1矿井概况
黄庄煤矿位于甘肃省华亭县，井田范围内地表为起伏不平的黄土和岩石低山丘陵地形。井田位于六盘山青年褶皱山区及东部陕甘宁黄土高原之间的过渡地带，有山谷、陡壁及低山丘陵，地形较为复杂。海拔标高度在+1450～+1500m之间。黄庄矿井设计生产能力300kt/a；采用立井单水平开拓方式，生产水平标高+1150m。采用炮采工艺，井下煤炭和辅助运输采用矿车运输。井田煤层赋存有以下特点：①煤层较多，共有可采及局部可采煤层5层；②煤层间距小；③煤层埋藏较深，煤层埋藏在+950～+1350m水平之间，埋深在140～540m之间；④煤层赋存集中，各层煤主要储量均赋存于中部及北部，主要可采煤层煤6-2下全矿井赋存；⑤水文地质简单，含水层含水性弱；⑥矿井为低瓦斯等级，煤尘有爆炸危险性，煤易自然发火；⑦顶底板岩性较好。
2井筒布置方案
结合矿井生产能力，在满足矿井提升、通风、安全的前提下，尽可能地减少矿井投资费用，降低生产成本，设计确定2个井筒。根据提升设备容器及井筒功能的不同，结合井下系统，对以下6个方案进行了技术经济比选：①方案一：设主井、副井各1个。主井井筒净直径5.0m，井筒深为358m。井筒内布置1对3t单绳箕斗提煤兼作回风井，另布置有玻璃钢梯子间、黄泥灌浆管路、信号通讯电缆等，是矿井的另一安全出口。副井井筒净直径5.0m，井筒深为383m。井筒内布置1对600mm轨距1t单层单车单绳罐笼，担负全矿井的辅助提升任务，同时兼作进风井。另外布置有玻璃钢梯子间、动力电缆、通讯及信号电缆、排水管路、压风管路，消防洒水管路。是矿井的主要安全出口之一。优点：两套提升设备布置在2个井筒中，提升互不干扰；箕斗单提煤，提升能力大。缺点：矿井设2套提升设备，投资费用高；配套的井巷工程量大、设备多，电费高；箕斗井回风漏风风量大，通风效率低，乏风风流中煤尘大，影响风机使用年限，乏风中有害物质多，对井筒装备腐蚀性大，影响装备的使用寿命，维护费用高，生产成本高；地面增加1个绞车房及井口房，占地面积大。②方案二：设混合提升井（D=5.5m）、回风井各1个。混合井：井筒净直径5.5m，井筒深383m。井筒内布置1对600mm轨距1.5t矿车双层2车罐笼作混合提升，担负全矿井的提煤及辅助提升任务，兼作进风井，是矿井的主要安全出口之一。井筒内另布置有玻璃钢梯子间、排水管路、动力及通讯信号电缆等。回风井：井筒净直径3.5m，井筒深358m。担负全矿井的回风任务，井筒内布置有玻璃钢梯子间，黄泥灌浆管路等。优点：一套提升设备，设备费用低，井下采用矿车运输时设备单一，系统简单，易管理，井下工程量小；设专用回风井，漏风小，通风效率高，通风费用低；1个绞车房，占地面积小。缺点：经计算，混合井提升能力偏小，不符合提升要求。③方案三：设混合提升井（D=6.5m）、回风井各1个。混合井：井筒净直径6.5m，井筒深383m。井筒内布置两套提升设备，1对3t单绳箕斗担负全矿井的煤炭提升。另设1个带平衡锤600mm轨距1.5t单层单车罐笼担负全矿井的辅助提升，同时兼作进风井。井筒内另布置有玻璃钢梯子间、排水管路、动力电缆等，是矿井的主要安全出口之一。回风井：井筒净直径3.5m，井筒深为358m。担负全矿井的回风任务，井筒内布置有玻璃钢梯子间，黄泥灌浆管路等。优点：煤炭提升量大；专用回风漏风小，通风费用低。缺点：井筒工程量最大，投资费用最高；两套提升设备在1个井筒内，相互干扰大，管理复杂，安全隐患多；两套提升设备多1个绞车房，占地面积大。④方案四：设混合提升井（D=6.2m）、回风井各1个。混合井：井筒净直径6.2m，井筒深383m。井筒内布置2套提升设备，1对3t单绳箕斗担负全矿井的提煤任务，1对600mm轨距1t罐笼担负全矿井的辅助提升任务，同时兼作进风井。另设有玻璃钢梯子间、排水管路、动力电缆，是矿井的主要安全出口之一。风井：井筒净直径3.5m，井筒深358m。担负全矿井的回风任务，井筒内布置有玻璃钢梯子间，黄泥灌浆管路等。优点：煤炭提升量大；专用回风漏风小，通风费用低。缺点：井筒工程量较大，投资费用较高；两套提升设备在一个井筒内，相互干扰大，管理复杂，安全隐患多；2套提升设备多1个绞车房，占地面积大。⑤方案五：设混合提升井（D=6.0m）、回风井各1个。混合井：井筒净直径6.0m，井筒深383m。
井筒内布置2套提升设备，1对3t箕斗用于提煤，1个带平衡锤600mm轨距1t双层2车罐笼用于辅助提升，同时兼作进风井。另设有玻璃钢梯子间、排水管路、动力电缆等，是矿井的主要安全出口之一。回风井：井筒净直径3.5m，井筒深358m。担负全矿井的回风任务，井筒内布置有玻璃钢梯子间，黄泥灌浆管路等。优点：煤炭提升量大；专用回风漏风小，通风费用低；井筒工程费用较方案三、四低。缺点：井筒工程量较大，投资费用较高；2套提升设备在一个井筒内，相互干扰大，管理复杂，安全隐患多；2套提升设备多1个绞车房，占地面积大。⑥方案六：设混合提升井（D=5.8m）、回风井各1个。混合井：井筒净直径5.8m，井筒深383m。井筒内布置1对600mm轨距1t双层4车（一宽一窄）多绳罐笼担负全矿井的提煤及辅助提升任务，同时兼作进风井。另布置有玻璃钢梯子间、排水管路、动力电缆等，是矿井的主要安全出口之一。宽罐采用非标宽1.2m罐笼，主要为满足移动变电站进罐要求。风井：井筒净直径3.5m，井筒深358m。担负全矿井的回风任务，井筒内布置有玻璃钢梯子间，黄泥灌浆管路等。优点：井筒工程费用最低；每次提升4辆煤车完全可满足矿井的提升要求，为矿井后期发展留有余地；由于采用1套提升设备，装备费用低，矿井投资少，见效快，运行费用低；混合提升采用矿车，简化了井下大巷运输系统，设备单一，管理简单，可节省井下若干硐室工程量，井巷费用低；设独立回风井，可减少矿井漏风，通风管理简单，通风效率高，费用低；地面只有1个绞车房，土建工程量少，占地省，投资费用低。
3结论
以上6个方案归纳起来，从井筒功能上分为两类，一是设主、副井井筒，如方案一；二是设混合井与回风井，如方案②～⑥。显然设主、副井工程费用及设备费用最高，多一个主井井架、主井井口房，地面土建费用多出约139.6万元。按提升设备分，也分为两类，一是采用2套提升设备，主、副提升分开；二是采用1套提升设备，煤炭及辅助运输采用混合提升方式。显然采用2套提升设备投资费用高。主提箕斗系统，提升机加电控、信号、箕斗及安装费用约390.8万元。为完成箕斗装载系统、井下煤仓、箕斗装载硐室、清撒系统、各硐室联系巷道等，需投资约121.0万元，设备及安装费需要增加约152.0万元（如井下煤炭采用胶带输送机，另外需增加设备、安装、电控及巷道约492.5万元）。综上所述，选用1套提升设备最省。在1套提升设备方案中，只有方案二及方案六。由于方案二存在提升能力偏小的问题，故推荐方案六。提升设备选用JKMD2.8×4（Ⅰ）型多绳提升机，配套电机功率641kW/440V直流电机，提升速度7.48m/s。
作者：程鹏 单位：江苏省第一工业设计院有限责任公司
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