【導(dǎo)讀】16°，屬緩傾斜煤層。井田內(nèi)共有4個可采煤層，分別為19#、26#、31#、36#煤層，煤。設(shè)計井田內(nèi)煤種為褐煤，可采儲量。設(shè)計采用雙斜井的。開拓方式，將該井田劃分為一個開采水平，兩個采區(qū)，實行上、下山開采。為雙翼開采，一個工作面達產(chǎn)，達產(chǎn)時采區(qū)個數(shù)為一個，采用集中布置方式開采。煤法，采煤工藝為綜合機械化采煤工藝。頂板處理方法為全部跨落法。

　　

【正文】 傾角不同 分為平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓 等四種方式。 ⑴ 平硐開拓： 在 侵蝕基準面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開拓煤田的 一部分 或 全部 。 ⑵ 斜井開拓： 對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡單的煤田，一般都可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應(yīng)用。 ⑶ 立井開拓： 適應(yīng)性很強，可用于各種地質(zhì)條件，同時在技術(shù)上也成熟可靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時，應(yīng)采用立井開拓。 2． 井筒形式： 參照平硐開拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知 ，平 硐開拓方式的條件不具備。因此， 雖然 平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點 ，但在 本設(shè)計 中不予采用 ， 故 排除采用平硐開拓方式。立井開拓和斜井開拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開拓雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也 在考慮的范圍內(nèi) 。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求， 針 對本井田開拓方式 的 選擇 擬 提出三種 開拓 方案： ⑴ 方案一：雙斜井開拓方式 ⑵ 方案二：雙立井開拓方式 16 ⑶ 方案三：主立井副斜井開拓方式 3． 技術(shù)比較： ⑴ 方案一：雙斜井開拓方式 優(yōu)點：井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井度車場及硐室都比投資少 ； 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量小 ； 膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 缺點：在自然條件相同時，斜井要比立井長得多 ； 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，能力小鋼絲繩磨損嚴重，動力消耗大，提升費用高，當(dāng) 井田斜長較大時，采用多段絞車提升，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，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長度較大 ； 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長，通風(fēng)阻力大，費用增加；對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，不得不另開專用進風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升 ； 當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時 ,斜井井筒掘進技術(shù)復(fù)雜 ,有時難以通過。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(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)情況簡單的煤層．井 筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層 。 技術(shù)評價：本設(shè)計井田采用單一水平上、下山開采，水平標高為 +400m，根據(jù)煤層的賦存情況可以采用雙斜井開拓。 ⑵ 方案二：雙立井開拓方式 優(yōu)點：適應(yīng)性強，技術(shù)成熟可靠，機械化程度高，易于自動控制 ； 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利 ； 井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護費用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快 ； 對于開采深部賦存煤層有長處。 缺點：初期投資大，建井期限稍長；需要大型的提升設(shè)備；多水平開拓，立井石門長 度大，掘進工程量大，掘進費用高。 適用條件：煤層賦存深度 200～ 1000m，含水砂層厚度 20～ 400m,立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角， 煤層 厚度，瓦斯，水文等自然條件 的 限制．技術(shù)上也比較可靠．當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式． 技術(shù)評價：根據(jù)大雁三礦礦井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素， 可 采用雙立井開拓 方式 ，方案在技術(shù)上可行 。 ⑶ 方案三：主立井副斜井開拓方式 17 優(yōu)點：掘進速度快；可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求；有助于輔助運輸。 缺點：如果井口相近，則井底 相距較遠，井底車場布置，井下的聯(lián)系就不太方便 ；如井底相近，則井口相距較遠，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不太方便 ； 地面工業(yè)建筑占地多，相應(yīng)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)評價：根據(jù)設(shè)計井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場的布置等實際情況，如用綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場的布置，也不利于井底車場的布置，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)不合理，不適合本設(shè)計礦井．所以本井田不利于用綜合開拓，詳見技術(shù)比較表 31。 表 31 技術(shù)比較表 方 案 名 稱 優(yōu) 點 缺 點 Ⅰ 雙 立 井 開 拓 ，技術(shù)成熟可靠 ，提升速度快，提升能力大； ，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求 。 ，建井期限稍長； ； ，立井石門長度大，掘進工程量大，掘進費用高。 Ⅱ 雙斜井開拓 拓??； 2 井筒設(shè)備較簡單； ； ，煤柱損失嚴重； ，通風(fēng)阻力大，費用增加； ，地質(zhì)條件復(fù)雜時，不易維護，安全性降低； 。 Ⅲ 主立井副斜井 ； ； 。 ，不利工業(yè)廣場的布置； ，生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)系不方便； ，增加了煤柱損失。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開拓方案： 方案一：雙斜井開拓方式 ， 主井采用皮帶提升，副井采用串車提升 ， 如圖所示： 18 圖 31 斜井開拓 方案二：雙立井開拓方式，如圖 32 所示： 圖 32 立井開拓 3． 經(jīng)濟比較 方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進費用以及他們的維護費用、提升費用，主石門掘進長度等等。兩個方案的井底車場、水平運輸大巷以及各種采區(qū)石門和采區(qū)上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費用、基建費用和維護費用等 ， 詳見 表 32。 從經(jīng)濟比較表可知，斜井開拓較立井開拓節(jié)約投資 萬元。除此 之外 ，若采用雙斜井開拓方式，斜井井筒在最下層底板巖層中進 行開鑿，且工業(yè)廣場布置在井田邊界之外，所以井筒和工業(yè)廣場均不壓煤，沒有煤柱損失；而若采用雙立井開拓方式，井筒與工業(yè)廣場布置在井田內(nèi)，各煤層的煤柱損失 詳 見表 33。 綜合以上因素，本設(shè)計礦井選擇方案一，即采用雙斜井開拓方式。 表 32 開拓方案經(jīng)濟比較表 項目名稱 雙斜井開拓 （萬元） 雙立井開拓 （萬元） 井筒 主井 1850 1050 104= 268 3000 104= 副井 1850 1050 104= 268 3000 104= 風(fēng)井 1850 1050 104= 268 3000 104= 最下層 井底車場 500 900 104=45 1000 900 104=90 上下山 開鑿 0 1850 650 104 3= 19 總計 投資比較 表 33 立井開拓煤柱損失表 煤層號 煤柱面積 /m2 煤厚 /m 容重 /kg/cm3 損失量 /萬 t 19 202000 26 220200 31 248775 36 295425 合計 井筒的位置 ⑴ 對礦井井筒位置有以下的要求： ① 井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央．當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，在此開成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面． ② 井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量 、 初期工程量及投資 較小，建井期 短。 ③ 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件 。 ⑵ 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： ① 井下條件：在井田走向的儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡；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；勘探程度及初期工程量。 ② 地面條件：井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計標準；井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)；井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護的要求；工業(yè)場地不占或少占用良田；井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、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。 本設(shè)計 井口位置 的 確定 考慮了井田的儲量分布圖、剖面圖、及水平劃分及主要巷道布置形式，并且認真參考了有關(guān)要求和規(guī)范，經(jīng)分析對比后決定將井 口坐標確定為： 20 主井： X=540646， Y=5454450， Z=670。 副井： X=540704， Y=5454436， Z=670。 風(fēng)井： X=540610， Y=5454462， Z=670。 開采水平數(shù)目和標高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時，一般 由 淺部向深部開采，以達到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的 良好 效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采，亦可以多水平從上往下逐水平開采。每個開采水平設(shè)井底車場和運輸大巷，供該水平各采區(qū) 的 煤 炭 外運、輔助運輸和 安全 通風(fēng)。 本設(shè)計井田水平標高的確定 主要考慮了：合理的水平服務(wù)年限；煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；生產(chǎn)成本；井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi) 幾個 關(guān)鍵 因素 ，并 提出水平劃分 的兩種 方案： 方案一： 將 井田劃分 為 一個開采水平，實行單水平上、下山開采，水平標高設(shè)置為 +400 米。（本設(shè)計礦井斜井角度為 16176。，符合上下山開采條件。） 方案二： 將 井田劃分兩個開采水平，一水平標高 +400m，水平垂高 270m，二水平標高為 +100 m。一水平實行上山開采，二水平上山開采。 各方案的 水平儲量及服務(wù)年限如 表所示 下： 表 34 水平儲量及服務(wù)年限 從表 3－ 4 中可知，方案一 ， 方案二的服務(wù)年限均可達到規(guī)范要求的一水平服務(wù)年限不小于 30 年的基本要求， 且 儲量充足，有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。但是方案一與方案二相比較，前者具有一定的優(yōu)勢。因為，總的來說，只要條件具備，水平用上、下開采方式是優(yōu)越的，可保證生產(chǎn)合理集中化，穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)省總井巷工程量，經(jīng)濟效益好。雖然下山通風(fēng)、排水及向上運輸 都比上山條件差一些，但叢整體的技術(shù)經(jīng)濟效果上看，一個水平上、下山開采還是優(yōu)于單一上山開采。故而采用方案一的水平劃分方法，即采用單水平上、下山開采，水平標高為 +400m，水平垂高為 270 m。 序 號 水平號 儲量（萬噸） 服務(wù)年限（ 年） 方案一 單水平 53 方案二 一水平 二水平 21 40 0+F267 0+15 0+ 圖 33 水平劃分示意圖 開拓巷道的布置 開拓巷道是指為全礦井、一個水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等 等 。 本設(shè)計礦井采用雙斜井中央采區(qū)布置方式，開拓巷道的布置將主要考慮大巷的 布置方式。 1． 開拓巷道布置方式的選擇 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）．采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系．當(dāng)煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷．各種方式的適用條件如下： ⑴ 分煤層大巷適用條件 為： 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長；井田走向長度短，服務(wù)年限不長；井底車場或平硐在煤層頂板；煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運；產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解；各煤層底板 ， 均 有堅硬巖層 。 ⑵ 分組集中大巷適用條件 為： 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；按煤層的特點根據(jù)運輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟上有利；多水平生產(chǎn)，容易解決運輸，通風(fēng)的干擾 。 ⑶ 集中運輸大巷適用條件 為： 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；井田走向長度大，服務(wù)年限長；下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護；煤質(zhì)牌號相同，要求分采分運；自然發(fā)火嚴重，便于分區(qū)，分段處理事故；采區(qū)尺寸大，石門長度短 。 本設(shè)計井田的可采煤層為 19， 26， 31， 36煤層， 各 煤層之間間距較為平 均且較近，并且各煤層的煤質(zhì)相同，不需要分采分運．所以根據(jù)本井田的實際情況，本設(shè)計井田采用中央采區(qū) 布置方式。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 根據(jù)井田的地形地勢，煤層賦存，地質(zhì)構(gòu)造等因素，經(jīng)過第二節(jié)中井筒形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟比較，本設(shè)計井田采用一對斜井開拓，即主斜井、副斜井。主 22 井用以提升煤炭及兼作進風(fēng)井，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進風(fēng)井。 井硐位置及坐標 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標和方位角予以表示， 本設(shè) 計中 井筒位置的 選擇 主要考慮了以下幾方面因素 ： 1． 工業(yè)場地占地面積 ； 2． 地形與工程地質(zhì)條件 ； 3． 煤的運輸方向 ； 4． 保安 煤柱量 ； 5． 勘探程度和初期工程量 。 根據(jù)本井田的實際情況，并考慮到上述的 因素 ，該設(shè)礦井井筒位置詳見開拓示意圖，其井筒井口坐標為： 主井： X=