【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定，但礦井涌水相對較大，煤層較厚，工作面長度不一過大，考慮到礦井的儲量可以布置一個綜采工作面就可以滿足礦井的設(shè)計能力。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對16噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達到設(shè)計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。（3）通風安全條件的校核本礦井煤塵具有爆炸性，瓦斯含量相對較低，屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。礦井通風采用對角式通風，礦井達產(chǎn)初期對首采只需先建一個風井即可滿足礦井的通風需求，后期再建一個風井，可以滿足整個礦井通風的要求。本井田內(nèi)存在若干小斷層，已經(jīng)查到且不導水，不會影響采煤工作。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。（4）儲量條件校核井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應于礦井的可采儲量相適應，以保證礦井有足夠的服務年限。礦井服務年限的公式為：T=Zk/(AK) （31）其中：T 礦井的服務年限，年； Zk礦井的可采儲量，； A 礦井的設(shè)計生產(chǎn)努力， 180萬噸/年； K 礦井儲量備用系數(shù)。則： T=（） = （年）既本礦井的開采服務年限符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。5）第一水平服務年限校核由本設(shè)計第四章井田開拓可知，礦井是單水平上下山開采，水平在+690m。即本設(shè)計第一水平的服務年限符合礦井設(shè)計規(guī)范的的要求。表31 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務年限表礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計年限（a）第一水平設(shè)計服務年限煤層傾角25176。25176。45176。45176。600及以上70353005006030120240502520154590402015154 井田開拓井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，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(chǎn)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(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)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(shù)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(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)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(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。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(chǎn)的有關(guān)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(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。要適應當前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應情況，并為采用新技術(shù)、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，應照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素：1）本井田煤層埋藏較深，最深處到+310m，表土層厚度不大，平均30m。2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。3）本礦地表地勢平坦，無大的地表水系和水體，地面平均標高為+895m。 井筒形式的確定（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。具體見表41。本礦井煤層傾角小，平均10176。，角度變化較大，3176?！?9176。；表土層厚約30 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，涌水量不大；井筒不需要特殊施工，因此需采用立井開拓。表41 井筒形式比較井筒形式優(yōu)點缺點適用條件平硐1運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費用低。2工業(yè)設(shè)施簡單。3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費用。4施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。5煤炭損失少。受地形影響特別大有足夠儲量的山嶺地帶斜井與立井相比：1井筒施工工藝、設(shè)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。2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。3主提升膠帶化有相當大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。4斜井井筒可作為安全出口。與立井相比：1井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。2通風線路長、阻力大、管線長度大。3斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。3當表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。4井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。1井筒施工技術(shù)復雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。2井筒裝備復雜，掘進速度慢，基建投資大。對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。（2）井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：1）沿井田走向的有利位置當井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應在井田走向中央；當井田儲量呈不均勻分布時，應布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)路較短，通風阻力小。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較小；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。3）有利于礦井初期開采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應力區(qū)。5）井口位置應便于布置工業(yè)廣場井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。6）井口應滿足防洪設(shè)計標準附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。（3）井筒數(shù)目為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進風設(shè)置一副井。因為低瓦斯礦井，井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風，所以不再另設(shè)風井，可用主井回風。共計兩個井筒。 井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分（1）井筒位置的確定原則1）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；3）井田兩翼的儲量基本平衡；4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；5）工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅；6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理圖41 采帶區(qū)劃分示意圖（2）井筒位置的確定本礦井走向長度較大地勢平坦,主副井筒布置在儲量中央,且兩井筒的地面標高大于歷年最高洪水位標高。具體采區(qū)、帶區(qū)劃分見圖41。 工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表23工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。根據(jù)制圖規(guī)范1：5000的圖按300m* 400m繪制。 開采水平的確定本礦井主采煤層為3號煤層，其它煤層屬薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。3號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為10，煤層埋藏最深處在+310m，垂直高度達520m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段最大垂高為200~350m，針對于本礦井的實際條件，決定煤層的階段垂高為260m左右。由于本礦井瓦斯,涌水及煤層傾角局部較小,所以可以局部可考慮上下山的開采方案,考慮到井田范圍不大,所以本礦井可采用兩水平的開采方式。 礦井開拓方案比較（1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，如圖42，分述如下：方案一：暗斜井延伸 主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當中，設(shè)兩個水平，用暗斜井延伸。方案二：立井直接延伸主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷布置在巖層當中，立井直接延伸。方案三：輔助水平主、副井均為立井，布置于井田中央，大巷和輔助水平布置在巖層當中，立井直接延伸設(shè)一個輔助水平。方案四：三水平主、副井均為立井，布置于井田中央，設(shè)三個水平，大巷布置在巖層當中。（2）技術(shù)比較以上所提四個方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風大巷長度以及一水平采區(qū)和帶區(qū)布置總體一致。區(qū)別在于一水平是否設(shè)輔助水平和二水平的開拓方圖42 開拓方案示意圖式不同而引起部分基建生產(chǎn)經(jīng)營費用不同。方案一、二中，區(qū)別在于一方案中暗斜井延伸，斜井掘進比較困難且工程量大，增加了排水費用，維護費用；但其優(yōu)點也是顯而易見的：減少了石門工程量，不影響一水平的正常生產(chǎn)。方案二中，立井直接延伸，維護費用少，而且設(shè)備少，環(huán)節(jié)簡單；但石門工程量大，對上一水平生產(chǎn)干擾大。故兩方案中暫取方案二。詳見表42。表42 各方案粗略估算費用表項目方案一　暗斜井延伸方案二　立井直接延伸基建費用/萬元主井延伸1831主井延伸283副井延伸1721副井延伸283石門153石門151井底車場1651井底車場1423小計生產(chǎn)費用/萬元提升提升大巷運輸11444大巷運輸11444小計合計費用/萬元費用/萬元百分率 百分率100%項目方案三　輔助水平方案四　三水平基建費用/萬元主井開鑿442主井開鑿533副井開鑿442副井開鑿533石門總和963石門總和2481井底車場1632井底車場2423大巷總和6351大巷總和7220小計 小計生產(chǎn)費用/萬元提升18682提升18682大巷運輸18682大巷運輸18682小計 小計 合計費用/萬元 費用/萬元 百分率100%百分率 %方案三、四中，區(qū)別在于水平的布置位置。方案三中設(shè)一個輔助水平，這樣就導致運輸轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)增多，通風線路增長，開拓準備時間增加，但其優(yōu)點突出：石門工程量少，第一水平服務年限長，巷道利用率高。方案四中，設(shè)三水平，初期建井期短，投產(chǎn)快，運輸環(huán)節(jié)少，生產(chǎn)經(jīng)營費用省。但后期工程量大；巷道掘進率高。經(jīng)粗略估算，兩方案中暫取方案三。詳見表42。表43 建井工程量項 目方案二方案三初 期主井井筒/m200+20237+20副井井筒/m200+10237+10石門/m56381上山/m01606大巷/m6701446后 期主井井筒/m260+20180+20副井井筒/m260+10180+10表44 生產(chǎn)經(jīng)營工程量　項目　系數(shù)方案二 兩水平方案三　輔助水平煤量/萬t平均運距/km基價/元tkm費用/萬元煤量/萬t平均運距/km基價/元tkm費用/萬元大巷及石門運輸 9963 7751 東一帶區(qū) 5353 5330 項目系數(shù)長度/km服務