【導(dǎo)讀】田有可采煤層5層，即47#、48#、49#、51#、58#煤層,煤層平均總厚度為，均屬于中厚煤層，煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤。東西走向長(zhǎng)約，南北傾斜。寬約，面積約Km2。設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量，服務(wù)年。該設(shè)計(jì)礦井采用雙立井開拓方式，根據(jù)井田垂深可劃分三個(gè)開采水平。采用集中大巷布置，大巷采用10t架線式電機(jī)車牽引底卸式礦車運(yùn)輸。主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。礦井的通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角抽出式。

　　

【正文】 方式 在 本 井田 設(shè)計(jì)不適用，排除采用平硐開拓方式。立井開和斜井開拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開拓雖然對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)布置和井底車場(chǎng)18 要求很高，但針對(duì)井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行。依據(jù)井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況 、 井型 和 服務(wù)年限等要求，對(duì)本井田開拓方式選擇提出三種方案： ①方案一： 雙斜井開拓方式 ②方案二： 雙立井開拓方式 ③方案三：主立井副斜井開拓方式 主井副井主要運(yùn)輸大巷2 001 00177。0 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00 6 00 7 00 8 00 圖 3－ 1 雙斜井開拓方式 200100177。0100200300400500600700800主井 副井主要運(yùn)輸大巷 圖 3－ 2 雙立井開拓方式 20 010 0177。010 020 030 040 0 50 060 070 080 0主井副井主要運(yùn)輸大巷 圖 3－ 3 主立井副斜井開拓方式 19 (1)技術(shù)比較 方案一： 雙斜井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)：①掘進(jìn)速度快， 技術(shù)可靠， 初期投資較雙立井開拓較??； ②井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單 ，使用鋼帶輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)； ③建井期 較 短； 缺點(diǎn)：① 井筒過長(zhǎng)， 維護(hù)費(fèi)用較高， 煤柱損失 比較 嚴(yán)重 ， 不易維護(hù)； ② 通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加，安全性降低； ③ 輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)。 方案二： 雙立井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)：①適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠 ， 便于井筒延伸； ②井筒短 ，維護(hù)費(fèi)用低 ，提升速度快，提升能力大； ③ 對(duì)于開采深部賦存煤層有長(zhǎng)處 ； ④ 通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求。 缺點(diǎn)：①初期投資 較 大，建井期限 較 長(zhǎng)； ②需要大型的提升設(shè)備； ③多水平開拓，立井石門長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。 方案三：主 斜 井副 立 井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)：①掘進(jìn)速度快； ② 有助于輔助運(yùn)輸 ； ③ 可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求 。 缺點(diǎn)：①井口相距較遠(yuǎn)，不利 于工業(yè)廣場(chǎng)的布置； ② 地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失 ； ③ 地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便 。 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（ 17176。），副井采用串車提升（ 24176。 ） 方案二： 雙立井開拓方式 (2)經(jīng)濟(jì)比較 方案一、方案二在技術(shù)均 比 較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及 它 們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用 和 主石門掘進(jìn)長(zhǎng)度等。兩個(gè)方案的井底車場(chǎng)、水平運(yùn)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、 基建費(fèi)用 、 維護(hù)費(fèi)用 和 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 等。開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 見 表 31。 20 表 31 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 方 案 雙 立 井 開 拓 雙 斜 井 開 拓 內(nèi)容 工程量 單價(jià)（元） 費(fèi) 用 （元） 工程量 單 價(jià) （元） 費(fèi) 用 （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(jìn) 10m 31958 1358215 10m 8503 1248240 基巖段 副井掘進(jìn) 10m 39910 1616355 10m 9215 910442 基巖段 主井輔助費(fèi) 10m 42781 10m 14774 2168823 基巖段 副井輔助費(fèi) 10m 45214 1831167 10m 14774 1459671 表土層 副井輔助費(fèi) 2 10m 23435 46870 5 10m 11822 59110 主井 提升費(fèi)用 90000 10m 77220 90000 10m 35820 副井 提升費(fèi)用 22500 10m 60975 22500 10m 箕斗 2 個(gè) 130000 260000 罐籠 2 個(gè) 245000 490000 鋼絲繩輸送機(jī) 150 10m 5023 753450 串車 34 個(gè) 5250 176700 主井提升機(jī) 1 個(gè) 1177200 1177200 1 個(gè) 1130000 1130000 副井提升機(jī) 1 個(gè) 805000 805000 1 個(gè) 721000 721000 總 計(jì) 噸煤成本 21 經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后， 采用斜井提升 總投資和 噸煤成本比較低，成本相差為7%10%，還應(yīng)該考慮多方面因素，進(jìn)行多方面綜合分析， 結(jié)合礦井煤層賦存特征和瓦斯較大等因素，采用立井通風(fēng)比較容易，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。所以， 該設(shè)計(jì)礦井應(yīng)該采用雙立井開拓方式 比較合理、系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單 。 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(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，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： (1)地面條件 ① 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 ； ② 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求 ； ③ 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； ④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)井下條件 ① 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或 斷層 ； ② 井筒位置應(yīng)處于 井田走向儲(chǔ)量中央，使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡 ； ③勘探程度及初期工程量 的情況 。 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： 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 經(jīng)過簡(jiǎn)單的 技術(shù)比較后認(rèn)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)輸工程量也小 ； 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 ； 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 井田煤層均為傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，傾斜長(zhǎng)度也不是很大，但煤層埋藏深度較大，煤層垂高 在 1000m 左右 。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，22 由此可初步 確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 根據(jù)上述因素， 對(duì)該 設(shè)計(jì) 井田提出如下三個(gè)水平標(biāo)高劃分方案： 方案一： 井田劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高 150m，水平垂高 350m，二水平標(biāo)高為 500m，水平垂高 350m，三水平設(shè)在 800m，垂高為 300m。 方案二： 井田劃分三個(gè)階段，布置三個(gè)開采水平；一水平標(biāo)高 200m，水平垂高 400m，二水平標(biāo)高為 500m，水平垂高 300m，三水平設(shè)在 800m，垂高為 300m。 各方案水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限詳見表 32。 表 32 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表 方 案 水 平 工 業(yè)儲(chǔ)量 (萬噸 ) 可采儲(chǔ)量 (萬噸 ) 服務(wù)年限 (年 ) 方案一 一水平 二水平 三水平 方案二 一水平 二水平 三水平 從該表中可知，方案 一 的一水平服務(wù)年限達(dá)不到 設(shè)計(jì) 規(guī)范要求的服務(wù)年限， 一 水平儲(chǔ)量不足，而方案 二 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，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故而采用方案 二 的水平劃分方法，即劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高分別為 200m，一水平垂高為 400m，二水平標(biāo)高為 500m 垂高為300m，水平垂高 300m，三水平設(shè)在 800m，垂高為 300m。 煤層傾角在 24176。所以， 三水平均實(shí)行下山開采。 開拓巷道的布置 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開采水平的煤炭和輔助運(yùn)輸（矸石、材料、設(shè)備 、人員 等）以及 排水 、 通風(fēng) 和管線 鋪 設(shè)，服務(wù)年限很長(zhǎng)。 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(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運(yùn)輸大巷 ）。 采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系 。 當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 23 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度， 對(duì)于單煤層布置不適合該礦井，不予考慮。 特提出以下兩種大巷布置方式： 圖 3－ 4 分組集中大巷布置 圖 3－ 5 集中大巷布置 兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)詳見表 33所示。 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 5 層，即4 4 4 5 58，其中 4 48與 49平均間距 24m 和 35m， 49與 51煤層平均間距 87 m， 51與 58平均間距 220 m。 針對(duì)上述情況，方案一分組集中大巷布置，將 4 4 49層分為一組，集中開采； 51和 58煤層為單層開采，由于煤層間距較大，采區(qū)石門長(zhǎng)度和單層開采大巷 都 會(huì)很大，工程量增加，費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上不合理。方案二集 中大巷布置對(duì)于 4 48與 49煤層還可以，對(duì)于 51和 58煤層則不適用。雖然煤層間距較大，采區(qū)石門長(zhǎng)度會(huì)很 長(zhǎng) ，相比方案一雖多了一條采區(qū)石門，但少了兩條大巷的工程量，費(fèi)用少，經(jīng)濟(jì)上相比合理。故而采用方案二。 24 表 33 大巷布置方案比較表 特 點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu)點(diǎn) ，運(yùn)輸條件好 ，運(yùn)輸條件好 ，開采程序比較靈活，開采強(qiáng)度大 護(hù)容易 缺點(diǎn) 1．石門長(zhǎng)度較長(zhǎng) 2．掘進(jìn)工程量大 ，建井時(shí)間長(zhǎng) 適應(yīng) 條件 ，間距大小不同 ，煤層分組間距大 時(shí)，初期工程少，工期大 ，服務(wù)年限長(zhǎng) ，采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 該 設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開拓，即主 立 井、副 立 井。另外還設(shè)有回風(fēng)斜井。主井用以提升煤 炭，副井用以提矸、 下放材料 、 設(shè)備 和 升降人員 及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。 井硐位置及坐標(biāo) 井筒確定在 E勘探線 和 88400 附近，理由是： (1) 交通條件好：井田附近有鐵路，并由 此 通向哈爾濱、牡丹江和佳木斯等的公路，井口距公路不足 400m，工業(yè)廣場(chǎng)就坐落在公路上 ； (2) 地處井田儲(chǔ)量中央：井筒距北部邊界 ，南部邊界 ，西部邊界 ，東部邊界 ； (3) 有較好的地形條件：井口處標(biāo)高 +205m，地面坡度不足 5176。， 非常適合做工業(yè)廣場(chǎng) ； 25 (4) 有較好的居 名點(diǎn)條件：礦工小區(qū)距井口附近。 確定井筒坐標(biāo)： ①主井井口坐標(biāo)： XA=88400， YA=5070016； ②副井井口坐標(biāo)： XB=88425， YB=5070066； 主井井口標(biāo)高為 +205 m，副井井口標(biāo)高為 +205m，擬定 一 水平為井筒 初步最終水平， 二、 三水平采用 立 井延深。主井井深 425m，副井井深 405m，兩井筒中心線間距為 50m，主井井筒直徑 ，副井井筒直徑 ，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度 450mm。 水平數(shù)目及高度 井田采用多水平開拓 ,擬定第一水平標(biāo)高為 200m，該 井 田 大部分采區(qū)的煤層均有露頭 ， 標(biāo)高在 200 左右 ， 階段垂高為 400m；第二水平擬定標(biāo)高為500m；第三水平擬定標(biāo)高為 800m， 三個(gè)水平均 實(shí)行 上 山開采。 石門、 大巷數(shù)目及布置 ：一條運(yùn)輸大巷、兩條采區(qū)石門、兩條回風(fēng)石門。 ：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(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行； 在 沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對(duì)于新建 礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有 早投產(chǎn) ， 早出煤 ，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點(diǎn)。 其適用條件： 單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層；煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層，走向不大，資源 和 儲(chǔ)量 都 有限 ， 服務(wù)年限短的；煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，費(fèi)用不高的煤層 ； 煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的；煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。 (2)巖石大巷 在煤層底板布置大巷， 維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向 和 坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響 ， 可不留或少留 保護(hù) 煤柱，煤炭 的損失少，安全 性高 ，受煤 與 瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點(diǎn)主要是 巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢， 建設(shè)工期長(zhǎng) ， 投資費(fèi)用高 。 在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷 應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料 需要做 技術(shù)26 比較 。 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺