【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采煤面單產(chǎn)水平為90~150萬(wàn)t/a；大功率高產(chǎn)高效綜采面單產(chǎn)水平300萬(wàn)t/a以上。管理水平對(duì)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力發(fā)揮有著重要作用。世界在確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，對(duì)技術(shù)裝備與管理水平應(yīng)充分考慮科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的因素。（4）礦井與水平服務(wù)年限為發(fā)揮投資效益和保證礦井正常生產(chǎn)接替與穩(wěn)定發(fā)展，礦井與第一開采水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限不應(yīng)小于表321的數(shù)值。表321 礦井及第一開采水平服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/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。~45176。煤層傾角45176。6035~502520~2515~20~402515~2010~15 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力渦北煤礦井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)焦煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大。 Mt/a。 服務(wù)年限（1）礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： （）式中:T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,Mt； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。則，礦井服務(wù)年限為：T= （）= （a）符合表表321《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（2005年版）中規(guī)定的服務(wù)年限。（2）第一水平服務(wù)年限礦井第一水平可采儲(chǔ)量Zk1 = ， 則第一水平服務(wù)年限T1為： 《煤炭工業(yè)井設(shè)計(jì)規(guī)范》（2005年版）中規(guī)定的服務(wù)年限。4 井田開拓 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(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。開拓設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括：開拓方式；井筒位置及數(shù)量；開采水平的劃分及上下山開采；主要巷道布置；采區(qū)劃分和開采順序；礦井延深及技術(shù)改造。確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)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(guó)家有關(guān)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(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(jiǎn)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(guó)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(guó)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。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1）井筒形式的確定井筒的形式有三種平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。各種井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表411。本礦井煤層傾角為13176?！?7176。，平均為20176。，為緩傾斜煤層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量?。坏貏?shì)平坦，表土層厚，因此平硐和斜井在技術(shù)上不具有可行性，只能采用立井的井筒形式。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(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少。（1）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。（2）井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡。（3）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層。（4）工業(yè)廣場(chǎng)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。工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤。（5）距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。綜合以上因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井主副井、風(fēng)井井筒坐標(biāo)如下：主井井筒中心位置：X：，Y：；副井井筒中心位置：X：，Y：；風(fēng)井井筒中心位置：X：，Y：。 工業(yè)場(chǎng)地工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：本礦井煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)煉焦配煤，井田內(nèi)留有較多的斷層煤柱，為了盡量減少煤柱損失，在符合相關(guān)規(guī)定的情況下，盡量使工業(yè)場(chǎng)地面積小。根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積規(guī)定，形狀為矩形，長(zhǎng)邊平行于井田走向，長(zhǎng)為450 m,寬為420m。表411 井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平硐煤由平硐直接外運(yùn)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，設(shè)備少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低；地面工業(yè)廣場(chǎng)建筑和設(shè)施簡(jiǎn)單；不需留工業(yè)廣場(chǎng)煤柱；井內(nèi)不設(shè)井底車場(chǎng)，水自流，無(wú)水倉(cāng)，排水費(fèi)用低；施工條件好，掘進(jìn)速度快。平硐標(biāo)高以上有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶應(yīng)優(yōu)先采用。斜井井筒施工工藝、施工設(shè)備和工序簡(jiǎn)單，掘進(jìn)快，單價(jià)低；地面設(shè)施和裝備簡(jiǎn)單；井底車場(chǎng)設(shè)施和裝備簡(jiǎn)單；延深方便，生產(chǎn)和延深相互干擾??；采用膠帶機(jī)主斜井能力大,不受長(zhǎng)度限制；初期投資少。井身長(zhǎng)，絞車（串車）提升能力受限制；通過井筒的各種管線長(zhǎng)，通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)、排水等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)較高；井筒維護(hù)工程量大；對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性差。適應(yīng)大中小礦井；煤層埋藏淺 ；表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，不需特殊施工井筒的煤層。立井同樣采深條件下，井身短，通過井筒的各種管線短；提升速度快，機(jī)械化程度高，易自動(dòng)控制；對(duì)輔助提升有利，人員提升快；對(duì)深井開采有利；井筒斷面大，通風(fēng)阻力小，提升、排水、動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低；井筒易維護(hù)；對(duì)各種地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)可靠，不受煤層傾角、CH水文等限制。井筒施工復(fù)雜：需較高技術(shù)、較多設(shè)備、速度慢、成本高；井筒裝備復(fù)雜，基建投資大；井筒延深困難，生產(chǎn)和延深相互干擾。煤層埋藏深、表土厚或水文情況復(fù)雜，井筒需特殊施工；開采煤層受傾角、厚度、CH水文等條件限制；多水平開采的急斜煤層；凡不適合斜井、平硐及綜合開拓方式時(shí)，均可采用立井開拓 開采水平井田主采煤層為8號(hào)煤層，煤層傾角13176?！?7176。，平均為20176。，為緩傾斜煤層；煤層基巖露頭線350 m，埋藏最深處1000 m，垂直高度達(dá)650 m。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（2005年版）規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200～350 m，因此宜采用多水平開采。南北走向斷層F1貫穿整個(gè)井田，并且落差較大，因此宜將F1斷層之上沿700m劃分為一個(gè)水平，階段垂高滿足要求。標(biāo)高在700m以下的部分劃分為一個(gè)或兩個(gè)水平。 主要開拓巷道本礦8號(hào)煤層頂?shù)装寰鶠槟鄮r，煤的硬度小，裂隙非常發(fā)育，而大巷的服務(wù)年限較長(zhǎng)，若采用煤層大巷，則維護(hù)困難，費(fèi)用高且大巷煤柱損失多。因此不適宜將大巷布置在煤層中，選用巖石大巷。根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2005年版）巖石大巷以布置在距煤層底板10～30m的巖性好的巖層中。距8煤層底板30m處為細(xì)砂巖，圍巖巖性好，適合將大巷布置在這一層位。巖石大巷優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度；便于設(shè)置煤倉(cāng)；可不留（或少留）護(hù)巷煤柱，煤的損失少；安全條件好。在煤層底板中布置三條大巷，分別為軌道大巷和運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，大巷間距30m。 方案比較（1）提出方案根據(jù)以上分析，提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平開拓，暗斜井延深。主、副井井筒均為立井，第一水平設(shè)在700m，上山開采，部分地方上下山開采；第二水平采用暗斜井延深至1000 m，上山開采。大巷布置在煤層底板的巖層中，距離煤層底板30 m左右。采用中央并列式通風(fēng)。 方案一 立井兩水平開拓，暗斜井延深1—主井 2—副井 3—風(fēng)井方案二：立井兩水平開拓，立井直接延深。主、副井井筒均為立井，第一水平設(shè)在700 m，上山開采，部分地方上下山開采；第二水平采用立井直接延深至1000 m，上下山開采。大巷布置在煤層底板的巖層中，距離煤層底板30 m左右。采用中央并列式通風(fēng)。 方案二 立井兩水平開拓，立井延深1—主井 2—副井 3—風(fēng)井方案三：立井兩水平開拓，立井直接延深。主、副井井筒均為立井，第一水平設(shè)在700 m，上山開采，第二水平設(shè)在900 m，采用上下山開采。大巷布置在煤層底板的巖層中，距離煤層底板30 m左右。采用中央并列式通風(fēng)。 方案三 立井兩水平開拓，立井延深1—主井 2—副井 3—風(fēng)井方案四：立井兩水平開拓上山開采，暗斜井延深主、副井井筒均為立井，第一水平設(shè)在700 m，第二水平設(shè)在900 m，均采用上下山開采。第二水平采用斜井延深。大巷布置在煤層底板的巖層中，距離煤層底板30 m左右。采用中央并列式通風(fēng)。 方案四 立井兩水平開拓，暗斜井延深1—主井 2—副井 3—風(fēng)井（2）開拓方案粗略比較由于井田內(nèi)表土層厚，達(dá)到400 m左右，四種開拓方案主副井均采用立井。方案一和方案二的區(qū)別在于第二水平是用暗斜井延深還是立井直接延深。兩方案相比較，方案一多開斜井井筒兩組和暗斜井的上、下部車場(chǎng)；并相應(yīng)的增加了斜井的提升和排水費(fèi)用。方案二多開立井井筒、石門、大巷以及立井井底車場(chǎng)，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用。對(duì)兩方案的基建費(fèi)和生產(chǎn)費(fèi)粗略估算如表41表413，粗略估算后認(rèn)為：%，并考慮到方案一的生產(chǎn)與施工的干擾小；原有井筒的提升能力不降低，設(shè)備可以繼續(xù)使用，可簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，故方案一和方案二比較選方案一。方案三和方案四的區(qū)別也僅在于第二水平是用立井直接延深還是采用暗斜井延深。粗略估算結(jié)果如表41415。經(jīng)比較后發(fā)現(xiàn)，方案三由于第一水平石門過長(zhǎng)，所以費(fèi)用比方案四高出很多，故方案三和方案四比較后選用方案四。表412 方案一粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）費(fèi)用（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主井開鑿表土段205673基巖段91385二水平斜井52105副井開鑿表土段295949基巖段106211二水平斜井51671風(fēng)井開鑿表土段157809基巖段65184二水平斜井31262暗斜井車場(chǎng)巖巷8041874一水平石門巖巷31851小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)　系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）立井提升11742暗斜井提升5821排水涌水（m179。）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）2828760石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）一水平石門11742小計(jì)合計(jì)表413 方案二粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）費(fèi)用（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主井開鑿表土段205673基巖段91385副井開鑿表土段295949基巖段106211風(fēng)井開鑿表土段157809基巖段65184井底車場(chǎng)巖巷10041874一水平石門巖巷31851二水平石門巖巷31851二水平大巷巖巷28113小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)立井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）第一水平11742第二水平5821排水涌水（m179。）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）2828760石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）一水平石門5921二水平石門5821二水平大巷5821小計(jì)合計(jì)表414 方案三粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）費(fèi)用（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主井開鑿表土段205673基巖段5891385副井開鑿表土段295949基巖段58106211風(fēng)井開鑿表土段157809基巖段5865184井底車場(chǎng)巖巷10041874一水平石門巖巷31851二水平石門巖巷31851二水平大巷巖巷28113小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用(萬(wàn)元)立井提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）第一水平11742第二水平5821排水涌水（m179。）時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）2828760石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）一水平石門5921二水平石門5821二水平大巷5821小計(jì)合計(jì)表415方案四粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）費(fèi)用（萬(wàn)元