【文章內(nèi)容簡介】 在煤層群上部或中間時(shí)，工期大初期工程少。 2. 分組集中布置：在煤層群中，相近的煤層為一組設(shè)集中大巷，由集中運(yùn)輸大巷開采石門與各煤層聯(lián)系。自井底車場開掘主要石門與個(gè)分組集中大巷貫通。優(yōu)點(diǎn)：大巷工程量少；生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸條件好；采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開采程序比較靈活，開采強(qiáng)度大；大巷維護(hù)容易。缺點(diǎn)：總的石門長度大，初期工程量大，建井時(shí)間長有反向運(yùn)輸。適用條件：煤層間距小井田走向長度大，服務(wù)年限長；下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短。根據(jù)礦井設(shè)計(jì)地質(zhì)資料及生產(chǎn)能力和技術(shù)可行角度，參考本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀如上。本井田共有可采煤層4層，即5 、12煤層。煤層間距離分別為40m、150m、33m針對上述情況，由技術(shù)分析和巷道工程量比較可知，本井田適合于分組集中大巷布置。 礦井開拓方案的確定 本井田走向長度為4500m，傾斜長度為2300m，傾角為13176。，垂深為450m，由+0～450m，現(xiàn)根據(jù)以上情況擬定提出三個(gè)方案。方案一、方案二和方案三在技術(shù)上均較合理，三者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門掘進(jìn)長度等等。三個(gè)方案的井底車場、水平運(yùn)輸大巷以及各種采區(qū)石門和采區(qū)上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用、基建費(fèi)用等。詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表32，33，34，35。表32開拓方案一 基建費(fèi)用表項(xiàng)目方案一 雙立井開拓（暗斜井延伸）基建費(fèi)/萬元立井開鑿500=副井開鑿500=井底車場1000=一水平石門1010=二水平石門900=小 計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬元立井提升7309=6700=一水平石門運(yùn)輸73091=二水平石門運(yùn)輸 6700=排水100876064=小計(jì) 合計(jì)費(fèi)用/萬元百分率100%表33開拓方案二 基建費(fèi)用表項(xiàng)目 方案二 雙斜井開拓（暗斜井延伸）基建費(fèi)/萬元主井開鑿1350=副井開鑿1200=井底車場500=一水平石門1150=二水平石門1200=小 計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬元主井提升=大巷運(yùn)輸=排水100876064=小計(jì)費(fèi)用/萬元 表33開拓方案二 基建費(fèi)用表 （續(xù)表）百分率102%表34開拓方案三基建費(fèi)用表項(xiàng)目方案三 主斜副立開拓（暗斜井延伸）基建費(fèi)/萬元主井開鑿1350=副井開鑿500=井底車場300=一水平石門1150=二水平石門1200=小 計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/ 萬元主井提升=大巷運(yùn)輸=排水100876064=小計(jì)合計(jì)費(fèi)用/萬元百分率111%表35 建井工程費(fèi)用表項(xiàng)目 方案方案1方案2工程量/m單價(jià)/ 元/m費(fèi)用/ 萬元工程量/m 單價(jià)/ 元/m費(fèi)用/ 萬元初期主井井筒1855003497副井井筒185500主石門1130運(yùn)輸大巷1200210025212002100252井底車場470300小計(jì)后 期 主井井筒1856003497 表35 建井工程費(fèi)用表 （續(xù)表）副井井筒185 600主石門905運(yùn)輸大巷1200210025212002100252井底車場 470300小計(jì)總計(jì)基建費(fèi)用比較中，方案三直接被淘汰，方案一與方案二相差不多，所以需要進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。從方案一與方案二的基建費(fèi)用表和建井工程費(fèi)用表可知，方案一投資費(fèi)用最少，所以該設(shè)計(jì)礦井選擇方案一。 選定開拓方案的系統(tǒng)自述 井硐形式和數(shù)目 ，即主斜井、副斜井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備。掘風(fēng)井用于回風(fēng)。 井硐位置及坐標(biāo) 確定井筒坐標(biāo)為：①主井井口坐標(biāo)為：=—55575 =5181665 =+50 ②副井井口坐標(biāo)為：=—55600 =5181610 =+50 水平數(shù)目及高度 本井田采用二水平開拓,擬定第一水平為270m,本井大部分采區(qū)的煤層階段垂高為270m,實(shí)行上山開采。第二水平擬定標(biāo)高為 450m，階段垂高248m,實(shí)行上山開采。 石門、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置1. 大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對于各種大巷布置方式分述如下表36。表36 大巷布置方式特點(diǎn)煤層大巷巖石大巷優(yōu)點(diǎn)1. 在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資；2. 探明地質(zhì)情況總的巷道工程量較少。1. 如維護(hù)條件好，費(fèi)用低，運(yùn)輸條件好，較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響；2. 煤的損失少，安全條件好；缺點(diǎn)1．煤層巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高；2．保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大；。1. 巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，建設(shè)工期長；2. 投資費(fèi)用高。適應(yīng)條件1. 單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層，資源/儲量有限、服務(wù)年限短的；2. 煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡單，費(fèi)用不高的煤層；3. 煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。1. 煤層多，煤層間距小2. 井田走向長度大，服務(wù)年限長 在本設(shè)計(jì)井田中，由于煤層之間距離分別為40m、150m、33m，根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)資料和煤層間聯(lián)系特點(diǎn)，12煤層構(gòu)造和賦存穩(wěn)定性一般，特別是最下層煤底板結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，所以巖層大巷的優(yōu)點(diǎn)顯著。2. 大巷數(shù)目：兩條運(yùn)輸大巷。 圖34 運(yùn)輸大巷斷面圖 表37 運(yùn)輸大巷參數(shù)表巷道形狀支護(hù)方式斷面積/m3掘進(jìn)尺寸/m3凈周長/m噴厚/mm凈掘頂高底寬半圓拱形錨噴27504500250 圖35主要運(yùn)輸石門斷面示意圖表38主要石門參數(shù)表巷道形狀支護(hù)方式斷面積/m3掘進(jìn)尺寸/m3凈周長/m噴厚/mm凈掘頂高底寬半圓拱形錨噴27504500250 井底車場形式的選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。1. 設(shè)計(jì)依據(jù)：(1)根據(jù)礦井的的綜合生產(chǎn)能力；(2)嚴(yán)格遵守礦井的工作制度；(3)結(jié)合地面建筑結(jié)構(gòu)安排和地下礦井系統(tǒng)的設(shè)置；(4)根據(jù)礦井的通風(fēng)環(huán)境和通風(fēng)質(zhì)量；(5)根據(jù)礦井中井筒的數(shù)量。2. 設(shè)計(jì)要求：井底車場設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到車場的設(shè)計(jì)要以車場的發(fā)展為前提，盡可能的調(diào)整作業(yè)水平，使車場機(jī)械化水平提高，并且車場的富余通過能力應(yīng)該大于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%；考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通，井底車場線路布置應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)；并且為了保護(hù)井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。 由礦井實(shí)際情況，本井田開拓方式為雙立井開拓，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇梭式（折返式）車場。 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)礦井內(nèi)有四層可采煤層，分別為12煤層。四層煤煤層間距均為分別為40m、150m、33m，因此采用集中開采。 采區(qū)劃分 根據(jù)城山地質(zhì)資料本設(shè)計(jì)井田走向長度較大，地質(zhì)構(gòu)造簡單，欲從井田邊界沿整個(gè)階段前進(jìn)開采，無論從時(shí)間、投資和實(shí)際開采技術(shù)條件上都要受到限制，勢必按技術(shù)要求將井田沿走向劃分為采區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)采區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括上下山提升、運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。將井田劃分為若干采區(qū)時(shí)應(yīng)該考慮如下原則：1. 采區(qū)走向長度根據(jù)煤層地質(zhì)條件、開采機(jī)械化水平、采區(qū)儲量、生產(chǎn)能力及巷道維護(hù)等因素綜合考慮；2. 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時(shí)或安全上有特殊要求時(shí)，可單面布置；初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分一水平采區(qū)，需要沿走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，全井合理，更有利于初期生產(chǎn)；要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，使其適應(yīng)各翼儲量及產(chǎn)量分配；3. 采區(qū)劃分要有意識地縮短大巷，又要充分注意人為境界外延的可能性；采區(qū)走向長度不大，兩翼均不超過1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田境界后退式回采；4. 多煤層，煤層穩(wěn)定、開采條件好、生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當(dāng)增大；應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)。采區(qū)劃分示意圖如圖37 圖36 采區(qū)劃分圖 井筒布置及施工 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù) 本井田開拓方式為雙立井開拓，井筒穿過的巖層主要是中砂巖，細(xì)砂巖，泥巖。依據(jù)井筒特征及裝備情況，參考地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，對本設(shè)計(jì)礦井井筒表土段采用鋼筋混凝土支護(hù)方式，基巖段采用混凝土砌碹方式進(jìn)行支護(hù)。 井硐布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)、運(yùn)輸方式、通風(fēng)安全等因素，具體遵循原則如下：1. 符合《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對通風(fēng)、運(yùn)輸、管線布置的要求，滿足施工需要；2. 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全；3. 當(dāng)提升容器發(fā)生掉道或跑車事故，對井筒中各種管線或其他設(shè)備的破壞減小到最低程度；4. 合理使用斷面空間，減少井筒工程量。根據(jù)設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施，采用斷面尺寸如圖37，38。 圖37 主立井?dāng)嗝鎴D表3—9 主井井筒特征表井型180萬t/a井筒直徑井筒掘進(jìn)直徑井深320m提升容器一對 16t多繩箕斗井筒支護(hù)混凝土井壁厚450mm，充填混凝土50mm罐道規(guī)格 18018010mm 表3—9 主井井筒特征表 （續(xù)表） 凈斷面面積掘進(jìn)斷面面積 圖38 副立井?dāng)嗝鎴D 表3—10 副井井筒特征表井型180萬t/a井筒直徑井筒掘進(jìn)直徑井深320m提升容器井筒支護(hù)混凝土井壁厚450mm，充填混凝土50mm罐道規(guī)格18018010mm凈斷面面積掘進(jìn)斷面面積主井井筒：。井筒內(nèi)裝備一對16t剛性罐道立井多繩箕斗（JDG16/1504Y），采用18018010mm方形方型空心型鋼罐道，端面布置采用樹脂錨桿固定拖架。副井井筒：。井筒深度578m，雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。采用18018010mm方型空心型鋼罐道，端面采用樹脂錨桿固定拖架。罐道和井梁。井筒內(nèi)沒有鋼玻璃鋼復(fù)合材料梯子間，作為礦井安全出口和井筒檢修之用，并敷有排水管路三趟（一趟預(yù)備），井下消防灑水管路。另外，井筒還敷設(shè)有動力電纜、通訊訊號電纜。 井筒延伸的初步意見開拓延伸的方案的原則：1. 擴(kuò)大或保持礦井生產(chǎn)能力；2. 利用現(xiàn)有井巷，設(shè)施及設(shè)備，減少不必要的投資；3. 積極采用新技術(shù)，新工藝和設(shè)備；4. 盡可能縮短新、舊水平的同時(shí)生產(chǎn)時(shí)期。根據(jù)前面確定的最優(yōu)開拓方案，決定采用原有主副井延深。 井底車場及硐室 井底車場形式的確定及論證 井底車場是連接井下運(yùn)輸?shù)臉屑~，井下的煤通過井底車場經(jīng)井筒運(yùn)至地面，地面的材料和設(shè)備通過井筒、井底車場運(yùn)到各個(gè)工作面。排水、通風(fēng)、動力供應(yīng)及人員上下等，也必須通過井底車場。而井底車場的形式必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的不同，井底車場的形式也各異。井底車場形式必須滿足下列要求：1. 車場的通過能力，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有30%以上的富余系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；2. 調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少；3. 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求；4. 井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；5. 施工方便，建設(shè)工期短。又由于本設(shè)計(jì)礦井有以下特點(diǎn)