【文章內(nèi)容簡介】 礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個大采高綜采工作面。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計為特大型礦井，開拓方式為斜硐單水平開拓。主斜硐采用鋼絲繩芯膠帶運輸機運輸煤炭，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主斜硐鋼絲繩芯膠帶運輸機運輸至地面，運輸能力大，自動化程度高；副斜硐無軌膠輪車運輸人員和材料矸石。運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達到設(shè)計井型的要求。大巷輔助運輸采用無軌膠輪車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。3）通風安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量極低，但煤塵具有強爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期4060天。礦井投產(chǎn)前期采用中央并列式通風，后期采用兩翼對角式通風。輔助運輸大巷進風，煤炭運輸大巷回風，工作面采用后退式U型通風，通過第九章的通風設(shè)計知可以滿足通風需要。4）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟效益?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應要求，見表31。表31 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角25176。煤層傾角25176。～45176。煤層傾角45176。600及以上7040——300～5006035——120～2405030252045～90402520159～30各省自定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。本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素：1) 主采煤層為近水平煤層；2) 煤層埋深淺，薄基巖，厚風積沙；4) 礦井涌水量不大，不威脅生產(chǎn)；5) 本礦井為低瓦斯礦井；6) 本礦地表為鄂爾多斯高原丘陵地區(qū)，溝谷縱橫。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：1) 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)。2) 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)。3) 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4) 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)。5) 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。6) 根據(jù)用戶需要，應照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。、數(shù)目、位置及坐標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。① 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。② 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(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；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(chǎn)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。缺點是：斜井井筒長，提升深度有限，輔助提升能力?。煌L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(shù)復雜。③ 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(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。由于礦井位于鄂爾多斯高原東部，地表大部被風積砂覆蓋，典型的高原侵蝕丘陵地貌，煤層埋深淺。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，確定采用斜井平硐聯(lián)合開拓。設(shè)立主副斜硐各一個主斜硐用來運輸煤炭，副斜硐用來運送人員、材料、設(shè)備及通風等。本礦井瓦斯涌出量小，礦井采用盤區(qū)式開采，但由于井田面積大，通過第九章的比較，前期采用中央并列式，后期采用兩翼對角式的通風方式。2）井筒位置的確定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，石門工程量少；② 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；③ 井田兩翼儲量基本平衡；④ 井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、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威脅；⑥ 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；⑦ 距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。依據(jù)本礦實際條件，井田西翼為邊弓公路，從井田西翼東井田東翼全部為丘陵高原地區(qū)，考慮到考慮布置在儲量中心和盡量減少工廣壓煤的原則，確定把主副斜硐的選址定在井田西翼中部偏北的一個地勢平緩地區(qū)。工業(yè)場地的位置選擇在主、副平硐井口附近。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)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40公頃，形狀為矩形，長1000 m,寬400 m。為了減少邊角煤，長邊垂直于井田保護煤柱線。本礦井內(nèi)煤層標高從1095 m到1145m，垂直高度約為50m。煤層平均傾角1176。，屬近水平煤層。同時本礦地質(zhì)條件簡單，井型大，應盡量采用先進的技術(shù)提高效益，所以決定采用盤區(qū)布置方式，并增加盤區(qū)的推進長度，于是將礦井分為三個盤區(qū)。首采盤區(qū)位于井田北部，約占井田面積的40％左右，工業(yè)儲量為173536萬t。 m，盤區(qū)服務(wù)年限長，且煤層等高線平緩，適合布置煤層大巷，大巷間煤柱寬50m。大巷布置沿煤層掘進，為便于在巷道交叉時架設(shè)風橋等構(gòu)筑物，輔助運輸大巷沿底板掘進，主運輸大巷和回風大巷沿頂板掘進。其優(yōu)點是巷道掘進速度快，縮短礦井的準備期，礦井盡快投產(chǎn)。1）提出方案根據(jù)以上分析及礦井的實際情況，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如圖41～44。方案一：主副平硐掘好后，在井田西翼沿走向布置三條煤層大巷，同時掘首采面的順槽，在首采面運煤順槽與運煤大巷的接頭處上部巖層中布置首采盤區(qū)的煤倉。方案二：主副平硐掘好后，在井田西翼沿走向布置三條巖層大巷，同時掘首采面盤區(qū)下部車場及順槽，在首采面運煤順槽與運煤大巷的接頭煤層中設(shè)首采盤區(qū)的煤倉。方案三：主副平硐掘好后，在井田中央沿走向布置三條煤層大巷，同時掘首采面的順槽，在首采面運煤順槽與運煤大巷的接頭處上部巖層中布置首采盤區(qū)的煤倉。方案四：主副平硐掘好后，在井田中央沿走向布置三條巖層大巷，同時掘首采面盤區(qū)下部車場及順槽，在首采面運煤順槽與運煤大巷的接頭煤層中設(shè)首采盤區(qū)的煤倉。圖41方案一三條大巷沿井田西翼走向布置在煤層中 42 方案二 三條大巷沿井田西翼走向布置在巖層圖43 方案三 三條大巷沿井田中央走向布置在煤層中圖44 方案四 三條大巷沿井田中央走向布置在巖層中2）技術(shù)比較以上所提的四種方案中一二方案分為三個盤區(qū)開采，三四方案分為四個盤區(qū)開采，一二方案與三四方案不同在于大巷布置的位置，一二方案不同在于大巷布置在煤層還是巖層，三四方案的區(qū)別和一二方案相同。第一種方案開拓工程量最省，出煤快，系統(tǒng)簡單；第二種方案考慮到礦井服務(wù)周期長，巷道的維護費用比較低，且排水比較容易；第三種方案主要是工作面推進長度過長問題；第四種方案同樣考慮到礦井服務(wù)周期長巷道支護費用問題。3）粗略經(jīng)濟比較以上四種方案在技術(shù)上都各有優(yōu)勢，需要先進行粗略經(jīng)濟比較選出明顯不經(jīng)濟者，見表41。表41 各方案粗略估算費用表(單位：萬元)方案一 方案二 基建費用/萬元斜硐開鑿6123000104459斜硐開鑿6303000104井底車場00井底車場3000620104248大巷120008001042400大巷1200025001047500小計2859小計生產(chǎn)費用/萬元平硐運輸315915908平硐運輸(31591+12636)7196排水302436579104253排水3024365（40+39）1041152斜巷運輸1263622010斜巷運輸00小計7920小計8348合計費用/萬元10779費用/萬元14569百分率100%百分率135%方案三方案四 基建費用/萬元平硐開鑿210030001041575平硐開鑿230030001041725井底車場00井底車場3000900104270大巷122008001042440大巷1220025001047625小計4015小計9620生產(chǎn)費用/萬元平硐運輸3159112010平硐運輸(31591+12636)15110排水302436540104530排水302436579104890斜巷運輸 (18955+126362) 10460斜巷運輸00小計15946小計17366合計費用/萬元21961費用/萬元26986百分率204%百分率254%說明：方案一方案二在經(jīng)濟上優(yōu)勢非常明顯，方案三、四費用明顯過大，所以選擇方案二與方案一進行詳細的經(jīng)濟比較。4）詳細經(jīng)濟比較表42 建井工程量 (單位：m)項目方案一方案二初期主斜硐井筒265280副斜硐井筒347360井底車場0630大巷47402+454047402+4540后期主井井筒00副井井筒00井底車場0860大巷72602+70007260 2+7000表43 生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案一 項目方案二 運輸提升工程量運輸提升工程量順槽運輸18=9007順槽運輸18=9007大巷運輸27=3429大巷運輸27=342940=508040=5080平硐運輸31591=36393平硐運輸31591=41700大巷維護2120004104=大巷維護2120004104=53排 水3024365104=1409排 水3024365104=1409表44 基建費用表(單位：萬元)方案方案一方案二工程量單價費用工程量單價費用（m）（元/m）（萬元）（m）（元/m）（萬元）初期主斜硐井筒2653000280300084副斜硐井筒34730001043603000108井底車場09000630900運輸大巷4740800379474025001185輔運大巷4740800379474025001185回風大巷4540800363454025001135小計13053754后期主斜硐井筒副斜硐井筒井底車場860900運輸大巷7260800580726025001815輔運大巷7260800580726025001815回風大巷7000800560700025001750　合計1720表45 生產(chǎn)經(jīng)營費(單位:萬元)項目方案一方案二工程量萬t/km單價元/tkm費用萬元工程量萬t/km單價元/tkm費用萬元運輸提升順槽運輸90079007大巷運輸北區(qū)34293429大巷運輸南區(qū)50805080斜平硐運輸3639336393合計大巷維護費2053201060排水費14091406合 計表46