【正文】 一對立井開拓方案。該方案井口位置位于東土橋村東南約 550m，井口標高 +131m，井筒落底水平標高 130m，井筒深度 261m。主立井井筒直徑為 ，裝備一對 20t箕斗，副立井井筒直徑為 ，裝備一對一寬一窄單層二車罐籠。開拓方式詳見圖 236， 7。 方案 III（袁集方案） ：即袁集東南一對立井開拓方案。該方案井口位于袁集村東南約 400m，井口標高 +146m，落底水平標高 130m，井深 276m。開拓方式詳見圖 238， 9。 3 井田開拓 23 方案 IV（界牌方案） ：即界牌村南一對立井開拓方案。井口位于界牌村南約400m處，井口標高 +143m，井筒落底水平標高 325m，井深 468m。主立井井筒直徑為 ，裝備一對 20t 箕斗，副立井井筒直徑為 ，裝備一對一寬一窄 雙層四車罐籠。開拓方式見圖 2310， 11。 各井口位置 及開拓方式方案綜合分析評價如下： 方案 I（趙家寨方案）和方案 II（東土橋方案）井口與工業(yè)場地位置分別位于井田初期開發(fā)塊段的南北邊界附近。方案 II（東土橋方案）落底水平淺，為淺部井方案，井筒較短，初期投資省，初期運營費用少；方案 I（趙家寨方案）井筒相對較深，初期投資稍大，但有利于采區(qū)接替和后期開發(fā)。 兩個方案各有優(yōu)缺點，需技術經濟比較確定。 方案 Ⅲ （袁集方案）井口距井田的儲量中 心較近，工業(yè)場地地面條件較好，井筒 深度淺，初期投資省，但該方案首采區(qū)較好的開采塊段成為工業(yè)廣場煤柱，對投產采區(qū)的工作面布置影響較大，不利于礦井的初期開采。另外，由于地質構造的原因，該 方案井筒落底標高只能到 130m，先期無論是開采滹沱背斜軸南翼還是北翼，均是下山開采，礦井初期的排水、運輸環(huán)節(jié)多，通風困難，生產條件差，不利于穩(wěn)定礦井產量。同時，井筒落底水平淺，不利于向深部延伸，對整個井田的開發(fā)不利。因此，方案 Ⅲ 不再進行更詳細的分析比較。 方案 Ⅳ （界牌方案）井口及工業(yè)場地位置表土層較薄，厚度約 51m，距離斷層較 遠，井筒及車場硐室施工容易，礦井初期投采的西部采區(qū)和接續(xù)的中部采區(qū)均為雙翼采區(qū)，且西部塊段可采用上下山開采，礦井采區(qū)接續(xù)條件較好。但該方案井口位于井田西部，位置偏西距井田走向儲量中心約 2km，先期開發(fā)的井田西部塊段，勘查程度相對較低，煤層瓦斯含量較高，且不利于礦井向東部發(fā)展，因此，方案 Ⅳ也 不宜作為礦井開拓的推薦方案。 根據以上分析，結合開拓方式，設計對方案 I 和方案Ⅱ進行了進一步的技術經濟比較， 方案Ⅱ為淺部立井方案，井筒短，初期工程量少，壓煤量少，基建投資省，但該方案的主要 不足是： （ 1）對于整個井田而言，井口位于北部邊界附近，距離全井田儲量中心距離較遠，后期開發(fā)不利。 （ 2）本方案為淺部方案，由于礦井涌水量較大，井筒落底水平較淺則對礦井的生產接替非常不利，后期大部分為下山開采，開拓工程量大，排水困難，運營河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 24 費用高。 （ 3）井口及工業(yè)廣場壓首采區(qū)煤量較大，不利于礦井初期投產采區(qū)工作面的布置。 （ 4） 該區(qū)域表土層后 ， 井筒需要特殊方法施工，井筒投資高，工期長。 綜合以上分析，盡管方案Ⅱ初期工程量較小，基建投資較省，但由于該方案 為邊界淺部井方案，初期排水困難，排水系統(tǒng)復雜，且該方案 后期井下主輔運輸距離長，運營費用高，對整個井田的開發(fā)非常不利。因此，方案 II 也不宜作為礦井的推薦方案。 而方案 I（趙家寨方案）則可以彌補方案Ⅱ的不足。方案 I1（一對立井開拓方案）和方案 I2（一立一斜聯(lián)合開拓方案）井口及工業(yè)場地位置基本相同，方案 I1主井采用立井，方案 I2主井采用斜井。 主斜井裝備帶式輸送機運 輸，提升能力大，可以實現(xiàn)煤炭從工作面到地面的連續(xù)運輸，易實現(xiàn)全礦井主運輸系統(tǒng)的集中控制，效率高，成本低，作為人員安全出口，斜井更為便利。 但 對于本礦井而言，主斜井與主立井相比，其缺點 也比較明顯 ： （ 1）井口處表土層厚度約 116m，斜井通過表土段長度約 421m，斜井通過表土段施工復雜，斜井比立井長度大，井筒維護費用高，各種管線的投資也比立井高。 （ 2）主斜井落底水平標高為 150m，后期利用初期 325～ 150m的 集中上山 作為暗斜井進行煤炭提升，井筒需兩段提升，運營費用高，管理復雜。 立井的優(yōu)點是適應性強，可 用于各種條件，技術上也成熟可靠。尤其是厚表土地層時，則立井更為有利。 方案 I1（一對立井）和方案 I2（主斜副立）初期投資相差不多，從主運輸角度看，方案 I2 采用主斜井可以使全礦井主運輸連續(xù)化而顯得更加優(yōu)越。但本礦井表土層厚達 116m，主斜井穿表土層長度約 421m，施工難度較大，同時由于井筒長度大，維護費用相應較高，同時后期需兩段提升，運營費用高，管理復雜。從鄭煤（集團）公司現(xiàn)有生產礦井實際開拓情況看，僅米村、 王莊、白坪礦采用了立井 — 斜井聯(lián)合的綜合開拓方式，且部分礦井斜井井筒施工過程中由于涌水量大，施工非常困難，投資高、工期長。因此，主要考慮到礦區(qū)目前表土段井筒施工的技術水平和經驗，設計推薦采用方案 I1，即趙家寨一對立井開拓方案，主、副立井位于同一廣場，該方案同其他方案相比，主要具有以下優(yōu)點： 3 井田開拓 25 主、副立井表土段較淺， 可以采用普通法施工， 對井筒的施工和維護有利，節(jié)省基建投資。 主、副立井工業(yè)場地位置鄰近新密公路，地面公路投資少，聯(lián)系方便。 礦井初期為上山開采，有利于礦井 的排水、通風，特別是在本礦井涌水量較大的情況下，優(yōu)點更為突出。 工業(yè)場地位置鄰近趙家寨、周莊、谷莊三個村莊，工業(yè)場地壓煤與村莊煤柱有大部分重合，壓煤損失大大減少，這幾個村莊也可不用搬遷，減少了搬遷費用。 從全礦井來看，井筒位于井田中南部，鄰近首采區(qū)，對首采區(qū) （中央采區(qū)）的開采有利，且工業(yè)場地的壓煤對首采區(qū)影響較少；同時，井筒基本位于儲量中心附近位置，有利于礦井東西兩翼的開拓。 根據施工的井檢孔資料，井筒落底 325m 水平，井底車場巷道及硐室所處巖性較好，有利于施工及維護，同時，也可兼顧到前、后期 的開采，全礦井可用一個水平開拓，減少了開拓、準備工程量。 井筒特征 本礦井主、副、風井井筒檢查孔均已施工。主、副井筒位置，表土段厚度 50m左右，自上而下為耕土、粉土、粉質粘土等，其余為基巖段，巖性以砂巖、砂質泥巖、泥巖等，普氏系數(shù)一般為 f=2~8。風井位置表土段厚度 160m 左右，自上而下主要由黃土、粘土、中粗砂、砂質粘土等組成，其余為基巖段，巖性以 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 26 表 31 井 筒 特 征 表 序 號 名 稱 單位 井 筒 主立井 副立井 回風立井 1 井口 坐標 X m y m 2 井口設計標高 m + + + 3 井筒方位角 度 0 0 27 4 設計凈直徑 m D= D= D= 5 設計凈斷面 m2 6 支護厚度（表 /基） mm 500/400 500/450 850/450 7 支護材料（表 /基） 鋼筋砼 /砼 鋼筋砼 /砼 鋼筋砼 8 表 土及風化帶厚度 m 60 60 164 9 落底標高 m 325 325 130 10 水平以下深度 m 0 28 0 11 井筒垂深 m 464 261 12 井筒裝備 一對 20t 多繩箕斗 一對 雙層 4 車罐籠，玻璃鋼梯子間 玻璃鋼梯子間 砂巖、砂質泥巖、泥巖等，普氏系數(shù)一般為 f＝ 2～ 8。第四系底部有一層厚度～ ， 含水較豐富。另外，井檢孔在砂巖段鉆進時，泥漿消耗量也比較嚴重， 表明其含水豐富。 根據井檢孔資料，結合礦區(qū)生產、建井經驗，主、副 立井筒由于表土段厚度較小，可采用普通鉆爆法結合工作面預注漿施工，表土段及基巖風氧化段采用鋼筋混凝土支護，基巖段采用素混凝土支護，局部采用錨網噴加鋼筋混凝土加強支護；在井筒接近含水層之前，應 采取 先探后掘 的措施施工。 風井由于表土段較厚，含水層富水性較強，設計采用凍結法施工，凍結深度228m，采用雙層鋼筋混凝土支護。 為減少井筒涌水量，提高井筒施工質量，在井筒施工過程中需摻入適量的增強防水劑，以保證井壁結構質量。 井筒斷面分別見圖 31～ 33 3 井田開拓 27 圖 31 主井 井筒 斷面圖 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 28 圖 32 副井井筒斷面圖 3 井田開拓 29 圖 33 風井井筒斷面圖 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 30 井底車場及硐室 井底車場型式 根據礦井開拓布署，井底車場型式為環(huán)型車場，主井采用水平上裝載方式。井底車場型式詳見圖 34。 輔助運輸選用 8t防爆蓄電池機車牽引 12輛 。調車線有效長度 50m，進車線有效長度 50m，材料車線長度按 1列車考慮，有效長度 30m。 井底車場硐室 （一）井底煤倉 主井采用水平上裝載方式，井底煤倉位于井底車場水平之上，通過上倉膠帶巷與膠帶大巷聯(lián)系。 煤倉容量 Qm=（ ～ ） Am 式中： Qm—— 井底煤倉有效容量， t； Am—— 礦井設計日產量， 9091t/d； （ ～ ） —— 系數(shù)，取 。 Qm=179。 9091≈ 1800t。 煤倉型式 井底煤倉采用圓形直倉，煤倉直徑 10m，有效高度 30m，采用混凝土砌碹支護。為了防止堵倉，結合礦區(qū)經驗和建設單位意見，設計考慮了空氣炮、檢修孔及內壁設耐磨微晶板等措施。 （二）主井底清理撒煤硐室 主井采用水平上裝載方式，清理撒煤硐室位于井底車場水平，采用耙斗（ P30B）結合沉淀池的機械清理方式。 （三）水倉 水倉容量 3 井田開拓 31 V＝ 2179。（ Q+3000） 式中： V—— 主要水倉有效容量， m3； Q—— 礦井每小時正常涌水量， 1910m3/h。 V＝ 2179。（ 1910+3000） =9820 m3。 水倉布置及清理方式 水倉布置在副井西南側，內、外水倉共三條，每條均可單獨清理，水倉有效長度總 計 1230m，有效容量 10500m3，滿足《煤礦安全規(guī)程》的相關規(guī)定。 水倉清理方式設計采用 半 機械 化 清理。 （四）井下爆炸材料庫 在 井底 車場附近布置 有 井下爆炸材料庫，采用壁槽式，容量 1920kg。爆炸材料庫進風道與 325m 軌道運輸大巷相連，回風道與采 區(qū)專用回風巷相連。 （五）其他硐室 副井井底設有主變電所，長度 50m；主排水泵房，長度 100m?？紤]到主變電所和主排水泵房設備多，散發(fā)熱量大，因此設有回風道通風。 井底車場還設有等候室、工具保管室、調度室、醫(yī)療室、消防材料庫等。 電機車修理間、變流室、充電硐室布置在下車場附近，通過回風聯(lián)絡巷與采區(qū)回風上山相連。 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 32 圖 34 井底車場總平面圖 3 井田開拓 33 井底車場主要巷道和硐室的支護方式 根據井筒檢查孔資料，井底車場主要位于二 1煤層上部的砂巖、砂質泥巖中 ，巖性 f=4～ 6，原設計 井底車 場主要硐室采用鋼筋砼或砼砌碹支護，一般硐室和車場巷道原則上采用掛網錨噴支護 ；在 實際施工中發(fā)現(xiàn)地質條件發(fā)生變化，主副井井底車場附近巖性基本上為 f4 和 120m 左右的煤層，故多采用掛網錨噴 +14槽鋼鋼 （或 36U型鋼） +砌碹的支護形式 。 井底車場及硐室工程量見表 32。 表 32 井底車場巷道及硐室工程量表 序號 名 稱 支護方式 巷道長度 （ m） 掘進體積 （ m3） 1 副井井筒與井底車場連接處 14槽鋼 +砼碹 68 1860 2 主井井底清理撒煤硐室及通道 14槽鋼 +砼碹 1735 3 箕斗裝載硐室及給煤皮帶巷 砼碹 4 井底煤倉及給煤機硐室 砼碹 5 上倉斜巷及相關硐室 砼碹 6 車場巷道（包括風井） 錨噴 7 交岔點 14槽鋼 +砼碹 71 8 主變電所及通道 砼碹 9 主排水泵房及通道 36U 型鋼 +砼碹 10 管子道 錨噴 11 水倉（包括沉淀池） 36U 型鋼 +砼碹 12 風井排水系統(tǒng) 錨噴 13 井下消防材料庫 砼碹 977 14 等候室及通道 錨噴 15 井下爆炸材料庫 砼碹 3967 16 電機車修理間、變流室、充電室 36U 型鋼 +錨噴 17 調度室、保健室、工具保管室 砼碹 18 合 計 74851