【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，安設水泵，通過盤區(qū)風井，最終排到地面上。由于井田走向長度較長，傾斜長度也較長，為減少風阻，便于通風，保障正常的生產，每個盤區(qū)都將開掘各自獨立的回風立井。3）運輸大巷的布置運輸大巷服務于整個開采水平的煤炭和輔助運輸以及通風、排水和管線敷設，服務年限很長。開采后期，通過采煤工作面的污風從區(qū)段集中回風平巷進軌道上山，然后從風井排出。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)合大學礦業(yè)工程學院 圖 方案 III 開拓方式示意圖 方案的經濟比較表 42 立井兩水平開拓基建及生產費用　 　 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） 服務年限（年） 基價（元）　 450 84 生產費用（萬元）⑧小計 　 　 　 　 合計 　 　 　 　 　 表 44 兩水平綜合開拓基建及生產費用　 　 　 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 生產費用（萬元）⑧小計 　 　 　 　 河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院 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㎜，主井內設檢修道，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)合大學礦業(yè)工程學院 設計基本參數(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符合《設計規(guī)范》規(guī)定：副井進、出車線長度，應能夠容納 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。本設計中，運輸大巷一側裝備 B=1200mm 膠帶輸送機作為主要運輸，另一側鋪設 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，應比副井重車線側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，設備便于撤出，或便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復生產。從硐室出口密閉門起5 米內的巷道，應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，特殊情況應設多條水倉。④等候室:在副井井筒附近應設置等候室，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，設內外兩個水倉，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，水倉凈斷面應乘以 的系數(shù)。水泵工作的總能力應滿足 20 小時內排出礦井 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。中央變電所應根據(jù)規(guī)定，設置滅火器材，如配備滅火設備和充足的沙箱，為此在硐室設計尺寸時，應留出相應的位置。硐室必須設置易關閉的既防水又防火的密閉門，門內可設向外開的鐵珊門，河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院 但不能妨礙門的關閉。通常在清底設備之下或其附近，于井筒一側開一小泵房，安設兩臺水泵，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環(huán)節(jié)，擔負提煤、提矸石、下物料、通風、排水、供電和升降人員等各項工作任務。4 井田開拓21 風井 風井主要用于回風，兼行人。設計井筒寬為 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)合大學礦業(yè)工程學院 在生產中保持兩翼均衡生產和盤區(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、人員提升、輔助運輸，開掘副立井；作為回風井，要求井筒短，風阻小，有利于減少通風成本及保證礦井的正常生產，需開掘通風立井。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，降低生產成本。6）根據(jù)用戶需要，應照顧到不同煤質、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、水文、煤層賦存情況，結合井型大小、設備供應、施工技術等條件，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，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，年實際生產能力為： ??? 礦井服務年限礦井服務年限按下式計算： (31)AKZTk/?式中：T——礦井設計服務年限，a；Zk——礦井設計可采儲量，Mt；A——礦井設計生產能力，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；風井和副井井筒都較淺，人員提升、進回風都相對較為容易，適宜建大型礦井。本井田面積較大，煤層較多，儲量較為豐富，為較長的礦井服務年限和較大的生產能力提供了最基礎的條件，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。作為本次設計，瓦斯相對涌出量取上述表中的平均值，為 。 煤質煤的物理性質: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，層狀或塊狀構造，硬度 ?？刹擅簩涌偤穸取?，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)合大學礦業(yè)工程學院 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（ ）