【文章內(nèi)容簡介】 。斜井：利用斜井開拓首先要求煤層埋藏較淺、且當?shù)氐乇頉_積層不厚，井筒不需要特殊施工的緩傾斜和傾斜煤層，一般可以利用斜井開拓，根據(jù)本井田的地質(zhì)條件，埋藏淺煤層有露頭，煤層的傾角一般在6o ～15o比較適合斜井開拓。豎井：適用于開采煤層埋藏較深且地表附近沖積層厚的情況，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等條件限制。而且越是這種情況就越顯示出豎井的優(yōu)越性?；旌鲜剑喝缰骶疄樾本透本疄榱⒕_拓，對于本礦井來說，工業(yè)廣場不易布置 ，主副井距離遠管理不集中。并且工業(yè)廣場壓煤量大。所以本井田不適合混合式開拓。下面就列出三種開拓方案進行經(jīng)濟比較來確定開拓方案。根據(jù)本井田地質(zhì)情況，煤層賦存較淺，在+145～+530m，沖積層較薄，～，水文地質(zhì)條件簡單，無流砂層，除斷層外無其它地質(zhì)構(gòu)造。煤層露頭一帶地勢平緩。鑒于以上條件，可以斜井開拓，也可以立井開拓。技術(shù)經(jīng)濟比較根據(jù)本井田特點，對井筒形式提出三種方案：I方案： 雙立井 主井箕斗 副井罐籠 圖3~1II方案： 雙斜井 主井皮帶 副井串車 圖3~2III方案：主斜副立 主井箕斗 副井罐籠 圖3~3圖3~1雙立井開拓方案 圖3~2雙斜井開拓方案圖3~3主斜副立井開拓方案表3~1三種方案技術(shù)分析表I方案II方案III方案方案特征主井皮帶運煤副井串車人車提矸運料入風通風方式為分區(qū)式主井箕斗運煤副井罐籠提矸運料運人兼入風通風方式為分區(qū)式主井皮帶運煤副井罐籠提矸運料運人兼入風通風方式為分區(qū)式優(yōu)缺點 施工簡便建井快，投資少，不需專業(yè)施工隊伍 井筒裝備及地面建筑少，不需大型提升設(shè)備 井筒提升方便，并能減少井下石門長度 提升、維護、排水費用大，管路電纜鋪設(shè)長 人員升降慢 工業(yè)廣場不壓煤 地面運輸環(huán)節(jié)少，管理集中 運煤距國鐵近 井筒有效斷面小，通風條件差 施工受地質(zhì)條件限制 施工復雜，建設(shè)慢，投資高，需專業(yè)施工隊伍 井筒裝備及地面建筑多，需大型立井提升設(shè)備 井筒延伸復雜，二水平井下石門較長 提升、維護、排水費用小，管路、電纜鋪設(shè)短 人員升降快 工業(yè)廣場壓煤 地面運輸環(huán)節(jié)少，管理集中 運煤距國鐵近 井筒有效斷面大，通風條件好 施工不受地質(zhì)條件限制 主井同I副井II 主井同I副井II 主井同I副井II 主井提升維護費用大排水費用低，管路電纜鋪設(shè)短。 人員升降快。 工業(yè)廣場壓煤。 地面運輸環(huán)節(jié)多，管理不集中。 運煤距國鐵近，但運料距國鐵遠。 主井同I副井II施工受地質(zhì)條件限制。 從以上分析，Ⅲ方案的缺點是10三條顯著，而優(yōu)點是5條，其他優(yōu)缺點在Ⅰ、Ⅱ方案中都分別出現(xiàn)，對Ⅰ、Ⅱ方案，優(yōu)缺點各有不同，先對Ⅰ、Ⅱ方案進行經(jīng)濟比較來決定優(yōu)劣。見表3~2，3~3，3~4，由于垂深、涌水量、通風方式采區(qū)巷道布置均相同，故對通風排水費用沒做比較，對相同費用不做比較。另對立井增一項井筒裝備費，對斜井增加一項井筒鋪軌費用，列入其他費用，單價為立井主井4000元，副井3785元。表3~2井筒形式比較內(nèi)容項目比較內(nèi)容第一方案第二方案第一方案比第二方案增減主井形式及設(shè)施井筒位置主副井筒位于井田中央傾斜偏上部主斜井和副斜井均位于井田邊界煤層露頭附近井筒形式與斷面主副井筒均為立井，㎡，+44㎡至第一水平長度主井井筒長度350m，需要140萬元副井井筒長度310m，主斜井至開采水平長度為814m，+主提升設(shè)備及容器主井采用一對16噸多繩箕斗 . 電動機ZD315/49與膠帶配套電機速度4 m/s m/s能力1000 t/h1200 t/h200 t/h輔助提升副井采用一對1噸礦車雙層四車道多繩罐籠，一個材料罐籠帶平衡錘副斜井安設(shè)絞車，串車提升井底車場形式及工程量主副井比較接近，車場采用環(huán)形立式車場?？傞L度約800m主副井處于同層位。距煤層底板較近，采用臥式井底車場，工程量約350m450m運輸大巷及石門工程量運輸大巷920m軌道大巷835m運輸石門150m軌道石門200m鋪軌1135m運輸大巷920m軌道大巷835m200m軌道石門100m鋪軌935m煤柱量工業(yè)場地+生產(chǎn)經(jīng)營費用比較：表3~3井筒形式兩種方案生產(chǎn)經(jīng)營費用比較表生產(chǎn)經(jīng)營費用井下至底面運煤平均運距年運費2480m1765萬元2880m1700萬元400m+65萬元運矸平均運距年運費2480m90萬元2880m107萬元400m17萬元井巷年圍護費用28萬元合計1757萬元+井巷工程量比較：表3~4百靈礦井筒形式兩種方案井巷工程量比較表序號項目第一方案第二方案第一方案比第二方案增減1主井井筒350m814m464m2副井井筒300m800m500m3風井15m15m04井底車場巷道800m200m+600m5運輸大巷及石門1785m1755m+30m6合計3250m3584m334m方案比較結(jié)論：a、井筒位置：第一方案井筒位于井田中央接近儲量中心位置。第二方案的井筒位于井田邊界的煤層露頭附近，第一方案需要掘石門長度大，而第二方案井筒距離煤層近不需要掘石門而直接有大巷連接到井底煤倉。b、工程量：第一方案比第二方案初期節(jié)省工程量為334m。c、井巷貫通工期：兩方案主井與風井的貫通工程量基本相等，不易比較，但副井與大巷的貫通距離有明顯差別，明顯第一方案節(jié)省工期。d、基建費用：由于一方案在井巷工程量上較二方案有明顯優(yōu)勢，但是基建費用較二方案多，二方案為優(yōu)。e、生產(chǎn)經(jīng)營費用：經(jīng)過經(jīng)濟比較。二方案優(yōu)。f、 煤柱損失：，第二方案不壓煤。顯然斜井開拓工業(yè)廣場煤柱損失小得多。而工業(yè)廣場壓煤不利于井下采區(qū)巷道的布置。g、安全出口：第一方案缺乏斜井行人出口，而第二方案的兩斜井為理想的安全出口。h、主井提升能力：第一方案雖然滿足提升要求，而二方案斜井提升，潛力大且運費低。小結(jié)：雖然立井提升速度上有一定的優(yōu)勢，但是在運費上處于劣勢。綜上分析，斜井更為有優(yōu)勢，尤其是在運輸環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)連續(xù)運輸、并且行人出口多，還是雙斜井井開拓較為合理。所以本設(shè)計礦井采用立井開拓。對于Ⅱ、Ⅲ方案，運營費基本上持平，但是副立井基建費用多于副斜井，并且有很大的壓煤量?？偨Y(jié)：經(jīng)上分析，綜合考慮還是雙斜井開拓比較合理井筒位置的確定沿井田走向方向的位置：有兩種方案，Ⅰ方案為布置在儲量中央，Ⅱ方案為布置在幾何中央。Ⅰ方案的優(yōu)點是：處于儲量中央，兩翼產(chǎn)量分配均衡，使井田走向方向噸煤運輸費用低。缺點是：兩翼采區(qū)走向長度不等，對工作面區(qū)段運輸平巷設(shè)備選型不利，井口靠近鐵路，不利于布置工業(yè)廣場。Ⅱ方案優(yōu)點是：同Ⅰ方案缺點。缺點是：同Ⅰ方案優(yōu)點。通過以上分析，又因為實際儲量中央與幾何中央相差不太多，所以決定采用Ⅱ方案，沿井田走向方向處于井田幾何中央位置。沿井田傾斜方向的位置：由于紅廟礦區(qū)多數(shù)為軟巖，為便于維護巷道的原則，將井筒布置在6～4煤層底板較堅硬的巖石中，和6～4煤層底板法向距離為30m以上，取最近處為30m。這樣在煤層底板較堅硬巖石中便于維護井筒。同時，可減少永久煤柱損失，可不留設(shè)井筒保護煤柱。井筒傾角：主井采用皮帶提升，大致與煤層角度相當，176。，副井與其角度相同。井口為之確定：依井筒傾向及煤層傾向，故將井筒布置在井田東翼，有以下好處：①處于無煤區(qū)，工業(yè)廣場不壓煤，不占農(nóng)田和村莊。②距國鐵近，有利于煤炭外運和各種材料的運輸。由于井田內(nèi)無河流通過，沒有洪水的威脅，所以對井口的位置選擇沒有考慮是否處于最大洪水水位之上，（當?shù)貨]有最大洪水水位記載），井口標高只需高出當?shù)厮幍乇順烁呒纯伞?井筒特征本設(shè)計中井筒數(shù)目定為三條，主井采用皮帶提煤，副井采用串車、人車提升，提矸運料，運人兼入風，由于采用分區(qū)方式通風，雖礦井生產(chǎn)能力大，但是屬于低瓦斯礦井，所需風量也不大，并且若做中央風井要掘回風大巷工程量大，掘進費用大不經(jīng)濟，故沒設(shè)有中央風井。圖3~4主井斷面圖圖3~5副井斷面圖圖3~6風井斷面圖詳見表3~7。表3~7井筒特征表主 井副 井風井用 途提 煤提矸 運料 運人 入風回風 灌漿凈斷面 m2 m2 m2掘進斷面 m2 m2 m2井筒傾角176。176。90176。方 向N 90176。WN 90176。WN 61176。WX468080246807624682048Y67654Z+530＋530+530 水平高度的確定井田煤層底板標高在+145～＋530m，垂高為385m，176。斜長為1711m，依設(shè)計規(guī)范階段垂高在200～350m，采區(qū)傾斜長度為600～1000，可將井田劃分為兩個階段一個開采水平，＋330水平，+330以上水平為上山開采，+330水平以下為下山開采，階段垂高分別為200m、185m，這樣基本符合新設(shè)計規(guī)范要求。詳見井田開拓系統(tǒng)剖面圖。一階段斜長為911m，二階段斜長為800m，依設(shè)計規(guī)范緩傾斜綜采工作面長度150～240m，劃分區(qū)段數(shù)為3～5個，符合規(guī)范要求，本設(shè)計采用單水平開采水平的依據(jù)是：水平儲量滿足規(guī)范要求，階段斜長符合機械化采煤要求，可布置綜采工作面，水平巷道利用率高，能緩解采區(qū)接續(xù)緊張和井筒延伸頻繁不足，并且二階段為下山開采，可不做井筒延伸，由運煤運料直接與運輸大巷相連接，直接省了井筒的延伸費用。盡管在下山開采時存在通風排水的困難，但由于二階段儲量低，采區(qū)服務(wù)年限短，故影響不大，所以采用兩個階段一個開采水平而不采用兩個階段兩個開采水平。由于本井田煤層屬緩傾斜煤層故采用區(qū)段式劃分工作面長度。詳見表3~5。表3~5水平內(nèi)劃分情況階段階段斜長階段煤柱區(qū)段煤柱巷道寬工作面長區(qū)段斜長區(qū)段數(shù)一上山911m30m10m4m200m218m4二下山800m30m10m4m190m208m4 設(shè)計水平的巷道布置 h 由于本井田煤層間距較近，見圖1～3 ，層間距＜50m，故采用集中大巷布置，由于紅廟礦區(qū)屬軟巖，為便于維護，將大巷布置到6～4煤層底板巖層中，又由于設(shè)計中通風方式為分區(qū)式，所以只采用單大巷布置，大巷距煤層底板間距一般10～30m下式計算：h=( H/10 )K1 K 2式中H=250m K1 — K 2 — 176。 所以h=(250/10)=25m巷支護方式采用錨噴支護，巷道斷面特征見圖4～7。圖3～7 運輸大巷斷面圖圖3～8軌道大巷斷面圖表3～6運輸大巷端面技術(shù)指標掘進斷面錨桿間距800mm每m錨桿數(shù)凈斷面錨深1600mm噴層厚度100mm水溝掘進斷面錨桿排距1600mm水溝凈斷面大巷運輸方式采用集中大巷采區(qū)石門布置，皮帶輸送機運煤，大巷斷面大，運矸運料用一噸固定式礦車及七噸架線式電機車，鐵軌為18㎏/m，軌距600 mm，對大巷運輸方式選擇的依據(jù)是：由于設(shè)計生產(chǎn)能力不大，采用此種運輸方式能滿足要求。皮帶運輸井底車場布置簡單，巷道掘進量小。大巷設(shè)在距底板巖石25m中，受采動影響小。能解決煤、矸、物、人同時運輸問題，與副井運輸設(shè)備配套。大巷有效斷面大，行人通風有利。 井底車場及硐室決定井底車場形式選擇的因素：1) 保證礦井的生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性。2) 調(diào)車簡單，管理方便，彎道及岔道少。3) 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。4) 井巷工程量少，建井投資省，便于維護，生產(chǎn)成本低。5) 施工方便，各井筒、巷道間能迅速貫通，縮短建設(shè)時間。6) 大巷或石門離井筒較遠，能布置下存、調(diào)車線時，可選用立式，較近時，可選用臥式或斜式。根據(jù)具體設(shè)計條件，設(shè)計井筒距離大巷較近，足以布置存、調(diào)車線，所以選擇臥式車場。1主斜井 2副斜井 3煤倉 4井底車場 5水泵房6水倉 7中央變電所 8軌道大巷 9運輸大巷17聯(lián)絡(luò)斜巷圖3～9 井底車場副井重空線長度： L1=m2nl1+Nl2+l3式中：m2—；n— 每列礦車數(shù)取30輛；l1—每個礦車長度，；N－電機車數(shù)為1臺 ；12—；l3 —制動距離取5m；L1=30+1＋5= 取85m；列車數(shù)及礦車數(shù)選取依設(shè)計規(guī)范中規(guī)定。調(diào)車線長度 L2=mnl1+l3=30+= 取65m式中：m—列車數(shù)： n—每列車礦車數(shù) 取30輛；