【文章內(nèi)容簡介】 ，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1）煤層開采能力井田內(nèi)有兩層煤層可采，總煤厚10 m。第一層煤厚5 m，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化，煤層傾角平均9176。，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)礦井生產(chǎn)能力需要布置兩個工作面同采。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設計為特大型礦井，開拓方式為立井多水平開拓。主立井采用多繩摩擦式提升機帶兩對16t箕斗提升煤炭，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)運輸上山膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升至地面，運輸能力大，自動化程度高；副立井采用兩套寬型罐籠運輸人員和材料矸石。運煤能力和大型設備的下放可以達到設計井型的要求。大巷輔助運輸采用軌道運輸。 3）通風安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量較低，但煤塵具有爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期3~6個月。礦井采用中央分列式通風，主、副井進風，在井田上部邊界開有回風大巷與風井相連用作回風，工作面采用后退式U型通風。4）礦井的設計生產(chǎn)能力與服務年限相適應，才能獲得好的技術經(jīng)濟效益。《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》給出了井型和服務年限的對應要求，見表321。表321 礦井及第一水平設計服務年限下限表礦井設計生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設計服務年限（a） 第一開采水平設計服務年限/a煤層傾角0176。~25176。煤層傾角25176。~45176。煤層傾角45176。~90176。 70 35 ~ 60 30 ~ 50 25 20 25 ~ 40 20 15 154 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。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）確定礦井開采程序，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(zhì)、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(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。、數(shù)量及位置井筒形式和數(shù)量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(zhì)構(gòu)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。結(jié)合本礦實際條件，設主副井筒各一個，主井主要用來提升煤炭，副井用來運送人員、材料、矸石，主副井進風，在井田邊界布置一個立風井回風。工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，大致位于礦井儲量中心附近。工業(yè)廣場的形狀和面積：根據(jù)表231所列工業(yè)場地占地面積指標，確定工業(yè)場地的占地面積為25公頃，形狀為矩形，長為610m，寬為410m。本礦井內(nèi)煤層標高從390m到870 m，垂直高度約為480 m。煤層平均傾角9176。同時本礦地質(zhì)條件復雜，局部地區(qū)傾角大于12176。，不適宜采用帶區(qū)布置，所以決定采用采區(qū)布置方式。開采水平可以劃分為兩個或三個：兩水平劃分時，標高分別為610水平和390水平；三個水平時分別為720水平、610水平和390水平。1）運輸大巷的布置由于本井田兩層煤總厚度達10m，煤層有自然發(fā)火危險，階段服務年限長，如采用煤層大巷，則維護困難，維護費用高，影響礦井正常生產(chǎn)；煤柱回收困難，資源損失量大；煤層一旦發(fā)火就必須封閉大巷，導致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受采動影響破壞，密閉效果不好，處理火災困難。因此運輸大巷采用巖石大巷，大巷布置在最下部煤層底板下方20 m處的巖層中。其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，對預防火災及安全生產(chǎn)有利，巷道施工可以按照要求保持一定方向和坡度，同時便于設置煤倉。2）井底車場將為整個礦井服務，服務年限長，故需要布置在煤層底板較堅硬的巖層中。1）礦井開拓延伸方案本礦井開拓延伸可以考慮以下兩種方案立井延伸；暗斜井延伸。采用立井延伸，可以充分利用原有的各種設備和設施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，管理方便。但利用這種方法延伸時，致使井筒同時擔任生產(chǎn)和延伸任務，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時技術難度較大，礦井將短期停產(chǎn)。延伸兩個井筒施工組織復雜，為延伸井筒需要掘進一些臨時工程，延伸后提升高度增加，能力下降，可能需要更換提升設備。采用暗斜井延伸時，系統(tǒng)比較簡單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時延伸與生產(chǎn)相互干擾少。其缺點是增加了提升運輸環(huán)節(jié)和設備，通風系統(tǒng)復雜。另外就本礦實際情況來講由于煤層傾角小，暗斜井延伸時會對輔助運輸產(chǎn)生一定的影響。2）階段劃分由本章的方案比較可知，本礦井的開拓方式可采用立井二水平開采，一水平采用上下山開采，劃分為三個階段。所劃定階段主要參數(shù)如表411。表411 階段劃分參數(shù)劃分階段數(shù)目階段斜長/m階段垂高/m服務年限/a區(qū)段斜長/m31149860120018013518845351）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，分述如圖411。2）技術比較以上所提的四種方案中，方案一和方案二的區(qū)別在于第二水平延伸方案不一樣。第一種方案可充分利用原有設備，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，但對生產(chǎn)干擾大；第二種方案考慮到系統(tǒng)簡單且生產(chǎn)能力大，且延伸時對生產(chǎn)干擾少，但增加運輸環(huán)節(jié)、通風系統(tǒng)復雜。方案三和方案四的區(qū)別和上面兩種方案一樣，方案三和方案四與上面兩種方案相比是階段劃分不一樣，劃分為兩個階段的會使上山運輸距離過長，劃分為三個階段的會使轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)增加。 圖411 開拓方案比較3）粗略經(jīng)濟比較以上四種方案在技術上都各有優(yōu)勢，需要先進行粗略經(jīng)濟比較選出明顯不經(jīng)濟者，根據(jù)以上分析粗略比較時，只比較開拓延伸部分。表412 各方案粗略估算費用表方案項目方案一方案二基建費/萬元立井開鑿石門開鑿井底車場22203000104 =13222150800104 =3441000900104 =90主暗斜井開鑿副暗斜井開鑿上、下斜井車場21701050104 =21701150104 =（300 + 500900104 =72小計566小計生產(chǎn)費/萬元立井提升石門運輸立井排水11500 =11500 =2436532104 =暗斜井提升立井提升立、斜井排水11500 =11500=2436532（+）104 =小計小計總計費用/萬元費用/萬元百分率100﹪百分率﹪表412 各方案粗略估算費用表（續(xù)）方案三方案四基建費/萬元主暗斜井開鑿副暗斜井開鑿上、下斜井車場21701050104 =21701150104 =（300 + 500）900104 =立井開鑿石門開鑿井底車場22203000104 =13222150800104 =3441000900104 =小計小計566生產(chǎn)費/萬元暗斜井提升立井提升石門運輸排水費6480=6480=6480=2436518（+）104 =立井提升石門運輸排水費6480=6480=2436518104 =小計小計總計費用/萬元費用/萬元百分率﹪百分率100﹪說明：通過對方案一和方案二的延伸部分進行比較，以及對方案三和方案四的延伸部分進行比較，選出兩個較好方案，即方案一和方案四，最后選擇方案一和方案四進行詳細的經(jīng)濟比較。4）詳細經(jīng)濟比較表413 建井工程量項目方案一（立井兩水平）方案四（立井三水平）初期/m主井井筒290+20180+20副井井筒290+5180+5井底車場10001000大巷1500215002后期/m主井井筒220330副井井筒220330井底車場100021000主石門2150950+2150大巷（3000+5000）2(1500+7000) 2表414 基建費用表方案一方案四工程量/m單價/元m1費用/萬元工程量/m單價/元m1費用/萬元初期主井井筒副井井筒風井井底車場運輸大巷31029515010003000300030003000900800934590240200185150100030003000300030009008001174590240小計后期主井井筒副井井筒井底車場主石門運輸大巷2202201000215016000300030009008008006606609017212803303302000310017000300030009008008009909901802481360小計28623768共計表415 生產(chǎn)經(jīng)營費用表項目方案一項目方案四立井提升費用/萬元第一水平38080=立井提升費用/萬元第一水平25200=第二水平12880=第二水平17920=第三水平17920=石門運輸費用/萬元一水平石門38080=石門運輸費用/萬元一水平石門25200=二水平石門17920=二水平石門12880=三水平石門17920=排水費用/萬元2436518104 =20300排水費用/萬元2436518104 =29270小計表417 費用匯總表方案項目方案一方案四費用（萬元）百分率（%）費用（萬元）百分率（%）初期建井費100%%基建工程費100%128%生產(chǎn)經(jīng)營費100%%總費用100%%由對比結(jié)果可知，方案一的初期建井費用、基建工程費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用都略低于方案四，而且方案一的轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少、通風系統(tǒng)簡單，所以決定采用方案一，即采用立井兩水平開拓，一水平上下山開采。根據(jù)礦井開拓布置，提升和通風等的要求，在工業(yè)廣場內(nèi)開掘主副及邊界風井。一般來說，立井井筒的斷面有圓形和矩形兩種，但圓形斷面的立井服務年限長，承壓性能好，通風阻力小，維護費用低以及便于施工等優(yōu)點，因此主副井筒及風井均采用圓形斷面。1）主井擔負原煤提升任務，并兼作輔助進風井。主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為7m， m2。井筒內(nèi)裝備兩對16 t的箕斗，采用多繩摩擦提升機。表土段采用鋼筋混凝土支護，基巖段采用混凝土砌碹支護。此外，還布置有檢修道、動力電纜、照明電纜、通