板集煤矿井底车场方案优化设计

摘要：针对板集煤矿-735m井底车场前期设计方案中存在诸多缺陷进行方案优化，解决了主、副井井底清理系统运输不适用；电机车充电硐室及电机车修理车间布置位置不合理；煤仓上口联络巷开门位置，影响运输效率；主运输胶带石门无联络巷不利前期施工管理；风井标高上提不利因素多等问题，提高了前期井底车场开拓掘进效率和促进电机车充电、检修进出车安全快速运行，达到井底车场布局合理。

关键词：-735m；井底车场；设计方案；优化；石门

1. 概况

板集煤矿是国投新集能源股分有限公司新区开发第二对矿井，由合肥煤炭设计研究院设计，设计生产能力3.0Mt/a，矿井计算服务年限为49.2a。板集井田位于淮南煤田陈桥背斜的北翼西段，为一宽缓向斜煤田，南、北、西境界以煤层露头为界，全井田东西长6.0km左右，南北宽4-7km，面积约30km2。开采的煤层主要为8、5煤层，其回采上限一般在-680～-720m，赋存下限8煤在-800m左右，5煤在-850m左右，煤层赋存垂高仅约为100～140m，因此采用一个水平上、下山开采，矿井水平车场标高为-735m。

2. 地质特征

板集井田为全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和新生界。井田内共发现断层87条，井田的构造复杂程度为中等，井田新生界松散层厚度介于547.65-713.50m之间，按照沉积物的组合特征和含、隔水情况，新生界松散层自上而下大致分为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含计4个含水层（组）和3个隔水层（组）。

本井田为缓倾斜煤层，煤层倾角中部平缓（约0°-8°），浅部局部较陡（约15°左右，最大20°）；本井田可采煤层自上而下可分为上（9、8、7-2、7-1煤层）、中（6-1、5、4-2煤层）、下（1煤层）3个煤（层）组，宜采用分煤（层）组联合采区布置。主采煤层8、5煤层平均厚度依次为2.42m、6.06m，其他为薄煤层。煤田受F104大断层（落差0-160m）的影响，以F104断层为界将将井田分为东、西两大块段，即东部块段和西部块段。其中东部块段较大，条件较好，采场较多，西部块段较小，仅宜划为1个采区块段，东部采区是矿井投产后的首采区。

3. 井底车场水平划分及布置

3.1 井底车场水平划分

板集矿井水平标高为-735m上下山开采，此水平，副井井底距太灰约50m，且-735m以下岩性不好，主要为花斑岩，对井底车场巷道和硐室布置不利，故水平标高不宜向下加深。-735m水平井底车场位于4-2煤底板的泥岩、粉砂岩中，井底车场及主要硐室岩性好，车场巷道基本不穿煤，装载系统更好布置，且更有利于矿井开拓巷道布置。

3.2 井底车场布置

本矿井采用立井、主要石门、分组大巷开拓方式。工业场地内设主井、副井、中央回风井共三个井筒，中央并列式通风。井下煤炭采用胶带运输机运输，辅助运输采用8t蓄电池电机车牵引1.5t固定式矿车为主的运输方式。本矿井井底车场采用的立式刀型布置，东西向进出车，井底车场通过-735m轨道石门与-735m 南北翼轨道大巷相连接。

4. 前期井底车场设计方案所存在的缺陷及方案优化

4.1 前期井底车场设计方案所存在的缺陷

1）主副井清理系统安排不适用。

2）电机车充电硐室及电机车修理车间布置位置不合理

3）煤仓上口联络巷开门位置，影响运输效率。

4）主运强力皮无联巷不利前期施工管理。

5）风井标高上提不利因素多。

4.2 井底车场设计方案优化前后对比：

1）主、副井底清理系统

优化前从风井车场附近开门，直接做下山到副井底，然后在-764做平巷到主井底清理，采用轨道提升方式。优化后，从轨道二石门开门，以14度下山，直接到主井底，在-764做平巷与副井底相联，采用机轨合一的方式，采用链板机拉煤，轨道清理副井杂物。优化后的优点：链板机直接将主井底撒煤拉到-735水平装车，达到了减人提效的目的，兼顾副井底的杂物清理。

2）充电、检修硐室的优化

原方案充电、检修硐室放在主井东绕道与副井轻车线相接。优化后，放在轨道二石门与回风一石门之间。优化前存在的主要问题是，直接影响副井存车线存车，进出车不安全，直接影响了副井的提升能力发挥。优化后，对副井提升能力不产生任何影响，进出车方便安全，减小对井底车场的调车压力，对建井前期的井底车场掘进效率的提高有较大的促进作用。

3）煤仓上口联络巷开门位置

优化前是在副井重车线开门，影响行车速度，降低运输效率。优化后是在副井车场联巷处开门，对电机车运行速度不产生影响。

4）主运输胶带石门措施巷道设计优化

主运输胶带石门前期方案无联巷，经分析及工程排队后认为，应在回风一石门与主运皮带之间增加一条联巷，经增加联巷后排队，对全矿的投产工期产生较大的影响，能提前1.5个月解决运输系统问题，使投产工期提前近一个月。

5）风井车场标高的合理确定优化

优化前提出的是将风井标高上提30米。优化后的方案是与主、副同水平标高。因考虑到我矿风井较主井、副井钻井法到位时间提前较多，风井将最先进入巷道施工。因此，风井的提升在井底车场及石门前期的掘进中，担负着重要的角色，为了加快井底车场的进度，一旦上提势必影响到风井车场的进出车皮的通过能力，影响掘进进度，影响投产工期，经过优化后，不提高风井井底标高，能使风井各头掘进效率提高20%以上，节省提料人员约20人。同时，不提高标高，对井下抗水灾能力是有较大提高的，因为了防止在永久水仓形成之前，有较大的水害威胁，在风井车场子附近设计施工了较大的临时水仓，风井车场一旦上提，水仓便不起作用了。

5. 结语

板集煤矿井底车场经优化后，消除井底车场可能出现一些弊端，使井底车场布局更加合理，对前期井底车场开拓掘进效率和促进电机车安全快速运行起到促进作用，为矿井巷道施工开好头，创造良好的施工基础。

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