【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替。 盡量降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。 礦井各水平的開(kāi)采順序按照從上到下的原則，作好水平接替和礦井延深工作。采區(qū)內(nèi)各煤層和各工作面必須有一定的順序組織開(kāi)采才能保證均衡生產(chǎn)。在煤層群中，上下煤層的開(kāi)采順序，一般先采上層在采下層，在同一分段內(nèi)，上下層如同時(shí)開(kāi)采，應(yīng)使上層工 作面超前一段距離，避免受下層頂板巖石移動(dòng)影響。一般上層超前 4060m 以上，使老頂來(lái)壓不致影響下層開(kāi)采。 同一煤層內(nèi)，沿傾斜方向的開(kāi)采順序，采用下行式開(kāi)采順序。沿煤層走向方向的開(kāi)采順序采用雙翼開(kāi)采，有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確保生產(chǎn)的連續(xù)性，有利于礦井的通風(fēng)運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理。 第一水平劃分為四個(gè)采區(qū)，采區(qū)走向長(zhǎng)平均 1440m，傾向長(zhǎng) 1580/1400m。 配采：煤層牌號(hào)相同不需配采，兩翼配采產(chǎn)量的比例與 19 兩翼的儲(chǔ)量分布的比例大體一致。本礦井為大型礦井設(shè)兩個(gè)備采工作面；生產(chǎn)工作面結(jié)束前安排接替工作 面。采煤工作面年進(jìn)度為 3420m。 五、選擇礦井開(kāi)拓方案 影響選擇礦井開(kāi)拓方案的因素很多，主要是地質(zhì)因素、技術(shù)因素和管理因素。 礦井建設(shè)首先要選擇合理的開(kāi)拓方案。它直接關(guān)系到礦井的綜合經(jīng)濟(jì)效益。選擇礦井開(kāi)拓方案的主要依據(jù)是地質(zhì)因素和地理因素，其中地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況和地形條件又是關(guān)鍵因素，但在特定的條件下，技術(shù)裝備和管理水平也可能成為決策時(shí)的主要因素。為此，在選擇礦井開(kāi)拓方案時(shí)需要綜合考慮上述各種影響因素。 預(yù)提開(kāi)拓方案及確定較優(yōu)方案 根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出五個(gè)可行的礦井開(kāi)拓方案進(jìn)行比較，先通過(guò) 技術(shù)比較，從中確定兩個(gè)技術(shù)上相對(duì)優(yōu)越的方案，然后對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行詳盡的經(jīng)濟(jì)比較，并綜合考慮各種因素，從而確定一個(gè)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的最佳方案。 現(xiàn)針對(duì)第一水平的開(kāi)拓，兼顧下水平的延伸，預(yù)提出五個(gè)開(kāi)拓方案： 方案Ⅰ：一對(duì)立井開(kāi)拓，主副井均采用立井開(kāi)拓，主井用箕斗提升，副井用罐籠提升，主要任務(wù)是提矸，擔(dān)負(fù)人員和設(shè)備的升降、坑木入井，主副井均兼做進(jìn)風(fēng)井。 20 開(kāi)拓方案剖面圖見(jiàn)圖 主立井井底車場(chǎng)副立井主石門(mén)集中運(yùn)輸大巷主石門(mén) 立井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖 方案Ⅱ：斜井 立井聯(lián)合開(kāi)拓，主井為斜井開(kāi)拓，皮帶運(yùn)提，副井為立井開(kāi)拓，罐籠提升，主要擔(dān)負(fù)提矸，人員和設(shè)備的升降、坑木入井。（開(kāi)拓方案剖面圖見(jiàn)圖） 井底車場(chǎng)副立井主石門(mén)集中運(yùn)輸大巷穿層斜井穿層斜井主石門(mén) 斜井 立井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖 21 方案 Ⅲ ： 一對(duì)斜井開(kāi)拓，即主副井都用斜井開(kāi)拓，主井皮帶運(yùn)提，副井串車提升。 （開(kāi)拓方案剖面圖見(jiàn)圖） 斜井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖 方案 Ⅳ ： 一對(duì)反斜井開(kāi)拓，主井用皮帶運(yùn)提，副井用串車提升，主副井兼做進(jìn)風(fēng)井。 （開(kāi)拓方案剖面圖見(jiàn)圖 ） 反斜井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖 井底車場(chǎng)主石門(mén) 集中運(yùn)輸大巷主斜井/副斜井井底車場(chǎng)主石門(mén)主斜井/ 副斜井集中運(yùn)輸大巷 22 方案 Ⅴ ： 反斜井 立井聯(lián)合開(kāi)拓，反斜井做主井，皮帶運(yùn)提，立井做副井，罐籠提升， 做輔助運(yùn)提，兩井均兼做進(jìn)風(fēng)井。 （開(kāi)拓方案剖面圖見(jiàn)圖） 反斜井 立井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖 開(kāi)拓方案技術(shù)比較 預(yù)提方案比較表 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 第 Ⅰ 方案 ，井下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn)量； ，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低； ，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制； ，結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，人員升降速度快； ，只壓一個(gè)煤柱。 備較復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢 ， 需要穿越含水層，施工復(fù)雜，工作條件差 ； ； 。 副立井主斜井集中運(yùn)輸大巷主石門(mén)井底車場(chǎng) 23 第 Ⅱ 方案 ，易于保證礦井產(chǎn)量，井底車場(chǎng)位于儲(chǔ)量中心，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低； ，運(yùn)輸速度快； ， 提升能力大 ，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)提； 便，對(duì)生產(chǎn)的干擾少 ； 界，少壓煤柱 。 和斜井井筒大量壓煤 ； 央，立井井口和斜井井口不利于集中布置，工業(yè)廣場(chǎng)比較分散； 井線路長(zhǎng)，管道鋪設(shè)工程量大 ，費(fèi)用高； ，通風(fēng)阻力大； 第 Ⅲ 方案 ，易于保證礦井產(chǎn)量； ，便于集中布置工業(yè)廣場(chǎng)； 界，不壓或少壓煤柱； ，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低； ，采用皮帶提升，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)提，提升費(fèi)用低 ； ，對(duì)正常生產(chǎn)的干擾小。 ，煤柱損失量大； 井線路長(zhǎng)，管道鋪設(shè)工程量大，費(fèi)用高； ，井同較長(zhǎng)，通風(fēng)困難； 備較復(fù)雜， 掘進(jìn)速度慢； ； 的正常生產(chǎn)。 第 Ⅳ 方案 ，易于保證礦井產(chǎn)量，井底車場(chǎng)位于儲(chǔ)量中心，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低； ，掘進(jìn)及施工設(shè)備簡(jiǎn)單，初期投資少 ； ， 提升能力大 ，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)提； 便，對(duì)生產(chǎn)的干擾少 ； 內(nèi)，生產(chǎn)比較集中； 。 ，通風(fēng)阻力較大； ，沿井筒敷設(shè)管路、電纜所需的管線長(zhǎng)度較大，留保安煤柱，增加煤柱 損失； 難，一二水平都需留較多的保安煤柱； 礦井多段提升轉(zhuǎn)載，環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，增加提升費(fèi)用 ； 24 第 Ⅴ 方案 ，掘進(jìn)速度較快，便于施工； ，易于保證礦井產(chǎn)量，井底車場(chǎng)位于儲(chǔ)量中心，井下運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低 ； ， 提升能力大 ，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)提； ，輔助運(yùn)提效率高。 和斜井井筒大量壓煤； ； 井筒較長(zhǎng)，增加了掘進(jìn)量； ，通風(fēng)阻力較大 通風(fēng)困難 ； 費(fèi)用高； ，且都需留較多的保安煤柱，煤柱損失量大。 由于本礦井的煤層埋藏較深，雖然為近水平煤層，但傾斜長(zhǎng)度大，所以垂高也較大， 因此不宜用單水平開(kāi)拓，至少要分兩個(gè)水平，對(duì)第一水平的開(kāi)拓方案的確定，要兼顧下水平的延伸，方案Ⅳ和方案Ⅴ都采用了反斜井開(kāi)拓，不僅工業(yè)廣場(chǎng)和井筒大量壓煤，而且對(duì)下水平的延伸開(kāi)拓帶來(lái)較大的困難，技術(shù)上不合理，不予考慮。對(duì)于方案Ⅲ副井采用斜井開(kāi)拓，由于本井田埋藏較深，斜井輔助運(yùn)輸極不合理，所以也不予考慮。對(duì)于方案Ⅰ和方案Ⅱ各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，難以單純的從技術(shù)方面加以取 舍，因此對(duì)方案Ⅰ和方案Ⅱ進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，以便確定最優(yōu)的開(kāi)拓方案。 25 第五章 礦井基本巷道 第一節(jié) 井 筒 井筒在礦井開(kāi)發(fā)和開(kāi)采中的作用是不言而喻的，它是整個(gè)礦井的進(jìn)口和出口，井筒選擇決定于其用途、服務(wù)年限等因素，井筒的斷面大小更是整個(gè)礦井的關(guān)鍵因素，它決定了礦井的用途、井型、服務(wù)年限等。同時(shí)，井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)、涌水情況、選擇的支護(hù)方式及施工方法等因素也決定了井筒的斷面形狀。 一、 井筒斷面形狀和布置形式 井筒斷面形狀 井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、穿過(guò)的巖層性質(zhì)、選擇的支護(hù)材料，及 施工方法等因素確定。 我國(guó)的礦井中，立井井筒斷面大多選用圓形，只有少數(shù)小型礦井選用矩形。 圓形斷面常采用混凝土、料石或混凝土噴砼支護(hù)，具有服務(wù)年限長(zhǎng)、承受地壓性能較好、生產(chǎn)期間支護(hù)不需要或很少需要維修、通風(fēng)阻力小，以及便于施工等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，服務(wù)年限在 10 年以上的礦井都采用圓形斷面。其主要缺點(diǎn)是斷面利用率較差。立井井筒的名稱見(jiàn)表 26 立 井 井 筒 名 稱 名 稱 用 途 提升容器及裝備 備注 主 井 提 煤 箕斗（小型礦井裝備罐籠） 除小型礦井外，一般不設(shè)梯子間，目前在設(shè)計(jì)中，一般不考慮留延伸間 副 井 升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼做通風(fēng)、排水。 罐籠；排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間。 風(fēng) 井 進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)或兼做礦井的安全出口。 梯子間及管線、電纜等 有的礦井根據(jù)需要還設(shè)有提升設(shè)備。 混合井 兼做主副井之用 箕斗、罐籠；排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間。 常用于老礦井的改建。 矩形斷面井筒僅適于采用木井框支護(hù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是斷面利用率高，但服務(wù)年限短，承受地壓能力差，而且四角不易開(kāi)鑿，故矩形斷面多用于服務(wù)年限不長(zhǎng)（小于 10～ 15年）、圍巖較堅(jiān)固的金屬礦中。 除了圓形和矩形斷 面的井筒外，還有六角形和橢圓形斷面的井筒，但由于這些礦井施工不便，且斷面利用率低，只在個(gè)別情況下采用。 綜合上述各因素，本礦井生產(chǎn)能力大，服務(wù)年限較長(zhǎng)，選定斷面形狀為圓形斷面。 井筒的布置形式 井筒斷面布置主要根據(jù)提升間的提升容器與井筒裝備的類型來(lái)決定。井筒斷面內(nèi)除提升間外，根據(jù)井筒的用途和需要的不同，往往還須布置梯子間、管子間或延伸間。 在提人的罐籠井（副井）中必須設(shè)梯子間，箕斗井（主井）可不設(shè)梯子間?，F(xiàn)有礦井立井井筒內(nèi)一般都沒(méi)有梯子間，但有些井筒的梯子間由于年久失修不能使用。目前，在大型 27 礦井和深井中 有用緊急罐籠代替梯子間的趨勢(shì)。 過(guò)去在箕斗立井井筒的一般設(shè)計(jì)中，曾留有延伸間，作為井筒的延伸之用。但生產(chǎn)中多采用從輔助水平延伸井筒的方法，僅少數(shù)礦井利用延伸間延伸井筒。據(jù)一些礦井利用延伸間延伸箕斗立井井筒的經(jīng)驗(yàn)：在淺井（ 350～ 440米 ）利用延伸間延伸井筒，在地面提升和卸載，具有不干擾生產(chǎn)、輔助工程量小、管理集中等優(yōu)點(diǎn)。 若礦井儲(chǔ)量豐富，在以后有可能擴(kuò)大生產(chǎn)，可以留有延伸間。在井筒延伸后可利用延伸間安裝輔助提升設(shè)備，以滿足礦井?dāng)U大生產(chǎn)能力的需要。 井筒斷面布置的設(shè)計(jì)，既要滿足井筒內(nèi)提升容器等設(shè)備布置的要求， 又要力求縮小井筒斷面，簡(jiǎn)化井筒裝備，以達(dá)到節(jié)約材料和投資費(fèi)用的目的。 根據(jù)提升容器和井筒裝備的不同，井筒斷面布置形式多種多樣。煤礦中圓形井筒斷面常用的布置形式列于表 井筒平面布置形式 圖 示 提升容器 井筒裝備 一對(duì) 25噸箕斗 金屬罐道梁、鋼軌罐道、雙側(cè)布置，不設(shè)梯子間。 一對(duì) 3t 底卸式礦車雙層單車罐籠 金屬罐道梁、金屬或木罐道，雙側(cè)布置；設(shè)梯子間、管子間。 28 金屬梁，設(shè)梯子間 井筒布置要求 1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼做風(fēng)井。如兼做回風(fēng)井時(shí)，井上下裝卸載裝置和井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不得超過(guò) 15%，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施；兼做進(jìn)風(fēng)井時(shí)，井筒中的風(fēng)速不得超過(guò) 6m/s，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 2）作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過(guò) 300 米時(shí)，宜每隔 200米左右設(shè)置一休息點(diǎn)。休息點(diǎn)可在井壁上開(kāi)鑿一硐室與梯子平臺(tái)相連通。 3）井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)所允許的間隙，必須符合規(guī) 定。 4）井筒允許最大風(fēng)速不得超過(guò)表的規(guī)定。 井筒允許最大風(fēng)速 井 筒 名 稱 允 許 最 大 風(fēng) 速 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井 15 專為升降物料的井筒 12 升降人員和物料的井筒 8 設(shè)梯子間的井筒 8 修理井筒時(shí) 8 29 第二節(jié) 井 底 車 場(chǎng) 井底車場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運(yùn)輸和井筒提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐。井下煤炭和矸石通過(guò)井底車場(chǎng)經(jīng)井筒轉(zhuǎn)運(yùn)到地面，井上的材料和設(shè)備通過(guò)井底車場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)到井下各個(gè)地點(diǎn)。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)以及人員上下等，也必須通過(guò)井底車場(chǎng)。所以它是礦井生產(chǎn)的咽喉，直接影響著礦井的生產(chǎn)和安全。 井底車場(chǎng)路線多，設(shè)備多，設(shè)計(jì)施工復(fù)雜，工程量大。井底車場(chǎng)包括運(yùn)輸巷道和硐室兩部分。 一、井底車場(chǎng)形式的選擇 選擇井底車場(chǎng)形式受許多條件約束，例如地面工業(yè)場(chǎng)地的布局影響井底車場(chǎng)的形式與出口方向；井筒形式井筒與主要運(yùn)輸巷道的位置關(guān)系直接影響井底車場(chǎng)的形式。其它還有礦井生產(chǎn)能力服務(wù)年限等原因。本礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬(wàn) t/年，第一水平井筒距運(yùn)輸大巷遠(yuǎn)，根據(jù)立井井底車場(chǎng)的形式，可選擇環(huán)形刀式車場(chǎng)或折返盡頭式車場(chǎng)。二者比較請(qǐng)參閱表 備選方案比較 類型 圖示 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 環(huán)形刀式井底車場(chǎng) 主井副井 車線與 運(yùn)輸大巷垂直。 要運(yùn)輸 大巷較遠(yuǎn)， 度布置 存車線 直線上 60 萬(wàn) t/a 的礦井 30 折返盡頭式井底車場(chǎng) 主井副井 主井空 重車線 適用于 45萬(wàn) t/a 的礦井 二、 井底車場(chǎng)硐室 井底硐室主要包括井底煤倉(cāng)、中央變電所、中央水泵房、水倉(cāng)、火藥庫(kù)、翻車機(jī)及推車機(jī)硐室和電機(jī)車修理與充電硐室。中央變電所與水泵房組成聯(lián)合硐室，布置在副井井筒附近。 井底煤倉(cāng) 立井井底煤倉(cāng)有直立式和傾斜式兩種，其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見(jiàn)表 表 522 井底煤倉(cāng)形式 形式 煤倉(cāng)與水平面夾角 （度） 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 直 立 式 90 煤倉(cāng)容量大，可實(shí)現(xiàn)多煤種分裝分運(yùn)，受力條件好，施工、維修簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)但倉(cāng)帽 及底部斗口施工較復(fù)雜 食用于圍巖較差的大型礦井 傾 斜 式 50～ 65 煤倉(cāng)上口施工 、安裝較