【文章內容簡介】 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。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。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） 確定礦井開采順序，做好開采水平的接替；5） 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；6） 合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，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水平和設備供應情況，并為采用新技術、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、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。、數(shù)目、位置及坐標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。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)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設備與工序比較簡單，掘進速度快，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立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(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。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術復雜。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；對地質構造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，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復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。本礦井煤層傾角較小，平均8176。，為緩傾斜煤層；水文地質情況也比較簡單，涌水量較小，地勢平坦，煤層賦存較淺；由于受地形條件限制，因此采用立井開拓。2）井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。綜合考慮以上各方面原因，經(jīng)方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田的中央位置。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場地占地面積規(guī)定，～。又考慮到目前建筑逐漸高層化。故確定地面工業(yè)場地的占地面積為18 公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為450 m,寬為400 m。井田主采煤層為2煤層，2煤層平緩，傾角為2～12176。，平均為8176。，為緩傾斜煤層，煤層垂高為300m，故設計為單水平開采。礦井的生產(chǎn)能力為： Mt/a。 Mt， a。2，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層厚度大，服務年限長。礦井開拓大巷布置在巖層中；留大煤柱護巷，大巷間距30 m，大巷兩側留50m保護煤柱。大巷位于井田中央，沿走向布置。1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：－140m水平兩立井單水平帶區(qū)式開拓方式主、副井井筒均為立井，布置于井田中央，設一個水平，采用帶區(qū)式和采區(qū)式混合開采。大巷布置在煤層底板的煤層中。前期采用中央并列式通風，后期采用兩翼對角式通風。如圖411。方案二：－140m水平主斜副立單水平帶區(qū)式開拓方式主井井筒為斜井，副井井筒為立井，設置一個水平，采用帶區(qū)式和采區(qū)式混合開采。主斜井提煤運輸能力大，開鑿費用低廉。大巷布置在巖層中，前期采用中央并列式通風，后期采用兩翼對角式通風，如圖412。方案三：－140m水平兩立井單水平采區(qū)式開拓主、副井井筒均為立井開拓，布置于井田中央，大巷布置在巖層中，均采用采區(qū)式開采。前期采用兩翼對角式通風，后期采用兩翼對角式通風，如圖421。方案四：－140m水平主斜副立單水平采區(qū)式開拓主井井筒為斜井，副井井筒為立井開拓。大巷布置在巖層中。前期采用兩翼對角通風，后期采用兩翼對角式通風，如圖422。所提四個方案大巷水平數(shù)目相同，區(qū)別在于井筒形式，大巷長度和部分基建、生產(chǎn)費用不同。方案一、二的區(qū)別在于主井井筒形式，井底車場的不同。方案一、三水平主井為立井，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，主要缺點是井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，掘進速度慢，基建投資大；方案二、四主井為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要。井田內2煤層厚度大、傾角小、賦存穩(wěn)定，涌水量小，立井的優(yōu)點不突出。經(jīng)過以上技術分析、比較，再結合粗略估算費用結果（見表41），在方案一、二中選擇方案一：兩立井開拓。方案三、四主要區(qū)別也是在主井井筒形式不同，如上技術分析、比較，再結合粗略估算費用結果（見表41），在方案三、四中選擇方案三：兩立井開拓。2）經(jīng)濟比較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)濟比較結果，分別計算匯總于下列表中：見表4表4表4表45和表46。在上述經(jīng)濟比較中需要說明以下幾點：，均在煤層底板的巖層中，一條巖層運輸大巷，一條軌道大巷；，維護費用較低，故未對比其維護費用的差別；、輔運輸大巷斷面大小不同，大巷維護費用按平均維護費用估算圖411開拓方案一圖412 開拓方案二圖421 開拓方案三圖422 開拓方案四表41 各方案粗略估算費用表(單位：萬元)方案一 140m水平兩立井單水平帶區(qū)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）主立井開鑿表土886946基巖56504副立井開鑿表土8123211基巖87051風井開鑿表土8126472基巖79907井底車場巖巷12029199小計生產(chǎn)費用（萬元）立井提升系數(shù)煤量（萬噸）提升高度（Km）基價（元/）7310排水涌水量(m3/h)時間（h）服務年限（a）基價（元/）808760大巷運輸系數(shù)煤量（萬噸）平均運距（km）基價（元/）7310小計合計費用（萬元）方案二 140m水平主斜副立單水平帶區(qū)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）主斜井開鑿表土49168基巖58352副立井開鑿表土8123211基巖87051風井開鑿表土8126472基巖79907井底車場巖巷12029199小計生產(chǎn)費用（萬元）立井提升系數(shù)煤量（萬噸）提升高度（Km）基價（元/）7310排水涌水量(m3/h)時間（h）服務年限（a）基價（元/）808760大巷運輸系數(shù)煤量（萬噸）平均運距（km)基價（元/）7310小計合計費用（萬元）方案三 140m水平兩立井單水平采區(qū)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）主立井開鑿表土886946基巖56504副立井開鑿表土8123211基巖87051北翼風井開鑿表土886946基巖56504南翼風井開鑿表土886946基巖565042個風井總費用井底車場巖巷10029199小計生產(chǎn)費用（萬元）立井提升系數(shù)煤量（萬噸）提升高度（Km）基價（元/）12311排水涌水量(m3/h)時間（h）服務年限（a）基價（元/）808760大巷運輸系數(shù)煤量（萬噸）平均運距（km）基價()基價（元/）7310小計合計費用（萬元）方案四 140m水平主斜副立單水平采區(qū)區(qū)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）主斜井開鑿表土49168基巖58352副立井開鑿表土8123211基巖87051北翼風井開鑿表土886946基巖56504南翼風井開鑿表土886946基巖565042個風井總費用井底車場巖巷12029199小計生產(chǎn)費用（萬元）立井提升系數(shù)煤量（萬噸）提升高度（Km）基價（元/）12311排水涌水量(m3/h)時間（h）服務年限（a）基價（元/）808760大巷運輸系數(shù)煤量（萬噸）平均運距（km）基價（元/）7310小計合計費用（萬元） 經(jīng)過初步比較有以下：方案一方案二方案三方案四總費用（萬元） 百分比%%%%由及此初步得到方案一和方案三相對經(jīng)濟合理。因此下面需要進行方案一和方案三的詳細經(jīng)濟比較，見表42。表42 方案方案一兩立井單水平帶區(qū)開拓基建費用（萬元）工程量/m基價/元*m費用/萬元初期主井井筒80+355副井井筒80+335風井80+335石門1635井底車場1000膠帶運輸大巷2200軌道運輸大巷22002009回風大巷2200小計后期運輸大巷000軌道大巷000運輸上山650軌道上山650小計總計方案方案三兩立井單水平采區(qū)開拓基建費用（萬元）項目工程量/m基價/元*m費用/萬元初期主井井筒80+355副井井筒80+335風井（80+75）2石門1000井底車場1200膠帶運輸大巷1065軌道運輸大巷10652009小計后期運輸大巷500軌道大巷500運輸上山3600軌道上山3600總計項目方案一方案三工程量單價費用/萬元工程量單價費用/萬元運輸提升運輸費用/提升費用/大巷維護費/巖石大巷2020煤層大巷3535排水費/合計費用匯總表項目方案一方案三費用（萬元）百分率/%費用（萬元）百分率/%基建工程費 100 %生產(chǎn)經(jīng)營費100%總費用 100 %由上述表格顯示，經(jīng)過詳細的經(jīng)濟技術比較，可以看出方案一是相對于其他方案最合理的。即