【文章內(nèi)容簡介】 煤層傾角＞45176。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 礦井工作制度根據(jù)有關(guān)規(guī)定，達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)按年工作日330d，每天四班，每天凈提升時(shí)間18h。礦井生產(chǎn)采用“三八”制作業(yè)。采區(qū)采用“三八”制作業(yè)，兩班半采煤，半班準(zhǔn)備。第4章 井田開拓 井田開拓方式選擇本井田基本呈一單斜構(gòu)造，構(gòu)造復(fù)雜程度中等。井田走向?yàn)槲鞅保蛭髂蟽A斜，地層比較平緩，傾角一般為5176。～10176。，局部褶曲地段傾角10176。～18176。，區(qū)內(nèi)以背、向斜交替出現(xiàn)的褶曲構(gòu)造為主；斷層較少，一般落差多在20m以內(nèi)。本井田含煤7層，其中以15煤層為主采煤層。9煤層為大部分可采的較穩(wěn)定煤層，15煤層為全部可采的穩(wěn)定煤層。井田內(nèi)地形為西高東低，最高處為龍王廟山，海拔+，最低點(diǎn)在巴洲鄉(xiāng)附近，標(biāo)高+863m，高低相差750m左右，一般相對(duì)高差100～200m，屬構(gòu)造剝蝕成因，河谷、高山相間的低中心地形。本區(qū)巖層大致自東向西加深，裂隙和巖溶的發(fā)育程度隨之減弱，富水性也相應(yīng)由強(qiáng)變?nèi)?，在水平方向上垂向上都有明顯的分帶性?？傮w來看，本井田基本屬水文地質(zhì)條件簡單型。根據(jù)陽泉礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井統(tǒng)計(jì)資料，參照地質(zhì)報(bào)告對(duì)礦井涌水量預(yù)測(cè)。綜合以上因素：本井田不具備平硐開拓條件。煤層賦存較深，表土層較薄，水文地質(zhì)條件簡單，煤層為近水平。固采用斜井開拓。 確定井筒位置、形式、數(shù)目 （1）選擇井筒的位置應(yīng)考慮如下原則： ①初期開采條件有利，儲(chǔ)量可靠，井巷工程量省，建井工期短。 ②井田兩翼儲(chǔ)量大致平衡，井下運(yùn)輸、通風(fēng)、開采比較有利。 ③要充分利用地形，少占地，少壓煤。 ④井口標(biāo)高要高于歷年最高洪水位。 ⑤井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層、含水層、較厚的沖擊層，有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層。 ⑥井底距奧陶灰?guī)r要保持一定的安全距離。 ⑦井底車場(chǎng)及主要硐室盡量布置在較穩(wěn)定的巖層中，便于硐室的開掘和維護(hù)。 （2）井筒沿井田走向的位置：井筒沿井田走向的的有利位置以后應(yīng)在井田中央。當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)。①井筒設(shè)在井田中央（儲(chǔ)量分布的中央），可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應(yīng)井下工作量要較前者大； ②井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼產(chǎn)量分配，風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時(shí)，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道斷面，增加掘進(jìn)工程量。③井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼分擔(dān)比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運(yùn)輸，通風(fēng)過于集中，采煤掘進(jìn)互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。④實(shí)際工作中，由于井田地質(zhì)條件和其他因素的影響，只要盡可能使兩翼均衡，同時(shí)可將井筒布置在靠近高級(jí)儲(chǔ)量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量可靠。從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后有可能的儲(chǔ)量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計(jì)能力。 （3）井筒沿煤層傾向的位置立井開拓時(shí)井筒沿煤層傾向位置的幾個(gè)原則。井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運(yùn)輸工作量??；井筒設(shè)在淺部時(shí)，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運(yùn)輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護(hù)井筒和工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。 （4）對(duì)掘進(jìn)與維護(hù)有利的井筒位置為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。因此，井筒應(yīng)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。為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動(dòng)影響的地區(qū)。井筒位置還應(yīng)使井底車場(chǎng)有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。綜上所述，根據(jù)本礦的實(shí)際條件，在走向方向上：布置在井田中央偏右有利于礦井開采，有利于通風(fēng)、運(yùn)輸、工作面的接替，故井筒位置選在井田走向中央。在傾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田淺部時(shí)形成的過長石門開拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工業(yè)廣場(chǎng)壓煤過多。故井筒位置選在井田傾向儲(chǔ)量中央。方案一：立井單水平開拓主副井筒均為立井，只設(shè)一個(gè)水平。輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車，大巷布置在巖層中。 圖41 立井單水平開拓剖面圖方案二：主斜副立單水平開拓斜井運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，因此主井為斜井開拓，副井為立井開拓。采用盤區(qū)式開采，沿走向開鑿+614m水平巖石大巷。 圖42 主斜副立單水平開拓剖面圖方案三：斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為中央并列式）主井為斜井開拓。副井將采用無軌膠輪車運(yùn)輸，為使斜井傾角符合要求，人為延長斜井巷道的長度，使傾角變小。為加大風(fēng)量開鑿中央進(jìn)風(fēng)立井、中央回風(fēng)立井。采用盤區(qū)式開采，在井田+614m水平沿走向開鑿水平巖石大巷。 圖43 斜井單水平開拓剖面圖（通風(fēng)方式為中央并列式）方案四：斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為分區(qū)式）主井為斜井開拓。副井將采用無軌膠輪車運(yùn)輸，為使斜井傾角符合要求，人為延長斜井巷道的長度，使傾角變小。通風(fēng)方式為分區(qū)式，為加大進(jìn)風(fēng)量設(shè)中央進(jìn)風(fēng)立井，各個(gè)盤區(qū)設(shè)回風(fēng)立井。本井田煤層為近水平，因此采用盤區(qū)式開采。在井田+614m水平沿走向設(shè)水平巖石大巷。 圖44斜井單水平開拓剖面圖（通風(fēng)方式為分區(qū)式）以上所提四個(gè)方案大巷布置及水平數(shù)目相同，區(qū)別在于井筒形式和位置不同，以及部分基建、生產(chǎn)（提升、運(yùn)輸）費(fèi)用不同,表41 方案一粗略估算費(fèi)用計(jì)算表 方案一：立井單水平開拓 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主井開鑿表土段176902基巖段207273副井開鑿表土段190709基巖段228229井底車場(chǎng)巖巷12026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）立井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）67686大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元） 表42 方案二粗略估算費(fèi)用計(jì)算表 方案二：主斜副立單水平開拓 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主井開鑿表土段 44607基巖段 34208副井開鑿表土段 190709基巖段 228229井底車場(chǎng)巖巷 11026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）67686大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元） 方案一、方案二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，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(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備較多，要求有較高的技術(shù)，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；方案二主井為斜井，斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井提升的需求；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可以從主斜井迅速撤離。井筒內(nèi)15煤層厚度較大、傾角小、賦存穩(wěn)定，立井的優(yōu)點(diǎn)不突出。 表43 方案三粗略估算費(fèi)用計(jì)算表 方案三斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為中央并列式） 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主井開鑿表土段44607基巖段34208副井開鑿表土段46026基巖段36031進(jìn)風(fēng)井表土段176902基巖段124542回風(fēng)井表土段188531基巖段130998井底車場(chǎng)巖巷10026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）67686大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元） 表44 方案四粗略估算費(fèi)用計(jì)算表 方案三斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為分區(qū)式） 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主井開鑿表土段44607基巖段34208副井開鑿表土段46026基巖段36031進(jìn)風(fēng)井表土段176902基巖段124542回風(fēng)井表土段188531基巖段130998井底車場(chǎng)巖巷10026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）67686大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元）方案三、方案四的主要區(qū)別在于風(fēng)井的位置不同，方案三通風(fēng)方式為中央并列式，井筒可以利用工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，減小部分壓煤。方案四通風(fēng)方式為分區(qū)式，井筒工程量大，基建費(fèi)用多，壓煤量大。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果，在方案一、方案二中選擇方案二：主斜副立開拓。在方案三、方案四中選擇方案三：斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為中央并列式）。初選方案中方案二、方案三的主要差別在于： ①方案二副井為立井開拓，方案三副井為斜井開拓，二者的初期基建費(fèi)用不同。 ②方案二、方案三的井底車場(chǎng)工程量不同，二者的初期基建費(fèi)用不同。 ③方案二、方案三的輔助運(yùn)輸方式不同，二者費(fèi)用有所差別。按方案比較原則，只需用將上述三項(xiàng)費(fèi)用計(jì)算、匯總加以比較即可，見表4表46。 表45 方案二基建、生產(chǎn)費(fèi)用計(jì)算表 方案二：主斜副立單水平開拓 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）初期基建費(fèi)（萬元）副井開鑿表土段190709基巖段228229井底車場(chǎng)巖巷11026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）輔助運(yùn)輸系數(shù)運(yùn)量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）5000大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元） 表46 方案三基建、生產(chǎn)費(fèi)用計(jì)算表 方案三斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為分區(qū)式） 項(xiàng)目數(shù)目（10m)基價(jià)（元)費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）初期基建費(fèi)（萬元）副井開鑿表土段46026基巖段36031井底車場(chǎng)巖巷10026241小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）輔助運(yùn)輸系數(shù)運(yùn)量（萬t）提升高度（km)基價(jià)（元/）5000大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元/）67686小計(jì)合計(jì)費(fèi)用（萬元）對(duì)比結(jié)果可知，方案二和方案三的總費(fèi)用近似相同，但設(shè)計(jì)礦井采用無軌膠輪車，斜井有利于膠輪車的下放及提升，而且立井的井底車場(chǎng)相對(duì)要復(fù)雜，立井有利于輔助運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)不突出。 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：斜井單水平開拓（通風(fēng)方式為中央并列式）。 （1）主斜井主斜井主要負(fù)責(zé)運(yùn)煤，將采用膠帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，兼作通風(fēng)和作為人員的安全通道。（2）副斜井副井負(fù)責(zé)人員、設(shè)備、材料及矸石等，并兼作通風(fēng)、排水，人員的安全通道。（3）風(fēng)井井底車場(chǎng)是井筒附近聯(lián)結(jié)井筒和主要運(yùn)輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是聯(lián)結(jié)礦井提升和井下運(yùn)輸?shù)臉屑~，井下的煤炭和矸石通過井底車場(chǎng)運(yùn)到地面，地面的材料和設(shè)備通過井底車場(chǎng)運(yùn)到井下用料場(chǎng)所。礦井為斜井開拓，煤炭由主斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至地面；物料由副斜井運(yùn)至井底車場(chǎng)，無軌膠輪車運(yùn)輸從地面一直到盤區(qū)采面。