【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)輸能力大自動(dòng)化程度高，副井采用串車提升，運(yùn)輸大巷采用膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便。 通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量低，但煤塵具有強(qiáng)爆炸危險(xiǎn)，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期 35個(gè)月。礦井生產(chǎn)前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用中央邊界式通風(fēng)。 礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平的服務(wù)年限。我國《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)各類井型的礦井和水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限要求如下。表26我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬 t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）開采第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a煤層傾角25176。25176。45176。45176。600 及以上7035300500603012024050252015459040201510本礦井服務(wù)年限符合要求。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。 工業(yè)場(chǎng)地及井口位置的選擇1）工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇由于受井田內(nèi)地表山地溝谷河川等地形地貌的約束，工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇受到了很大的限制，靠近312國道的附近有兩塊相對(duì)比較平坦的面積基本足夠的場(chǎng)地可選。一個(gè)位于井田東部，太偏了。另一個(gè)位于井田走向中央，基本上位于儲(chǔ)量的中心，以及通風(fēng)運(yùn)輸?shù)确矫娑急容^方便。經(jīng)比較選擇井田走向的中央作為工業(yè)場(chǎng)地。圖27工業(yè)場(chǎng)地的位置2）井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。工業(yè)廣場(chǎng)確定后，主、副井的井筒位置的范圍基本上已經(jīng)確定。礦井設(shè)計(jì)要求，主、副井位置的選擇一定要有利于地面生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)場(chǎng)地的布置；要有利于井下井底車場(chǎng)的布置和與大巷的聯(lián)接。同樣，風(fēng)井位置的選擇應(yīng)考慮到其應(yīng)滿足通風(fēng)要求和礦井通風(fēng)；地面有利于井筒施工和風(fēng)機(jī)房建設(shè)、風(fēng)機(jī)供電和管理便利；風(fēng)井工程量小。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田走向中央，312國道以北。井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井和立井。在一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。但在解決具體問題時(shí)，必須從自然地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件各個(gè)方面綜合考慮。表28井筒形式比較井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)別少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低。2 工業(yè)設(shè)施簡單。 3 井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用。 4 施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 5 煤損少。受 地 形 影響 特別大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(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井與立井相比：井筒施工工藝、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(chǎng)簡單、延伸方便，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)大提升能力，能滿足特大型礦井的提升需要。 斜井井筒可作為安全出口，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。與立井相比：1，井筒長，輔助提升能力小，提 升 深 度 有限。 2，通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。3，斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 2在采深相同的的條件下，井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利。3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。 4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。 5井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利。1井筒施工技術(shù)復(fù)雜 ，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。 2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。對(duì)于不利于斜井平硐的地質(zhì)地形條件都可以考慮立井。本礦井煤層南區(qū)傾角5176。18176。，北區(qū)為近0176。5176。水平煤層，地面標(biāo)高在+835~+1120m之間不具備平峒開拓的條件。表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量較大；井筒不需要特殊施工，可采用斜井開拓或立井開拓。最后根據(jù)方案比較選擇雙斜井開拓。根據(jù)本井田的煤層自然賦存條件、地面的地形地貌、礦井生產(chǎn)能力、礦井通風(fēng)要求等因素本設(shè)計(jì)布置的井筒為：主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井。三條井筒井口位于井田走向的中央，312國道以北。：采區(qū)劃分的原則①采區(qū)走向長度或傾斜長度應(yīng)根據(jù)煤層地質(zhì)條件、機(jī)械化水平、集中化生產(chǎn)的要求、開拓及采準(zhǔn)巷道布置綜合考慮（綜合機(jī)械化一翼不小于 1000～2000 m 高等普采不小于 500～1000 m）；②初期投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)的采區(qū)應(yīng)盡量靠近主、副井，以求盡量縮短工期和降低投資；③開發(fā)多煤層的井田，對(duì)近距離的煤層經(jīng)比較可布置聯(lián)合采區(qū)；④全井田和第一水平采區(qū)劃分時(shí)，要和采區(qū)接替統(tǒng)一考慮；⑤在煤層傾角12176。，條件適宜時(shí)，可采用傾斜長壁布置。本井田只有5煤層為可采煤層，北部傾角較小，為近水平煤層，可以采用傾斜長臂采煤法，所以，井田北部采用帶式布置；井田南部由于傾角相對(duì)較大，最大達(dá)到 18176。左右，可采用走向長臂采煤法，根據(jù)上述原則，劃分為兩個(gè)雙翼采區(qū)兩個(gè)盤區(qū)。根據(jù)本井田煤層傾角由近水平、傾斜并存的特點(diǎn)，并結(jié)合單一水平開拓部署，同時(shí)考慮不同煤層傾角下的巷道布置、采煤方法、機(jī)械化程度等因素，礦井共劃分為四個(gè)采區(qū)，一采區(qū)為首采區(qū)，其他采區(qū)按順序依次接替.開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下：①具有合理的階段斜長②要有利于采區(qū)的正常接替③經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高按照上述劃分原則，井田主采煤層是5煤層，煤層在井田北部為近水平煤層，在井田南部傾角最大達(dá)到18176。，為緩斜煤層。根據(jù)地質(zhì)條件和煤層特征，由于最高點(diǎn)和最低點(diǎn)垂高為240m，因此，本設(shè)計(jì)劃分為一個(gè)水平開采。一個(gè)水平開采整個(gè)井田，水平標(biāo)高+480m大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)、排水、敷設(shè)管線。對(duì)運(yùn)輸大巷的要求是便于運(yùn)輸、利于掘進(jìn)和維護(hù)、能滿足礦井通風(fēng)安全的需要。由于大巷服務(wù)時(shí)間長，為了便于維護(hù)和使用，大巷不應(yīng)受到開采煤層采動(dòng)影響。一般將大巷設(shè)在煤層底板巖層中，有條件時(shí)，可以考慮設(shè)在煤層中。其優(yōu)缺點(diǎn)見下表。表29煤層大巷和巖層大巷比較比較內(nèi)容煤層大巷巖層大巷掘進(jìn)及工期施工設(shè)備簡單，速度快工期短，費(fèi)用低；超前勘探煤層變化。巖石工程量大，速度慢，費(fèi)用高，工期長。維護(hù)維護(hù)（大巷、管線、軌道、水溝等）工作量大，費(fèi)用高，大巷維護(hù)頻繁，影響生產(chǎn)。維護(hù)條件好，費(fèi)用低，少維修，對(duì)生產(chǎn)有利。使用地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，煤巷彎道多，對(duì)運(yùn)輸方式有限制，通過能力小，不利于采區(qū)煤倉布置。能適應(yīng)地質(zhì)變化，可取直或分段取直，方向和坡度一定，對(duì)運(yùn)輸方式不限，通過能力大，有利于布置采區(qū)煤倉。煤損大巷兩側(cè)各留煤柱 30～40m或 40～50m，煤損大。不留或少留煤柱，丟煤少。安全對(duì)防火安全不利，煤層自燃時(shí)，封閉大巷導(dǎo)致停產(chǎn)。對(duì)防火安全有利。本礦井開采主采煤層 5煤，厚度 m，考慮到主運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸，要求巷道盡可能直，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，通過后面的開拓方案比較，軌道大巷、回風(fēng)大巷和皮帶大巷布置在煤層底板。在＋480m水平布置一組大巷，皮帶大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷均布置在煤層中間。 井筒主斜井主斜井利用于提煤、進(jìn)風(fēng)并作為礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角21176。，斜長1009m，掛網(wǎng)錨噴支護(hù)為主。（圖210）副斜井副斜井擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料、矸石和設(shè)備的運(yùn)送，兼作主要進(jìn)風(fēng)井并作為礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角25176。，斜長853m。支護(hù)方式以掛網(wǎng)錨噴為主。如圖（211）。回風(fēng)斜井主要作為回風(fēng)井，同時(shí)又是礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角23176。，斜長876m，支護(hù)方式以掛網(wǎng)錨噴為主。（如圖212）。圖210主井?dāng)嗝鎴D圖211副井?dāng)嗝鎴D圖212回風(fēng)井?dāng)嗝鎴D表213井筒參數(shù)表序號(hào)井筒名稱井口坐標(biāo)（m）標(biāo)高（m）方位角（176。）井筒傾角（176。）井筒長度（m）井口井底XY1主斜井38824223650162084249272110092副斜井3882520365016738394807258533回風(fēng)斜井388225336501558846498723876礦井主井井筒提升采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，井下主運(yùn)輸也采用皮帶運(yùn)輸，故主井井底不設(shè)車場(chǎng)，只在井底檢修軌擋車器下方設(shè)清理撒煤巷道。撒煤采用人工清理，由1t固定式礦車通過聯(lián)絡(luò)巷道至副井井底車場(chǎng)，再由副井提升至地面。鑒于礦井主運(yùn)輸采用膠帶連續(xù)運(yùn)輸?shù)姆绞?，井底車?chǎng)軌道系統(tǒng)僅服務(wù)于輔助運(yùn)輸。井底車場(chǎng)形式為斜井立式環(huán)形井底車場(chǎng)主斜井井底主要硐室：井底煤倉直徑8m，容量1000t，~，滿足煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力為 1200 t/h，主井井底煤倉的設(shè)置有利于主井運(yùn)輸能力的緩解。副斜井井底主要硐室有變電所、水泵房、水倉、信號(hào)硐室、等候室、火藥發(fā)放硐室和井下消防材料庫等。主排水泵房及主變電所：+460m水平主排水泵房及主變電所聯(lián)合布置，泵房長18m，通道內(nèi)設(shè)密閉門和柵欄門。變電所長20m，通道內(nèi)設(shè)密閉門和柵欄門，其與泵房之間和高低壓硐室之間設(shè)防火柵欄兩用門。管子道：管子道通達(dá)一采區(qū)軌道大巷，傾角30186。,管子道上口距離井底車場(chǎng)水平8m。水倉：礦井正常涌水量為 150 m3 /h，最大涌水量為200 m3 /h，所需水倉的容量為：Q0=1508=1200m3根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為：Q=SL式中： Q——水倉容量，m3S——水倉有效斷面積，14 m2L——水倉長度，100 m則：Q=14100=1400 m3由上面計(jì)算得知：Q Q0，故設(shè)計(jì)的水倉容量滿足要求。水倉采用采用1t礦車、人工清理方式, 清倉斜巷坡度20176。，配備JD—，設(shè)有清倉絞車硐室。由于本礦井下煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸，故主井井底不設(shè)車場(chǎng)副井井底車場(chǎng)為環(huán)形車場(chǎng)煤炭運(yùn)輸流程：工作面煤炭通過刮板輸送機(jī)→轉(zhuǎn)載機(jī)→運(yùn)輸順槽膠帶輸送機(jī)→運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)→井底煤倉→主斜井膠帶輸送機(jī)→地上運(yùn)煤通道。掘進(jìn)工作面煤炭按進(jìn)入主煤流系統(tǒng)考慮。 井底車場(chǎng)通過能力計(jì)算由于本礦井下煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸方式，從工作面直達(dá)地面，井底車場(chǎng)及井下軌道系統(tǒng)只為輔助運(yùn)輸服務(wù)，并且井下掘進(jìn)煤考慮進(jìn)入主煤流，比照同等生產(chǎn)井情況，通過能力能有富裕、可以滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 方案比較、確定開拓系統(tǒng)1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案。方案一：兩立井單水平開拓（位于井田東部邊界）。主副井井筒均采用立井，布置于井田東部邊界，主要是考慮井田東部邊界有 312 國道通過，考慮在這里布置工業(yè)廣場(chǎng)便于煤炭外運(yùn)；設(shè)一個(gè)開采水平，井田南部布置兩個(gè)雙翼采區(qū)，井田北部全部采用帶區(qū)開采；三條大巷均沿煤層底板布置，采區(qū)上山布置在煤層底板巖石中；前后期均采用中央邊界式通風(fēng)。方案二：兩斜井單水平開拓（位于井田東部邊界）主副井井筒均采用斜井，布置在井田的東部邊界，主要是考慮井田東部邊界有 312 國道通過，考慮在這里布置工業(yè)廣場(chǎng)便于煤炭外運(yùn)；設(shè)一個(gè)開采水平，井田南部布置兩個(gè)雙翼采區(qū)，井田北部全部采用帶區(qū)開采；三條大巷均沿煤層底板布置，采區(qū)上山布置在煤層底板巖石中；前后期均采用中央邊界式通風(fēng)。方案三：主斜副立單水平開拓（位于井田中央）主井井筒采用斜井，副井井筒采用立井，布置在井田中央，設(shè)一個(gè)開采水平，井田南部布置兩個(gè)雙翼，井田北部全部采用帶區(qū)開采；三條大巷均沿煤層底板布置，采區(qū)上山布置在煤層中；前后期分別采用中央并列式通風(fēng)和中央邊界式通風(fēng)。方案四：兩斜井單水平開拓（位于井田中央）主副井井筒均采用斜井，布置在井田中央，設(shè)一個(gè)開采水平，井田南部布置兩個(gè)雙翼采區(qū)，井田北部全部采用帶區(qū)開采；三條大巷均沿煤層底板布置，采區(qū)上山布置在煤層中；前后期分別采用中央并列式通風(fēng)和中央邊界式通風(fēng)。2）開拓方案技術(shù)比較以上所提四個(gè)方案均采用單水平開采，采區(qū)和帶區(qū)的劃分相同，區(qū)別在于井筒形式、井筒位置的布置方式不同。方案一與方案二選擇同一工業(yè)場(chǎng)地，但主副井井筒形式不同，方案三與方案四選擇同一工業(yè)場(chǎng)地但主副井井筒形式不同。方案一與方案二工業(yè)場(chǎng)地相同井筒形式不同，方案二與方案四工業(yè)場(chǎng)地不同井筒形式相同。很明顯由于方案三與方案四的工業(yè)場(chǎng)地位于井田走向的中央，也位于儲(chǔ)量的中央，形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。其在技術(shù)上完全優(yōu)于方案一與方案二。故在技術(shù)上比較，方案三與方案四比較可行。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，同時(shí)立井的輔助提升能力大，主要缺點(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)速度慢，基建投資大；斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離，但副斜井的輔助提升能力不及立井。由于井筒形式不同，造成他們的基建費(fèi)用和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用不同。故在在技術(shù)比較上，方案三與方案四比較可行。圖214 方案三剖面圖圖21