【文章內(nèi)容簡介】 —礦井生能力，t/a；ZK—礦井可采儲(chǔ)量，t；K—儲(chǔ)量備用系數(shù)。為使礦井建設(shè)工程和設(shè)備投資以及相關(guān)的工業(yè)和服務(wù)設(shè)施的建設(shè)投資效益最優(yōu)，以及為使礦井服務(wù)年限和礦井生產(chǎn)能力相匹配,，礦井分三個(gè)水平，第一個(gè)水平為1640水平.1640水平以下的煤層賦存較穩(wěn)定,可以計(jì)算可采儲(chǔ)量,由圖可以測量平均走向長為1340m,，傾斜長為360247。=,=。ZK =1340=T= ZK / AK=247。1200000t247。 =由此可得第一水平的服務(wù)年限為T==,其開采年限經(jīng)計(jì)算大于20年符合煤礦規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，如表21所列。 礦井服務(wù)年限表 表21 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(萬t/a)礦井設(shè)計(jì)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?！?5176。煤層傾角45176。600及以上7035——300～5006030——120～2405025201545～90402015153. 井田開拓 概述由于三礦煤田為賦存穩(wěn)定的特厚急傾斜煤層，煤層厚度和瓦斯情況都適合采用急傾斜特厚煤層水平分層綜合放頂煤開采技術(shù)。在煤田中央賦存較平緩，切有斷層存在，如果將工業(yè)廣場布置在煤田中央會(huì)壓煤大量的煤造成大量的煤炭損失，另一方面井筒會(huì)穿過煤層不好維護(hù)等原因，通過綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)考慮和當(dāng)前的窯街煤電集團(tuán)公司三礦的實(shí)際情況（當(dāng)前采用皮斜井），設(shè)計(jì)成皮斜井以利于對(duì)工作環(huán)境的進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)，為今后的工作打好基礎(chǔ)。 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(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)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(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。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(gè)問題需認(rèn)真研究。1)確定井筒的形式、數(shù)目和配置，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(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6)合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。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(shí)，應(yīng)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、出好煤安全高效創(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(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)常保持良好狀態(tài)。5)要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(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，平硐施工和使用最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。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(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)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，井筒延深施工方便，對(duì)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(dāng)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(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)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(fù)雜。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(duì)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(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。窯街煤田皮帶斜井井田位于甘肅省蘭州市紅古區(qū)窯街鎮(zhèn)，屬中、低高山地形，井口附近為獐兒溝、貓兒坪、拿能溝、大砂溝溝谷地帶，最高為山谷頭嶺，最低標(biāo)高為1850米，本井口設(shè)計(jì)高程為11860米，最小蓋層為50～60米，采動(dòng)影響區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，耕地稀少，沒有永久性建筑和常住居民。在布置工業(yè)廣場方面比較容易，又因?yàn)槟軌蛴欣睦媒煌ê蜏p少工業(yè)廣場不壓煤，因此推薦工業(yè)廣場布置在井田范圍之外。本礦井表土層厚度30m左右，煤層埋藏75m85m，煤層傾角較大；可采煤層為一煤層；煤層瓦斯含量低，深部瓦斯有所增加，地溫正常，具體方案如下比較。一、方案的提出：根據(jù)本礦井田境界及工業(yè)場地的選擇，秉著技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的原則，初步提出兩個(gè)方案。方案一：本方案采用主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井的開拓方式。工業(yè)廣場布置在井田之外。主斜井井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+，傾角24176。，，井筒為半圓拱形。副斜井井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+1100m，傾角24176。，水平長和斜長大于絞車的最大要求提升，因此此方案不可行。方案二： 主井、副井采用立井和回風(fēng)斜井的開拓方式，設(shè)在煤田境界以外。主立井井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+，采用圓形斷面，斷面直徑6m，井筒長760m，副立井井口標(biāo)高、井底標(biāo)高以及斷面形狀與主立井相同。主立井與副立井各通過一段 235 m長的石門與第一水平的巷道連接。第二水平的石門為 m通達(dá)工作面。工序繁瑣，巷道復(fù)雜通風(fēng)阻力大，井筒過斷層，施工困難方案三：本方案采用主斜井、副立井、回風(fēng)斜井的開拓方式。工業(yè)廣場布置在井田之外。主斜井井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+，采用氣墊式大傾角強(qiáng)力皮帶，最大傾角為25176。，本礦井經(jīng)過考慮賦予較大安全系數(shù)，綜合考慮采用傾角24176。的主斜井，，井筒為半圓拱形。副立井井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高+1100m，傾角90176。，副立井通過一段800m長的石門與第一水平的上山巷道連接。三個(gè)井筒均采用混凝土砌碹永久支護(hù)。二、方案比較：方案技術(shù)比較如表31所示。 技術(shù)比較 表31 方案優(yōu)缺點(diǎn) 方案一方案二優(yōu)點(diǎn)，施工準(zhǔn)備時(shí)間短；，十分方便；；；。,管纜鋪設(shè)短。，結(jié)構(gòu)合理維護(hù)條件好，有效斷面大，風(fēng)阻小，通風(fēng)條件好；。缺點(diǎn)，維護(hù)費(fèi)用和提升費(fèi)用較高；；，工程量大。第一、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(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于下列表3334中： 方案三 粗略估算費(fèi)用表(單位：萬元) 表3－2方案編號(hào)　 主斜井 副立井三水平開拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用（萬元）初期基建費(fèi)（萬元）主斜井開鑿表土段71946基巖段26042副立井開鑿表土段3181946基巖段3779907石門開鑿基巖段35902　　小計(jì)　　　　后期基建費(fèi)（萬元）斜井開鑿二水平5226042斜井開鑿三水平522604213542小計(jì)　　　　生產(chǎn)費(fèi)用(萬元）主斜井提升系數(shù)煤量(萬t)提升長度(Km)單價(jià)(元/)　3792暗斜井提升系數(shù)煤量(萬t)提升長度(Km)單價(jià)(元/)　第二水平1650第三水平1650排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)單價(jià)(元/)　24小計(jì)　　　　合計(jì)費(fèi)用/萬元　　　　百分率　　　　100% 方案二 粗略估算費(fèi)用表(單位：萬元) 表 33方案編號(hào)　方案2 雙立井三水平開拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用（萬元）初期基建費(fèi)（萬元）主立井開鑿表土段3181946基巖段3779907副立井開鑿表土段3181946基巖段3779907主井石門開鑿基巖段　35902副井石門開鑿基巖段　35902　小計(jì)　　　　　后期基建費(fèi)（萬元）主立井開鑿二 三水平3679907副立井開鑿二 三水平3679907主井石門開鑿二 三水平35902副井石門開鑿二 三水平35902小計(jì)　　　　生產(chǎn)費(fèi)用(萬元）系數(shù)煤量(萬t)提升高度(Km)單價(jià)(元/)　主立井提升3792第二水平1650第三水平1650排水涌水量(m3)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)單價(jià)(元/)　24小計(jì)　　　　合計(jì)費(fèi)用/萬元　　　　百分率　　　　141% 方案匯總表 表 34 開拓方案匯總表方案方案一方案二方案三名稱斜井多水平直接延伸雙立井直接開拓斜 立井多水平混合開拓總費(fèi)用（萬元）不可行100%141%100%由上表，可知從3個(gè)方案中選出方案一。在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點(diǎn)：各方案大巷布置數(shù)目及位置相同，均在巖層中布置，三條大巷均為巖巷，第二、三水平均用直接延深。各方案中，三個(gè)水平都設(shè)有井底車場，該礦井瓦斯較小，開采時(shí)在主、副井同時(shí)向下沿深，形成回風(fēng)通道。風(fēng)井設(shè)在中央為整個(gè)礦井采區(qū)通風(fēng)做好準(zhǔn)備。由對(duì)比結(jié)果可知，各方案的總費(fèi)用相差不大 ，綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：方案三（斜井 立井混合多水平開拓） 開拓巷道布置， 由于本礦按高瓦斯管理，故三個(gè)水平均采用三條巷道布置，其中一條為專用回風(fēng)巷，一條為運(yùn)煤斜巷，和輔助立井巷道。各水平都采用采區(qū)式開采。 井筒用途、布置及裝備礦井共有三個(gè)井筒，分別為主斜井、副立井、風(fēng)井。（1）主斜井主斜井位于礦井工業(yè)場地。由于本礦井井型大，服務(wù)年限長，因此主斜井宜采用的斷面形狀為半圓拱形，傾角24176。， m2， m2。其井筒平面布置見圖，特征表見下表。（2）副立井根據(jù)礦井輔助運(yùn)輸量（提升量）、不可拆件最大外形尺寸和重量及井筒最大允許風(fēng)速， m，采用混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度400 mm。井筒斷面布置如下（3）風(fēng)井根據(jù)礦井開拓方案，前期在位于礦井井田工業(yè)廣場 先布置一個(gè)風(fēng)井，考慮到時(shí)本井田的面積較小，又屬于低瓦斯礦井不需要布置兩個(gè)風(fēng)井。一個(gè)風(fēng)井可以滿足全礦井的通風(fēng)要求。風(fēng)井擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，并作為緊急情況下的安全出口。井筒平根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)安全規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。圖45 主斜井?dāng)嗝鎴D主井井筒斷面圖 35 主斜井?dāng)嗝婕夹g(shù)特征表 表 35井型 Mt/a井筒掘進(jìn)寬度 m井筒掘進(jìn)高度 m凈斷面積 m2掘進(jìn)面積 m2支護(hù)厚度 300 mm（4）根據(jù)礦井開拓方案，本礦采用中央并列式通風(fēng)，風(fēng)井布置在第一水平煤層邊界處，由于防爆門為斜出口，所以出風(fēng)口為立井，為了有利于礦井初期的回風(fēng)。風(fēng)井擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，內(nèi)設(shè)梯子間。井筒斷面布置及特征見圖36。副井?dāng)嗝鎴D 36 副井?dāng)嗝婕夹g(shù)特征表 表 36 井型 Mt/a提升容器 雙層單車罐籠帶平衡錘 井筒凈直徑 m 井深400 m凈斷面積 m2井筒支護(hù)鋼筋現(xiàn)澆混凝土