瓦斯矿井规划建设论文

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1规划建设“超大型”矿井的可行性探讨

1.1建设和管理“超大型”矿井已有成功先例

神华布尔台煤矿设计生产能力2000万t/a，是2011年通过验收，正式投入生产［5］。纵观布尔台矿井设计、建设、生产历程，可以说是煤炭行业特大型矿井设计的突破，综合体现国内外煤矿最先进的装备、管理水平，具有一定的引领作用。2012年世界上首个“一井两面年产2000万t”的井工煤矿———神东补连塔改扩建煤矿又登上了“超大型”矿井舞台［6］。如果说布尔台煤矿是设计和建设出来的，那么补连塔煤矿就是管理和生产出来的。可见，我国的煤炭技术进步日新月异，建设和管理“超大型”矿井是完全现实的、成功的。

1.2相似条件的矿区可以规划建设“超大型”矿井

提到规划建设“超大型”矿井，目前国内只有新疆、内蒙古等少数矿区具备条件，本文以新疆A矿区和内蒙古B矿区为例，探讨规划建设“超大型”矿井的可行性。

1.2.1新疆A矿区

新疆A矿区二号矿井，设计生产能力3000万t/a，创目前国内规划生产能力之最，2010年国家发改委对矿区总体规划予以批复。在总体规划阶段，根据优良的煤层和开采技术条件，矿区总体规划确定了生产高度集中化、大型化的原则，经多方案论证，矿区井田划分采用了大尺寸、大储量、大面积，其中二号矿井面积155.8km2，地质资源量104.7亿t，可采储量49.6亿t，采用1.4的储量备用系数，建设3000万t/a的矿井可服务118a，展望将来发展到4000万t/a，还可以服务88a。矿区总体规划大胆规划了“超大型”矿井和千万吨矿井群，在井田划分及能力确定方面具有科学性、前瞻性，是值得借鉴和推广的。针对“超大型”矿井建设规模的限制，规划矿井采用分期模式，一期生产能力1500万t/a，满足安全核准要求;二期根据技术进步和市场条件，生产能力增加至3000万t/a，并留有4000万t/a以上的发展空间。由于井田面积较大，设计采用分区开拓方式，矿井开拓方式如图1所示。分区开拓、分区通风，既确保了开阔的采场布局，又保证了通风安全，对“超大型”矿井分区开拓是成功的应用。为保证矿井煤炭运输，矿井采用2条主斜井，一期工程建设1条，即主斜井1，装备一条宽2000mm强力大运量带式输送机，主斜井2有机协调，互为备用，既可靠又灵活。辅助运输采用无轨胶轮车。综上可看出，该“超大型”矿井从规划至设计，均具有科学性和前瞻性。若其成功建成生产后，无疑又会使我国煤炭设计和生产水平跃上一个新台阶。

1.2.2内蒙古B矿区

内蒙古B矿区属尚未开发的整装煤田，可采煤层12层，属厚～中厚煤层，低瓦斯，水文地质条件简单，矿区资源量140亿t以上，计算可采储量约100亿t。根据资源与开采条件，经多方案比选，矿区总体规划建设1500万t/a矿井4对，500～1000万t/a矿井3对。应该说，该矿区总体规划对矿区煤炭资源与开采条件分析透彻，井田划分及生产能力方案确定合理，地面集中布置工业场地可节省占地、减少压煤，是创新性的，项目实施后可将矿区建设成为千万吨级现代化矿井群，该矿区总体规划是科学和成功的。论文仅利用该矿区条件，从以下几个方面探讨其可行性。

1)资源条件。综合分析矿区煤层条件，支持矿井产能的主力煤层为厚度大于4m的各煤层。按照煤层等厚线图分析，煤层厚度大于4m分布区域并不均匀，只是成片状分布:2－1煤层集中在一、三井田;2－2煤层集中在四、六井田;6－1煤层集中在四、六井田;6－2煤层集中在一、三井田边界和一井田南部。根据厚度大于4m的煤层分布，若要最大限度发挥设备效能，加大工作面推进长度无疑是首选。若一、三井田合并，四、六井田合并，厚度大于4m的煤层将集中分布于一个矿井，工作面推进长度可大幅度加长。若维持原划分，两个井田都难以布置长工作面。

2)生产能力。井田合并后，矿井生产能力会相应变化。一、三井田可合并为2500～3000万t/a“超大型”矿井，四、六井田可合并为2000～2500万t/a“超大型”矿井。如果可能的话，还可合并其它井田。“超大型”矿井安全核准可通过借鉴新疆“超大型”矿井建设经验，目前条件下可采用分期模式，一期规划能力1500万t/a，满足安全核准的限制要求;随着煤矿科技水平和安全水平的提高，安全核准的界限也会与时俱进，二期时根据生产开采技术条件和安全核准条件进一步论证，如果对安全生产确无大的影响，相信有关监察部门会研究通过二期安全核准的。

3)开拓条件。根据目前总体规划，一～四号井田面积均在120km2以上，最大二号井田150km2，六号井田90km2，作为单井来说面积较为适宜，可布置平均长度10km左右的双翼盘区，单翼长度5～6km。两个矿井合并后，面积成倍增加。相比新疆A矿区二号井的开采条件(单层煤层厚度平均53m，全区稳定可采)，由于本区煤层厚度总体偏薄，厚煤层赋存不均，井田面积200km2以上并不算过大。从开拓上，可采用分区开拓、集中出煤的模式，加之本矿区无地温热害，适当加大井田尺寸是可行的，如英国塞尔比煤矿，设计生产能力1000万t/a，井田范围达到18km×14km，井田面积达到300km2，采用分区开拓，集中出煤。

4)运输与提升系统。大功率、大运量的带式输送机为“超大型”矿井煤炭运输提供了运输条件，因此“超大型”矿井的煤炭运输是没有问题的。布尔台煤矿主斜井装备一条带宽2200mm带式输送机，运量7000t/h;新疆A矿区二号井一号主斜井装备带宽2000mm带式输送机，运量达到3900t/h，2个主斜井满足矿井提升能力要求。相比之下，矿井辅助运输除无轨胶轮车外，尚无其它可靠的运输设备。无轨胶轮车在一定距离范围的大中型矿井应用是合适的，在神东矿区也成功应用。但井田尺寸加大后，无轨胶轮车运行的成本明显提高，环境污染加大，相应引起通风系统、运输系统的不适应，因此“超大型”矿井(特别是井田尺寸较大)应用无轨胶轮车(特别是柴油动力)值得商榷。对比地面铁路发展状况，特别是高铁技术的迅猛发展和成熟应用，煤矿井下辅助运输却始终停留在无轨胶轮车单一的连续运输方式上，那么，高铁技术能否走向煤矿，能否走到井下，是可以想象的。能够运行无轨胶轮车的井下条件，完全可以实现有轨车辆的通行。随着科技进步，大运量、大爬坡、高速度(其实井下不需要太高速)有轨电动机车一定可以实现从地面直达井下工作面的连续运输。

5)通风安全。“超大型”矿井一般实行分区开拓，分区通风。分区开拓，可以增加采场，实现多分区出煤，保证矿井生产能力;分区通风，风流线路短、负压小，有利于解决矿井长距离通风问题，改善工作环境，有利于矿井安全生产。井田尺寸较大、高温热害严重、高瓦斯及煤与瓦斯突出等情况的矿井，均应采用分区通风方式。应该说，分区通风方式对“超大型”矿井也是合适的，不存在安全上的隐患。

6)市场适应性。两个大型矿井是否可合并为一个“超大型”矿井，还要看市场因素。当煤炭市场供不应求且未来供应缺口较大时，可分开建设，早出煤早见效;反之，则需要综合和长远考虑。我国目前煤炭市场供求失衡，煤炭产能过剩。根据预测，考虑我国大气污染防治、高耗能产业限制、清洁能源的鼓励使用等因素，且考虑疆煤东运、在建产能的释放，未来相当长的一段时间，煤炭可能会处于供大于求的状况。因此，对于业主来说，矿井合并为“超大型”矿井，分期建设，既可规避市场风险，又可保证可持续发展，为未来建设“超大型”矿井留足空间。

1.3国家煤炭政策鼓励规划建设“超大型”矿井

以上事例可以看出，我国具备建设和管理1500万t/a以上的“超大型”瓦斯矿井的能力。由于“超大型”矿井的成功生产，对于我国煤矿设计、施工、机械装备水平无疑是前所未有的提升，对企业的经济效益、社会的科技进步也是极大推动，因此应支持和鼓励有条件的矿区建设安全高效的“超大型”矿井。我国《煤炭工业发展“十二五”规划》提出，有序建设大型现代化煤矿，重点建设一批世界一流的千万吨级矿井群;新建矿井优先建设露天煤矿、特大型矿井和煤电一体化项目。可见，我国对特大型或“超大型”矿井的建设也是支持的。“超大型”矿井本身与矿井安全并无直接联系，同样大型矿井、中型矿井照样存在安全问题，是安全设施和管理方面的问题。相反，“超大型”矿井由于机械化、自动化水平更高，其安全装备水平更高。《煤矿建设项目安全核准基本要求》(AQ1049－2008)于2008年出台，笔者不知道该规定为何约束到1500万t/a，但那时超过1500万t/a的生产矿井是没有的，只有塔山(1500万t/a)、布尔台(2000万t/a)在建，我国尚无设计、建设和管理生产能力1500万t/a以上矿井的经验，出于安全考虑，限制“超大型”矿井通过安全核准是可以理解的。随着我国多个“超大型”矿井的生产运营，设计、建设、生产经验逐步丰富，安全管理经验和水平逐步提高，安全核准的限制界限也一定会与时俱进，进行相应的修订，为“超大型”矿井规划和建设放行是大势所趋。

2结语

“超大型”矿井可以实现生产高度集中化，人员高度高效化，设备高度自动化，经济效益最大化等，当然也可实现安全无害化，应值得支持。实践证明，我国规划、建设、管理“超大型”矿井是成功的。在矿区总体规划阶段，应创造条件，向规划大井化方向发展。我国有关规程、设计规范、安全规定等，对“超大型”矿井涉及内容较少，应及时总结“超大型”矿井的经验和教训，及时更新有关条款，将无条件的“红线”演变为有条件的“黄线”，有条件放行有安全保障的“超大型”矿井，以在未来煤炭工业发展中发挥引领作用。

作者：郭俊生工作单位：煤炭工业规划设计研究院有限公司