【文章內(nèi)容簡介】 節(jié)的能力、儲量條件及安全條件等因素對井型進行校核。(1)礦井開采能力校核礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，該礦井由于煤層地質(zhì)條件好,構(gòu)造簡單，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。主采煤層9號煤層，平均傾角4176。， m，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，本礦設計布置一個綜采工作面可以達到設計產(chǎn)量。(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12 噸底卸式提升箕斗，副立井采用罐籠提升，運輸能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。工作面生產(chǎn)原煤經(jīng)條帶斜巷用膠帶輸送機運到煤倉或大巷膠帶輸送機，再到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升至地面，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)完全能夠滿足設計生產(chǎn)能力的要求。(3)通風安全條件的校核本礦井屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件簡單，通風系統(tǒng)簡單；礦井通風采用中央并列式通風，可以滿足通風的要求。 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。其中包括確定，主、副井和風井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風運輸系統(tǒng)。 井田開拓的基本問題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、位置及其互相聯(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。(1)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。1)確定井筒的形式、數(shù)量和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2)合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3)布置大巷及井底車場；4)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5)進行礦井開拓延伸、深部開拓及技術(shù)改造；6)合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。（2）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；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。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。 確定井筒形式、數(shù)目、位置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。如表26。表26 各種井筒形式優(yōu)缺點比較優(yōu)點缺點平峒運輸環(huán)節(jié)少，設備少，系統(tǒng)簡單，費用低。受地形及埋藏條件限制，只適用于賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地帶，并且要便于布置工業(yè)場地斜井掘進速度快，井筒施工單價低，延伸對生產(chǎn)干擾少斜井井筒長，提升深度有限，通風路線長，阻力大。立井井筒通風斷面大，通風阻力小，不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件制約施工技術(shù)復雜，需要的設備多，要求有較高的技術(shù)水平，基建費用高平峒開拓是最經(jīng)濟和最簡單的一種開拓方式，系統(tǒng)簡單、施工容易、建井期短，基建投資和生產(chǎn)成本低，井下不需井底車場，地面不需安裝提升設備，減少了礦建、土建的工程量，但是平硐開拓受地形埋藏條件的限制，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)廣場和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類型井型水平服務年限要求。斜井開拓和立井開拓相比，施工速度比較簡單、建井速度比較快，工期短，投資小，井筒裝備和地面工業(yè)設施比立井開拓簡單，井底車場簡單，工程量少。多水平開拓時，石門的掘進量和運輸量均比立井開拓要少，就水平延伸方便，特別是采用膠帶輸送機提升時，提升能力與深度無關，增產(chǎn)潛力大，可連續(xù)運輸，易于實現(xiàn)自動化。當采用鋼絲繩膠帶輸送機時，還可以兼作提升人員用。但斜井同立井相比，也有其缺點：同樣的開采深度，斜井井筒較長，因而井筒鋪設的管路、電纜以及其它線路的長度比較大，采用絞車輔助提升速度小，因井筒長而使提升能力小，同時井筒受自然條件影響較大，如采用箕斗或串車提升，就需分段提升，這技術(shù)上，經(jīng)濟上是不合理的。當表土層厚，含流砂層時，斜井穿過長度大，施工復雜，當圍巖不穩(wěn)定時，斜井井筒維護困難、維護量大。另外，煤層傾角對斜井開拓有一定的影響。當傾角較大時，采用與煤層角度一致的斜井，提升方式和提升能力均受到限制；當斜井從頂板進入的穿層斜井，井筒保安煤柱將需增大。斜井開拓適用于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單的緩傾斜或傾斜煤層。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)狀均特別法則的井田，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，基本建設投資大。根據(jù)自然地理條件、技術(shù)經(jīng)濟條件等因素，綜合考慮白洞礦的實際情況：①表層土較厚，淮河沖積形成，風化嚴重；②地面標高平均+1430m左右，煤層埋藏較深，距地面垂深在400～600m之間；③礦井年設計生產(chǎn)能力為120萬t/a，為大型礦井。該礦井采用立井開拓為宜。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，在本井田的上部設立主副井井筒各一個。主井用來提升原煤，副井用來運送人員、材料、矸石及通風等。本礦井的瓦斯含量不大，屬于低瓦斯礦井，礦井通風容易，全礦采用中央并列式通風。同時考慮到井田走向較長，為了減少通風阻力，設計的大巷的斷面面積較大，以保證礦井的正常通風。（2．井筒位置的確定井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。選擇井筒位置時要考慮以下主要原則：① 有利于井下合理開采a、井筒沿井田走向的有利位置當井田形狀比較規(guī)則而儲量分布均勻時，井筒沿井田走向的有利位置應在井田的中央；當井田儲量分布不均勻時，井筒應布置在井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)絡較短，通風阻力小。應盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。b、井筒沿煤層傾向的有利位置在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減少煤損，盡量讓工業(yè)廣場保護煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。② 有利于礦井初期開采選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。③ 盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。④ 有利于掘進與維護a、為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。b、為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。c、為便于井筒的掘進和維護，井筒不應設在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區(qū)。d、井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。⑤ 便于布置地面工業(yè)場地井口附近要布置主、副生產(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)之間互相聯(lián)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，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長期運輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于變電站配線一側(cè)。另外，井口標高應高于歷年的最高洪水位；還要考慮風向的影響，防止污染?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。不僅要考慮有利于第一水平，還應兼顧其他水平，適當考慮井筒延伸的影響。（3）井筒位置的確定綜上，為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。考慮以上井筒位置確定原則，并結(jié)合礦井實際情況，最終確定主、副井筒位于井田的中央，有利于減少礦井保護煤柱損失；同時，也便于以后三號煤延深開采。風井井口位置的選擇應在滿足通風條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護煤柱的損失。本礦井采用中央風井回風，故將風筒布置在工業(yè)廣場保護煤柱內(nèi)，從而減少了煤柱的損失。綜合以上因素，結(jié)合礦井實際情況，提出本礦井井筒布置位置如下： 井筒位置坐標井筒名稱XYZ副井441970054256001450主井442000054255101450風井4419620542546014503）工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（3）盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標高要高于最高洪水位；（4）盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。 （1）提出方案
根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下三種在技術(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，布置于井田中央，只設一個水平。由于輔助運輸采用無軌膠輪車，爬坡能力強。大巷布置在煤層底部的巖層中。如圖2—3。 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。大巷布置在煤層底板的巖層中，沿底板掘進。如圖2—4。 方案三斜井單水平開拓 主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中央。大巷布置在煤層底板的巖層中。如圖2—5。圖23 方案一立井單水平開拓圖24 方案二主斜副立單水平開拓圖25 方案三斜井單水平開拓（2）技術(shù)比較
以上所提三個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，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。 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。并且井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。主要缺點是井筒施工技術(shù)復雜，需用設備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進速度慢，基建投資大。方案二主井為斜井，斜井適用于井田內(nèi)煤層賦存不深的礦井，斜井的井筒掘進技術(shù)和施工設備比較簡單，掘進速度較快，但斜井井筒長度比立井長，井筒維護費用高，井田內(nèi)9號煤層厚度埋藏較深，傾角小、賦存穩(wěn)定，涌水量小，斜井的優(yōu)點不突出。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果。（3）經(jīng)濟比較 一、二、三方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結(jié)果。分別計算匯總于下列表中。、。 方案一 雙立井單水平開拓項目數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）基建費用（萬元）①主井開鑿表土段2基巖段45②副井開鑿表土段2基巖段45③井底車場巖巷100④小計生產(chǎn)費用（萬元）⑤立井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價（元/）6025⑥排水涌水量（m179。/h）時間（h）服務年限（年）基價（元/）190876057⑦大巷運輸系數(shù)煤量（萬t）平均運距（km）基價（元/）6000⑧小計合計⑨費用（萬元） 方案二 主斜副立單水平開拓項目數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）基建費用（萬元）①主井開鑿表土段基巖段1035411②副井開鑿表土段2基巖段43③井底車場巖巷100④小計生產(chǎn)費用（萬元）⑤斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價（元/）6025⑥排水涌水量（m179。/h）時間（h）服務年限（年）基價（元/）190876057⑦大巷運輸系數(shù)煤量（萬t）平均運距（km）基價（元/）6000⑧小計合計⑨費用（萬元） 方案三 雙斜井單水平開拓項目數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）基建費用（萬元）①主井開鑿表土段549基巖段955411②副井開鑿表土段基巖段1015411③井底車場巖巷