【正文】 t ~ 公頃/10 萬 t ~ 公頃/10 萬 t 對井田開拓中若干問題分析1) 井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及位置本井田的走向長度為 ，傾斜長 。本設(shè)計為單水平盤區(qū)劃分，采用上、下山開采，為解決涌水問題，可以在下山開采時，一次將下山掘到底，修建盤區(qū)水倉，安設(shè)水泵，通過盤區(qū)風(fēng)井，最終排到地面上。由于井田走向長度較長，傾斜長度也較長，為減少風(fēng)阻，便于通風(fēng)，保障正常的生產(chǎn)，每個盤區(qū)都將開掘各自獨立的回風(fēng)立井。3）運輸大巷的布置運輸大巷服務(wù)于整個開采水平的煤炭和輔助運輸以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。開采后期，通過采煤工作面的污風(fēng)從區(qū)段集中回風(fēng)平巷進軌道上山，然后從風(fēng)井排出。地面標高為+ ，第一水平標高為+360m ，第二水平標高為+220m 。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。面標高為+，水平標高為+360m ，第二水平標高為+220m。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。地面標高為+，水平標高為+360m，第二水平標高為+220m 。第一階段開采完之后，將主副井向下延深，直到到達第二水，進行上、下山開采。4 井田開拓17圖 方案 I 開拓方式示意圖圖 方案 II 開拓方式示意圖河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 圖 方案 III 開拓方式示意圖 方案的經(jīng)濟比較表 42 立井兩水平開拓基建及生產(chǎn)費用　 　 數(shù)量（10m）基價（元） 費用（萬元） 費用（萬元）①主井開鑿 表土段 178805 基巖段 66796 ②副井開鑿 表土段 251326 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 一水平石門 巖巷 43355 二水平石門 巖巷 43355 939基建費用（萬元）④小計 　 　 　 　 ⑤立井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價（元）第一水平 第二水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時間（h） 服務(wù)年限（年） 基價（元）　 450 84 ⑦石門運輸 系數(shù) 煤量（萬噸） 運距（km）基價（元）第一水平 1872第二水平 生產(chǎn)費用（萬元）⑧小計 　 　 　 　 合計 　 　 　 　 　 4 井田開拓19表 43 單水平綜合開拓基建及生產(chǎn)費用　 　 　 數(shù)量（10m）基價（元） 費用（萬元） 費用（萬元）①主井開鑿 表土段 43974 　 基巖段 34970 ②副井開鑿 表土段 251326 　 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 基建費用（萬元）④小計 　 　 　 　 ⑤斜井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價（元）第一水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時間（h） 服務(wù)年限（年） 基價（元）　 450 84 生產(chǎn)費用（萬元）⑧小計 　 　 　 　 合計 　 　 　 　 　 表 44 兩水平綜合開拓基建及生產(chǎn)費用　 　 　 數(shù)量（10m）基價（元） 費用（萬元） 費用（萬元）①主井開鑿 表土段 43974 　 基巖段 34970 ②副井開鑿 表土段 251326 　 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 一水平石門 巖巷 43355 二水平石門 巖巷 43355 939基建費用（萬元）④小計 　 　 　 　 ⑤斜井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價（元）第一水平 第二水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時間（h） 服務(wù)年限（年） 基價（元）　 450 84 ⑦石門運輸 系數(shù) 煤量（萬噸） 運距（km） 基價（元）第一水平 1872第二水平 生產(chǎn)費用（萬元）⑧小計 　 　 　 　 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 合計 　 　 　 　 　 從以上的開拓方式示意圖對方案 I 與方案 III 進行比較，這兩個方案的在技術(shù)上均是可行性方案。所以在方案 I 與方案 III 中選擇方案 III。 主井主井主要用于提升原煤，采用鋼繩芯帶式輸送機，膠帶寬度 B＝1200㎜，主井內(nèi)設(shè)檢修道，使用澆灌混凝土整體固定道床，混凝土厚度 D＝200㎜，井筒采用混凝土澆灌支護，井壁厚度為 415㎜。 副井副井主要負擔礦井的運料、排矸、運送人員、進風(fēng)等；井筒長度為 250m；井筒直徑 ，采用混凝土整體澆注，里面裝備 1 對 1t 礦車雙層四車窄罐籠和一個 1t 礦車雙層四車寬罐籠帶平衡錘，采用地面上的絞車提升。井筒主要參數(shù)及斷面圖見井筒圖 、表 47。河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 設(shè)計基本參數(shù)主井采用膠帶輸送機運煤，副立井采用絞車作為輔助提升。掘進煤量占礦井產(chǎn)量的 10%，掘進出煤由掘進巷道的可伸縮膠帶運輸機運到相應(yīng)盤區(qū)的區(qū)段溜煤眼，然后和采面采出的煤一起由膠帶運輸，最終運至地面。②、井底車場各線路長度確定副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：副井進、出車線長度，應(yīng)能夠容納 1～ 列車。L1+L3+L2 （41）式中：L—車線有效長度，m。1)巷道斷面形狀選擇 井底車場巷道服務(wù)年限長，要求將井底車場巷道布置在穩(wěn)定的巖層中，因此，一般井底車場巷道采用拱形斷面。本設(shè)計中，運輸大巷一側(cè)裝備 B=1200mm 膠帶輸送機作為主要運輸，另一側(cè)鋪設(shè) 900mm 軌距的軌道，用電機車牽引固定式礦車作為鋪助運輸。 井底車場主要硐室位置1）主井系統(tǒng)硐室①井底煤倉：主井為斜井，井下煤倉上接水平運輸大巷，下接主斜井膠帶輸送機。2）副井系統(tǒng)硐室①中央變電所：中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。變電所的地平，應(yīng)比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連接點處的標高高出 米。一旦井下發(fā)生水患，人員，設(shè)備便于撤出，或便于下放排水設(shè)備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復(fù)生產(chǎn)。從硐室出口密閉門起5 米內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或采用其它不燃性材料支護。礦井主要水倉必須含有內(nèi)水倉和外水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，特殊情況應(yīng)設(shè)多條水倉。④等候室:在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場所。 準備方式的確定如開拓方案中所述，本井田的走向長度為 ，傾斜長 ，雖然面積較大，但煤層傾角較小，很難沿一定走向、一定標高劃分成階段，因而將井田直接劃分為盤區(qū)，進行上下山盤區(qū)開采，盤區(qū)斜長 2022m 左右，根據(jù)實際情況，可以有所調(diào)整。各硐室的具體位置見井底車場平面布置圖。故其容量： V=8Q=3560 m3 （42）4 井田開拓29式中 V——水倉容積，m 3Q——礦井正常涌水量，m 3/h本礦井水倉斷面為半圓拱形，斷面面積為 16m3，故井底水倉的長度為223m，設(shè)內(nèi)外兩個水倉，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，水倉凈斷面應(yīng)乘以 的系數(shù)。水泵工作的總能力應(yīng)滿足 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的正常涌水量。中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在堅固的巖層中也可是用錨噴支護，但不得有淋水。中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定，設(shè)置滅火器材，如配備滅火設(shè)備和充足的沙箱，為此在硐室設(shè)計尺寸時，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又防火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵珊門，河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 但不能妨礙門的關(guān)閉。通常在清底設(shè)備之下或其附近，于井筒一側(cè)開一小泵房，安設(shè)兩臺水泵，一臺工作，一臺4 井田開拓27圖 運輸大巷斷面參數(shù)表 48 運輸大巷斷面尺寸斷面/m 2 掘進尺寸 支護厚度/mm凈 掘 寬 高 5330 4865 110備用。在軌道和輸送機之間的距離作為行人及檢修作業(yè)距離。噴射混凝土厚度為頂部錨桿長度 2600mm，兩邦錨桿長度 2200mm；大巷中鋪設(shè)混凝土底板，厚度為100mm；噴射混凝土厚度為 110mm。④、副井井底車場形式由于本井田為單水平開拓，副井井筒距離水平大巷較近，采用立井臥式環(huán)形井底車場。由下列公式計算：L=m由于煤層含水較大，在主斜井的煤倉附近布置一個小型的水泵硐室，主要用于主斜井下部堆積的積水。本井田走向長度為 ，主井始終在井田走向的中央，任何一翼的盤區(qū)上山巷道距離主井的距離都小于 ，所以主要運輸大巷采用膠帶運煤。它聯(lián)系著井筒提升和井下運輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擔負提煤、提矸石、下物料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項工作任務(wù)。4 井田開拓21 風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)，兼行人。設(shè)計井筒寬為 B＝4500㎜。所以在方案 III 與方案 II 中選擇方案 II。本井田為單斜煤層，采用方案I 時工業(yè)廣場在井田中央，壓煤較多，方案 III，工業(yè)廣場可以布置在煤層較淺的位置，壓煤較少，可以提高煤的可采儲量，有利于節(jié)約資源。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。 的傾斜方向進行開拓。方案 III：主斜井、副立井兩水平綜合開拓。 的傾斜方向進行開拓。方案Ⅱ：單水平綜合開拓。第一階段開采完之后，將主副井向下延深，直到到達第二水。 開拓方案的提出方案 I：主立井、副立井二水平開拓。本設(shè)計中，煤層為厚煤層，為方便開采，減少區(qū)段巷道的維護時間，應(yīng)開掘區(qū)段集中平巷。③井筒位置的選擇為了使井田兩翼可采儲量基本平衡，走向運輸大巷的運輸費用最低，同時河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 在生產(chǎn)中保持兩翼均衡生產(chǎn)和盤區(qū)的正常接續(xù)，將主斜井選在井田走向方向的儲量中央。 傾角開掘主斜井，用膠帶輸送機運煤炭；為方便通風(fēng)、人員提升、輔助運輸，開掘副立井；作為回風(fēng)井，要求井筒短，風(fēng)阻小，有利于減少通風(fēng)成本及保證礦井的正常生產(chǎn)，需開掘通風(fēng)立井。由于本井田煤層平均傾角為 6186。因此將工業(yè)廣場布置在走向中央、傾斜三分4 井田開拓15之一處，這樣就可以減少壓煤又可以減少運輸費用，降低生產(chǎn)成本。6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。合理的開拓方式需要對該井田的地形、地質(zhì)、水文、煤層賦存情況，結(jié)合井型大小、設(shè)備供應(yīng)、施工技術(shù)等條件，綜合分析，全面比較，確定合理的方案。采用一次采全高的開采方法， 雙滾筒采煤機截深 ， “三八制”工作制度，兩班生產(chǎn)，一班準備，則每天推進進尺為： ???年工作日為 330 天，則年進尺為： 工作面長度取為 180m，年實際生產(chǎn)能力為： ??? 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算： (31)AKZTk/?式中：T——礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Zk——礦井設(shè)計可采儲量，Mt；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲量備用系數(shù)，K＝。5）煤礦井型發(fā)展趨勢。本井田煤層深度相對較淺，主井可以建為斜井用膠帶運輸；風(fēng)井和副井井筒都較淺，人員提升、進回風(fēng)都相對較為容易，適宜建大型礦井。本井田面積較大，煤層較多，儲量較為豐富，為較長的礦井服務(wù)年限和較大的生產(chǎn)能力提供了最基礎(chǔ)的條件，宜建大型礦井。礦井每晝夜凈提升時間為 16h。4）井筒及工業(yè)廣場保護煤柱，煤炭損失量為 。工業(yè)儲量 A+B+C+ 級為 萬噸，其中 A+B 級為，占工業(yè)儲量的 %。具體的井田范圍主要由以下拐點圈定：根據(jù)鐵北煤礦資料，全礦范圍由以下坐標圍定：(1)X=3812170 Y=38433780(2)X=3811600 Y=38434400(3)X=3812900 Y=38436280(4)X=3812950 Y=38436600(5)X=3811920 Y=38437170(6)X=3812900 Y=38437000(6)X=3812900 Y=38433780 開采范圍本井田走向長 ，傾斜長 ，面積為 。煤的自燃發(fā)火期為 56 個月。作為本次設(shè)計，瓦斯相對涌出量取上述表中的平均值，為 。 煤質(zhì)煤的物理性質(zhì):煤呈褐黑色，煤巖類型為暗淡型，含絲炭較多，暗淡光澤，斷口平滑或呈參差狀，貝殼狀，層狀或塊狀構(gòu)造，硬度 。可采煤層總厚度～，平均總煤厚 ，含煤系數(shù) ％。表 11 涌水量與開采面積計算表年份 Q 涌水量（m 3/h） F 開采面積（㎡）2022 350 19690002022 380 22306002022 400 23724002022 450 26019002022 500 2795700河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 2022 600 3053250開采面積起主要作用的礦井涌水量計算方法: (11)FQ??式中: Q—礦井未來的涌水量（ ） ；hm/3—設(shè)計開拓面積（ ） ；F2—已知單位面積水量（ ） ；23/ (12)cgFQ?式中: —平均水量（ ） ；cgQhm/3—平均面積（ ）