【正文】 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 （ Mt/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 （ a） 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 煤層傾角 25176。 25176?！?45176。 45176。 及以上 70 35 ～ 60 30 ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 15 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐開(kāi)拓是最簡(jiǎn)單最有利的方式，斜井次之，立井最復(fù)雜。在針對(duì)某一具體井田時(shí)，應(yīng)從其地形、地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)條件等方面綜合考慮。 平硐開(kāi)拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存在較高的山嶺、溝壑地區(qū)，而且有利于布置工業(yè)場(chǎng)地，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求時(shí)才能采用。 斜井開(kāi)拓 與立井開(kāi)拓相比：井筒施工比較簡(jiǎn)單，建井速度快，井筒施工價(jià)格便宜，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒的裝備、井底車場(chǎng)和硐室都比立井簡(jiǎn)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；主提升膠帶化有相當(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?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：在同樣難過(guò)的地質(zhì)條件下，斜井的井筒較長(zhǎng)，導(dǎo)致通風(fēng)路線，運(yùn)輸路線都同樣的增加，同時(shí)井筒的維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)的增加，施工技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格高。 斜井開(kāi)拓的適用條件是：煤層埋藏較淺、表土層不厚、水文地 質(zhì)情況簡(jiǎn)單、無(wú)流沙層、井筒不需特殊施工的緩斜和中傾斜煤層。 立井開(kāi)拓立井井筒短，提升速度快，提升能力大，有利于輔助提升，不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在開(kāi)采深度相同的的條件下 ,；井筒斷面積大，可滿足煤與瓦斯突出礦井、高瓦斯礦井需風(fēng)量的要求，而且通風(fēng)阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為流沙層或含水層時(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)狀均較為復(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)備比較多，要有很高的技術(shù)，裝備，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè) 投資大。 采用斜井開(kāi)拓，與立井相比，對(duì)于一樣的開(kāi)采深度，斜井的井筒要長(zhǎng)，沿井筒鋪設(shè)管路、電纜及其它線路的長(zhǎng)度較大，采用絞車提升的比較慢，對(duì) 240 萬(wàn)噸 /年的大型礦井來(lái)說(shuō)，副井的提升能力也不能滿足；另外，斜井井筒的維護(hù)也比較困難，而且維護(hù)量大，保護(hù)煤柱的損失也比立井的大；采用斜井開(kāi)拓，通風(fēng)路線長(zhǎng)，阻力大，不利于瓦斯的排出。 立井開(kāi)拓需要較長(zhǎng)的石門聯(lián)系，但總體來(lái)說(shuō)，立井開(kāi)拓具有以下優(yōu)點(diǎn)： 承壓能力大，維護(hù)井筒工程量少，維護(hù)費(fèi)?。? 煤柱損失較斜井少，易穿沖積層和含水層； 提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制； 圓 形斷面有效面積大，通風(fēng)條件好，較為經(jīng)濟(jì)； 人員升降速度快。蘆嶺煤礦表土層厚 26m，煤層賦存深（下界為 800m），礦區(qū)產(chǎn)量大（ 240 萬(wàn) T/A），走向較傾斜長(zhǎng)（西北到東南約 ，傾斜寬 km），故立井開(kāi)拓是最佳井硐形式。 （ 2）井硐位置的確定 合理的井筒位置應(yīng)使井下開(kāi)采有機(jī)，井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，工業(yè)廣場(chǎng)布置合理。 礦區(qū)設(shè)置井筒時(shí)，井筒沿礦區(qū)有力的位置應(yīng)在礦區(qū)中央。蘆嶺煤礦沿東南、中、西北三部分組成，從各方面因素考慮，井硐應(yīng)設(shè)在中部。井硐沿井田傾斜方向的有利位置要求煤柱損失少?？紤]到蘆嶺煤礦賦存 較深，因此井硐為不占用淺部煤量而略靠下部，見(jiàn)煤點(diǎn)定在 550 蘆嶺礦地質(zhì)條件無(wú)特別之處，井筒的位置受地形的影響不大。但從煤礦生產(chǎn)均衡、通風(fēng)來(lái)看，選擇在中下部比較合理。 為避免井筒受洪水的影響，《規(guī)范》要求井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年最高洪水位 。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 根據(jù)相關(guān)水文資料，確定井筒地面標(biāo)高為＋ 。故確定各井筒坐標(biāo)如表 24 所示 （ 3）井筒和工業(yè)廣場(chǎng)位置的確定原則： 有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置； 使首采區(qū)布置的在井筒附近的富煤階段； 煤田的兩翼的儲(chǔ)量盡量平衡； 井筒最好不要穿過(guò)煤層的地質(zhì)條件比較復(fù)雜的區(qū)域； 工業(yè)廣場(chǎng)要努力避開(kāi)山丘、低谷和采空區(qū)，不能受崖崩滑坡，洪水威脅； 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)不要壓煤，少壓煤； 距離電源、水源距離近，礦井鐵路專用線長(zhǎng)度短，道路布置合理。 為便于地面運(yùn)輸及工業(yè)廣場(chǎng)布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田東部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。 根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)（表 23），本礦井的實(shí)際情況，本煤礦將工業(yè)廣場(chǎng)布置在煤田的儲(chǔ)量中央位置，井筒設(shè)置在煤田中部地區(qū)。 表 24 井筒位置坐標(biāo) 名稱 X Y Z 主井 副井 南風(fēng)井 按《規(guī)程》規(guī)定：每一個(gè)礦井必須至少能有兩個(gè)可以使人的通達(dá)地面的安全通道，各出口的距離最小不低于 30 米。所以在井田中部設(shè)置一對(duì)主、副立井，間距為 50m。主井裝備箕斗，用于煤炭提升；副井裝備罐籠，用于提升材料，矸石，升降人員，并裝備有梯子間、排水管、通訊電纜等設(shè)備，同時(shí)用作進(jìn)風(fēng)井。 3）開(kāi)采水平確定 傾斜、急傾斜煤層的開(kāi)采 總是由淺入深按預(yù)先劃分的階段逐漸向深部發(fā)展，初期工 程量少、建設(shè)快，可以迅速投產(chǎn)發(fā)揮生產(chǎn)效果。因此，除水平煤層采用單一水平開(kāi)拓或因防水需要留待后期開(kāi)采的淺部水平之外，已經(jīng)成了井田開(kāi)發(fā)的必然規(guī)律。在技術(shù)上 由于將井田劃分為階段不僅減少了人員、材料、煤炭的反向提升，也有效地解決了采區(qū) 傾斜運(yùn)輸存在的實(shí)際困難。 但是，階段高度也不能過(guò)小，否則儲(chǔ)量少，服務(wù)年限短，造成接續(xù)緊張，使全井階段 總數(shù)增加，后期工程量增大，使經(jīng)營(yíng)效果下降。 設(shè)計(jì)時(shí)，井田沿煤層傾斜劃分階段數(shù)量多少，主要取決于井田傾斜長(zhǎng)度和階段高度 的尺寸大小 。 階段尺寸一般以階段垂高或階段斜長(zhǎng)表示，并按標(biāo)高注明。井田開(kāi)拓設(shè)計(jì)著重于選擇開(kāi)采水平的標(biāo)高，使其貫穿全部煤層，有利于開(kāi)采。階段高度或斜長(zhǎng)往往隨煤層傾角與回風(fēng)道標(biāo)高不同而有較大變化。階段斜長(zhǎng)在一定程度上受采區(qū)斜長(zhǎng)控制。緩傾斜煤層或傾斜煤層的深部以及傾斜長(zhǎng)度過(guò)大的局部塊段，往往采用上下山或增設(shè)中間水平開(kāi)采。而近水平煤層有時(shí)用一個(gè)水平開(kāi)采幾個(gè)階段。 本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)采煤層的傾角為 16176。，為緩傾斜煤層，傾斜長(zhǎng)為 ～ 。根據(jù)“緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高宜為 150～ 350m”，本井田煤層露頭線最高標(biāo)高為 200m左右，煤層最深部標(biāo)高為 900m左右，故井田宜劃分為兩個(gè)階段，即一個(gè)水平，階段平均垂高 350m中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 左右，上山階段垂高可適當(dāng)加大。兩個(gè)階段劃分為：第一階段從煤層露頭線～ 550m，第二階段從 550m 至井田深部邊界。結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用兩水平開(kāi)采，水平標(biāo)高 550m。 4）主要開(kāi)拓巷道 本設(shè)計(jì)礦井賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大。礦井軌道大巷、運(yùn)輸大巷布置均布置在煤層中，井底車場(chǎng)布置成環(huán)形。 5）礦井開(kāi)拓方案比較 井田開(kāi)拓方案比較 結(jié)合本礦實(shí)際提出以下兩種開(kāi)拓方案： 方 案一：立井單水平開(kāi)拓 主、副井筒均采用立井。大巷布置在煤層中，如圖 22 所示。 圖 22 開(kāi)拓方案一示意圖 方案二：主斜副立單水平開(kāi)拓 斜井提煤運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開(kāi)拓，副井采用立井開(kāi)拓。大巷布置在煤層中，沿底板掘進(jìn)，主井傾角為 16176。，具體見(jiàn)圖 23。 圖 23 開(kāi)拓方案二示意圖 技術(shù)比較：以上所提兩個(gè)方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置、部分基建及生產(chǎn)費(fèi)用。 方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，立井開(kāi)拓 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，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 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(kāi)拓極為有利，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，基本建設(shè)投資大；方案二主井為斜井，斜井的運(yùn)輸提升能力比立井大，主提升膠帶化有相當(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?gòu)木渤冯x。斜井開(kāi) 拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度大。 經(jīng)濟(jì)比較： 表 24 基建費(fèi)用表 方案一 方案二 工程量 /m 單價(jià) /元 m 1 費(fèi)用 /萬(wàn)元 工程量 /m 單價(jià) /元 m 1 費(fèi)用 /萬(wàn)元 初期 主井井筒 /m 副井井筒 /m 井底車場(chǎng) /m 主石門 /m 運(yùn)輸大巷 /m 630 630 310 160 675 3000 3000 900 800 54 192 192 1228 630 350 160 675 3000 3000 900 800 800 192 64 總 計(jì) 表 25 生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用 項(xiàng) 目 方案一 項(xiàng) 目 方案二 立井提升 10000= 斜井提升 10000= 巷道維護(hù) 172 234 總 計(jì) 總 計(jì) 表 26 費(fèi)用匯總表 方案一 方案二 費(fèi)用 /萬(wàn)元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 基建工程費(fèi) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 總費(fèi)用 經(jīng)過(guò)詳細(xì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上的對(duì)比，雖然方案二提升能力比方案一高，但是在采用立井井筒時(shí)，可以滿足年產(chǎn)量范圍內(nèi)的提升需求，而且生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和總費(fèi)用相對(duì)方案一都較節(jié)省，且投產(chǎn)速度快、井巷工程量少，綜上，選擇的是方案一。 礦井基本巷道 1）井筒 礦井共有三個(gè)井筒，分別為主立井、副立井、中央風(fēng)井。四個(gè)井筒均為立井開(kāi)拓，圓形斷面。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) （ 1）主井： 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備 兩 對(duì) 12t 箕斗，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護(hù)方式 ，厚 450 毫米 。此外，還布置有檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、通訊信號(hào)電纜和人行臺(tái)階等設(shè)施。主井主要用于提升煤炭。 （ 2）副井：擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料、設(shè)備的升降任務(wù)，為礦井主要進(jìn)風(fēng)井。 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備一對(duì) 3t 雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。采用金屬罐道梁，行鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道等設(shè)備。 （ 3） 風(fēng)井： 風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6m，斷面面積為 ，采用混凝土支護(hù)方式 井壁厚度 400 米 ，備有安全出口。 （ 4）井筒斷面圖 主井井筒斷面圖和斷面特征分別見(jiàn)圖 24 和表 27，副井?dāng)嗝鎴D和斷面特征分別見(jiàn)圖25 和表 28，風(fēng)井?dāng)嗝鎴D和斷面特征分別見(jiàn)圖 26 和表 29。 圖 24 主井井筒斷面布置圖 表 27 主井井筒特征表 井型 提升容器 兩對(duì) 12t 的長(zhǎng)形箕斗 井筒直徑 井深 610m 凈斷面 井筒支 護(hù) 混凝土砌碹井壁厚 450mm 表土段砌碹井壁厚 1000mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 圖 25 副井井筒斷面布置圖 表 28 副井井筒特征表 井型 提升容器 礦車雙層四車加寬罐籠一對(duì) 井筒直徑 井深 590m 凈斷面 井筒支護(hù) 混凝土砌碹井壁厚 450mm 表土段砌碹井壁厚 1000mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 主 圖 26 風(fēng)井井筒斷面布置圖 表 29 風(fēng)井井筒特征表 井型 提升容器 無(wú) 井筒直徑 5m 井深 200m 凈斷面 井筒支護(hù) 混凝土井壁厚 400mm 表土段井壁厚 800mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 2）井底車場(chǎng)及主要硐室 （ 1）井底車場(chǎng)位置及形式 井底車場(chǎng)是礦井的咽喉，是煤、料、人、物的轉(zhuǎn)運(yùn)處，是樞紐，是開(kāi)采水平布置的重要部分。 井底車場(chǎng)形式的選擇 與井筒形式、井型大小，井筒與大巷的距離，空間相對(duì)位置、運(yùn)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)