新集二矿高速高效建设经验

　　摘　要　对矿井设计进行的一系列改革及所采用的新工艺进行了阐述，总结了只用3a建成一对3Mt/a矿井的经验。

　　关键词　设计改革　建设经验　经济效益

　　新集二矿是新集矿区建设的第2对矿井，于1993-07-01开工。在矿井建设中运用新集模式，借鉴新集一矿的建井经验，借鉴先进采煤技术，大胆突破传统建井程序，采用先进技术和装备，不断深化设计改革，提高施工机械化程度。至1996年7月，年产3Mt的新集二矿，仅用3a时间即高标准建成投产，创造了我国特大型矿井建设的新纪录。

1　设计改革贯穿矿井建设全过程

1.1　矿井开拓布置做了重大调整
　　为将原7a工期分两期建设年产煤1.5Mt矿井改为3a工期一次建成年产煤3Mt大型矿井，首先对矿井开采和开拓布置做了重大调整。
　　(1)回风水平由-350m移至-450m。在-450m水平建立比较完整的出煤、提升、运输、通风、供电、供水和排水系统，它相对独立于-550m水平的正规永久系统。风井到-450m水平只施工85m石门就进入首采区首采面开拓采区巷道，使-450m水平与-550m水平最大程度平行施工，同时也简化了施工组织和管理。此外，一般矿井在开拓煤层巷道时无法形成全负压通风，而新集二矿掘进工程进入煤层的初期就利用副井提供新鲜风，建立起建井期全负压通风系统，并能很顺利地过渡到地面主扇启用后的系统改造。
　　(2)首采煤层由11-2转入8煤。8煤层钻孔较密，勘探程度较高，而且煤质、赋存条件、开采位置都好，井巷工程易于展开。开拓巷道实际揭露煤层情况表明，由于地质条件变化，8煤到11-2煤层的-550m水平进风石门长度增加1倍，达480m，仅此一项将增加工期6个月。若考虑煤系地层由缓变陡、主井临时改绞前后提升能力不足、长距离通风等困难，工期将会延误更长。
　　(3)调整开采程序。瓦斯、煤尘、顶板、水、火等灾害防治条件好的8煤层先期开采，薄煤层及灰分高的煤层稍后再采，先反程序然后调整为正程序，使投产伊始就可获得较好的效益，然后迅速打开其它采区。根据目前工程进度，8煤采出1.5～2.0Mt时，11-2煤层工作面即可打开，开采布局可以调顺，为新集二矿滚动发展提供了保障。
　　事实表明，如不调整开采程序，仅13-1和11-2煤层的倾向变化所带来的工程量变化及施工难度，也使矿井至今不可能投产。

1.2　为弄清地质情况，进行了三维高分辨地震勘探
　　大胆打破行业界限，面向社会公开招标，选择了华东石油局第六物探大队。该队技术力量雄厚，装备先进。经过双方密切配合，反复试验，用较短的时间提供了比较可靠的地质资料，为指导二矿开采和开拓起到了重大作用。例如，当探知01线以西地质构造复杂后，及时将首采面由走向2000m缩短到1000m；由于工程证实物探提供的FB-2号断层位置，将首采面又缩短400m。保证了首采顺利投产和正常开采。投产前，又对首采面做了槽波物探，进一步掌握了煤层赋存状态。

1.3　采用先进施工技术
　　(1)主、副、风3个立井施工采用了素混凝土井壁及大流态混凝土，创造了月成井100m及基岩段平均月成井45m的好成绩。
　　(2)井筒穿过片麻岩、推覆体界面时，由于岩体含水，岩质过硬，超前打钻探水注浆成了影响建设工期的主要问题。对此，二矿采取了有效的措施：请淮南矿院物探测水；请平顶山钻机队及时引进潜孔锤打孔，钻进速度达2.5～4.4m/h，顺利通过f=12的硬岩；请注浆经验丰富的29处注浆队注浆，保证了井筒顺利通过含水层。

1.4　深化设计改革
　　(1)及时修改施工设计。主、副井在-550m水平进行了短线贯通，使得主井实现提前改绞，并保证了副井安装，掘进头也很快得以展开。仅此一项改革，便使建设工期缩短两个月以上。
　　(2)重新确定-550m水平副井清理斜巷开门位置，保证副井提前挂罐运行；重新设计主井装载硐室联巷，为施工创造了良好条件，提前了工期，节省了80多米巷道，保证了装载硐室安装顺利进行，使主井两次改绞提前。
　　(3)简化主井底撒煤清理系统。新的设计借鉴新集一矿经验，取消了在大量填充矸石的基础上砌筑两个沉淀池与庞大的提升机基础的设计，直接采用了链板机清理撒煤，整个工程只用3个小班就顺利完成。此项设计改革既省钱又省时，且使用、维修方便。
　　(4)密闭回风井。

2　采用先进技术，不断提高施工机械化水平

2.1　全面推行锚喷支护
　　首先在岩巷推行锚喷支护，然后推广到煤巷。二矿投产前完成18 000多米巷道，锚喷支护率达65%以上。由于全面推行锚喷支护，获得以下技术经济效益：
　　(1)在材料上，仅与工字钢棚比较，锚喷支护可节省材料费1 800万元。若考虑大断面硐室等钢筋混凝土工程改用锚喷支护所节约的投资，经济效益将是十分巨大的。
　　(2)锚喷技术短时间就能掌握，很好地解决了建井初期施工队伍新工人多，技术水平低，架不好棚，砌不好碹，施工进度、质量得不到保障的问题。既可保证工期和质量，又便于施工技术管理。
　　(3)锚喷支护是一种主动支护，能有效地控制围岩变形，实用效果好。二矿开采水平深度与老区一些投产前需返修大量巷道的大井(投产前有5 000多米巷道需返修)相当，但二矿除构造压力带巷道做了少量修整以适应标准化要求外，基本没有巷修工程，不仅赢得了时间，还节省了数千万元的巷修费用。
　　(4)缓解了建井时期提升能力不足状况，免去大量材料下井及U型钢棚升井维修。
　　(5)配合锚喷支护，施工中强制推行小直径钻头，使用小药卷，并采用小直径水胶炸药，节约了大量材料，同时也提高了施工速度。

2.2　提高掘进机械化水平
　　(1)在矿井正规出煤系统尚未形成时，采用了悬臂式转载机，实现了综掘机与矿车运输的配套。在综掘机数量不足时采用了扒装机、链板机、胶带机的配套，简化了施工系统，提高了煤巷单进水平。
　　(2)采用许昌煤机厂由瑞典引进的转Ⅴ型潮式喷浆机。此机生产能力大，也解决了转Ⅶ潮喷机摩擦片及输送管的大量消耗问题。
　　(3)采用反井钻机适时开凿了溜煤及井底煤仓，保证矿井尽快利用正规出煤系统快速掘进。
　　(4)大量装备煤巷掘进机，加快采区巷道施工。二矿在投产前就购置并使用了6台综掘机，这对保证工期起到了关键作用，这种做法在一般矿井建设中是很难实现的。

3　经济效益

　　新集二矿原7a工期，3a就建设完成，创造了较大的经济效益。3a建成年产煤3Mt的大型现代化矿井，总投资9.9亿元，吨煤投资330元，与同类型矿井吨煤投资700元相比，共节省投资11.2亿元；按利息12%计算，共节约贷款利息1.344亿元。与原设计的3a建成年产0.9Mt煤矿井、7a建成年产1.5Mt煤矿井相比，按建设工期7a计算，共多出原煤840Mt，可多创利税4.2亿元。