【導(dǎo)讀】煤層工業(yè)牌號(hào)為1、4煤層以氣煤為主，局部氣肥，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量。采用集中大巷布置，大巷采用14t架線式電機(jī)車牽引3t底卸式礦。車運(yùn)輸，采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。

　　

【正文】 3） 膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度。 17 缺點(diǎn)： 1） 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得 多； 2） 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用 3） 多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力 ； 由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長(zhǎng)度較大 ； 4） 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升 ； 5） 當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時(shí) ,斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜 ,有時(shí)難以通過 。 適用條件 ：煤層賦存 較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～ 500m，含水砂層厚度小于 20～ 40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層 ，以及 井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層 。 技術(shù)評(píng)價(jià) ：本井田一水平設(shè)在－ 270m 水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況不宜采用雙斜井開拓．龐莊礦井田賦存深度為 50m～ 600m．在技術(shù)上是不可行的 。故不宜采用雙斜井開拓。 （ 3） 主 斜 井副 立 井開拓 優(yōu)點(diǎn)：兼有斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)，主井采用斜井開拓，井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低 。 副井采用立井開拓，井筒容易維護(hù)，有效斷面大，有利于通風(fēng)，提升速度快 。 缺點(diǎn)：如果井口相近，則井底相距較遠(yuǎn)，井底車場(chǎng)布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠(yuǎn)，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應(yīng)地增加了煤柱損失 。 適用條件：介于雙立井與雙斜井之間 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場(chǎng)的布置等實(shí)際情況，如用綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場(chǎng)的布置，也不利于井底車場(chǎng)的布置，井下的 聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣，故該方案在技術(shù) 上 不合理，不適合本設(shè)計(jì)礦井。 所以本井田不利于用綜合開拓 。 井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)， 需要 經(jīng) 過 綜合比選 后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)布置相匹配， 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分， 需要綜合考慮 。選擇的 主要因素和原則 為： 18 （ 1） 井下條件： 1） 在井田走向的儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡； 2） 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； 3） 勘探程度及初期工程量。 （ 2） 地面條件： 1） 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； 2） 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； 3） 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 4） 井口要避開地面滑坡、巖 崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； 5） 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 在本設(shè)計(jì)井田中，井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央。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，在此開成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。 已確定井口位于井田走向方向的中部，但傾斜方向還不能確定，于是提出三種沿井田傾斜方向的井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田淺部 方案二：井筒位于井田中部 方案三：井筒位于井田深部 （ 3） 三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)為： 1） 井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長(zhǎng)； 2） 井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長(zhǎng)度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也??； 3） 井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長(zhǎng)，但對(duì)于開采井田深部煤層及井通延伸有利； 4） 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，但傾斜長(zhǎng)度較大，從有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置。 由此可確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置 選擇方案二， 在井田的中部稍靠上方。 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時(shí)，一般 以 淺部 向深部開采，以達(dá)到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，一個(gè)井田 19 可以單水平開采， 也 可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個(gè)開采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各 帶 區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 本礦地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦井涌水量較低，瓦斯含量較低，平均傾角為 10176。，故采用條帶式采煤法， 跳采留煤柱開采。 當(dāng)采到深部時(shí)，由于礦山壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈，帶區(qū)斜巷采用雙巷布置，采用依次接替，根據(jù)上述各項(xiàng)決定，確定開拓方案有四種： Ⅰ方案 ：立井兩水平開拓，如圖 3— 1； Ⅱ方案：立井兩水平，主暗斜井開拓，如圖 3— 2； Ⅲ方案：立井三水平開拓，如圖 3— 3； Ⅳ方案：立井三水平，主暗斜井開拓；如圖 3— 4。 圖3 ４ 立井三水平、主暗斜井開拓（方案４）圖3 ３ 立井三水平開拓（方案３）圖3 ２ 立井雙水平、主暗斜井開拓（方案２）圖3 1 立 井雙水平開拓（方案１） 2 70 4 50 2 70 4 50 2 00 3 50 5 00 2 00 3 50 5 00 20 方案Ⅰ和方案Ⅱ區(qū)別在于第二水平是立井開拓還是主暗斜井開拓兩方案比較，方案Ⅰ需要多開立井井筒 180m，階段石門 600m，并相應(yīng)增加了井筒和石門的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用；方案Ⅱ多開主暗斜井 785m（傾角 16176。），并相應(yīng)增加了斜井的提升和排水費(fèi)用，粗略估算表明，兩方案費(fèi)用相差不大，采用立井提升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，礦井延伸在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少，但施工條件差，施工速度慢，開拓維護(hù)費(fèi)用高，采用斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低，但需要與暗斜井配套設(shè)備，人員，材料運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載，考慮到方案Ⅰ的提升，排水工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案Ⅱ中未計(jì)入暗斜井上下部車場(chǎng)的石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案Ⅰ在通風(fēng)方面優(yōu)于方案Ⅱ，決定選用方案Ⅰ。 方案Ⅲ與方案Ⅳ比較同方案Ⅰ與方案Ⅱ類似，但粗略估計(jì)方案Ⅲ比方案Ⅳ費(fèi)用高出 %，決定采用方案Ⅳ。 余下的方案Ⅰ與方案Ⅳ技術(shù)上均可行，需要通過經(jīng)濟(jì)比較，確定優(yōu)劣。 具體經(jīng)濟(jì)比較見 表 3 3 33 所示。 表 31 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 方案Ⅰ 方案Ⅳ 基 建 費(fèi) (萬元 ) 立井 開鑿 2 195 3000 104＝1170 立井開鑿 230 3000 104＝ 690 石門 開鑿 (650+620) 800 104＝ 斜井開鑿 785 1050 104＝ 井底 車場(chǎng) 1000 900 104＝ 90 上下斜井 車場(chǎng) 800 900 104＝ 72 小計(jì) 小計(jì) 生 產(chǎn) 費(fèi) (萬元 ) 立井 提升 ＝ 斜井提升 2057 ＝ 石門 運(yùn)輸 ＝ 立井提升 2057 ＝ 立井 排水 120 24 365 104＝ 排水 120 24 365 16(+) 104＝ 小計(jì) 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 21 表 32 基建費(fèi)用表 項(xiàng) 方案 目 方案Ⅰ 方案Ⅳ 工程量 /m 單價(jià) /元 .m1 費(fèi)用 /萬元 工程量 /m 單價(jià) /元 .m1 費(fèi)用 /萬元 初 期 立井井筒 340+20 6000 260+20 6000 144 副井井筒 340+10 6000 260+10 6000 井底車場(chǎng) 1000 900 90 1000 900 90 主石門 650+620 800 540+570 800 運(yùn)輸大巷 5000360 800 5000360 800 回風(fēng)大巷 5000 800 400 5000 800 400 小計(jì) 后 期 立井井筒 130 6000 170 6000 51 副井井筒 195 6000 400 6000 120 井底車場(chǎng) 1000 900 90 1800 900 162 斜井 785 1050 主石門 650+620 800 1800+750+720 800 運(yùn)輸大巷 5000360 800 5000360 800 回風(fēng)大巷 5000 800 400 5000 800 400 小計(jì) 共計(jì) （萬元） 2374 從 表 3 3 33技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來看，雖然方案Ⅰ的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用略高于方案Ⅳ，但其基建投資費(fèi)用明顯低于方案Ⅳ，由于基建費(fèi)的計(jì)算誤差一般比生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)的計(jì)算誤差小得多，所以可以認(rèn)為方案Ⅰ相對(duì)較優(yōu)，從建井期來看，方案Ⅰ初期需要多掘主 副井筒各 80m，多掘 160m 的主石門，所以建井期較長(zhǎng)一 點(diǎn)，但從開采水平接續(xù)來看，方案Ⅰ僅需延伸一次立井，對(duì)生產(chǎn)的影響低 于方案Ⅳ。 具體見方案一和方案四的水平劃分比較表見表 33。 從表 33中可知，方案四的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于25 年的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于帶區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。 綜上所述， 采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個(gè)開采水平，一、二水 22 平標(biāo)高分別為 270m 和 450m，一水平垂高為 220m，二水平垂高為 180m。一水平主采上兩層煤，采用 俯斜、仰斜 開采，二水平主采下兩層煤，采用 俯斜、仰斜 開采。 表 33 水平劃分比較表 可采儲(chǔ)量（ Mt） 服務(wù)年限（ a） 方案一 一水平 41 二水平 29 方案四 一水平 21 二水平 32 三水平 17 開拓巷道的布置 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為分煤層運(yùn)輸大巷 布置、 分組集中運(yùn)輸大巷 布置、 集中運(yùn)輸大 巷 布置 。當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或 斜巷。 各種方式的適用條件如下： ： （ 1）根據(jù)煤層的特點(diǎn)要求運(yùn)輸、通風(fēng)組合，經(jīng)濟(jì)上有利； （ 2）煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； （ 3）多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾。 ： （ 1） 井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板； （ 2） 產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解； （ 3） 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)； （ 4） 煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)； （ 5） 井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)； （ 6） 各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層 。 ： （ 1） 下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； （ 2） 井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； （ 3） 自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故； （ 4） 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； （ 5） 帶 區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 。 根據(jù)各種方式的適用條件 ，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體 情況 ， 本設(shè)計(jì)可采煤層為 23 9煤層，其中 4 煤層間距為 20m， 8 煤層間距為 100m， 9煤層間距為 30m， 綜合考慮采 用集中大巷布置。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井 筒 形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開拓，即主井、副井。主井 主要 用以提升煤炭 以及 兼作 前期的回風(fēng) 井 ； 副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備 ，并 兼作進(jìn)風(fēng)井。 井 筒 位置及坐標(biāo) 確定井筒坐標(biāo)為： 主井井口坐標(biāo)為： XA=3801092 YA=20508817 副井井口坐標(biāo)為： XB=3801093 YB=20508742 主井井口標(biāo)高為 +69m，副井井口標(biāo)高為 +68m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深 539m，副井井深 534m，兩井筒中心線間距為 75m，主井井筒直徑 ，副井井筒直徑 ，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚 450mm。 水平數(shù)目及高度 本井田采用 二 水平開 拓 ,擬定第一水平為 270m,主采 4煤層，第二水平擬定標(biāo)高為 450m，主采 9煤層。 石門、大巷 (運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷 )數(shù)目及布置 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井開拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確 定本設(shè)計(jì)礦井采用的開拓巷道布置方式為集中運(yùn)輸大巷布置。 本設(shè)計(jì)礦井中，大巷和石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中基本相同 。其內(nèi)部設(shè)施也基本相同。 巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷 面利用率，縮小斷面，降低造 價(jià)并有利于加快施工速度。 該設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖 35和圖 36。 24 圖 35 運(yùn)輸 大巷斷面圖 圖 36 石門斷面圖 25 井底車場(chǎng)形式的選擇 井底車場(chǎng)是連