【文章內(nèi)容簡介】 ～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 井型校核按礦井的實(shí)際煤層開發(fā)能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核：（1）煤層開發(fā)能力。井田內(nèi)2號(hào)煤層平均5m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井集中化原則，可以布置兩個(gè)大采高工作面保產(chǎn)，一個(gè)生產(chǎn)，一個(gè)備用。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核。礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為雙立井三水平開拓，主立井采用箕斗提升，副立井采用罐籠提升和下放材料，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸至運(yùn)輸上山膠帶輸送機(jī)然后搭接到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升到地面，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。運(yùn)輸上山采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用絞車串車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大。（3）通風(fēng)安全條件的校核。礦井煤塵無爆炸危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量小，屬低瓦斯礦井，但為了防止可能出現(xiàn)的瓦斯局部突出，采取預(yù)抽瓦斯措施。礦井采用中央邊界式通風(fēng)，運(yùn)煤大巷和輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)需要。（4）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表31。 工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班生產(chǎn)6h。礦井每晝夜盡提升時(shí)間為16h。第4章 井田開拓 井田開拓的基本問題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)目和位置及其相互聯(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。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需要認(rèn)真研究：（1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置。（2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置。（3布置大巷及井底車場。（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。（5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造。（6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：（1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。（2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。（3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。（4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。（5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。（6）根據(jù)用戶需要，要照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井和立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或谷溝地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部井分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比井筒施工工藝、施工設(shè)備和工序比較簡單，掘進(jìn)速速快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地賣弄工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延深施工方便，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。缺點(diǎn)是斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限，通風(fēng)線路長，阻力大，管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層，施工技術(shù)復(fù)雜。立井井筒不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；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。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。本礦井煤層傾角小，平均為8176。，為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量?。痪膊恍枰厥馐┕?，因此可采用斜井或立井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井。（2）井筒位置的確定井筒位置確定的原則：①有利于第一水平的開車，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量??；②有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少搬遷或不搬遷；③井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；④井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出或軟弱巖層；⑤工業(yè)場地應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；⑥工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；⑦距水源、電源較近，礦井鐵路專用線路短，道路布置合理。對(duì)井下合理開采的井筒位置：①井筒沿井田走向的位置井筒沿井田走向的的有利位置應(yīng)在井田中央。當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)。a、井筒設(shè)在井田中央（儲(chǔ)量分布的中央），可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應(yīng)井下工作量要較前者大； b、井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼產(chǎn)量分配，風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時(shí)，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道斷面，增加掘進(jìn)工程量。c、井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼分擔(dān)比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運(yùn)輸，通風(fēng)過于集中，采煤掘進(jìn)互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。d、實(shí)際工作中，由于井田地質(zhì)條件和其他因素的影響，只要盡可能使兩翼均衡，同時(shí)可將井筒布置在靠近高級(jí)儲(chǔ)量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量可靠。從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后有可能的儲(chǔ)量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計(jì)能力。②井筒沿煤層傾向的位置立井開拓時(shí)井筒沿煤層傾向位置的幾個(gè)原則。井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運(yùn)輸工作量?。痪苍O(shè)在淺部時(shí)，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運(yùn)輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護(hù)井筒和工業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。③對(duì)掘進(jìn)與維護(hù)有利的井筒位置為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。因此，井筒應(yīng)可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動(dòng)影響的地區(qū)。井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。綜上所述，在走向方向上：布置在井田儲(chǔ)量中央有利于礦井的兩翼開采，有利于通風(fēng)、運(yùn)輸、工作面的接替，故井筒位置選在井田走向中央。在傾斜方向上：布置在井田中央可以避免布置在井田淺部時(shí)形成的過長石門開拓，也可以避免布置在井田深部所造成的工業(yè)廣場壓煤過多。故井筒位置選在井田傾斜方向中部。（3）井筒數(shù)目的確定根據(jù)目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，采用立井開拓時(shí)，立井的數(shù)目至少在兩個(gè)以上。同時(shí)根據(jù)本井田具體的條件，兩個(gè)立井可以滿足井田運(yùn)輸?shù)囊?，在本礦井設(shè)計(jì)中，將邊界風(fēng)井和主、副井作為礦井的初期工程。因此，本礦井設(shè)計(jì)為三個(gè)井筒即：主井、副井和風(fēng)井。其具體參數(shù)如下表所示：表41 井筒特征表井筒名稱井筒坐標(biāo)井口標(biāo)高（m）井底標(biāo)高（m）井深（m）井筒傾角(o)井筒直徑(m)井筒斷面(m2)砌 壁經(jīng)距緯距凈掘進(jìn)凈掘進(jìn)厚度mm材料主井+18015033090500鋼筋混凝土副井+18018036090350鋼筋混凝土北風(fēng)井+180+8010090350鋼筋混凝土南風(fēng)井+180+8010090350鋼筋混凝土工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。工業(yè)場地的形狀和面積：，確定地面工業(yè)場地的占地面積為24公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為600m，寬為400m。風(fēng)井工業(yè)廣場的位置：風(fēng)井工業(yè)廣場設(shè)在井田邊界附近，位于淺部煤層風(fēng)化帶之上，不壓煤，長50m，寬40m。 采區(qū)劃分2號(hào)煤層傾角平緩，為6186。~10186。，一般為8 186。，為近水平煤層，故設(shè)計(jì)為三水平開采，每個(gè)水平設(shè)四個(gè)雙翼采區(qū)，采區(qū)式劃分。2號(hào)煤層的生產(chǎn)能力為：。 主要開拓巷道2號(hào)煤層平均厚度為5m，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度大。礦井輔助運(yùn)輸大巷布置在巖層中，距煤層法線距離20~30米，不留大巷煤柱護(hù)巷。距輔助運(yùn)輸大巷50m、比輔助運(yùn)輸大巷標(biāo)高高5m處布置一條運(yùn)煤大巷，運(yùn)煤大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，為了皮帶的運(yùn)輸，應(yīng)使大巷取直，基本沿巖層布置，有時(shí)會(huì)穿煤層，穿煤層時(shí)留30m的保護(hù)煤柱。在煤層淺部風(fēng)化帶內(nèi)布置一條回風(fēng)大巷，由于風(fēng)化帶巖石較破碎，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。一共三條大巷，為了排水方便，應(yīng)留設(shè)3‰的坡度，也叫等阻坡，傾向井底車場方向。（1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下三種開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平開拓，暗斜井延深主、副井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)兩水平，采用暗斜井延深。暗斜井中主提升采用膠帶輸送機(jī)提升，在第一水平井底煤倉轉(zhuǎn)運(yùn)，再通過箕斗提升至地面，提升能力大；輔助運(yùn)輸采用絞車串車提升，提升能力較大。大巷布置在巖層中，沿煤層底板掘井。第一水平采用上山開采，第二水平采用上下山結(jié)合開采，如圖41所示：圖41 方案一 立井兩水平開拓，暗斜井延深方案二：立井兩水平開拓，暗立井延深主、副井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)兩水平，采用暗立井延深。主提升采用通過式箕斗提升，提升能力大；輔助運(yùn)輸采用罐籠提升，提升能力較大。大巷布置在巖層中，沿煤層底板掘井。第一水平采用上山開采，第二水平采用上下山結(jié)合開采，如圖42所示：圖42 方案二 立井兩水平開拓，暗立井延深方案三：立井三水平開拓，暗斜井延深主、副井筒均為立井，布置在井田中央，設(shè)三水平，采用暗斜井延深。主提升采用膠帶輸送機(jī)提升，在第一水平的井底煤倉轉(zhuǎn)運(yùn)，用箕斗提升至地面，提升能力大；輔助運(yùn)輸采用絞車串車提升，提升能力較大。大巷布置在巖層中，沿煤層底板掘井。三個(gè)水平均采用上山開采，如圖43所示：圖43 方案三 立井三水平開拓，暗斜井延深（2）技術(shù)比較以上三個(gè)方案大巷布置位置和井筒形式相同，區(qū)別在于水平的數(shù)目和延深的方法不一樣。在方案二中，立井距奧灰?guī)r最短距離為25m，由于奧灰?guī)r是富含水層，水壓較大，有穿透巖層的可能，使整個(gè)礦井淹沒，故為安全起見，不宜采用。方案一、三均采用斜井延深，離奧灰?guī)r含水層較遠(yuǎn)，安全性好，故適宜。其井筒形式、大巷布置位置、延深方式均相同，區(qū)別在于水平數(shù)目不一樣。方案一第一水平采用上山開采，延深至第二水平時(shí)采用上下山結(jié)合開采。方案三的三個(gè)水平均采用上山式開采。所以，有必要進(jìn)行上下山開采的比較。上下山開采的比較：①上山開采時(shí)，煤向下運(yùn)輸上山的運(yùn)輸能力大，輸送機(jī)的鋪設(shè)長度較長，傾角較大時(shí)還可以采用自溜運(yùn)輸，運(yùn)輸費(fèi)用較低，但從全礦看，它有折返運(yùn)輸。下山開采時(shí)，向上運(yùn)煤，沒有折返運(yùn)輸，總的運(yùn)輸工作量較小。②上山開采時(shí)，井下涌水可直接流入井底水倉，排水系統(tǒng)簡單。下山開采時(shí)，各采區(qū)都要解決采區(qū)內(nèi)的排水問題。如涌水量不大，可在每區(qū)段下部設(shè)臨時(shí)排水硐室及小水倉，隨采掘工作的向下發(fā)展，在相應(yīng)的區(qū)段安裝排水設(shè)備，將采區(qū)涌水排至大巷，這樣就要多掘硐室及增加排水設(shè)備。較常用的做法是，將采區(qū)下山一次掘至終深，在其下部掘排水硐室、水倉和安裝排水設(shè)備，這樣就增加總的排水工作量和排水費(fèi)用。此外，如排水系統(tǒng)發(fā)生故障（如水倉淤塞、管路損壞、水泵損壞等），將影響下山采區(qū)的生產(chǎn)，而上山開采則沒有這個(gè)問題。③下山掘進(jìn)的裝載、運(yùn)輸、排水等工序比較復(fù)雜，因而掘進(jìn)速度較慢、效率較低、成本較高，尤其當(dāng)下山坡度大、涌水量大時(shí)，下山掘進(jìn)更為困難。而上山掘進(jìn)則方便得多。④上山開采時(shí)，新鮮風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)上山進(jìn)入采區(qū)，清洗工作面后的污風(fēng)上山流入回風(fēng)道，新風(fēng)和污風(fēng)均向上流動(dòng)，沿傾斜方向的風(fēng)路較短；而下山開采時(shí)，新鮮風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)下山進(jìn)入采區(qū)，清洗工作面后的污風(fēng)經(jīng)回風(fēng)下山回到回風(fēng)道，風(fēng)流在進(jìn)風(fēng)下山和回風(fēng)下山內(nèi)流動(dòng)的方向相反，采區(qū)范圍內(nèi)沿傾斜方向的風(fēng)路長，在通風(fēng)最困難時(shí)，約比上山采區(qū)長一倍。并且，進(jìn)風(fēng)下山和回風(fēng)下山相距一般約20~30m，上山之間有巷道連通，用風(fēng)門控制風(fēng)流，兩下山之間風(fēng)壓差較大，通風(fēng)管理比較復(fù)雜，當(dāng)瓦斯涌出量較大時(shí)，通風(fēng)更困難。下山開采的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用原有開采水平的井巷和設(shè)施，節(jié)省開拓工程量和基建投資，可延長水平服務(wù)年限，推遲