【文章內(nèi)容簡介】 最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形條件限制，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(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)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較簡單，井筒延伸施工方便，生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時，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(fù)雜的能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。井筒位置的確定原則有利與第一水平的開采并兼顧其他水平，有利與井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；有利與首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村莊或不遷村莊；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較軟弱巖層。工業(yè)廣場應(yīng)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。距水源電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理礦井采用立井開拓方式，初期在工業(yè)場地內(nèi)布置三個立井井筒，即主立井、副立井和回風(fēng)立井，其中主立井、井口標(biāo)高均為+，井口標(biāo)高為+。（二）通風(fēng)方式根據(jù)開拓部署，礦井采用主、副立井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)的通風(fēng)方式。主扇的工作方式采用抽出式。二、開拓方案提出方案根據(jù)以上分析，提出以下四種技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案一；立井單水平開拓主、副井井筒均為立井，布置在井田中央，只設(shè)一個 水平。由于輔助運輸采用無軌膠輪車，爬坡能力強。大巷布置在煤層中，沿底板掘進(jìn)。方案二；主斜副立單水平開拓斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中，沿底板掘進(jìn)，局部半煤巖及巖巷。技術(shù)比較以上分析以上所提出的三種方案大巷及水平數(shù)目都相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置不同及部分基建、生產(chǎn)費用不同。方案一、二主井井筒立井形式不同。方案一主井為立井，開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制，主要缺點是井筒施工技術(shù)復(fù)雜需要設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，但是施工時間長，減小慢，優(yōu)點不突出，而立井的提升能力大的特點很適合200萬噸的大型礦井的需要。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較在結(jié)合粗略估算結(jié)果在方案一、二中選擇方案一。各方案粗略估算費用表 單位：萬元項目方案一立井單水平開拓方案二主斜副立單水平開拓基建費用主井開鑿435主斜井開鑿1400副井開鑿435副立井開鑿435井底車場1200井底車場110小計小計生產(chǎn)費用立井提升斜井提升排水68024365104排水68024365104大巷運輸(＋)大巷運輸(＋)小計小計合計費用費用百分率%百分率100 %全井田劃分為一個開采水平，主要開采山西組煤層，水平標(biāo)高+80m，采用立井開拓，見效快，成本低。三、運輸和回風(fēng)大巷位置的確定（一）大巷布置根據(jù)煤層賦存情況及井田形狀，本設(shè)計提出兩種開拓方案方案一：在井田中部東西方向開掘三條大巷即運輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷，在井田中西部開掘上下山，分采區(qū)進(jìn)行長壁式開采。方案二：在井田南部邊界沿東西方向開掘運輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷，條帶式布置工作面。（二）開拓方案的技術(shù)比較方案比選：方案一的優(yōu)點：充分利用已掘的巷道，建井工期短，投資見效快。采動影響小，工作面接替容易。后期開采傾斜煤層較容易。煤炭損失小。方案一的缺點：前期開采多掘三條上下山方案二的優(yōu)點：條帶式開采，巷道布置簡單后期開采傾斜煤層開拓工程量少方案二的缺點：回采巷道教方案一少約500m不能對井田內(nèi)賦存煤層進(jìn)行充分開采單翼開采，工作面接替較困難后期開采通風(fēng)路線長，通風(fēng)阻力大（三）開拓方案經(jīng)濟比較經(jīng)計算，采用方案二比方案一礦井前期新增費用約1500萬元，機電運營費用還要略高。綜合以上多方面的考慮，認(rèn)為方案一從總體上來說是比較適合礦井生產(chǎn)實際的，故確定方案一為這次設(shè)計的推薦方案。設(shè)計主立井只設(shè)一個裝載水平，一水平采用下裝式，二水平采用上裝式，副立井采用直接延伸?？紤]到二水平距一水平距離僅95m，為了給礦井后期開采太原組煤層創(chuàng)造有利條件，因此，副立井和回風(fēng)立井均一次延伸到二水平，避免水平延伸時影響礦井正常生產(chǎn)。根據(jù)井田開拓布置，設(shè)計在井田中部沿煤層走向布置3條大巷，即膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷。三條大巷水平間距為30m。+80m水平膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷布置在2號煤層中，其中膠帶輸送機大巷沿2號煤層底板掘進(jìn)，輔助運輸大巷按3‰掘進(jìn)；回風(fēng)大巷沿1號煤層頂板掘進(jìn)。膠帶輸送機大巷直接通過1號井底煤倉上口；輔助運輸大巷直接與+80m水平副井井底車場連通；回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井連通。15m水平膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在10號煤層中，沿10號煤層底板掘進(jìn)，輔助運輸大巷按3‰掘進(jìn)。膠帶輸送機大巷通過膠帶上倉斜巷進(jìn)入2號井底煤倉；輔助運輸大巷直接與15m水平副井井底車場連通；回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井連通。根據(jù)大巷位置及煤層賦存情況，設(shè)計盡量加大采區(qū)尺寸，增加工作面推進(jìn)長度，減少工作面搬家次數(shù)，充分發(fā)揮采掘設(shè)備的效能。167。2 達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時工作面的配備一、回采工作面長度回采工作面長度為260m，主要結(jié)合本礦煤層賦存條件，考慮工作面刮板輸送機鋪設(shè)長度、工作面支護(hù)難易程度、工作面產(chǎn)量等因素確定。二、工作面的個數(shù)、產(chǎn)量及裝備礦井達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力時，在2號煤層中布置一個回采工作面。工作面年推進(jìn)度為1500m，采煤工作面生產(chǎn)能力按下式計算：A=MILrC式中：A回采工作面年生產(chǎn)能力， M回采工作面采高，m I 回采工作面的長度，m L回采工作面年推進(jìn)度，m r煤的容重， t/m179。 C工作面回采率，95%所以，A=260150095%=考慮加上掘進(jìn)出煤，可滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的需求。第五章 礦井基本巷道及建井計劃167。1 井筒、石門與大巷一、井筒布置及裝備根據(jù)井田開拓布置，設(shè)計在井田中部沿煤層走向布置3條大巷，即膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷。三條大巷水平間距為30m。+80m水平膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷布置在2號煤層中，其中膠帶輸送機大巷沿2號煤層底板掘進(jìn)，輔助運輸大巷按3‰掘進(jìn)；回風(fēng)大巷沿1號煤層頂板掘進(jìn)。膠帶輸送機大巷直接通過1號井底煤倉上口；輔助運輸大巷直接與+80m水平副井井底車場連通；回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井連通。15m水平膠帶輸送機大巷、輔助運輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在10號煤層中，沿10號煤層底板掘進(jìn)，輔助運輸大巷按3‰掘進(jìn)。膠帶輸送機大巷通過膠帶上倉斜巷進(jìn)入2號井底煤倉；輔助運輸大巷直接與15m水平副井井底車場連通；回風(fēng)大巷與回風(fēng)立井連通。井 筒 特 征 表項 目單位主立井副立井回風(fēng)立井井口座標(biāo)緯距（X）m經(jīng)距（Y）m井口標(biāo)高（Z）m+++提升方位角度60150井底車場標(biāo)高m+80井筒深度至車場水平(+80)m(裝載硐室)(一水平)全深m其中表土段m基巖段m井筒凈直徑m支護(hù)厚度表土段mm500550550基巖段mm400450450斷面凈斷面m2掘進(jìn)斷面表土段m2基巖段m2施工方法普通法普通法普通法砌壁材料表土段鋼筋混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土基巖段混凝土混凝土混凝土井筒裝備鋼罐道、一對20t多繩提煤箕斗鋼罐道、1t礦車雙層四車多繩罐籠（一寬一窄），玻璃鋼梯子間玻璃鋼梯子間二、井底車場及硐室礦井為立井開拓，煤炭由主立井箕斗提升至地面，物料經(jīng)副立井罐籠運至工作面，矸石由無軌膠輪車運送至地面矸石山。1．井底車場形式的確定井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，它聯(lián)系著井筒提升和井下運輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提礦石、下料、通風(fēng)、排水、供電、升降人員等各項工作服務(wù)，它是井下運輸?shù)目倶屑~。井底車場的設(shè)計選型原則（1）要留有一定的富余通過能力，一般大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30﹪；（2）設(shè)計時要考慮礦井增產(chǎn)的可能；（3）盡可能提高機械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)，提高通過能力。從礦車在井底車場的運行特點看，井底車場有兩大類，即環(huán)形式和折返式。本礦井設(shè)計為大型礦井。大巷運輸采用膠帶輸送機，直接運煤入井底煤倉再到主井的形式根據(jù)開拓部署和本礦井特有的輔助運輸方式，確定中央進(jìn)風(fēng)立井采用環(huán)形刀把式車場。2．空重車線的長度井底車場空、一列礦車為20個車廂，，外形尺寸（長寬高）240011501150（mm），故取調(diào)車線長度70m。3．調(diào)車方式井底車場內(nèi)設(shè)置2臺蓄電池機車軌道，車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱、平板車由蓄電池機車牽引，重車頂入換裝站，空車返回井底車場存車線。大巷來的材料膠輪平板車直接倒入換裝站一端等待換裝。硐室井底車場硐室主要有：井底換裝站、井底煤倉、主變電所、主排水泵房、井底清理斜巷、水倉、信號房、等候室、機頭硐室聯(lián)絡(luò)巷。（1）井底換裝站用于材料、設(shè)備的換裝，長度為70m，可同時放兩套膠輪平板車，硐室內(nèi)布置兩臺40m行程的10t電動葫蘆橋式起重機用于物料與一般設(shè)備的換裝；一端布置2臺一組的20t電動葫蘆橋式起重機，用于支架等重型設(shè)備的換裝。（2）井底煤倉井底煤倉形式采用直徑為18m的圓形直立式普通煤倉。井底煤倉容量根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》，本次設(shè)計根據(jù)井筒運輸設(shè)備的能力，結(jié)合不設(shè)采區(qū)煤倉的特點，確定井底設(shè)兩個煤倉，每個煤倉有效容量為4000t。（3）水倉布置及清理水倉布置在井底車場空車線的北側(cè)，水倉開口在調(diào)車線的中央，礦井正常涌水量為680m3/h,故所需水倉容量為： Q0=6808=5440(m3)水倉采用清理機清理。井底車場巷道及硐室除煤倉、裝載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，其余采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。167。2 巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、采區(qū)準(zhǔn)備方式確定采區(qū)準(zhǔn)備方式的優(yōu)點，不需要開拓上山，大巷掘出后便可掘順槽、開切眼和必要的硐室車場，因此巷道系統(tǒng)簡單；運輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，費用低，系統(tǒng)簡單，運輸設(shè)備、數(shù)量和輔助人員少，工作面長度可以保持等長，對綜合機械化非常有利；受斷層影響小；技術(shù)經(jīng)濟效果顯著，國內(nèi)實踐表明，在工作面單產(chǎn)、巷道掘進(jìn)率、采出率和噸煤成本等幾項指標(biāo)方面，都有顯著提高和改善。本設(shè)計礦井的大巷布置在煤層中，輔助運輸采用無軌膠輪車。采區(qū)準(zhǔn)備方式存在的問題，如輔助運輸、行人比較困難的問題在采用無軌膠輪車后可以很好的解決。故采用采區(qū)準(zhǔn)備方式。二、采區(qū)巷道布置首采東一區(qū)，走向長度分別為2500m，傾向長度均為1900 m，工作面長度260m。開采順序首采采區(qū)為東一采區(qū)，然后依次為東二采區(qū)、東三采區(qū)、東四采區(qū)。采區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留設(shè)較寬，故個區(qū)段之間依次開采。首采工作面101工作面，然后依次開采下一個分帶。采區(qū)通風(fēng)采區(qū)內(nèi)各工作面采用一進(jìn)一回，U型通風(fēng)系統(tǒng)。采區(qū)運輸采區(qū)運輸巷鋪設(shè)B=1400mm的膠帶運輸機，運煤炭到膠帶運輸機，采區(qū)內(nèi)輔助運輸采用無軌膠輪車運輸材料從地面經(jīng)副立井至輔助運輸大巷到回采工作面輔助運輸斜巷，再到工作面。三、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運煤系統(tǒng)工作面可彎曲刮板輸送機→順槽轉(zhuǎn)載機→順槽可伸縮膠帶輸送機→采區(qū)膠帶運輸大巷→井底煤倉→地面。掘進(jìn)煤全部在采區(qū)處理，采用分掘分運方式直接將煤與煤流系統(tǒng)混合在一起外運。輔助運輸系統(tǒng)井下全部采用無軌膠輪車運輸，井下所需材料、設(shè)備在地面裝入無軌膠輪車經(jīng)副立井、采區(qū)運輸大巷運至各使用地點和工作面。通風(fēng)系統(tǒng)礦井新鮮風(fēng)流經(jīng)主、副立井進(jìn)入井下，再經(jīng)采區(qū)運輸大巷和采區(qū)膠帶運輸大巷進(jìn)入回采工作面進(jìn)風(fēng)順槽，清洗工作面后的乏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)順槽進(jìn)入回風(fēng)大巷，經(jīng)中央回風(fēng)立井排到地面。排矸系統(tǒng) 礦井矸石經(jīng)排至地面矸石場地。供電系統(tǒng)供電：地面變電所→副立井→中央變電所→軌道大巷→采區(qū)軌道巷→工作面排水系統(tǒng)由于井下大巷全部沿2號煤層布置，因此采區(qū)全部采用管路排水，各涌水地點的水通過設(shè)在涌水地點的小水泵經(jīng)管路直接排到井底水倉，然后通過主排水泵房經(jīng)中央回風(fēng)立井排至地面。四、采區(qū)巷道掘進(jìn)方法采區(qū)內(nèi)所有工作面順槽巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，普通綜掘工作面配備的主要設(shè)備有S200M型半煤巖巷掘進(jìn)機，SSJ800/240型可伸縮