【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 年限（a）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角25176。25176?！?5176。45176。6及以上7035——356030——5025201540201510按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：1）煤層開(kāi)采能力井田內(nèi)有二2煤層可采， m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。煤層傾角平均10176。，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開(kāi)拓方式為立井兩水平開(kāi)拓。煤炭大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，機(jī)動(dòng)靈活；大巷輔助運(yùn)輸采用礦車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量低，煤塵爆炸性低，礦井投產(chǎn)前期采用副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)方式通風(fēng)，后期采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)。輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過(guò)第九章的通風(fēng)設(shè)計(jì)知可以滿(mǎn)足通風(fēng)需要。4）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求，見(jiàn)表31。 4 井田開(kāi)拓 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓是指在一個(gè)某井田范圍內(nèi)，為礦井和開(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的巷道布置及開(kāi)掘工程。這些用于開(kāi)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(chēng)為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開(kāi)拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開(kāi)采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。開(kāi)拓問(wèn)題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開(kāi)拓方式是要遵循以下原則:貫徹執(zhí)行國(guó)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(kāi)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(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。根據(jù)用戶(hù)需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。、數(shù)目、位置及坐標(biāo)井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見(jiàn)表41。本礦井煤層傾角小，平均10176。，為緩斜煤層；表土層厚約300 m，無(wú)流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡(jiǎn)單，涌水量較大；井筒需要特殊施工—凍結(jié)法建井，因此需采用立井開(kāi)拓。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(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)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(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。表41 井筒形式比較井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐1運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。2工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單。3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用。4施工條件好，掘進(jìn)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(chǔ)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(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)簡(jiǎn)單、延伸方便。3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿(mǎn)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(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限。2通風(fēng)線(xiàn)路長(zhǎng)、阻力大、管線(xiàn)長(zhǎng)度大。3斜井井筒通過(guò)富含水層，流沙層施工復(fù)雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)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(duì)輔助提升特別有利。3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。4井筒通風(fēng)斷面大，能滿(mǎn)足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。1井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。對(duì)不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時(shí)，總石門(mén)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(shí)，石門(mén)較短，沿石門(mén)的運(yùn)輸工程量較?。痪参挥诰锏南虏繒r(shí)，石門(mén)長(zhǎng)度和沿石門(mén)的運(yùn)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(guò)時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開(kāi)采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)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(kāi)采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開(kāi)采塊段，以減少初期井下開(kāi)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(duì)井筒布置影響要保證井筒，井底車(chē)場(chǎng)和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過(guò)或少穿過(guò)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(yīng)力區(qū)。5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場(chǎng)井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專(zhuān)用線(xiàn)。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專(zhuān)用線(xiàn)與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)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(yīng)滿(mǎn)足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)附近有河流或水庫(kù)時(shí)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(guó)道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場(chǎng)地之中。為了滿(mǎn)足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。因?yàn)橛弥骶仫L(fēng)存在主井漏風(fēng)嚴(yán)重的問(wèn)題，所以不安排主井進(jìn)回風(fēng)；通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角式，設(shè)置兩個(gè)風(fēng)井，共計(jì)四個(gè)井筒。工業(yè)場(chǎng)地的具體位置及坐標(biāo)見(jiàn)圖21。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表22工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為12公頃，其形狀為一矩形，長(zhǎng)度方向和煤層的走向方向平行，寬度方向和煤層傾向方向平行；長(zhǎng)軸400 m，短軸300 m；地面標(biāo)高+40 m。其大小確定的依據(jù)前面第二章已經(jīng)詳細(xì)的講述，在此不作贅述。（采）區(qū)劃分開(kāi)采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開(kāi)采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下：1）具有合理的階段斜長(zhǎng)合理的階段斜長(zhǎng)要便于煤炭的運(yùn)輸，便于輔助提升，方便行人。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。2）要有利于采區(qū)的正常接替為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開(kāi)始減產(chǎn)，另一個(gè)新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個(gè)新采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間。由此可見(jiàn)，階段斜長(zhǎng)越長(zhǎng)，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長(zhǎng)，越有利于采區(qū)的接替。3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高我國(guó)多年的生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開(kāi)采水平垂高過(guò)小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開(kāi)采水平垂高，可以增加水平儲(chǔ)量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開(kāi)采水平的生產(chǎn)能力，減少開(kāi)采水平和同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。井田主采煤層為二2煤層，三組煤層由于賦存條件復(fù)雜，作為儲(chǔ)備資源，后期根據(jù)需要可采用延伸井筒方式開(kāi)采二2煤層以下煤層。二2煤層傾角較平緩，為7～15176。，一般10176。，為緩斜煤層，故設(shè)計(jì)為兩水平開(kāi)采。一水平標(biāo)高540 m，二水平760 m。采區(qū)式和帶區(qū)式開(kāi)采相結(jié)合。二2煤層生產(chǎn)能力： Mt。根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分述如下：方案一：立井單水平加暗斜井開(kāi)拓主、副井及回風(fēng)井筒均為立井，布置于井田中央，設(shè)一水平加暗斜井延伸；回風(fēng)大巷布置在巖層當(dāng)中，沿底板掘進(jìn)；運(yùn)輸大巷布置在煤層底板巖層之中。如圖41(a)。方案二：立井單水平上下山開(kāi)拓主、副井均為立井，布置于井田中央，二水平布置兩個(gè)雙翼采區(qū)，四條煤層上山，均沿煤層底板掘進(jìn)；由于礦井涌水量較大，在800 m水平設(shè)一排水巖石大巷。如圖41(b)。方案三：立井兩水平開(kāi)拓（運(yùn)輸大巷布置在巖層中）主、副井均為立井，布置于井田中央，立井延伸；均通過(guò)石門(mén)與上下水平巖石大巷相連通，回風(fēng)大巷布置在巖層當(dāng)中，沿底板掘進(jìn)；輔助運(yùn)輸大巷布置在巖層之中。如圖41(c)。方案四：立井兩水平開(kāi)拓（運(yùn)輸大巷布置在煤層中）主、副井及均為立井，布置于井田中央，立井延伸；二水平通過(guò)石門(mén)與上下水平煤層大巷相連通，回風(fēng)大巷布置在巖層中，輔助運(yùn)輸大巷布置在煤層中，沿底板掘進(jìn)。如圖41(d)。以上所提四個(gè)方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長(zhǎng)度以及一、二水平采區(qū)和帶區(qū)布置總體一致。區(qū)別在于二水平的開(kāi)拓方式不同而引起部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用不同。方案一、二中，區(qū)別在于一方案中有兩條暗斜井的延伸，這樣就增加了巖石巷道的掘進(jìn)，使后期基建費(fèi)用加大；增加了設(shè)備的配備；維護(hù)費(fèi)用；但其優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的：①減少了大巷保護(hù)煤柱；②運(yùn)輸系統(tǒng)干擾降低，各種運(yùn)輸暢通；③由于是厚煤層開(kāi)采，通風(fēng)安全性提高，通風(fēng)條件優(yōu)化；④減少了二水平南采區(qū)的煤炭和輔助運(yùn)輸費(fèi)用；⑤可以適當(dāng)減少煤巷的維護(hù)，提高了煤炭采出率。方案二中，巖石掘進(jìn)量明顯較少，而且設(shè)備少，環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單；開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間短。但通風(fēng)條件差；巷道維護(hù)費(fèi)用增加；二水平南采區(qū)輔助、煤炭運(yùn)輸費(fèi)用大；工人勞動(dòng)條件差；礦井涌水量大。經(jīng)粗略估算，方案一僅比方案二高出5個(gè)百分點(diǎn)，故兩方案中暫取方案一。詳見(jiàn)表42。方案三、四中，有所區(qū)別的是軌道大巷的布置。方案三中軌道大巷布置在巖層中，這樣就導(dǎo)致巖石掘進(jìn)量高，開(kāi)拓費(fèi)用增加，開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間增加，但其優(yōu)點(diǎn)突出：①維修費(fèi)用低；②可以定向取直，有利于輔助運(yùn)輸工具的使用；③安全性高；④保護(hù)煤柱少。有利于提高煤炭采出率。方案四中，軌道大巷布置在煤層中，掘進(jìn)容易，速度快，費(fèi)用低；開(kāi)拓準(zhǔn)備時(shí)間短。但后期的維護(hù)費(fèi)用較高；保護(hù)煤柱損失大。經(jīng)粗略估算，故兩方案中暫取方案三。詳見(jiàn)表42。圖41 各種開(kāi)拓方案剖面圖方案一、三有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別匯總于表43～表47中。在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：；，兩方案中各采（帶）區(qū)均有遇大斷層需搬家的問(wèn)題，總費(fèi)用相同，故未對(duì)此計(jì)算；%經(jīng)行估算；、副井及風(fēng)井布置在巖層中，維護(hù)費(fèi)用較低，故未對(duì)比其維護(hù)費(fèi)用的差別；、輔運(yùn)輸大巷斷面大小不同，大巷維護(hù)費(fèi)用按平均維護(hù)費(fèi)用估算；，僅對(duì)不同之處進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比。由對(duì)比結(jié)果可知，方案一和方案三的總費(fèi)用近似相同；方案一中斜井延伸長(zhǎng)度大，輔助運(yùn)輸困難；設(shè)備選用困難。綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開(kāi)拓方式為：立井兩水平開(kāi)拓（井筒位于井田中央），選用方案三。表42 各方案粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目 方案方案一方案二基建費(fèi)/萬(wàn)元主暗斜井開(kāi)鑿104=運(yùn)輸下山1124104=副暗斜井開(kāi)鑿2256104=軌道下山104=上、下斜井車(chē)場(chǎng)(300+500)104=巖石工程(200+)104=小 計(jì)小 計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元暗斜井提升（+）=下山運(yùn)輸(+)=石門(mén)運(yùn)輸=大巷運(yùn)輸(+)=斜井排水89424365104=斜井排水89424365104=小 計(jì)小 計(jì)總 計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元百分?jǐn)?shù)(%)百分?jǐn)?shù)(%)100方案三方案四基建費(fèi)巖石軌道大巷104=煤層軌道大巷104=維護(hù)費(fèi)巖石軌道大巷20104=煤層軌道大巷35104=總 計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元 費(fèi)用/萬(wàn)元百分?jǐn)?shù)(%)100百分?jǐn)?shù)(%)表43 建井工程量 項(xiàng) 目方案一方案三初 期主井井筒/m593+20593+20副井井筒/m590+10590+10井底車(chē)場(chǎng)/m10001000開(kāi)拓大巷/m1284212842后 期 主立斜井井筒/m375副立斜井井筒/m375井底車(chē)場(chǎng)/m300+5001000主石門(mén)/m851590開(kāi)拓大巷/m45422+98745422+987 表44 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量項(xiàng) 目方案一項(xiàng)目方案三運(yùn)輸提升/ 萬(wàn)tkm 　　工程量運(yùn)輸提升/ 萬(wàn)tkm 　工程量下山北采區(qū)=二水平北采區(qū)=下山南采區(qū)=二水平南采區(qū)0下山北采區(qū)=二水平北采區(qū)=下山南采區(qū)(+)=二水平南采區(qū)(+)=下山采區(qū)=二水平北采區(qū)=二水平南采區(qū)=大巷維護(hù)/萬(wàn)aｍ5826104=大巷維護(hù)/萬(wàn)aｍ58261