和降低电耗，井筒设计要满足井下通风量的要求。
3、矿井地面工业场地的选择
该井田勘探范围内地面地形条件较复杂，只能在井田北部边界，喀什河南岸可选择工业场地。根据矿井所处的地形地质条件、煤层赋存条件、井田与周边现有矿井和勘查区的关系、矿井建设的外部条件，结合井口与工业场地位置选择原则和主要影响因素，设计从既有利于前期开采，又兼顾后备储量开采的原则出发，井口位置及工业场地在井田北部边界提出两个可供选择的合理场地。
方案一：井田北部中偏东工业场地方案（整合五羊煤矿）
井口及工业场地拟选择在井田北部五羊煤矿工业场地内，在49勘探线附近，ZK4902钻孔东北约950m处，地面标高+1673m～+1685m，地势开阔、平坦，场地为自然草场，工程地质条件好。在工业场地内布置主、副斜井及斜风井。
方案二：井田东北部工业场地方案（不整合五羊煤矿）
井口及工业场地拟选择在井田北部的煤层走向东北部，在50勘探线和51勘探线东北部，ZK5001钻孔东北约960m处，地面标高+1685m，地势开阔、平坦，场地为自然草场，工程地质条件好。在工业场地内布置主、副平硐～暗斜井及斜风井。
以上两个场地方案工业场地方案的最终确定，结合井田开拓方案进行技术、经济比较，以便最终确定最佳设计方案。
4、矿井开拓方案的确定
4.1 矿井开拓方案的选择
方案一：井田北部中偏东工业场地内布置主、副斜井开拓方案
设计本方案采用主、副斜井开拓方式，投产采区布置在井田向斜轴的北翼，矿井移交生产时共布置3个井筒，分别为主、副斜井及斜风井。在开采井田向斜南翼时增加布置南部回风平硐及进风平硐。
主斜井：井口标高+1677.0m，一水平井底标高+1400m，倾角20°，斜长809m。井筒净宽度4.7m，净断面积16.14m2。装备一条带式输送机，担负全矿井的煤炭提升任务。
副斜井：井口标高+1673.5m，井底标高+1400m，倾角20°，斜长800.0m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.75m2。采用单钩串车提升，担负全矿井辅助提升任务，兼作安全出口，主要进风。
斜风井：井口标高+1680m，一水平井底標高+1400m，倾角25°，斜长663m。担负矿井N11、N21、N22采区的回风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部回风平硐：井口标高+1980m，到回风石门的长度348m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区采区回风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部进风平硐：井口标高+1980m，到S11采区轨道上山上部车场的长度421m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区采区主要进风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
方案二：井田东北部工业场地内布置平硐～暗斜井开拓方案
井口及工业场地拟选择在井田东北部的煤层走向东北部，在50勘探线和51勘探线东北部，ZK5001钻孔东北约960m处，地面标高+1685m，布置主、副平硐，主、副平硐掘进406m、385m处。在井田中南部ZK4903钻孔以东南大约260m处，布置南部回风平硐井及南部进风平硐；在井田中北部ZK4801钻孔以东北大约1048m处，布置北部回风斜井。 设计本方案采用主、副平硐～暗斜井开拓方式，矿井移交生产时共布置4个井筒，分别为主平硐、副平硐、南部进风平硐、南部回风平硐。在开采井田向斜北翼时增加布置北部回风斜井。
初期开拓系统服务于井田向斜轴南翼的+1400m水平以上的一（S11）、二采区（S12）。
主平硐：井口标高+1685m，长度2622m。井筒内装备带式输送机，担负全矿井煤炭提升任务，兼作矿井进风井和安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
副平硐：井口标高+1685m，长度2601m。采用电机车牵引矿车运输方式，铺设轨型为30kg/m钢轨，担负全矿井辅助运输及进风等任务。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
S12采区主暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1450m，倾角22°，斜长761m。井筒净宽度4.7m，净断面积17.75m2。装备一条带式输送机，担负矿井S12采区煤炭提升任务。
S12采区副暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1400m，倾角20°，斜长833m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.3m2。单钩串车提升，担负矿井向斜轴南翼S12采区辅助提升任务。
南部回风平硐：井口位于井田中南部，井口标高+1980m，长度348m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区回风任务。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部进风平硐：位于井田中南部，井口标高+1980m，长度421m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区主要进风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
后期开拓系统服务于井田向斜轴南翼的+1400m水平以下及向斜轴北翼。
在主平硐井口至1400m处往西掘进主、副暗斜井。井底标高为+1150m水平。
主暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1400m，倾角23°，斜长1369m。井筒净宽度4.7m，净断面积16.14m2。装备一条带式输送机，担负矿井+1400m水平以下的煤炭提升任务。
副暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1150m，倾角25°，斜长1266m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.75m2。采用单钩串车提升，担负矿井+1400m水平以下的各采区辅助提升任务。
4.2开拓方案优缺点比较
方案一有以下特点：（1）整合五羊煤矿后，充分利用五羊煤矿采矿证范围内的煤炭资源量、地面办公室及两栋宿舍；（2）矿井工业场地及井筒均位于井田中部，主、副井筒投产工程量少、建井工期短、见效快、井筒投资低；（3）该方案投产工作面布置在井田向斜轴的北翼，该区域气煤资源较多，煤层倾角较少（44°一下），煤层赋存稳定，矿井投产时经济效益好，一个综采面可达产；（4）三条井筒在井田中北部穿煤层布置，矿井开采投产一采区时，主、副井及风井均兼作为运输上山、轨道上山及回风上山。井下环节少，投产快；（5）主、副斜井布置在井田北翼，压煤量较方案二少；（6）主、副斜井长度短，各种管线短；（6）系统简单，通风阻力较小；（7）矿井建设期较短；（8）井巷工程及设备投资和运营费低；（9）初期8年左右矿井排水费用高；（10）该方案需要整合五洋煤矿，增加整合费用7000万元。
方案二有以下特点：（1）从对地质变化的适应性来看。目前资料显示，南翼煤层储量计算上限为+1980m左右，充分考虑矿井向斜构造位置、向斜南北的煤层上部开采标高、煤层开采条件，该方案有利于井田南翼开采；（2）初期8年左右矿井排水费用低；（3）无需要整合五洋煤矿，减少整合费用7000万元；（4）该方案井筒机井巷工程量较大，建井工期较长，井筒投资较高；（5）该方案投产工作面布置在井田向斜轴的南翼，该区域气煤资源较少，煤层倾角较大（46°～53°），煤层赋存不稳定，煤层厚度变化较大，矿井投产时经济效差，两个综采面才达产。工作面设备装备费用多；（6）主、副井长度长，各种管线长；（7）井筒长度长，通风阻力较大；（8）矿井建设期较长；（9）井巷工程及设备投资和运营费高；（10）主、副平硐穿越各煤層顶底板到井田向斜南翼的煤层，压煤量较多。
通过对以上两个方案进行井巷工程及设备投资、合理性等方面比较分析，方案一具有矿井开拓合理、投产时开拓工程量少、设备投资低、各种管路短、运营费低、工作面易达产、经济效益好等特点。因此，设计推荐方案一：主、副斜井开拓方案。
5、结束语
经过方案比较及设计优化，最终该矿井采用主、副斜井开拓方式，通过整合井田西北部的五羊煤矿，设计中体现了煤炭资源整合的优越性、合理性。充分发挥了主、副斜井开拓方式的优势，前期三条井筒兼顾三条上山，减少了矿井建设投资，减少了矿井运输环节及设备、人员。提高矿井运输效率，井筒的提升功能应与该系统相适应。
作者简介：艾合买提.伊力亚斯（1966年6月15日），男，维吾尔族，本科，新疆煤炭设计研究院有限责任公司，高级工程师，现就职于新疆煤炭设计研究院有限责任公司，主要从事采矿设计等方面的工作。
[关键词]开拓方式；工业场地；方案比较
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0046-01
1、矿井概况
新疆国投宝地能源开发有限责任公司一矿位于新疆尼勒克矿区的东部，井田东西走向长3.2～4.6km，南北倾斜宽4.6km，面积15.76km2。矿井设计生产能力初期为1.2Mt/a，各主要环节要为后期发展到2.4Mt/a创造条件。
矿井内见可采、局部可采煤层13层，由上至下分述如下：A7煤层平均厚度2.85m，A6煤层平均厚度5.93m，A6下煤层平均厚度2.94m，A5上煤层平均厚度2.12m，A5煤层平均厚度可4.41m，A5下煤层平均厚度2.22m，A4-2煤层平均厚度3.21m，A4-2下煤层平均厚度2.66m，A4-1上煤层平均厚度3.23m，A4-1煤层平均厚度4.68m，A3上煤层平均厚度3.23m，A3煤层平均厚度5.22m，A0煤层平均厚度11.46m。
煤层顶底板岩石主要由砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩等组成，岩体质量中等；水文地质类型为复杂类型；煤层瓦斯含量较高，为高瓦斯矿井；各煤层属于自燃煤层；有煤尘爆炸危险性。
2、影响矿井开拓方式的因素
对于国投一矿矿井开拓的研究主要考虑了以下几个因素：（1）该矿井勘探范围内地面地形条件较复杂，首先合理选择矿井工业场地本次设计中主要因素之一。根据该矿井外部条件及矿井地面地形地貌条件，矿井工业场地及井口位置只能选择在井田北部喀什河的南岸宽敞的范围内，该地段满足建设大型矿地面设施布置的要求。（2）该矿井设计结合国家和自治区的“大矿整合小矿”的原则，突破企业委托的勘探范围，将矿井北部的五羊煤矿整合到矿井设计范围内。设计中体现了煤炭资源整合的优越性、合理性。（3）充分发挥了主、副斜井开拓方式的优势，前期三条井筒兼顾三条上山，减少了矿井建设投资，减少了矿井运输环节及设备、人员。提高矿井运输效率，井筒的提升功能应与该系统相适应。（4）根据该井田煤层特征，采用被实践证明实现的大倾角综采采煤方法采煤工艺。（5）根据矿井设计范围，矿井通风应采用分区式通风方式，以适应井田面积大、瓦斯高的特点，以利用通风设备性能的充分发挥和降低电耗，井筒设计要满足井下通风量的要求。
3、矿井地面工业场地的选择
该井田勘探范围内地面地形条件较复杂，只能在井田北部边界，喀什河南岸可选择工业场地。根据矿井所处的地形地质条件、煤层赋存条件、井田与周边现有矿井和勘查区的关系、矿井建设的外部条件，结合井口与工业场地位置选择原则和主要影响因素，设计从既有利于前期开采，又兼顾后备储量开采的原则出发，井口位置及工业场地在井田北部边界提出两个可供选择的合理场地。
方案一：井田北部中偏东工业场地方案（整合五羊煤矿）
井口及工业场地拟选择在井田北部五羊煤矿工业场地内，在49勘探线附近，ZK4902钻孔东北约950m处，地面标高+1673m～+1685m，地势开阔、平坦，场地为自然草场，工程地质条件好。在工业场地内布置主、副斜井及斜风井。
方案二：井田东北部工业场地方案（不整合五羊煤矿）
井口及工业场地拟选择在井田北部的煤层走向东北部，在50勘探线和51勘探线东北部，ZK5001钻孔东北约960m处，地面标高+1685m，地势开阔、平坦，场地为自然草场，工程地质条件好。在工业场地内布置主、副平硐～暗斜井及斜风井。
以上两个场地方案工业场地方案的最终确定，结合井田开拓方案进行技术、经济比较，以便最终确定最佳设计方案。
4、矿井开拓方案的确定
4.1 矿井开拓方案的选择
方案一：井田北部中偏东工业场地内布置主、副斜井开拓方案
设计本方案采用主、副斜井开拓方式，投产采区布置在井田向斜轴的北翼，矿井移交生产时共布置3个井筒，分别为主、副斜井及斜风井。在开采井田向斜南翼时增加布置南部回风平硐及进风平硐。
主斜井：井口标高+1677.0m，一水平井底标高+1400m，倾角20°，斜长809m。井筒净宽度4.7m，净断面积16.14m2。装备一条带式输送机，担负全矿井的煤炭提升任务。
副斜井：井口标高+1673.5m，井底标高+1400m，倾角20°，斜长800.0m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.75m2。采用单钩串车提升，担负全矿井辅助提升任务，兼作安全出口，主要进风。
斜风井：井口标高+1680m，一水平井底標高+1400m，倾角25°，斜长663m。担负矿井N11、N21、N22采区的回风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部回风平硐：井口标高+1980m，到回风石门的长度348m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区采区回风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部进风平硐：井口标高+1980m，到S11采区轨道上山上部车场的长度421m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区采区主要进风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
方案二：井田东北部工业场地内布置平硐～暗斜井开拓方案
井口及工业场地拟选择在井田东北部的煤层走向东北部，在50勘探线和51勘探线东北部，ZK5001钻孔东北约960m处，地面标高+1685m，布置主、副平硐，主、副平硐掘进406m、385m处。在井田中南部ZK4903钻孔以东南大约260m处，布置南部回风平硐井及南部进风平硐；在井田中北部ZK4801钻孔以东北大约1048m处，布置北部回风斜井。 设计本方案采用主、副平硐～暗斜井开拓方式，矿井移交生产时共布置4个井筒，分别为主平硐、副平硐、南部进风平硐、南部回风平硐。在开采井田向斜北翼时增加布置北部回风斜井。
初期开拓系统服务于井田向斜轴南翼的+1400m水平以上的一（S11）、二采区（S12）。
主平硐：井口标高+1685m，长度2622m。井筒内装备带式输送机，担负全矿井煤炭提升任务，兼作矿井进风井和安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
副平硐：井口标高+1685m，长度2601m。采用电机车牵引矿车运输方式，铺设轨型为30kg/m钢轨，担负全矿井辅助运输及进风等任务。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
S12采区主暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1450m，倾角22°，斜长761m。井筒净宽度4.7m，净断面积17.75m2。装备一条带式输送机，担负矿井S12采区煤炭提升任务。
S12采区副暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1400m，倾角20°，斜长833m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.3m2。单钩串车提升，担负矿井向斜轴南翼S12采区辅助提升任务。
南部回风平硐：井口位于井田中南部，井口标高+1980m，长度348m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区回风任务。井筒净宽度6.5m，净断面积26.88m2。
南部进风平硐：位于井田中南部，井口标高+1980m，长度421m。担负矿井S11、S12、S21、S22采区主要进风任务，兼作矿井安全出口。井筒净宽度3.5m，净断面积10.7m2。
后期开拓系统服务于井田向斜轴南翼的+1400m水平以下及向斜轴北翼。
在主平硐井口至1400m处往西掘进主、副暗斜井。井底标高为+1150m水平。
主暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1400m，倾角23°，斜长1369m。井筒净宽度4.7m，净断面积16.14m2。装备一条带式输送机，担负矿井+1400m水平以下的煤炭提升任务。
副暗斜井：上部标高+1685m，下部标高+1150m，倾角25°，斜长1266m。井筒净宽度5.0m，净断面积17.75m2。采用单钩串车提升，担负矿井+1400m水平以下的各采区辅助提升任务。
4.2开拓方案优缺点比较
方案一有以下特点：（1）整合五羊煤矿后，充分利用五羊煤矿采矿证范围内的煤炭资源量、地面办公室及两栋宿舍；（2）矿井工业场地及井筒均位于井田中部，主、副井筒投产工程量少、建井工期短、见效快、井筒投资低；（3）该方案投产工作面布置在井田向斜轴的北翼，该区域气煤资源较多，煤层倾角较少（44°一下），煤层赋存稳定，矿井投产时经济效益好，一个综采面可达产；（4）三条井筒在井田中北部穿煤层布置，矿井开采投产一采区时，主、副井及风井均兼作为运输上山、轨道上山及回风上山。井下环节少，投产快；（5）主、副斜井布置在井田北翼，压煤量较方案二少；（6）主、副斜井长度短，各种管线短；（6）系统简单，通风阻力较小；（7）矿井建设期较短；（8）井巷工程及设备投资和运营费低；（9）初期8年左右矿井排水费用高；（10）该方案需要整合五洋煤矿，增加整合费用7000万元。
方案二有以下特点：（1）从对地质变化的适应性来看。目前资料显示，南翼煤层储量计算上限为+1980m左右，充分考虑矿井向斜构造位置、向斜南北的煤层上部开采标高、煤层开采条件，该方案有利于井田南翼开采；（2）初期8年左右矿井排水费用低；（3）无需要整合五洋煤矿，减少整合费用7000万元；（4）该方案井筒机井巷工程量较大，建井工期较长，井筒投资较高；（5）该方案投产工作面布置在井田向斜轴的南翼，该区域气煤资源较少，煤层倾角较大（46°～53°），煤层赋存不稳定，煤层厚度变化较大，矿井投产时经济效差，两个综采面才达产。工作面设备装备费用多；（6）主、副井长度长，各种管线长；（7）井筒长度长，通风阻力较大；（8）矿井建设期较长；（9）井巷工程及设备投资和运营费高；（10）主、副平硐穿越各煤層顶底板到井田向斜南翼的煤层，压煤量较多。
通过对以上两个方案进行井巷工程及设备投资、合理性等方面比较分析，方案一具有矿井开拓合理、投产时开拓工程量少、设备投资低、各种管路短、运营费低、工作面易达产、经济效益好等特点。因此，设计推荐方案一：主、副斜井开拓方案。
5、结束语
经过方案比较及设计优化，最终该矿井采用主、副斜井开拓方式，通过整合井田西北部的五羊煤矿，设计中体现了煤炭资源整合的优越性、合理性。充分发挥了主、副斜井开拓方式的优势，前期三条井筒兼顾三条上山，减少了矿井建设投资，减少了矿井运输环节及设备、人员。提高矿井运输效率，井筒的提升功能应与该系统相适应。
作者简介：艾合买提.伊力亚斯（1966年6月15日），男，维吾尔族，本科，新疆煤炭设计研究院有限责任公司，高级工程师，现就职于新疆煤炭设计研究院有限责任公司，主要从事采矿设计等方面的工作。