【正文】 545176。 45176。600 及以上 70 35300500 60 30120240 50 25 20 154590 40 20 15 15 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 20頁4 井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；合理確定開采水平的數(shù)目和位置；布置大巷及井底車場；確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質、開采技術等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。根據(jù)用戶需要，應照顧到不同媒質、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素：1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在700 m，最深處到1200 m，表土層厚度大，160~180 m。2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。3）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，地面平均標高為+33 m。 井筒形式的確定（1）井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。具體見表 41。本礦井煤層傾角小，平均 176。，為近水平煤層；水文地質情況中等—簡單；由于煤層埋藏較深，表土層厚約 160~180 m，無流沙層，井筒需要特殊施工—凍結法建井，因此需采用立井開拓。 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 21頁表 41 井筒形式比較井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件平硐1 運輸環(huán)節(jié)和設備少、系統(tǒng)簡單、費用低。2 工業(yè)設施簡單。3 井巷工程量少，省去排水設備，大大減少了排水費用。4 施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。5 煤炭損失少。受地形影響特別大有足夠儲量的山嶺地帶 斜井與立井相比：1 井筒施工工藝、設備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少。2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。3 主提升膠帶化有相當大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。4 斜井井筒可作為安全出口。與立井相比：1 井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。2 通風線路長、阻力大、管線長度大。3 斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復雜。井田內煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質等自然條件限制。2 井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。3 當表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。4 井筒通風斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風量的要求。1 井筒施工技術復雜，設備多，要求有較高的技術水平。2 井筒裝備復雜，掘進速度慢，基建投資大。對不利于平硐和斜井的地形地質條件都可考慮立井。（2）井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：1）沿井田走向的有利位置當井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應在井田走向中央；當井田儲量呈不均勻分布時，應布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)路較短，通風阻力小。2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較?。痪参挥诰锏南虏繒r，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 22頁位于井田傾向方向中偏上的位置。3）有利于礦井初期開采的井筒位置盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。4）地質及水文條件對井筒布置影響要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應力區(qū)。5）井口位置應便于布置工業(yè)廣場井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。6）井口應滿足防洪設計標準附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。由于本井田傾角平緩，厚度變化小，井田東部有京杭運河，北部有朱趙新河。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。（3）井筒數(shù)目為了滿足井下煤炭的提升，需設置一主井運煤，輔助提升設置一副井，因井田面積較大，表土層厚度大，東北部井田階段斜長過大，容易造成通風困難，所以另設一風井專用回風，主副井進風，共計三個井筒。 井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分（1）井筒位置的確定原則1）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；3）井田兩翼的儲量基本平衡；4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；5）工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅；6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。（2）井筒位置的確定本礦井走向長度較大地勢平坦,主副井筒布置在儲量中央,且兩井筒的地面標高大于歷年最高洪水位標高。具體帶區(qū)劃分見圖 41。 工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表 23 工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 23頁地面積為 公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向。根據(jù)制圖規(guī)范 1：10000 的圖按330m* 400m 繪制。圖 41 采帶區(qū)劃分示意圖 開采水平的確定本礦井主采煤層為 3 上 煤層，其它煤層屬急薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。3 上 煤層屬緩斜煤層，平均傾角為 度，東部邊界有露頭，煤層埋藏最深處達1200 m，垂直高度達 1240 m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200~350 m，針對于本礦井的實際條件，可以考慮煤層的階段垂高為 200 m 左右?？紤]到井田范圍大,井田斜長較大，所以本礦井可采用兩水平的開采方式。采用兩個水平劃分時，立井開拓第一水平，采用暗立井或暗斜井的延深方式開拓第二水平。由于本礦井瓦斯,涌水及煤層傾角比較小,所以也可以考慮單水平的開采方案；由于井田北側的東西部傾斜寬度較大，造成井田東北部開拓出現(xiàn)運輸、通風等困難，故可考慮增設輔助水平進行開采；又考慮增設輔助水平的工程量較大，投資較大，且服務年限較短，也可以采用立井單水平在井田東三帶區(qū)中開設中切眼的布置方式。 礦井開拓方案比較（1）提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種開拓方案，如圖 42，分述如下：方案一：立井單水平增設輔助水平主、副和風井均為立井，布置于井田中央，開采水平位于955 m，大巷兩側布置條帶開采，因東三帶區(qū)傾斜長度過大，故在東三帶區(qū)中部增設輔助水平，輔助水平位于755 m 左右，布置在煤層中，輔助水平主要服務于東三帶區(qū)東側部分。 樓 煤 礦 開 拓 平 面 圖副 井 風 井水 倉管 子 道中 央 水 泵 房 主 井主 井 清 理 灑 煤 斜 巷膠 帶 運 輸 大 巷回 風 大 巷輔 助 運 輸 大 巷中 央 變 電 所調 度 室 . 5802機 車 修 理 硐 室7503896020457 20458 20459 2046 20461 2046 20463 2046 20465 2046 2046738920457 20458 20459 2046 20461 2046 20463 2046 20465 2046 204671051010510 90 801201501501010 1095095090850 70850950908508075070389503890389039038960389389503897038903890390等 候 室 分 帶 運 輸 斜 巷回 風 行 人 斜 巷 分 帶 運 料 斜 巷38970391 391帶 區(qū) 溜 煤 眼 中 國 礦 業(yè) 大 學 應 用 技 術 學 院采 礦 工 程 系人 1:人 人王 樓 煤 礦 開 拓 平 面 圖丁 吉 強 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 24頁方案二：立井單水平局部布置中切眼主、副和風井均為立井，布置于井田中央，主水平位于955 m，大巷兩側布置條帶開采，其中東三帶區(qū)因帶區(qū)過長，在帶區(qū)中段布置中切眼，利用中切眼解決運輸、通風、供電等問題，三條大巷均為巖巷。方案三：立井兩水平暗斜井延深主、副和風井均為立井，布置于井田中部東側，第一水平780 m ，大巷兩側布置帶區(qū)，分別進行仰采和俯采；第二水平955 m，暗斜井延深，大巷一側布置帶區(qū)，仰斜開采。方案四：立井兩水平暗立井延深主、副和風井均為立井，布置于井田中部東側，第一水平780 m ，大巷兩側布置帶區(qū)，分別進行仰采和俯采；第二水平955 m，暗立井延深，大巷一側布置帶區(qū)，仰斜開采。 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 25頁圖 42 開拓方案示意圖（2）技術比較以上所提四個方案中，在開拓技術方面存在較大差異，其中方案四中由于 3 上 煤下 50米有奧灰?guī)r含水層，又加之暗立井延深的方式在實際生產(chǎn)中極少采用，故方案四在技術上存在不可行性，首先可以排除。剩余三個方案中在水平布置和大巷長度方面總體差別較大，因開拓方式不同而引起基建、生產(chǎn)經(jīng)營費用不同。方案一、三中，區(qū)別在于水平布置與大巷長度。方案三中布置兩個水平，這樣就導120510958075605403520143120510958075605403520143120510958075605403520143120510958075605403520143120510958075605403520143120510958075605403520143方 案 一 ： 立 井 單 水 平 上 山 增 設 輔 助 水 平方 案 三 ： 立 井 兩 水 平 暗 斜 井 延 伸方 案 四 ： 立 井 兩 水 平 暗 立 井 延 伸120510958075605403520143120510958075605403520143方 案 二 ： 立 井 單 水 平 局 部 設 置 中 切 眼 中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 26頁致巖石掘進量高，開拓