【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同而階段斜長(zhǎng)不等是很普遍的。 開(kāi)采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開(kāi)采范圍的垂高。若一個(gè)開(kāi)采水平只開(kāi)采一個(gè)上山階段，階段的垂高就是水平的垂高，通常所說(shuō) 的水平高度，如不附加說(shuō)明，即指階段高度。若一個(gè)水平開(kāi)采上下山各一個(gè)階段，水平垂高就應(yīng)是這兩個(gè)階段的總垂高。在極少數(shù)情況下，一個(gè)開(kāi)采水平開(kāi)采兩個(gè)上山階段，水平垂高就應(yīng)包括兩個(gè)上山階段的垂高。 對(duì)開(kāi)采近水平煤層的礦井，井田內(nèi)各煤層的斜長(zhǎng)可能很長(zhǎng)，但其垂高不大，也不劃分為階段，而是劃分為盤(pán)區(qū)。如開(kāi)采煤層不多、上下可采煤層的間距不大，可以采用單水平開(kāi)拓。如開(kāi)采煤層數(shù)目較多，上下可采煤層的間距較大，就要?jiǎng)澐置航M，各煤組分別設(shè)置開(kāi)采水平，實(shí)行多水平開(kāi)拓。 采區(qū)斜長(zhǎng)與垂高比較見(jiàn)下表 314：（單位 m） 表 314： K= 水平名稱(chēng) 儲(chǔ)量 45萬(wàn) t 60萬(wàn) t 90萬(wàn) t 一水平 1470 33 24 17 二水平 943 21 16 12 三水平 444 10 8 5 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，第 1水平 T125年，則 A=45萬(wàn) t符合設(shè)計(jì)要求。 所以： T=45萬(wàn) t，為所定井型， T=52年為該礦井的服務(wù)年限。 由該礦井 45萬(wàn) t/a，可求得日生產(chǎn)能力為 1500t/a（以 300天計(jì)）。 第四章 井田開(kāi)拓 第一節(jié) 井田地質(zhì) 一 井田地形、構(gòu)造、水文地質(zhì)對(duì)其開(kāi)拓的影響。 八一礦井位于唐洞礦區(qū)南翼，其地形標(biāo)高 一般為 + 50 米，屬底山丘陵地形，因此不適應(yīng)平峒開(kāi)拓，而可考慮立井、斜井開(kāi)拓。在井田內(nèi)無(wú)大的 水系。本井田位于甘溪沖向斜東段的東南翼，為單一向斜，其煤層傾角為 22 度。因此在考慮開(kāi)拓時(shí)，應(yīng)考慮立井或斜井開(kāi)拓。井田內(nèi)無(wú)大的斷層，且小斷層少，對(duì)開(kāi)拓?zé)o影響。 二 井口數(shù)目和位置的選擇 本礦井采用主副井雙井筒開(kāi)采，其位置見(jiàn)方案比較圖。 三．水平劃分及階段垂高的確定 此礦可采煤層為三層，總垂高 500 米，傾角平均 24186。，斜長(zhǎng) 1800 米，劃分為三個(gè)水平： 以下。其垂高分別為 250 米 .160 米 .90 米。第一水平劃分為三個(gè)階段，其階段垂高為 66 米。 四、工業(yè)廣場(chǎng) 工業(yè)場(chǎng)地是指礦井地面工業(yè)生產(chǎn)的場(chǎng)所，包括生產(chǎn)指揮機(jī)構(gòu)在內(nèi)。例如，主、副井，礦井變電所和壓風(fēng)機(jī)站，煤炭加工生產(chǎn)系統(tǒng)（篩煤或洗煤廠、鐵路裝車(chē)站，儲(chǔ)煤場(chǎng)和煤倉(cāng)，矸石排放或處理設(shè)施），供水、供熱，機(jī)電維修場(chǎng)以及行政福利設(shè)施等。地理位置實(shí)際上反映著主、副井的位置。而且應(yīng)該盡量不壓煤或盡量少壓煤，盡量縮小占地面積、減少煤柱損失，盡量利用荒山、坡地、不占良田。所以考慮地理位置和交通形式?jīng)Q定選擇不壓煤或少壓煤的 五 預(yù)定方案的提出 因本井田地質(zhì)、 水文條件簡(jiǎn)單，煤層傾角為 22 度。因此本著基建費(fèi)用底，施工簡(jiǎn)單思想。對(duì)于主、副立井則預(yù)選方案如下： 一方案、 200 水平以上采用立井開(kāi)拓， 200 以下采用暗斜井開(kāi)拓，井筒在煤層上部，其開(kāi)拓剖面圖如圖 4— 1 二方案、 360 水平以上采用立井開(kāi)拓， 360 水平以下采用立井延伸開(kāi)拓。其開(kāi)拓布置剖面圖如圖 4— 2 所示。 三方案： 斜井開(kāi)拓。 其開(kāi)拓布置剖面圖如圖 4— 3 所示。 四方案、主斜井暗立井開(kāi)拓。其開(kāi)拓布置剖面圖如圖 4— 4 所示 五方案、反斜井開(kāi)拓方式。其開(kāi)拓布置剖面圖如圖 4— 5 所示。 六方案： 200 水平以上用主副立井開(kāi)拓，以下水平用 0 暗斜井開(kāi)拓。且井筒在煤層以外，其開(kāi)拓剖面圖如圖 4— 6 七方案： 200 水平用主副立井開(kāi)拓，以下水平用立井延伸開(kāi)拓。且井筒在煤層以外，其開(kāi)拓剖面圖如圖 4— 7 八方案： 200 水平以上采用立井開(kāi)拓， 200 水平以下采用立井延伸開(kāi)拓。其開(kāi)拓布置剖面圖如圖 4— 8 所示。 對(duì)以上各方案要確定哪一個(gè)才是最終可行方案，則要根據(jù)其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上仔細(xì)分析比較之后才能得出結(jié)論，下面就技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行比較。 1，技術(shù)比較 以上所提各方案所適應(yīng)的地質(zhì)條 件及優(yōu)缺點(diǎn)匯成表 4— 1。 表 4— 1 適用條件 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 一 方 案 煤層賦存深度為 200 到1000 米 沖積層厚度為 20 到 400米 煤層上賦巖層水文地質(zhì)條件復(fù)雜，井筒施工需用特殊方法施工 多水平開(kāi)采的急傾斜煤層 一般不受煤層傾角厚度瓦斯水文等自然條件限制 能通過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)條件，提升能力大，機(jī)械化程度高 圓形斷面井筒維護(hù)費(fèi)用底，有效斷面大，通風(fēng)條件好 井筒鋪設(shè)的管線短，人員井下石門(mén)較長(zhǎng) 井筒施工復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢 開(kāi)鑿費(fèi)用高，基建費(fèi)用高 投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng) 第一水平時(shí)井底車(chē)場(chǎng)布置在煤層頂板，增加煤柱 損失 材料升降速度快 二方案 同上 除以上優(yōu)點(diǎn)外，在斜井延伸過(guò)程中，還有施工方便、節(jié)約立井開(kāi)掘工程量和投資費(fèi)用、立井井筒隨開(kāi)采深度增加而石門(mén)工程量大的缺點(diǎn) 同上 三方案 煤層賦存較淺，垂深在200M 以?xún)?nèi)，最大到 500M都要首先研究斜井開(kāi)拓的可能性與合理性。過(guò)去多用于中，小型礦井。 對(duì)于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的緩傾斜和傾斜煤層，都采用此開(kāi)拓方式。因?yàn)樾本_(kāi)拓有施工簡(jiǎn)便，建設(shè)快，投資少的優(yōu)點(diǎn)，使一般生產(chǎn)能力較小，生產(chǎn)費(fèi)用高，過(guò)去多用于中，小型礦井。且斜井傾角可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，井口在開(kāi)采深度相等的條件下，斜井井筒長(zhǎng)度比立井長(zhǎng)，鋪設(shè)的管線也長(zhǎng) 維護(hù)費(fèi)用高 通風(fēng)、排水阻力大 受自然條件限制 提升有一定困難 位置和井底位置的機(jī)動(dòng)性 和適應(yīng)性較大。 四方案 同上 除以上優(yōu)點(diǎn)外，對(duì)暗立井有提升速度快，提升能力大，而便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) 除上述外，對(duì)暗立井有施工難，設(shè)備費(fèi)用高等缺點(diǎn) 五方案 煤層賦存深度在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下 200到 1000米 沖積層厚度在 20 到 400米 采用單一的開(kāi)拓方式不能滿(mǎn)足通風(fēng)、安全、充填、提升等不同需要或技術(shù) 經(jīng)濟(jì)不合理時(shí) 主井井筒短，提升速度快，能力大 井田淺部開(kāi)掘副井施工方便且可節(jié)約立井井筒工 程量和基建投資 主、副井口相距遠(yuǎn)，則管理不方便 若兩井口相距近而井底相距遠(yuǎn)，則使井下聯(lián)系不方便 六 方 案 同第三方案 克服了三方案中兩次提升的困難，一次提升較為方便 新建井筒長(zhǎng)，用串車(chē)提升時(shí)較難。用膠帶運(yùn)輸機(jī)，因井筒有淋水，傾角不宜過(guò)大，則井筒斜長(zhǎng)更加增加，而使提升困難，且更難維護(hù)和廢棄第一水平的開(kāi)拓巷道 七 方 案 同第一方案 減少石門(mén)工程量，克服用暗斜井時(shí)二次提升帶來(lái)的困難，一次提升方便、速度快 立井施工較難，增加二期建設(shè)投資，廢棄第一水平的開(kāi)拓巷道 八方案 煤層賦存深度為 0 到 500米沖積層厚 度小于 20 到40 米 水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單 井筒施工簡(jiǎn)單掘進(jìn)速度快費(fèi)用低 有利于礦井延伸施工和新舊水平接替 井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小 減少井下石門(mén)長(zhǎng)度 投產(chǎn)時(shí)間快，基建投資少 在開(kāi)采深度相等的條件下，斜井井筒長(zhǎng)度比立井長(zhǎng)，鋪設(shè)的管線也長(zhǎng) 維護(hù)費(fèi)用高 通風(fēng)、排水阻力大 受自然條件限制 由此可知，開(kāi)拓方案可分為立井（ 8），斜井開(kāi)拓（ 5），綜合開(kāi)拓（ 6）。由于綜合開(kāi)拓比立井、斜井開(kāi)拓要復(fù)雜，僅在特殊情況下采用，故不予考慮，下面對(duì)立井與斜井開(kāi)拓方案進(jìn)行初步論證。 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)的多，圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高；采用絞車(chē)提升時(shí)，提升速度低，能力較小，鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用較高；當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段絞車(chē)提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)較多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占設(shè)備和人力，由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)電纜、管線的長(zhǎng)度大；另外，斜井的通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力較大；當(dāng)表土為富含水的沖積層時(shí)，斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜。 而立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。立井的井筒短、提升速度快、提升能力大；井筒斷面大， 可滿(mǎn)足通風(fēng)的要求。 由地質(zhì)資料可知，本礦地質(zhì)條件復(fù)雜，含表土沖積層較厚，不適宜采用斜井開(kāi)拓，下面對(duì) 8 方案再做比較。 8 方案均為立井開(kāi)拓，但 7 方案的井筒位置在煤層之外，雖有減少煤柱損失的好處，但大大增加了石門(mén)的掘進(jìn)量，以及生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸量，不合算，舍去，下面就 8方案作技術(shù)比較。 8 方案的區(qū)別主要在于： 2 方案為以 360 水平以上為立井開(kāi)拓，以下為立井延伸開(kāi)拓， 8 方案為以 200 水平以上為立井開(kāi)拓，以下為立井延伸開(kāi)拓，兩方案均符合礦井設(shè)計(jì)規(guī)范，技術(shù)上均可行，難以明顯區(qū)分技術(shù)上的優(yōu)劣。由于 2 方案要開(kāi)拓到 360 水平，初期投資較多，但僅需一次延伸，而 8 方案雖初期投資較少，但僅需兩次延伸，建兩次井底車(chē)場(chǎng)，多掘一條運(yùn)輸大巷以及石門(mén)，因此需進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)比較。 經(jīng)濟(jì)比較： 費(fèi)用計(jì)算比較說(shuō)明： 兩方案的各采區(qū)均布置兩條采區(qū)上山，且費(fèi)用相近，所以不作比較。 立井、大巷、石門(mén)、及采區(qū)上山的運(yùn)輸費(fèi)用均系按總運(yùn)輸費(fèi)用的 20%計(jì)算。 井筒、井底車(chē)場(chǎng)、主石門(mén)及運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷等均系布置在堅(jiān)硬的巖層中，維護(hù)費(fèi)用低，所以在比較中未予計(jì)算。 由于礦井瓦斯涌出量很小，礦井通風(fēng)費(fèi)用未比較，地面費(fèi)用也未比較。 兩方案相異部分 比較如表 42 由表 42 可知，方案 8 比方案 2 更為經(jīng)濟(jì)，而且方案 8 的初期投資較少，所留的保安煤柱也少于方案 2，方案 8 明顯優(yōu)于方案 2，故選方案 8。 表 4— 2 項(xiàng)目 2 方案 8 方案 工程量 總價(jià) 工程量 總價(jià) 基建 井筒 600 600 投資 萬(wàn)元 車(chē)場(chǎng) 7502 7503 運(yùn)輸大巷 1050*2 1050*3 石門(mén) 1000 1800 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 運(yùn)輸費(fèi)用 提升費(fèi)用 維護(hù)費(fèi)用 排水費(fèi) 總計(jì) 四、 井筒位置 由上述方案比較確定，本井田用主、副立井開(kāi)拓。采用中央對(duì)角式通風(fēng)，風(fēng)井也為立井。現(xiàn)將其中井筒特征表述如表 4— 3 所示 表 4— 3 開(kāi)采順序 開(kāi)采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行，因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程。合理的開(kāi)采順序應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： 保證開(kāi)采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。 符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系，最大限度地開(kāi)采煤炭資源。 合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化巷道布置。 盡量降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。 沿煤層走向方 向的開(kāi)采順序 煤層走向是從采區(qū)邊界向上山方向開(kāi)采，采到停采線，然后搬家到別一側(cè)，從別一側(cè)采，最后采用跨上山開(kāi)采。 對(duì)于上山采區(qū)，一般采用后退式． 在垂直方向上 ,即煤層或煤組之間，一般采用下行式開(kāi)采順序，如圖 4210： 項(xiàng)目 主井 副井 風(fēng)井 井口 座標(biāo) M X 3060051 Y 37584070 井口標(biāo)高 M +150 +150 +150 井底標(biāo)高 200 200 0 圖 4210 下行開(kāi)采順序圖 上層采煤工作面超前下層采煤工作面的最小距離，即上下層工作面的安全錯(cuò)距，可用下列公式計(jì)算： Ｘ min=Ｍ /tgδ +L+Ｂ 式中Ｘ min＝上下煤層工作面的安全錯(cuò)距， m Ｍ－兩煤層間距， m δ－層間巖后移動(dòng)角 ，堅(jiān)硬巖石為這里取 60 度； Ｌ－備用距離 40m B1上煤最大控頂距 最?。海?min＝ 25/tg60+40+ ＝ 最大：Ｍ max＝ 50/tg60+40+ ＝ 73m 三，水平采區(qū)劃分 由于一水平走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，用一個(gè)采區(qū)則過(guò)長(zhǎng)，一般采區(qū)長(zhǎng)度為 1000~1500 米，傾向垂高不大于 250 米，所以，劃分適當(dāng)?shù)牟蓞^(qū)，及工作面?zhèn)€數(shù)，對(duì)開(kāi)采及管理都有很大的好處。本井田走向長(zhǎng)為 2100 米，傾向長(zhǎng)平均為 1800 米，本井田劃分為三個(gè)水平，每個(gè)水平劃分為兩個(gè)采 區(qū)。 第五章 礦井基本巷道 第一節(jié) 井筒 （一）、副立井井筒的斷面布置 ： 由于圓形斷面井筒采用混泥土或料石砌碹支護(hù)，具有服務(wù)年限長(zhǎng)，承受地壓性能好，維護(hù)費(fèi)用低，通風(fēng)阻力小，施工方便等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，所以決定采用圓形斷面。 ： 罐道梁的截面形式，除了滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕的要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足通風(fēng)阻力小，鋼材消耗少，投資省，安裝維護(hù)方便等要求。在多繩提升或使用鋼絲繩防墜器的井筒，尤其是深井，宜選用槽鋼或型