【導讀】采煤層，分別為18#、24#、25#，煤層總厚度為。煤層工業(yè)牌號為1/3. 應用技術比較和經濟比較確定該礦井采用立井開拓，井筒位于井田中。央,開拓深度390m，井底車場采用臥式環(huán)型車場，大巷布置在-500m標高。用走向長壁采煤法開開采。

　　

【正文】 術比較后認為： ①井筒位于井田淺部，煤柱 量 最小，壓煤少，但石門最長； ②井筒位于井田深部，煤柱 量 最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井 筒 延伸有利； ③井筒位于井田中部時，煤柱 量較 大，但石門長度較短，且沿石門的 掘進 工程量也小 費用省 ； 21 表 31 開拓方案經濟比較表 方 案 雙 立 井 開 拓 雙 斜 井 開 拓 內容 工程 量 單價（元） 費 用 （萬元） 工程量 單 價 （元） 費 用 （萬元） 單位 名稱 數(shù) 量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 基巖段主井掘進 39 10m 39690 106.8 10m 21753 基巖段副井掘進 10m 44457 7 106.8 10m 24817 基巖段主井輔助費 10m 42781 5 106.8 10m 16875 基巖段副井輔助費 38. 5 10m 45214 4 106.8 10m 15964 表土層副井輔助費 10m 23435 10m 11822 主井 提升費用 10m 110.9 10m 副井 提升費用 10m 115.6 10m 箕斗 2 個 143800 罐籠 2 個 76400 鋼絲繩 輸送機 110.20 10m 32 串車 15 10m 18 主井 提升機 1 個 825000 1 個 752400 副井 提升機 1 個 834000 1 個 667000 總 計 22 本著對礦井的設計在技術上可行在經濟上節(jié)省進行優(yōu)化設計， 從有利井下運輸和保證 一 水平合理的服務年限出發(fā)應該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 開采數(shù)目及水平標高 開采水平的劃分 要考慮到 很多因素， 既要考慮地質 條件 約束，同 時也要考慮到現(xiàn)有的機械水平 、礦井的能力、礦井的一水平的儲量所能達到的服務年限和 開采技術水平，綜合考慮對礦井進行水平劃分。 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時，一般 從 淺部向深部開采，以達到工程量少、建設速度快、早 達 產、投資省、成本低的效果。根據煤層的賦存條件和傾斜長度，每個開采水平設井底車場和運輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風用。 由于 煤礦科技 不斷 發(fā)展，在高度機械化的基礎上實現(xiàn) 優(yōu)化生產 是主要的發(fā)展方向，高產高效礦井要求集中在一個水平， 1～ 2 個工作面生產。這 樣對開采技術和設備的 要求 相當重要 、本設計井田水平標高的確 定主要考慮了以下幾個因素： (1)水平服務年限 要符合國家規(guī)定 ； (2)煤層賦存及地質構造 特點 ； (3)準備時的掘進費用， 和 水平接替 ； (4)煤層 標高，傾角， 傾斜長度和設備要求 ； (5)井底車場及其主要硐室的位置應盡量處于較好的巖層內。 根據上述因素，本設計井田設計 方案為： 井田布置兩個開采水平；一水平標高 500 m，采用 傾斜長壁和走向長壁聯(lián)合開采 ；二水平標高為 900 m， 采用傾斜長壁和走向長壁聯(lián)合開采 。 優(yōu)點：一水平布置在 500m，建井工期較短，建井速度快，達產早，二水平布置在 900m，通過立井延伸 對二水平進行開采，節(jié)省工程量，投資少。 缺點：對二水平的開采需要較大的準備工程量。 需要對二水平的接續(xù)提早準備，以免影響接續(xù)。 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)服務的巷道，如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷和回風大巷（或總回風道）、主要風井等。 運輸大巷服務于整個開采水平的煤炭和輔助運輸（人員、矸石、材料、設備等）以及通風、排水和管線設 置 ，服務年限很長。根據煤層的數(shù)目和間 23 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）間用石門聯(lián)系．當煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 (1)分煤層大巷適用條件 ① 煤層數(shù)不多，層間距大， 聯(lián)合起來不方便 ； ② 井底車場或平硐在煤層頂板； ③ 煤質牌號不同，要求分采，分運 ， 產量，風量均大，需要疏解 。 (2)分組集中大巷適用條件 ① 煤層數(shù) 量較 多，層間距大小 不一 ； ② 按煤層的 賦 存 情況和地質特征 ； ③ 根據運輸，通風要求組合，經濟上有利 。 (3)集中運輸大巷適用條件 ① 適于煤層層數(shù)多，層間距 較小的井田 ； ② 井田走向長度大，服務年限長； ③ 下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護； ④ 采區(qū)尺寸大，石門長度短 。 現(xiàn)依據礦井設計生產能力及技術可行角度，我采用聯(lián)合布置即 左 翼 在 18下布置主要運輸巷，在 24， 25下布置 輔助 運輸巷；在其它地方的 煤層布置集中運輸大巷。 依據本井田的地質條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 3 層，即1 2 25， 其中 18與 24平均間距 73m,24與 25煤層平均間距 14 m， 18與 25平均間距 87 m。 對井硐形式和數(shù)目等的選擇已在前面敘述中做了比較，對整個礦井的開拓和回采等工作是否合理需進一步進行比較，本井田地形平坦，表土較厚，確定采用立井開拓，根據井 田 條件和設計 煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 的規(guī)定，本井田劃分為二個水平，階段內才用 帶 區(qū)式和 采區(qū)式準備 ，綜合考慮煤層情況選用 大巷布置在 18煤層下 方 厚巖層內，一水平開采用做運輸大巷，二水平開采用做為回風大巷。 因此提出方案 ： 一水平布置在 500m，采用帶區(qū) 式 和采區(qū) 式兩種采法 開采，二水平布置在900m采用 帶區(qū) 式 和采區(qū) 式兩種采法 開采 ，用立井延伸完成二水平的接續(xù) 。 24 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 設計 礦井 采用一對立井開拓，即主 立 井、副 立 井。另外還設有回風 立 井。主 立 井用以提升煤炭 并可進風 ，副 立 井用以提矸、升降人員、下放材料和設備及兼作進風井，回風井專門用于回風 用 。 井硐位置及坐標 井筒確定在 13 勘探線左右 ，理由是： (1)地處井田儲量中央 (2)有較好的地形條件：井口處標高 160 m，地面坡度不足 10176。，平正土方量??； (3)交通條件好：靠近公路 和鐵路 。 確定井筒坐標：①主井井口坐標： XA=， YA=； ②副井井口坐標： XB= ， YB=； 主井井口標高為 160 m，副井井口標高為 165m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深 730 m，副井井深 730 m，兩井筒中心線間距為 55 m，主井井筒直徑 ，副井井 筒直徑 6 m，均采用混凝土 砌筑 井壁 。 水平數(shù)目及標高 本井田采用 兩個 水平開拓 ,擬定第一標高為 500 m,實行 傾斜長壁開采和走向長壁聯(lián)合開采 。 第二水平擬定標高為 900m。 石門 大巷數(shù)目及布置 ： 左翼布置一 條 主要運輸大巷，一條輔助運輸大巷，一 條 主要回風 大巷 ，一個輔助回風大巷 。 右翼布置一條主要運輸大巷。 ：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 (1)煤層大巷 當煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護，煤層起伏和斷層、褶皺小時，可保證巷道較為平直，保證 運輸設備運行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴重自燃發(fā)火等情況下，應優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置 25 巷道，在建設期間，還有早出煤，早投產，節(jié)省投資以及探明地質情況的優(yōu)點。 下列情況宜布置煤層大巷： ①單獨開拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤層群中相距較遠的單個薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源 /儲量有限、服務年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的； ④煤質堅硬，圍巖穩(wěn)定，維護簡單，費用不高的煤層； ⑤煤系底部有強含水層或富含水的巖溶時，不宜布置底板大巷的； ⑥煤層堅硬而頂板松軟或膨脹， 難以維護的。 (2)巖石大巷 優(yōu)點很多，如維護條件好，費用低。大巷方向、坡度可根據運輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質構造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點主要為巖石工程量大，掘進速度慢，投資費用高，建設工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細致的方案比較才能合理的確定。 設計井田對大巷布置提出兩種方案： 方案一：煤層大巷布置 方案二：巖石大巷布置 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點： ①煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高； ②當煤層 起伏褶曲較多時，巷道彎曲轉折多，機車運行速度受到限制，運輸能力降低； ③為了便于巷道維護，巷道維護留設保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ④煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導致礦井停產，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災困難。 綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的。 所以采用巖石大巷。 有關大巷及石門斷面 特征詳 見 圖 311， 312所示。 26 表 35 石門斷面特征表 巷道 形狀 支護 方式 斷面積（ m2） 設計尺寸（ m） 凈周長(m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 100 表 36 大巷斷面特征表 巷道 形狀 支護 方式 斷面積（ m2） 設計尺寸（ m） 凈周長(m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 100 石門斷面圖 圖 311 石門斷面特征 27 　大巷斷面圖 圖 312 大巷斷面特征 井底車場形式的選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產的咽喉，因此井底車場設計是否合理直接影響礦井的安全和生產。 (1)礦井設計生產能力及工作制度； (2)礦井開拓方式； (3)井筒及數(shù)目； (4)礦井主要運輸巷道的運輸方式； (5)礦井瓦斯等級及通風方式； (6)礦井地面及井下生產系統(tǒng)的布置方式； (1)井底車場富裕通過能力，應大于礦井設計生產能力的 30%； (2)井底車場設計時， 應該考慮到增產的可能性； (3)盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調車作業(yè)，提高井底車場通 28 過能力； (4)應該考慮主、副井之間施工時便于貫通； (5)井底車場線路不止應該結構簡單，運行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護； (6)為了保護井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內應該留設相應的保安煤柱。 (1)環(huán)形式：立式、斜式、臥式； (2)折返式：梭式、盡頭式； ： (1)保證礦井生產能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產的可能性 ； (2)調車簡單，管理方便，彎道及交岔點少； (3)操作安全，符合有關 煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 、 煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 ； (4)井巷工程量少，建設投資省，便于維護，生產成本低； (5)施工方便，各井筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； (6)當大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調車線，可選擇立式井底車場； (7)井底車場形式也取決于礦車的類型，當采用定向卸載的底卸式、側卸式礦車時，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對應。 綜上所述 ，井底車場 根據 所處的地質 狀況、 井筒 標高、以及帶區(qū)和采區(qū)的布置情況、大巷 和井筒的 相對位置 以 及地面 提升系統(tǒng) 的布置，通過 技術比較 井底車場的 形式進行選擇 ，初步擬定本設計井田井底車場形式為臥式車 環(huán)行車場 。 煤層群的關系 本設計井田煤層群開采時的聯(lián)系方式是聯(lián)合準備， 1 2 25煤層 平均間 距約 為 43m， 18與 24煤層相距約 73m， 24與 25煤層相距約 14m 故將煤層分為 2各 層 組， 18層 為一個層組， 24 和 25層為一個層組， 在傾角小 的區(qū)域 應用傾斜長 壁 開采，在傾角大于 區(qū)域 采用走 向長 壁 開采。 29 井硐布置及施工 井硐穿過的巖石性質及井硐支護 由于 井田采用雙立井開拓方式，布置兩個井筒，井筒穿過的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細砂巖和中砂巖，詳見綜合柱狀圖。依據井筒特征及裝備情況，參考地質及水文地質資料，對本設計礦井井硐支護形式提出以下兩種技術可行方案： 方案一： 整體