【文章內容簡介】 0 15 15 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 18 第三章 井田開拓 19 第三章 井田開拓 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式 ，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經濟比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 布置大巷及井底車場； 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造； 合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應 遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產高效創(chuàng)造條件。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。 合理集中開拓部署，簡化生產系統(tǒng)，避免生產分散，做到合理集中生產。 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態(tài)。 要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、 發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 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。 井田開拓 技術可行方案 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 20 隆化井田位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣，行政區(qū)劃屬翼城縣隆化鎮(zhèn)管轄。其地理位置為北緯 35176。 38′ 45″～ 35176。 50′ 00″，東經 111176。 48′45″～ 112176。 01′ ″。隆化井田屬黃土高原地帶，地勢總體上南北高、中間低，最高點位于井田東南部山包，標高 +，最低點位于井田西部邊界，標高 +，最大相對高差 。地貌類型屬黃土垣、梁、峁及沖溝，地形復雜，地面切割劇烈，溝谷縱橫，地表多為新生界黃土所覆蓋，常見有黃土陡巖，黃土峭壁節(jié)理發(fā)育。沖溝多呈“ V”字型，溝底有零星基巖出露。 縱觀全井田地勢，工業(yè)廣場選擇較困難，根據(jù)實地勘查，考慮地形條件結合煤層賦存情況，工業(yè)廣場可選擇為由以下坐標圈定 X= 3961875 Y=19583000 X= 3961875 Y=19584000 X= 3963000 Y=19584000 X= 3963000 Y=19583500 X= 3962350 Y=19583200 X=3962350 Y=19583000 如此選擇工業(yè)廣場，工業(yè)廣場工廣地面開闊，有足夠的場地布置主、副井地面生產系統(tǒng)；目前已具備較好的供電條件，地面運輸條件良好，供水距離較近，征地費用較便宜。并且位于井田儲量的中央，對井下開拓布置有利，礦井運輸和通風較有利。 工業(yè)廣場位于如上坐標圈定點，該處煤層埋深約 300m左右，可供選擇的井筒形式有立井，斜井，斜井加立井。 方案 一 采用立井開拓方式，主立井 作為主提升井，副立井作為運送材料、提升矸石之用。一水平開采，水平標高 450m，主要開采方式為盤區(qū)式開采。所有的大巷布置在 2號煤層中，沿號 2煤層底板掘進，巷與巷之間的距離留 50米，因為所有的巷道在同一煤層中，所以需要搭接風橋來連接回風大巷， 2號煤層各工作面直接或通過進風斜巷與運輸大巷相聯(lián)、通過軌道材料斜巷與軌道大巷相聯(lián)。 方案二采用斜井開拓，主斜井井筒傾角為 15o ，鋪設膠帶輸送機，擔負全礦井的煤炭提升任務；副斜井鋪設雙軌，采用防爆柴油機卡軌車牽引 材料、設備、矸石等全部提升任務，并兼 作進風井，同時布置所需綜合管線，鋪設臺階并安裝扶手作為礦井的一個安全出口。全礦井一水平開采，水平標高 450m，主要開采方式為盤區(qū)式開采。所有的大巷布置在 2號煤層中，沿號 2煤層底板掘進，巷與巷之第三章 井田開拓 21 間的距離留 50米，因為所有的巷道在同一煤層中，所以需要搭接風橋來連接回風大巷， 2號煤層各工作面直接或通過進風斜巷與運輸大巷相聯(lián)、通過軌道材料斜巷與軌道大巷相聯(lián)。 方案三 采用主斜井、副立井開拓方式，主斜井作為主提升井，鋪設膠帶輸送機，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為 180176。，井筒傾角為 15。兼作進風 井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設臺階并安裝扶手 作為礦井的安全出口。副立井井筒方位角為 90。采用料石砌碹支護方式，井筒內裝有罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員提升。 一水平開采。水平標高 450m，主要開采方式為盤區(qū)式開采。 所有的大巷布置在 2號煤層中，沿號 2煤層底板掘進，巷與巷之間的距離留 50米，因為所有的巷道在同一煤層中，所以需要搭接風橋來連接回風大巷， 2號煤層各工作面直接或通過進風斜巷與運輸大巷相聯(lián)、通過軌道材料斜巷與軌道大巷相聯(lián)。 開拓方案的技術比較 以上所提三個方案大巷布置均相同，區(qū)別在 于井筒形式不同及部分基建、生產費用不同。方案一主斜井、副立井開拓，斜井開拓井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大， 對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利。方案二主、副井均為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術復雜。方案三主、副井為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯 礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。主要河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 22 缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。經過以上技術分析、比較，初步選擇方案一：主斜井副立井一水平開拓。 第三章 井田開拓 23 圖 開拓方案比較圖 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 24 開拓方案的經濟比較 由于 方案一、方案二、方案三準備方式和采煤方法都 完全相同，方案比較法在對不同的開拓方案進行比較時，一些相同的部分可以不進行比較，于是我們在對方案進行比較時，可以只將三個方案中有差別的基建工程量、基建費用、生產經營費用及費用匯總表 分別計算匯總于表。通過費用匯總表在經濟上來比較三個方案的優(yōu)越。 表 基建工程量 表 基建費用表 萬元 表 生產經營費用 項目 方案 1 方案 2 方案 3 主井井筒 651 1113 1113 副井井筒 651 1113 651 井底車場 900 900 900 運輸大巷 2021 2021 2021 風井井筒 1131 1131 1131 項目 方案 1 方案 2 方案 3 主井井筒 /m 277 968 968 副井井筒 /m 287 968 287 井底車場 /m 400 400 400 運輸大巷 /m 2500 2500 2500 風井井筒 /m 387 387 387 第三章 井田開拓 25 項目 方案 1 /萬元 方案 2/萬元 方案 3/萬元 提升 4005 2426 1400 排水 3982 2356 1692 合計 7987 4782 3092 表 費用匯總表 開拓方案的綜合比較 綜合以上各表的內容來看：方案一費用較少，且從長期來看，采用主立井有進一步提升運輸能力的可能，并且可以最大限度地縮短菅井工期，減少建井費用。所以最終確定使用方案一。 征 礦井移交生產至達到設計能力時，先開鑿 3個井筒，即主立井、副立井、 1回風立井，后期再開 2風井和 3風井。各井筒用途分述如下 : （一）、主立井：主井筒內安設 12t箕斗，作為主提升井，擔負全礦井的煤炭提升任務，井筒方位角為 90176。， 。 兼作進風井，同時布置所需綜合管線，主井內鋪設梯子間作為礦井的安全出口。 （二）、副立井：井筒方位角為 90。，采用料石砌碹支護方式，采用 1t單層加寬雙車罐籠，擔負全礦井的矸石、材料、人員輔助提升任務，并兼作進風井和安全出口。 （三）、風井：主要用來回風。 井筒特征見表 表 方案 1 方案 2 方案 3 費用 /萬元 費用 /萬元 費用 /萬元 基建工程費 5333 6257 5795 生產經營費 7987 4782 3092 總費用 13320 11039 8887 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 26 井筒名稱 主 井 副井 1風井 2風井 3風井 坐標 緯距 3962091 3962109 3960008 3963546. 3965209 經距 19582750 19582483 19582600 19582601 19582409 標高 井口 715 715 847 846 870 井底 438 448 410 436 385 井筒傾角 90176。 90176。 90176。 90176。 90176。 井筒斷面（ m2） 井筒裝備 井筒內安設 12t箕斗，作為主提升井 雙層加寬罐籠（ ） 井筒用途 主運輸兼安全出口 輔助運輸。并兼做進風井和安全出口 回風井 回風井 回風井 備注 新開 新開 新開 新開 新開 第三章 井田開拓 27 圖 立 井井筒斷面圖 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 28 圖 副立井井筒斷面圖 第三章 井田開拓 29 圖 回風立井井筒斷面圖 井底車場及硐室 井底車場是井田開拓的重要內容之一，它與井型、大巷、井筒及位置都有密切的關系。 井底車場形式 副井井底車場采用立井 折返式井底 車場， 其特點是空、重列車在車場內同一巷道的兩股道上折返運行，從而簡化井底車場的線路結構，減少巷道開拓工程。 采用頂推調車。車場巷道采用半圓拱斷面，錨噴支護。 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 30 圖 車場巷道（雙軌）斷面圖 井底車場平面設計 井底車場空、重車線調車線長度按 ，一列礦車為 20個車廂，采用 ，型號為 ,外形尺寸（長寬高） 2400 1150 1150（ mm），故取調車線長度為 100 m。 第三章 井田開拓 31 圖 井底車場平面圖 調車方式 井底車場內設 2臺機車， 材料設備 和矸石空車 從地面下來后， 由機車頂入調車線，然后機車經過岔子，駛到列車前部，牽引列車經過繞道運行至工作面；材料設備空車和矸石重車從各工作地點運行至井底車場時，進入調車線，摘鉤后，經道岔返回列車尾部，頂推列車前進。 井底車場硐室 在副井井底布置有水泵房、水倉、中央變電所等主要硐室。井底車場巷道和主要硐室均采用半圓拱斷面，錨噴支護。 井下配電室及水泵房： 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計 32 本設計井下 配電室及水泵房布置在副井井底 2號煤下的底板巖層中布置。配電室和泵房底板標高高出井底車場底板 ，配電室和泵房凈寬 ，總長 ，其中配電室長 11m，泵房長 ，中間利用防火門隔開，兩硐室各有一條通道與井底車場相連接。在兩硐室的通道內都設有防火門和柵欄門。兩硐室與井底車場并聯(lián)通風。在泵房掘一個 2 ，混凝