【正文】 礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)：投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力安平礦井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角不大，厚度變化也不大，開(kāi)采條件簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。 。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A與礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：本礦2煤為厚煤層，生產(chǎn)能力較大，4煤層和6煤層，生產(chǎn)能力較小，其可采儲(chǔ)量共為186270514t，綜上分析確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬(wàn)t/a。礦井的服務(wù)年限為：式中：Z—煤層的可采儲(chǔ)量，186270514t；A—礦井生產(chǎn)能力，；K—儲(chǔ)量備用系數(shù)。 T =186270514/(1800000）= (年)經(jīng)計(jì)算。 井型校核按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條因素對(duì)井型井型校核：煤層開(kāi)采能力 井田內(nèi)煤層賦存條件簡(jiǎn)單。輔助生產(chǎn)能力的校核 礦井為大型礦井，開(kāi)拓方式為雙立井三水平開(kāi)拓，主井采用箕斗運(yùn)煤，副井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷的膠帶輸送機(jī)到上山膠帶輸送運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，在到大巷到井底煤倉(cāng)，再經(jīng)主井箕斗提升到地面，運(yùn)輸能力達(dá)，自動(dòng)化程度高。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料。能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用電機(jī)車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。通風(fēng)安全條件的校核礦井煤塵沒(méi)有爆炸的危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井。礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見(jiàn)下表：我國(guó)各類(lèi)井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 不同井型第一水平服務(wù)年限表新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 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)第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)煤層傾角＜25176。煤層傾角25176?！?5176。煤層傾角＞45176。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日330天。工作制度采用“四六制”，每天四班作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作6小時(shí)。 礦井每晝夜提升時(shí)間為16小時(shí)。4 井田開(kāi)拓 概述本井田為全隱蔽式煤田，位于太行山東麓山前丘陵地帶，武安盆地的西部，呈山前過(guò)渡平原地形特征。井田中部有北洺河自西向東流過(guò)，為季節(jié)性河流。井田地面海拔標(biāo)高在+～+。井田內(nèi)主采2煤層底板等高線標(biāo)高在700～+100m。井田開(kāi)拓以考慮開(kāi)采2煤層為主，進(jìn)行開(kāi)拓系統(tǒng)布置。 煤層埋深對(duì)開(kāi)拓系統(tǒng)的影響井田地面平均海拔標(biāo)高在+250m左右，而投產(chǎn)主采2煤層埋深在300m左右，進(jìn)行井田開(kāi)拓的垂直高差為600m左右，這就從很大程度上決定了采用立井開(kāi)拓方案的可能性。 斷層分布及產(chǎn)狀對(duì)開(kāi)拓系統(tǒng)的影響井田范圍內(nèi)主要斷層的產(chǎn)狀也是進(jìn)行井田開(kāi)拓布置的考慮因素。從整個(gè)井田范圍來(lái)看，F(xiàn)F3和F4斷層對(duì)井田的開(kāi)拓系統(tǒng)布置起決定性因素，井田對(duì)地面工業(yè)廣場(chǎng)的選擇可以結(jié)合這方面進(jìn)行分析。 地面河流對(duì)開(kāi)拓系統(tǒng)布置的影響由于地表季節(jié)性河流——北洺河從井田中部穿越，在進(jìn)行井田開(kāi)拓及地面工業(yè)廣場(chǎng)的選擇時(shí)，需要避開(kāi)地表河流的影響，地面工業(yè)廣場(chǎng)布置可以分別從布置在河流的兩側(cè)進(jìn)行比較分析。 通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)開(kāi)拓系統(tǒng)布置的影響通風(fēng)方式也是決定開(kāi)拓系統(tǒng)布置的主要影響因素。從井田范圍及地表特征來(lái)分析，通風(fēng)方式初步選擇為中央邊界式通風(fēng)的開(kāi)拓系統(tǒng)，將風(fēng)井布置在井田中央上部邊界處。 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。確定井筒的形式、數(shù)目、和配置合理選擇井筒和工業(yè)廣場(chǎng)的位置。合理確定開(kāi)采水平的位置和數(shù)目。布置大巷和井底車(chē)場(chǎng)。確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替。進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造。合理確定礦井通風(fēng)，運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)等多條件，經(jīng)全面比較以后才能確定合理的方案。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)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(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)國(guó)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(guān)規(guī)定。要要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，是主要巷道保持良好的狀態(tài)。要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其他有益礦物的綜合開(kāi)采。另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染。總之，選擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等個(gè)方面因素。綜合考慮以上各方面原因，經(jīng)方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。 井筒位置的確定從井田范圍內(nèi)的煤層產(chǎn)狀和主要斷層的分布特點(diǎn)，并結(jié)合地表特征進(jìn)行分析，將地面工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)布置在井田中央。在地面工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)一對(duì)主副立井，采用立井開(kāi)拓方式：主井主要承擔(dān)全礦井的提煤運(yùn)輸，副井主要承擔(dān)材料設(shè)備的運(yùn)輸和井下矸石的提升，主副井都采用進(jìn)風(fēng)方式，在井田中央上部邊界設(shè)計(jì)回風(fēng)井，主要承擔(dān)全礦井的回風(fēng)，礦井通風(fēng)采用中央邊界式通風(fēng)方式。 井筒數(shù)目井田共有三個(gè)井筒即：主井、副井、風(fēng)井。 井筒特征 主井位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)主井內(nèi)設(shè)有一對(duì)16t箕斗，、 178。， 178。， 178。表土段井壁厚為850mm，混凝土井壁厚為400mm。井筒特征井 型提升容器一對(duì)16t箕斗井 筒 直 徑井 深凈 斷 面 積㎡井筒支護(hù)混凝土井壁厚400mm表土段井壁厚850mm基巖段毛斷面積㎡表土段毛斷面積㎡ 副井位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)設(shè)有一對(duì)3t礦車(chē)雙層單車(chē)帶平衡錘罐籠，、 178。， 178。， 178。凍結(jié)段井壁厚為1350mm，混凝土砌碹厚為500mm，充填混凝土厚50mm。井筒特征井 型提升容器一對(duì)3t礦車(chē)雙層單車(chē)罐籠帶平衡錘井 筒 直 徑井 深凈 斷 面 積㎡井筒支護(hù)混凝土砌碹厚500mm凍結(jié)段井壁厚1350mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積㎡表土段毛斷面積㎡ 風(fēng)井位于井田中央上部邊界，、 178。， 178。， 178。井筒特征井 型井 筒 直 徑井 深凈 斷 面 積㎡基巖段毛斷面積㎡表土段毛斷面積㎡ 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 平硐開(kāi)拓受地形及埋深條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)數(shù)度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，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：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)線路長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。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，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；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(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)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧生不和淺部不同產(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。本礦井煤層傾角不大，平均11176。，為緩傾斜煤層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量小，地勢(shì)平坦；由于受地形條件限制，因此只能采用立井開(kāi)拓。井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線短，道路布置合理。井筒位置確定的原則：1. 有利于礦井初期開(kāi)采選擇井筒位置要與選擇初期開(kāi)采區(qū)密切結(jié)合起來(lái)，盡可能使井筒靠近淺部初期開(kāi)采塊段，以減少初期井下開(kāi)拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。2. 盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)，呀使地面工業(yè)場(chǎng)地盡量不壓首采區(qū)煤層。⑴ 為使井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)是井筒通過(guò)的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地址條件。⑵ 為加快掘進(jìn)的速度，減少掘進(jìn)費(fèi)用，井筒應(yīng)盡可能不通過(guò)或少通過(guò)流沙層、較厚的沖擊層及較大的含水層。⑶ 為便于井筒的掘金和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。⑷ 井筒位置還應(yīng)是井底車(chē)場(chǎng)有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。4. 便于布置地面工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主，副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專(zhuān)用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專(zhuān)用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專(zhuān)用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、陷落區(qū)或首采空冒落區(qū)、洪水傾入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)男熊?chē)安全和管理，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，；力求使接軌點(diǎn)位于編組站配線一側(cè)。 工業(yè)場(chǎng)地的位置工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主副井筒井口的附近。即井口在井田煤炭?jī)?chǔ)量的中心部位。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)礦井工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)表，確定工業(yè)場(chǎng)地占地面積為200000m2形狀為矩形，長(zhǎng)邊大致沿走向長(zhǎng)為500m,寬為400m。礦井工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)表井 型大 型 井中型井小 型 井生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸/年）1150、180、240460、901230占地指標(biāo)（公頃/10萬(wàn)噸）——— 開(kāi)采水平的劃分及采區(qū)的劃分井田主采煤層為2煤煤層傾角為727176。平均11176。，為緩傾斜煤層，故可設(shè)計(jì)為三水平開(kāi)采。 主要開(kāi)拓巷道2,4 ,6。地板起伏不大賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層，2煤?jiǎn)尾?，大巷布置在底板巖石中。4和6煤聯(lián)合大巷布置，開(kāi)拓大巷布置在6號(hào)煤層的底板中。大巷間距為30m，沿走向布置，按3‰5‰的坡度布置。 方案比較 提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)在提出以下三種開(kāi)拓方案，分述如下：方案一：主副井筒立井，兩水平開(kāi)拓。2煤?jiǎn)为?dú)開(kāi)采，大巷布置在底板巖石中。6煤聯(lián)合開(kāi)采大巷布置在底板中。6煤聯(lián)合上山布置在6煤層中沿底掘進(jìn)掘半煤巖巷。通風(fēng)方式用中央邊界式。如下圖所示：方案二：主副井筒立井，三水平開(kāi)拓，三水平采用暗斜井開(kāi)拓。2煤?jiǎn)为?dú)開(kāi)采，大巷布置在底板巖石中。6煤聯(lián)合開(kāi)采大巷布置在底板中。6煤聯(lián)合上山布置在6煤層中沿底掘進(jìn)掘半煤巖巷。通風(fēng)方式用中央邊界式。如下圖所示：方案三：主副井筒立井，兩水平開(kāi)拓，二水平采用暗斜井開(kāi)拓。2煤?jiǎn)为?dú)開(kāi)采，大巷布置在底板巖石中。6煤聯(lián)合開(kāi)采大巷布置在底板中。6煤聯(lián)合上山布置在6煤層中沿底掘進(jìn)掘半煤巖巷。通風(fēng)方式用中央邊界式。如下圖所示： 上面所提的三個(gè)方案均是立井開(kāi)拓，2煤?jiǎn)为?dú)開(kāi)采，大巷布置在底板巖石中。6煤聯(lián)合開(kāi)采大巷布置在底板中。6煤聯(lián)合上山布置在6煤層中沿底掘進(jìn)掘半煤巖巷。通風(fēng)方式用中央邊界式。不同在于：方案一是立井兩水平開(kāi)拓，一水平上山開(kāi)采，二水平上下山開(kāi)采；方案二是立井三水平，第三水平采用暗斜井開(kāi)拓，三個(gè)水平均采用上山開(kāi)采；方案三是立井兩水平，二水平采用暗斜井開(kāi)拓，兩個(gè)水平均采用上山開(kāi)采。技術(shù)比較：由于在煤層傾向下部有一段傾角較大，不適于用下山開(kāi)采，故只能用上山開(kāi)采。因此，在三個(gè)方案中只能選擇二、三方案。下面對(duì)二、三方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較方案二：立井三水平加暗斜井開(kāi)拓　　　數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（