井工开采转露天开采的可行性谈讨.docx

井工开采转露天开采的可行性谈讨摘要：山西省通过三年的煤炭资源整合，现存煤矿1053座，这些矿井中部 分属于小型矿井整合而成按照山西省的产业政策要求，单个矿井最小年产量不 低于90万吨，开采方式为井工开采则必须布置长壁综采工作面因为过去小窑 式的破坏性开采，造成很多煤层无法进行正常的井工开采，因此一部分井工开采 矿井转为露天开采据了解省内已有十七家煤矿现正在申请办理由井工到露天开 采方式的转变本文就井工开采变更为露天开采的在生产技术上的可行性做以分 析谈讨，不足之处请指正关键词：井工开采转为露天开采;生产技术可行性分析;谈讨一、问题的提出1、 矿井现状山西煤炭运销集团寿阳富东煤业有限公司井田面积10.2893 km2，批准开采 煤层8-15号煤层，矿井生产能力90万t/a开采方式为井工开采矿井位于山西省晋中市寿阳县解愁乡境内，距寿阳县城东北约14km处井田东西长约5.8km，南北宽约3.6km，呈不规则多边形，面积为10.2893 km2地理坐标：东经 11310'28〃-11314'28〃，北纬 3759'59〃 -3801'50〃井田位于沁水煤田北部边缘，属中等山地丘陵地貌，地表多被第四系黄土覆 盖，山梁与冲沟发育，地势东高西低，最高点位于井田东部矿界处，标高为 1396.3m；最低点位于井田西部石门河谷，标高为1136.0m，相对高差为260.3m。

矿区内有一条河流石门河，自北向南从矿区西部边界流过，为季节性河流，年平 均年径流量为856万m3,枯水年常有断流出现井田内主要含煤地层为山西组和太原组，含煤地层平均总厚为186.13m，共 发育13层煤含可采煤层7层，煤层编号为3、6、8、9、12、15上、15下， 其中8、9、12、15上、15下号煤层为大部稳定可采煤层，3、6号煤层为不稳定 零星可采煤层可采煤层平均总厚15.19m，可采含煤系数为8.0%矿区内有一条河流石门河，自北向南从矿区西部边界流过，为季节性河流， 年平均年径流量为856万m3,枯水年常有断流出现本矿周边由其他矿井及小窑所围相邻在16961.61m边长的不规则多边形的 井田周围有8座小矿山这些小矿山大多已关闭，西边已关闭的下解愁煤矿越界 开采进入本矿东西长200m，南北长390m约78000 m2矿界只有西北角边长 2367.6m不与其他矿山相邻因为周边小井开采回采率低，资源浪费严重，因此 周围关闭小井不能做为排土场，造成压煤,再次开采时造成二次倒运2、 已开采情况山西煤炭运销集团富东煤业有限公司由山西省寿阳县富东煤业有限责任公 司和寿阳县宝顺煤化有限责任公司整合而成，整合后矿井生产能力为0.9Mt/a。

寿阳县宝顺煤化有限责任公司井田面积5.1312km2，核定生产规模30万吨/ 年寿阳县宝顺煤化有限责任公司为这次兼并重组整合中的关闭矿井，其井筒已 封闭寿阳富东煤业有限责任公司井田面积为4.6653km2设计生产能力为21万 t/a，原为山西省寿阳县地方国营东湾煤矿矿井现有4条井筒开拓开采8、9号煤 层，根据检测报告，该矿8、9号煤层为高瓦斯，煤层不易自燃，属有爆炸性的 煤层矿井现有井筒参数如下：主斜井倾角28°，斜长315m，三心拱料石砌碹， 净宽3.4m，净高2.72m，净断面积8.44m2，主要担负矿井提煤进风任务，井筒 内设有两趟排水管路，设台阶扶手，是矿井的一个安全出口副斜井倾角16°， 斜长345m，三心拱粗料石砌碹，井筒内设有700mm宽行人台阶，每隔50m设 有躲避洞，井筒净宽2.5m，净高2.42m，净断面积5.62m2，主要担负矿井运料、 排矸、行人、进风兼做矿井的一个安全出口，井筒内敷设有高压电缆、通信及监 控电缆，同时安装设备猴车升降人员回风斜井倾角28°，斜长270m，三心拱 粗料石砌碹，井筒内设有行人台阶，净宽井倾角28°，斜长270m，三心拱粗料 石砌碹，井筒内设有行人台阶，净宽进风任务。

山西省寿阳富东煤业有限责任公司为这次兼并重组整合中的主体矿井，整合 后的工业场地均布置在该矿井原场区附近.3、储量情况按照山西省煤炭地质勘查研究院2010年8月所做的《山西煤炭运销集团寿 阳富东煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》，确认山西煤炭运销集团寿阳 富东煤业有限公司井田内现保有资源/储量6186万to稳定可采煤层中8、9、12、 15上、15下号煤层的其中8、9号煤层资源已接近枯竭井田保有资源/储量见 下表：井田保有资源/储量计算汇总表二、解决问题的探讨方案（一） 、井工开采转为露天开采生产技术可行性分析的依据1、 《煤炭工业露天矿设计规范》GB50197-2005，2、 《山西煤炭运销集团寿阳富东煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》 山西省煤炭地质勘查研究院2010年8月（二） 、矿区自然条件1、 影响富东煤业开采方式选择（井工开采和露天开采）的主要因素：（1） 、煤层的赋存条件及地形条件煤层露头出露地表严重，煤层覆盖层较浅，钻孔剥采比小，近水平，缓倾斜 煤层等条件适合于露天开采2） 、矿井的生产能力及服务年限影响开采方式的生产能力（规模）、服务年限、煤炭回采率等规程、规范的有关 规定和要求。

小型露天煤矿生产能力（规模）120万吨/年以下，使用年限在二十 年以上露天开采要求最低回采率不低于90%，实践中露天开采的回采率能达到 95%以上井工开采的回采率只有60%露天开采资源利用率高，回采率是井工 开采的1.5倍以上，因此在额定生产能力一致时，露天开采的服务年限是井工开采 的1.5倍以上3） 、环境保护的影响露天开采在首采区开采结束后，下个采区剥离物大部分内排通过对内外排 土场的植被恢复与治理，水利建设与土地复恳，露天开采比井工开采更有利于环 境保护4）、矿井开采现状的影响：小井破坏性开采，资源严重损失（40%以 上）,通过井工转露天开采可以将井工开采损失煤量进行回收2、 采区划分根据富东煤矿矿界的几何形状，自然地理，村庄、河流、井工开采现状以及 钻孔资料和西部露头等客观条件，将矿区大体上初步划分为三个采区，见下图：如上图所示，一采区：西部境界以煤层露头处为界；北部和南部以矿界为界； 东部与二采区相接二采区：西部与一采区相接；北部和南部以矿界为界；东部与三采区相接三采区:西部与二采区相接；东、南、北部以矿界为界深部境界为+1027.55m水平，最大采深为178.59m平均采深为126m。

根据井田四周煤矿相邻及地形地貌情况，排土场设置在井田外西北角三) 露天开采的可行性分析露天开采的前提是矿床适合于露天开采，一般要求矿体埋藏较浅、煤层厚度 大，且赋存面积较大露天开采特点：资源回收率高，采场作业空间大、可采用 大型生产设备，生产能力大，劳动生产率高，安全，开采成本低，建设速度快， 受气候影响大，需要移运大量的剥离废弃物，占地面积大，破坏生态环境，对矿 床埋藏条件严格露天开采是否可行，主要体现在剥采比是否符合要求剥采比 大小直接影响经济效益剥采比分为钻孔剥采比、境界剥采比和经济剥采比等 根据《煤炭工业露天矿设计规范》以及经济是否合理，一般要求如下：钻孔剥采比V境界剥采比 ＜合理剥采比V经济剥采比根据《露天采矿手册》中要求，参考选用我国露天矿多年经验统计值，小型 露天矿经济合理剥采比n应在15m3/t以下下面就三个采区分别进行露天开采的可行性进行分析1、 钻孔剥采比的计算钻孔剥采比是能否进行露天开采的最基础的数字依据1) 拟定的一采区因为煤露头多，多为井工采空区，钻孔资料少(只有一 个孔钻根据巷道已揭露的煤层顶底板知道的厚度，及井口标高，计算出钻孔剥 米比8m3/t2) 根据二采区现有的9个钻孔，控制二采区地质储量，经计算钻孔剥采 比如下表：煤密度取1.40t/m3。

如上表计算得出：剥米比为7.3 m3/t3) 根据三采区现有的8个钻孔，控制三采区地质储量，经计算钻孔剥采 比如下表：煤密度取1.40t/m3如上表计算得出：钻孔平均剥采比为10 m3/t2、 境界剥采比的计算计算境界剥采比时应考虑煤层已采情况以小井采煤实际回率40%估算量做 为计算依据1) 首采区境界剥采比计算时全区平均采深取126米，工作帮与非工作帮坡角一律按28度计算 首采区可采煤层为15# (在首采区内15上与15下已重叠)，回采率取40% 经计算首采区境界内剥采比：12.4m3/t2) 二采区可采煤层为15上与15下，大部没有扰动过经计算首采区境 界内剥采比：13.6m3/t3) 三米区境界剥米比可米煤层共有8、9、15上15下煤层回米率取40%,计算后境界剥米比为 14.1 m3/t全区平均剥采比为13.4m3/t3、经济剥采比的计算经济剥采比N是进行露天开采是否合理的决定因素经济剥采比计算公式为：N= (P-Pl) /P2，其中P为煤炭产品售价，单位为 元/ t ； Pl为采煤单位成本，单位为元/吨；P2为剥岩单位成本，单位为元/ m3 煤炭售价取值500元/t，采煤单位成本取值9元/ t，剥岩单位成本取值11元/ m3， 代入公式N=45 m3/t。

上述计算的结果是：全区境界剥采比13.4m3/t小于取定的经济合理剥采比 15 m3/t，远远小于经济剥采45.9m3/t其中首采区境界剥采比12.4m3/t,考虑到一 采区多为采空区，又加上一采区钻孔剥采比(8m3/t)比二采区钻孔剥采比(7. 3m3/t )大等因素二采区境界剥采比为13.6m3/t考虑到煤炭生产，首采区设在 一采区较为有利，考虑到村庄较少，外排土运距等条件，首采区定为一采区也较 为有利三采区的境界剥采比为14.1m3/t比较结果如下：钻孔剥采比8.43 m3/tV境界剥采比13.4m3/t＜合理剥采比15m3/tV经济剥采比45.9m3/t以上分析认为本矿区范围内进行露天开采是可性的四) 、采用露天开采方式进行采矿生产的优劣性1、 矿区西部煤层露头出露地表，煤层覆盖层浅，适合于露采开采，因露天 矿境界的圈定以境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则进行圈定，在此区域内 露天开采的生产成本应低于井工开采2、 装备现代化：露天开采设计采用的主要设备：单斗液压铲、汽车、推土 机等基本上实际机械化生产，依靠设备出产量井工开采比露天开采投资较大： 露天开采可以按专业进行分工，生产作业的资金可以剥离转移支付。

3、 露开开采的回采率可达95%以上，井工开采的回采率只有60%露采开 采的资源利用率高，其回采率是井工开采的回采率的1. 5倍以上，因此在适合露 天开采的范围内，在相同生产能力下，露天开采对资源利用及服务年限是井工开 采的1. 5倍以上露天开采的对资源利用更符合国家的产业政策4、 露天开采在首采区开采结束后，2区剥离物大部分内排，露天开采比井 工开采更有利于环境保护，但是需要投入一定资金进行治理5、 从安全上考虑，井工开采存着水、火、瓦斯、顶板及煤尘等不可预测的 安全隐患，而露天开采安全隐患相对井工开采极少：除爆破和边坡事故可能发生 群死群伤外，不会发生较大以上事故，其他运输、采掘、机电只是发生个体事故， 其治理也相对(与井工比较而言)较易三存在的问题1、 技术上还需要做的工作(1) 地质方面：《山西煤炭运销集团寿阳富东煤业有限公司兼并重组整合矿 井地质报告》勘探程度较低，并且有的数据不准确不能满足露天开采设计、生 产需要，要进行补充勘探二采区仅有8个孔控制3.68193km2，实际需要15个孔 才能控制三采区仅8个孔控制3.823074km2，实际需要16个孔才能控制另外 首采区应补。