【文章內容簡介】 同而階段斜長不等是很普遍的。 開采水平的尺寸以水平垂高表示。水平垂高是指該水平開采范圍的垂高。若一個開采水平只開采一個上山階段，階段的垂高就是水平的垂高，通常所說 的水平高度，如不附加說明，即指階段高度。若一個水平開采上下山各一個階段，水平垂高就應是這兩個階段的總垂高。在極少數情況下，一個開采水平開采兩個上山階段，水平垂高就應包括兩個上山階段的垂高。 對開采近水平煤層的礦井，井田內各煤層的斜長可能很長，但其垂高不大，也不劃分為階段，而是劃分為盤區(qū)。如開采煤層不多、上下可采煤層的間距不大，可以采用單水平開拓。如開采煤層數目較多，上下可采煤層的間距較大，就要劃分煤組，各煤組分別設置開采水平，實行多水平開拓。 采區(qū)斜長與垂高比較見下表 314：（單位 m） 表 314： K= 水平名稱 儲量 45萬 t 60萬 t 90萬 t 一水平 1470 33 24 17 二水平 943 21 16 12 三水平 444 10 8 5 根據設計規(guī)范，第 1水平 T125年，則 A=45萬 t符合設計要求。 所以： T=45萬 t，為所定井型， T=52年為該礦井的服務年限。 由該礦井 45萬 t/a，可求得日生產能力為 1500t/a（以 300天計）。 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田地質 一 井田地形、構造、水文地質對其開拓的影響。 八一礦井位于唐洞礦區(qū)南翼，其地形標高 一般為 + 50 米，屬底山丘陵地形，因此不適應平峒開拓，而可考慮立井、斜井開拓。在井田內無大的 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。因此在考慮開拓時，應考慮立井或斜井開拓。井田內無大的斷層，且小斷層少，對開拓無影響。 二 井口數目和位置的選擇 本礦井采用主副井雙井筒開采，其位置見方案比較圖。 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 1800 米，劃分為三個水平： 以下。其垂高分別為 250 米 .160 米 .90 米。第一水平劃分為三個階段，其階段垂高為 66 米。 四、工業(yè)廣場 工業(yè)場地是指礦井地面工業(yè)生產的場所，包括生產指揮機構在內。例如，主、副井，礦井變電所和壓風機站，煤炭加工生產系統(tǒng)（篩煤或洗煤廠、鐵路裝車站，儲煤場和煤倉，矸石排放或處理設施），供水、供熱，機電維修場以及行政福利設施等。地理位置實際上反映著主、副井的位置。而且應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決定選擇不壓煤或少壓煤的 五 預定方案的提出 因本井田地質、 水文條件簡單，煤層傾角為 22 度。因此本著基建費用底，施工簡單思想。對于主、副立井則預選方案如下： 一方案、 200 水平以上采用立井開拓， 200 以下采用暗斜井開拓，井筒在煤層上部，其開拓剖面圖如圖 4— 1 二方案、 360 水平以上采用立井開拓， 360 水平以下采用立井延伸開拓。其開拓布置剖面圖如圖 4— 2 所示。 三方案： 斜井開拓。 其開拓布置剖面圖如圖 4— 3 所示。 四方案、主斜井暗立井開拓。其開拓布置剖面圖如圖 4— 4 所示 五方案、反斜井開拓方式。其開拓布置剖面圖如圖 4— 5 所示。 六方案： 200 水平以上用主副立井開拓，以下水平用 0 暗斜井開拓。且井筒在煤層以外，其開拓剖面圖如圖 4— 6 七方案： 200 水平用主副立井開拓，以下水平用立井延伸開拓。且井筒在煤層以外，其開拓剖面圖如圖 4— 7 八方案： 200 水平以上采用立井開拓， 200 水平以下采用立井延伸開拓。其開拓布置剖面圖如圖 4— 8 所示。 對以上各方案要確定哪一個才是最終可行方案，則要根據其技術、經濟上仔細分析比較之后才能得出結論，下面就技術和經濟兩方面進行比較。 1，技術比較 以上所提各方案所適應的地質條 件及優(yōu)缺點匯成表 4— 1。 表 4— 1 適用條件 優(yōu)點 缺點 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條件復雜，井筒施工需用特殊方法施工 多水平開采的急傾斜煤層 一般不受煤層傾角厚度瓦斯水文等自然條件限制 能通過復雜的地質條件，提升能力大，機械化程度高 圓形斷面井筒維護費用底，有效斷面大，通風條件好 井筒鋪設的管線短，人員井下石門較長 井筒施工復雜，掘進速度慢 開鑿費用高，基建費用高 投產時間長 第一水平時井底車場布置在煤層頂板，增加煤柱 損失 材料升降速度快 二方案 同上 除以上優(yōu)點外，在斜井延伸過程中，還有施工方便、節(jié)約立井開掘工程量和投資費用、立井井筒隨開采深度增加而石門工程量大的缺點 同上 三方案 煤層賦存較淺，垂深在200M 以內，最大到 500M都要首先研究斜井開拓的可能性與合理性。過去多用于中，小型礦井。 對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，都采用此開拓方式。因為斜井開拓有施工簡便，建設快，投資少的優(yōu)點，使一般生產能力較小，生產費用高，過去多用于中，小型礦井。且斜井傾角可在一定范圍內調整，井口在開采深度相等的條件下，斜井井筒長度比立井長，鋪設的管線也長 維護費用高 通風、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動性 和適應性較大。 四方案 同上 除以上優(yōu)點外，對暗立井有提升速度快，提升能力大，而便于擴建等優(yōu)點 除上述外，對暗立井有施工難，設備費用高等缺點 五方案 煤層賦存深度在當地侵蝕基準面以下 200到 1000米 沖積層厚度在 20 到 400米 采用單一的開拓方式不能滿足通風、安全、充填、提升等不同需要或技術 經濟不合理時 主井井筒短，提升速度快，能力大 井田淺部開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，則管理不方便 若兩井口相距近而井底相距遠，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，用串車提升時較難。用膠帶運輸機，因井筒有淋水，傾角不宜過大，則井筒斜長更加增加，而使提升困難，且更難維護和廢棄第一水平的開拓巷道 七 方 案 同第一方案 減少石門工程量，克服用暗斜井時二次提升帶來的困難，一次提升方便、速度快 立井施工較難，增加二期建設投資，廢棄第一水平的開拓巷道 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 水文地質情況簡單 井筒施工簡單掘進速度快費用低 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，不用大型提升設備，鋼材消耗量小 減少井下石門長度 投產時間快，基建投資少 在開采深度相等的條件下，斜井井筒長度比立井長，鋪設的管線也長 維護費用高 通風、排水阻力大 受自然條件限制 由此可知，開拓方案可分為立井（ 8），斜井開拓（ 5），綜合開拓（ 6）。由于綜合開拓比立井、斜井開拓要復雜，僅在特殊情況下采用，故不予考慮，下面對立井與斜井開拓方案進行初步論證。 在自然條件相同時，斜井要比立井長的多，圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高；采用絞車提升時，提升速度低，能力較小，鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用較高；當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉載環(huán)節(jié)較多，系統(tǒng)復雜，更要多占設備和人力，由于斜井較長，沿井筒敷設電纜、管線的長度大；另外，斜井的通風風路較長，斜井井筒斷面小，通風阻力較大；當表土為富含水的沖積層時，斜井井筒掘進技術復雜。 而立井開拓的適應性很強，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， 可滿足通風的要求。 由地質資料可知，本礦地質條件復雜，含表土沖積層較厚，不適宜采用斜井開拓，下面對 8 方案再做比較。 8 方案均為立井開拓，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，但大大增加了石門的掘進量，以及生產過程中的運輸量，不合算，舍去，下面就 8方案作技術比較。 8 方案的區(qū)別主要在于： 2 方案為以 360 水平以上為立井開拓，以下為立井延伸開拓， 8 方案為以 200 水平以上為立井開拓，以下為立井延伸開拓，兩方案均符合礦井設計規(guī)范，技術上均可行，難以明顯區(qū)分技術上的優(yōu)劣。由于 2 方案要開拓到 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，建兩次井底車場，多掘一條運輸大巷以及石門，因此需進一步的經濟比較。 經濟比較： 費用計算比較說明： 兩方案的各采區(qū)均布置兩條采區(qū)上山，且費用相近，所以不作比較。 立井、大巷、石門、及采區(qū)上山的運輸費用均系按總運輸費用的 20%計算。 井筒、井底車場、主石門及運輸大巷、回風大巷等均系布置在堅硬的巖層中，維護費用低，所以在比較中未予計算。 由于礦井瓦斯涌出量很小，礦井通風費用未比較，地面費用也未比較。 兩方案相異部分 比較如表 42 由表 42 可知，方案 8 比方案 2 更為經濟，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 項目 2 方案 8 方案 工程量 總價 工程量 總價 基建 井筒 600 600 投資 萬元 車場 7502 7503 運輸大巷 1050*2 1050*3 石門 1000 1800 生產經營費用 運輸費用 提升費用 維護費用 排水費 總計 四、 井筒位置 由上述方案比較確定，本井田用主、副立井開拓。采用中央對角式通風，風井也為立井?，F將其中井筒特征表述如表 4— 3 所示 表 4— 3 開采順序 開采順序是指礦井采掘工作應有計劃有步驟地按一定順序進行，做到采掘并舉，掘進先行，因此，要研究采煤和掘進安排特點，了解有關政策與規(guī)程。合理的開采順序應滿足下列要求： 保證開采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產、高產。 符合煤層采動影響關系，最大限度地開采煤炭資源。 合理集中生產，充分發(fā)揮機械設備的能力，提高礦井的勞動生產率，簡化巷道布置。 盡量降低掘進率，減少井巷工程量和基建投資。 沿煤層走向方 向的開采順序 煤層走向是從采區(qū)邊界向上山方向開采，采到停采線，然后搬家到別一側，從別一側采，最后采用跨上山開采。 對于上山采區(qū)，一般采用后退式． 在垂直方向上 ,即煤層或煤組之間，一般采用下行式開采順序，如圖 4210： 項目 主井 副井 風井 井口 座標 M X 3060051 Y 37584070 井口標高 M +150 +150 +150 井底標高 200 200 0 圖 4210 下行開采順序圖 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距，可用下列公式計算： Ｘ min=Ｍ /tgδ +L+Ｂ 式中Ｘ min＝上下煤層工作面的安全錯距， m Ｍ－兩煤層間距， m δ－層間巖后移動角 ，堅硬巖石為這里取 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 由于一水平走向長度較長，用一個采區(qū)則過長，一般采區(qū)長度為 1000~1500 米，傾向垂高不大于 250 米，所以，劃分適當的采區(qū)，及工作面?zhèn)€數，對開采及管理都有很大的好處。本井田走向長為 2100 米，傾向長平均為 1800 米，本井田劃分為三個水平，每個水平劃分為兩個采 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，具有服務年限長，承受地壓性能好，維護費用低，通風阻力小，施工方便等優(yōu)點，結合本礦井的實際情況，所以決定采用圓形斷面。 ： 罐道梁的截面形式，除了滿足強度、剛度和耐腐蝕的要求外，還應滿足通風阻力小，鋼材消耗少，投資省，安裝維護方便等要求。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