杨家坪煤矿工业场地位置比选

煤炭工程　２０１２年第９期　杨家坪煤矿工业场地位置比选　梁祖军　（平煤长安能源开发有限公司，陕西西安７１００５４）　摘要：彬长矿区杨家坪矿井地面地形条件复杂，工业场地位置选择较为困难。文章在分析　工业场地位置选择的各种主要影响因素的基础上，结合工业场地选择原则，提出了７个工业场地　选址方案。经初步比选后，重点对朱位村场地和乔家坪场地两方案进行经济技术分析，最终选定　东南部朱位村场地方案。结果表明：采用此方案能大幅度降低初期投资，降低产品的运输成本，　给矿井生产和销售创造有利条件。　关键词：杨家坪煤矿；工业场地；位置选择；影响因素　中图分类号：ＴＤ２２３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—０９５９（２０１２）０９－０００６－０３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａ　Ｐａｒｋ　ｉｎ　Ｙａｎｇｊｉａｐｉｎｇ　Ｍｉｎｅ　ＬＩＡＮＧ　Ｚｕ—ｊｕｎ　（Ｐｉｎｇｍｅｉ　Ｃｈａｎｇ　ａｌｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｔｄ．，Ｘｉ　ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｙａｎｇｊｉａｐｉｎｇ　Ｍｉｎｅ　ｉｎ　Ｂｉｎｃｈａｎｇ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ａｒｅａ，ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐａｒｋ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｄｉｉｆｃｕｌｔ．Ｂａｓｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｍａｉｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｌａ　ｐａｒｋ，ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐａｒｋ，ｓｅｖｅｎ（７）　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐａｒｋ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉｌａ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ａ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　Ｚｈｕｗｅｉｃｕｎ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　Ｑｉａｏｊｉａｐｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｌｅｄ　ａｔ　ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　ｆｏ　Ｚｈｕｗｅｉｃｕｎ　ｗａｓ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｌａｎ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｃｏｕｌｄ　ｈｉｇｈｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　ｃｒｅａｔｅ　ｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓａｌｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｙａｎｇｊｉａｐｉｎｇ　ｍｉｎｅ；ｉｎｄｕｓｔｒｉｌａ　ｐａｒｋ；ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｉｌｆｎｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　杨家坪煤矿位于陕西省长武县境内，属于平煤长安能　源开发有限公司。该矿井井田面积约１４６ｋｍ　，工业储量约　２影响选择的主要因素分析　１０８９Ｍｔ，可采储量约６７６Ｍｔ，设计生产能力５．０Ｍ　ａ。文章　１）地形地貌条件。该区地势总体由西北向东南倾斜。　根据工业场地选择原则，在分析杨家坪煤矿工业场地主要　井田内为西南高，东北低。塬川相间，沟谷发育，具有渭　影响因素的基础上，提出了７种选址方案。经过初步选比，　北典型的黄土高原沟壑地貌特征。区内塬高、沟深、坡陡，　选取了合适的工业场地布置位置。　塬面最高１２７１．４ｍ，河谷最低处８７９．５ｍ，坡度一般在５。以　１工业场地选择原则　下。塬上平坦，塬下泾河岸边地势较陡。因此，地形地貌　对工业场地位置选择影响较大。黑河和南河横跨井田中部，　矿井工业场地选择的主要原则如下：　规划亭口水库位于黑河和南河的位置，对工业场地位置选　１）为了保证建井工期，利于井筒施工，尽量选择在工　择也有一定影响。　程地质条件好、井筒穿表土层长度少、煤层埋深浅的地方。　２）交通运输条件。杨家坪井田位于陕西省长武县西　２）应尽量布置在地面开阔地带，避免村庄、河流、道　南，区内交通方便，福银高速公路和３１２国道从长武县城　路等影响，便于煤炭外运及地面胶带栈桥的布置。　通过，目前正在建设的西平铁路，为今后煤炭资源开发和　３）应尽可能选择在不压煤、少压煤或开采条件差的块段。　外运提供了得天独厚的条件。工业场地位置宜于向东及东　４）尽量靠近储量平衡中心，减少反向运输距离。　南布置，矿井对外物流方向一致，有利于缩短运输距离。　５）利于井下开拓布置，系统简单，投资少，建井工期短。　３）工程地质条件。地表大多被新生界地层覆盖，基岩　６）利于矿井外部运输，交通运输便利。　仅在较大沟谷底部及两侧出露。第四系地层厚度随地形变　收稿日期：２０１２—０４—０９　作者简介：梁祖军（１９６８一），男，河南郸城人，高级工程师、工程硕士，１９９１年毕业于焦作矿业学院，现在平煤长安　能源开发有限公司从事矿山施工与管理工作。　６　２０１２年第９期　煤炭工程　化很大，钻孔揭露厚度２～２４０．７０ｍ，平均厚度１２７．５１ｍ。　根据第四系地层情况分析，从井筒施工难度考虑，井口与　工业场地位置应尽量靠东南方向位置，以减少井筒穿表土　层的长度。　４）水文地质条件。矿区内气候干燥，降水稀少，地下　水补给来源少，岩层含水性差，加上地质构造简单，对井　口布置和首采区的位置选择影响不大。但根据邻近大佛寺　矿井、亭南矿井的建设经验，井筒在穿越白垩系下统洛河　组砂岩层时，涌水量较大，对井筒的施工速度影响较大。　洛河组在该井田内有自南向北逐渐加厚的趋势，因此，井　口宜布置在该层相对较薄的南部区域，以利于井筒的快速、　安全施工。　５）地质构造。该井田构造比较简单，未发现断层，褶　皱以宽缓的背、向斜为主，井田总体构造形态为大致向北　西方向平缓倾伏的单斜构造，由北向南存在无煤或薄煤区　域。工业场地位置应尽可能选择在不压煤、少压煤或开采　条件差的块段。因此，井口位置及开拓布置应充分考虑井　田东部、东南部无煤带的因素，尽可能减少煤柱损失。　６）煤层赋存条件。井田共有可采煤层６层，其中主采　煤层为３煤、４煤，煤层埋深由东南向西北逐渐加大。井口　位置选择应有利于井田浅部煤层的首先开采。　７）煤炭外运条件。由于工业广场至大佛寺装车站之间　的地形状况复杂，与泾河沟谷阶地相对高差起伏较大，水　运、公路、铁路、管道等传统运输方式均不适合于杨家坪　矿井产品煤外运。经分析论证，杨家坪矿井工业广场至大　佛寺装车站之间选择一条较为合理的地面带式输送机运输　方案是切实可行的。工业场地位置应选择在东南部，距装　车站较近且便于带式输送机施工、平稳运行。　通过以上分析可以看出影响工业场地位置选择的主要　因素是地形地貌条件和煤炭外运方式。　３方案设计及方案比较　３．１　方案设计　按照工业场地位置选择原则，结合该井田的煤层赋存　特点、地形地貌、外部条件、井下开拓、首采区位置等因　素，通过初步技术分析筛选后，设计考虑了７个工业场地　位置方案。各方案井口及工业场地位置如图１所示。　方案Ｉ：东南部朱位村场地。该场地位于井田东南部　的朱位村附近，无煤带上，既有的县乡公路从工业场地东　南侧经过。工业场地内布置主、副立井和回风立井３个井　筒，井筒深度６４４ｍ。　方案Ⅱ：东南部乔家坪场地。该场地设置在井田东部　边界附近的巨家沟中段，乔家坪村附近。工业场地内设置　主、副立井和回风立井３个井筒，井筒深度６００ｍ。　方案Ⅲ：中东部西北村场地。该场地设置在井田中东　部边界附近的西北村附近，工业场地靠近了矿区中部的无　煤带。该方案在工业场地内设置主、副立井和回风立井３　个井筒，井筒深度９０１ｍ。　图１　工业场地布置方案平面示意图　方案Ⅳ：南部巨家乡南侧场址。该场地地面标高＋　１２７５ｍ，井筒落底标高＋３５０ｍ；井口位于井田最南端。该　方案地面比较平坦开阔，公路运输比较方便。　方案Ｖ：北部柳树咀场址。该场地地面标高＋１１００ｍ，　井筒落底标高＋２３０ｍ，井口位于井田北端。　方案Ⅵ：中部柳家坪场址。该场址位于南河南岸，工　业场地地面标高＋９００ｍ，井筒落底标高＋２５０ｍ，井筒相对　较浅，井口基本位于全井田储量中心，有利于井下开采，　形成全井田双翼开采。　方案Ⅶ：中部安家河场址。该场址位于南河北岸，与　方案Ⅵ相似，工业场地地面标高＋９１０ｍ，井筒落底标高＋　２２０ｍ；与方案Ⅵ相比初期石门减少了１５００ｍ左右。　３．２方案初步筛选　根据以上分析，方案Ⅲ（西北村方案）尽管井下布置有　明显的优点，但该方案井筒深达９００ｍ以上，工业广场周边　地形复杂，地面沟深坡陡，煤炭及建设材料外运困难，比　乔家坪或朱位村方案有明显劣势；方案ＩＶ、方案Ｖ井口位　置分别位于井田的南北两端，均基本属于单翼开采，且北　部资源埋藏深度达到了１０００ｍ以上，南部资源赋存范围小，　初期石门距离长，对井下开拓开采均非常不利；方案ＶＩ、　方案Ⅶ井口基本位于井田中部，靠近储量中心，但由于受　拟建亭口水库的影响，工业场地位置在水库淹没区以内。　所以方案Ⅲ、Ⅳ、Ｖ、Ⅵ、Ⅶ在目前条件下分析，均存在　明显缺点，不宜作为推荐的工业场地方案。　对于该矿井而言，决定方案是否成立及能够顺利建设的　一个非常关键因素，就是煤炭外运问题。由于该矿井具有典　型的黄土高原沟壑地貌特征，区内塬高、沟深，从西平铁路　至该井田直线距离１ｌｋｍ左右，但高差接近３０ｏｍ，加之沟塬　相问，限制了该矿井铁路外运方案进入井田的合理性。设计　拟采用地面胶带栈桥方案，利用地面胶带解决煤炭从井口到　装车站的运输。由于地面胶带栈桥距离较长，所占投资较　大，且存在一定的技术难题，因此，重点对方案Ｉ、方案Ⅱ结　７　煤合地面胶带栈桥方案进行技术经济综合比选。　炭工程　２０１２年第９期　些不足，但这些存在的问题不至于影响方案的成立和优越　３．３方案技术　匕较　方案Ｉ及方案Ⅱ优缺点见表１、表２。　表１方案Ｉ（朱位村场地）优缺点　ｌ、工业场地基本在无煤带内，压煤量少。　２、地面胶带栈桥有约４ｋｍ在无煤带内，减少了后期胶　．　…　性。因此，综合技术、经济等因素，最终选择东南部朱位　村工业场地位置方案。　表３工业场地位置选择经济比较表　万元　带栈桥的维护费用。　３、地面胶带栈桥基本沿塬上布置，地形平坦，穿过的　沟谷较少，便于胶带栈桥布置和后期运行平稳。　４、工业广场挖填方量较小，交通较为便利，无桥梁。　１、距储量平衡中心相对较远。　缺点　２、工业广场占用部分农田。　３、胶带栈桥穿过或邻近的村庄相对较多，影响较大。　４结语　１）影响杨家坪煤矿工业场地选择的主要因素是煤炭外　运问题，必须充分考虑地面胶带栈桥技术经济等因素。　２）经过分析，提出了工业场地位置选择的７个方案，　表２方案Ⅱ（乔家坪场地）优缺点　１、距储量平衡中心相对较近。　经筛选后重点对朱位村场地、乔家坪场地两个方案进行了　初步分析。　优点　２、场地部分避开了农田，胶带栈桥穿过的村庄较少。　３、井筒相对较浅，相应井筒装备少。　ｌ、工业场地约２／３在亭南井田内，压煤量大，需适当　调整该矿井井田边界。　３）通过技术经济比较，确定杨家坪煤矿工业场地选用　朱位村场地，地面采用“朱位村一张家咀一大佛寺”胶带　栈桥方案。　参考文献：　［１］　张建平，刘剑锋，安长河，等．杨家坪矿井初步设计手册　［Ｒ］．武汉：中煤国际工程集团武汉设计研究院，２０１２．　［２］　张荣立，何国纬，李铎．采矿工程设计手册［Ｍ］．北京：　２、胶带栈桥全部在亭南井田采空区内，后期增加胶带　缺点　。。　栈桥维护费用。　３、地形复杂，跨越的沟多且深，地面栈桥建设及维护　均比较困难。　４、工业场地位置较低，挖填方量巨大。　煤炭工业出版社，２００３．　［３］　徐永圻．采矿学［Ｍ】．徐州：中国矿业大学出版社，２００３，　［４］　朱南京，张文忠．小纪汗煤矿工业场地位置选择［Ｊ］．煤　炭工程，２０１１，（５）：９～１１．　５、长距离胶带功率相对较大，年运营费用较高。　３．４方案经济比较　方案Ｉ及方案Ⅱ经济比较见表３。　从方案Ｉ和方案Ⅱ的综合对比来看，朱位村方案总体　从技术上及经济上均优于乔家坪方案，虽然朱位村井口位　置和地面“朱位村一张家咀一大佛寺”栈桥方案也存在一　（上接第５页）　［５］　罗志忠．卧龙湖矿井井口位置选择的合理性［Ｊ］．山东煤　炭科技，２０１０，（１）：１５７～１５９．　［６］　杨平，远朝霞．高河煤矿工业场地位置选择［Ｊ］．煤炭　工程，２ｏｏ５，（２）：１７—１８．　（责任编辑张宝优）　将式（６）～（１０）代人式（１２），此时，上部境界不动的　靠帮开采方式剥采比区间为：　２．２７≤　≤４．４６　（１３）　而可以证明露天矿靠帮开采在任何时期内都有经济效益，　提供了一种研究靠帮剥采比的新方法。　３）通过安家岭的实例研究，表明靠帮开采剥采比的区　根据式（１３）可知：在煤层厚度和岩层厚度都变化的过　程中，上部境界不动的靠帮开采方式剥采比所在区间都要　比目前露天矿的正常生产时剥采比要小得多，说明采用此　种靠帮开采方式是有经济效益的。　间理论具有实际的应用价值，同时丰富了露天采矿理论。　参考文献：　杨荣新．露天采矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，　１９９０．　４结论　［２］　刘勇，车兆学，李志强，等．露天煤矿端帮残煤开采及端　１）露天矿在进行上部境界不动的方式靠帮开采时，端　帮靠帮剥采比小于经济合理剥采比就可以实施，多采出煤　炭。　帮暴露时间分析［Ｊ］．中国矿业大学学报，２ｏｏ６，３５（６）：　７２７～７３１．　［３］　才庆祥，周伟，车兆学，等．近水平露天煤矿端帮靠帮开　２）论文利用区间理论分析了露天煤矿靠帮开采方式靠　帮剥采比在煤层和岩层厚度变化的情况下的变化范围，从　８　采方式与剥采比研究［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００７，３６　（６）：７４３—７４７．　（责任编辑张宝优）