【導(dǎo)讀】本礦井設(shè)計(jì)為雞西礦業(yè)集團(tuán)盛和礦，共有3層可采煤層，分別是23#、48#、54#，煤質(zhì)為1/3焦煤和焦煤。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層平均傾角。設(shè)計(jì)井田的工業(yè)儲(chǔ)量為，可采儲(chǔ)量,服務(wù)。本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井方案開拓，劃分為三個(gè)水平，共七個(gè)采區(qū)，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。三層煤聯(lián)合布置，采用石門把煤層聯(lián)系起來，降低了分采區(qū)。巷道的運(yùn)輸費(fèi)用。采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝采用綜合機(jī)械化采煤。大巷運(yùn)輸采用10噸架線式電機(jī)車牽引3噸底卸式礦車。日確定為330d，礦井每日凈提升時(shí)間為16h，采用三班八小時(shí)工作制制度。

　　

【正文】 采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應(yīng)用。 ：在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。 應(yīng)該 首先 考慮平硐開拓方式是否可行 ， 因?yàn)?平硐開拓是最簡(jiǎn)單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點(diǎn)。參照平硐開拓方式適用條件，結(jié)合 盛和礦 井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式對(duì)本設(shè)計(jì)井田不適用，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)要求很高，但針對(duì)本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行，應(yīng)該予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、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：雙立井開拓方式 （ 2） 方案二：雙斜井開拓方式 （ 3） 方案三：主立井副斜井開拓方式 16 圖31 方案一 雙立井開拓 圖32 方 案二：雙斜井井開拓 17 圖33 方 案三：主斜井副立井開拓 1技 術(shù)比較 ： 方案一： 雙立井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)： 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠；井筒短，提升速度快，提升能力大；通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；便于井筒延伸 ； 對(duì)于開采深部賦存煤層有 好 處。 缺點(diǎn)：初期投資大，建井期限稍長(zhǎng)；需要大型的提升設(shè)備；多水平開拓 時(shí) ，立井石門長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。 方案二： 雙斜井開拓方式 優(yōu)點(diǎn)：掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開拓較??；井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單；建井期稍短些； 缺點(diǎn)：井筒過長(zhǎng)，煤柱損失嚴(yán)重；通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加； 井筒過長(zhǎng)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護(hù)，安全性降低；輔助運(yùn)輸時(shí) 間長(zhǎng)。 方案三： 主 斜 井副 立 井開拓方式 18 優(yōu)點(diǎn)：掘進(jìn)速度快；可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求；有助于輔助運(yùn)輸。 缺點(diǎn)：井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場(chǎng)的布置；地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便；地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較， 可以排除綜合開拓方式， 初步選定兩種較合理開拓方案： 方 案一：雙立井開拓方式 方案二：雙斜井開拓方式 2經(jīng)濟(jì)比較 ； 方案一、方案二在技術(shù) 方面都 合理，兩者之間的區(qū) 別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，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、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。見表 31 經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后， 盛和礦礦井設(shè)計(jì) 應(yīng)該采用雙立井開拓方式。 井口位置應(yīng)該 在 沿 井田走向方向的儲(chǔ)量中 央 或 靠 進(jìn)中央位置 ， 使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡，這樣可使運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用最低 ，同時(shí)在生產(chǎn)中能保持兩翼均衡生產(chǎn)和采區(qū)的正常接續(xù)，而且巷道維護(hù) 等費(fèi)用也相應(yīng)降低。 表 31 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 項(xiàng)目名稱 方案一 雙立井（萬元） 方案二 雙斜井 （萬元） 開鑿 費(fèi)用 主井： 350m179。 =70（萬元） 主井 ： 1200m179。 =144（萬元） 副井： 350m179。 =（萬元） 副井： 1200m179。 =91（萬元） 支護(hù) 費(fèi)用 主井： 350m179。 =（萬元） 主井： 1200m179。 =198（萬元） 副井： 350m179。 =124（萬元） 副井： 1200m179。 =（萬元） 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段 ， 同時(shí)將井底車場(chǎng)置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層 中，并注意不受底部強(qiáng)含水層承壓水威脅。 19 盡量減少井筒及工業(yè)場(chǎng)地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開采條件好的煤層。有條件時(shí)可放在無煤帶和煤層無開采價(jià)值的地帶。 在 盛和礦井田設(shè)計(jì) 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 。 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，但傾斜長(zhǎng)度較大，考慮到 井下運(yùn)輸和保證 第一 水平服務(wù)年限 ， 應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置， 所以 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 。 開采水平數(shù)目和 標(biāo)高 盛和礦 井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素： （ 1） 保證 開采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲(chǔ)量 ； （ 2）要有利于采區(qū)的正常接替 ； （ 3）具有合理的階段斜長(zhǎng)和數(shù)目 ； （ 4） 經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 。 表 33 水平劃分方案比較表 方案 方案一 方案二 方案三 水平數(shù)目 2 3 2 水平標(biāo)高 400， 800 200， 550， 900 100， 500， 800 方案分析 煤炭損失量大 ，見煤晚，斜長(zhǎng)大 比較合理 一水平儲(chǔ)量達(dá)不到規(guī)范的要求 比較結(jié)果 選擇方案二比較合理 20 綜合以上：本設(shè)計(jì)礦井為 3個(gè)水平，一水平標(biāo)高為 200，二水平標(biāo)高為 550，三水平標(biāo)高為 900。 圖 34 水平劃分示意圖 盛和礦 礦井開拓方式為雙立井為主的綜合開拓。 總儲(chǔ)量為 Zc=，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ； 服務(wù)年限為 T=Z/AK=(179。 )=65a。 開拓巷道的布置 如何確定巷道，還應(yīng)根據(jù)煤層的數(shù)目和間距 來確定 ，大巷的布置方式分為分煤層運(yùn)輸大巷，分組集中運(yùn)輸大巷和稱集中運(yùn)輸大巷 。 采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層間用采區(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。 階段平巷或水平石門是溝通采區(qū)與井底車場(chǎng)的交通運(yùn)輸干線，并進(jìn)行通風(fēng)、排水及 布置 管線。當(dāng)上一階段采完后，又可作為下一階段或水平的總回風(fēng)道，其工作年限較長(zhǎng)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的條件設(shè)計(jì)巷道開拓如圖 35 21 圖 35 水平切面示意 圖 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 盛和礦井田設(shè)計(jì) 采用 雙 立井開拓 ； 主井提升煤炭，副井 提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備 ， 兼作進(jìn)風(fēng)井。 井硐位置及坐標(biāo) 選擇井硐位置應(yīng)注意以下兩方面條件： ： 工業(yè)場(chǎng)地占地面積 ， 地形與工程地質(zhì)條件 ， 煤的運(yùn)輸方向 和生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 。 ： 按運(yùn)輸量確定井筒位置 ， 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 ， 煤柱量 和 勘探程度和初期工程量 。 根據(jù)盛和礦的實(shí)際情況，礦井井 筒位置設(shè)計(jì)詳見開拓示意圖。兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為：主井 （ 5023750， 403700 ）；副井 （ 5023720， 403660）； 22 水平數(shù)目及標(biāo)高 本設(shè)計(jì)礦井為 三 個(gè)水平，一水平標(biāo)高為 200，二水平標(biāo)高為 550，三水平標(biāo)高為 900。 石門、大巷（運(yùn)輸大巷）數(shù)目及布置 結(jié)合盛和礦的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用一條運(yùn)輸大巷和一條主石門，大巷為巖石大巷，具有如下優(yōu)點(diǎn)： 大巷方向、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。維護(hù)條件好，費(fèi)用低?？?以 不留或少留護(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。 大巷與石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸 能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)基本相同，詳見斷面圖 36。 井底車場(chǎng)的形式選擇 連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱為井底車場(chǎng)，是連接提升和井下運(yùn)輸兩個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分，是礦井生產(chǎn)的咽喉。所以，井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響著礦井的安全和生產(chǎn)。 按照礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行特點(diǎn)，井底車場(chǎng)可分為：環(huán)行式和折返式兩大類型。由于提升方式，井筒形式，大巷運(yùn)輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底車場(chǎng)的形式也各異。 23 圖36 大 巷與石門斷面44 001500100200R205080012 0050012 00400600 60041 0020002000500550350 巷道 形狀 支護(hù) 方式 斷面積（ m2） 設(shè)計(jì)尺寸（ m） 凈周長(zhǎng) (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 150 24 煤層群的聯(lián)系 當(dāng)煤層群傾角比較大，各煤層平巷為水平布置時(shí)，常采用石門聯(lián)系。即區(qū)段、軌道集中巷與各煤層群回風(fēng)平巷以石門聯(lián)系。 區(qū)段運(yùn)輸 平 巷通過溜煤眼和石門與各煤層超前運(yùn)輸巷聯(lián)系。這種施工方式施工方便，可以利用區(qū)段石門布置采區(qū)中部車場(chǎng)，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，人員行走不便，但是當(dāng)煤層傾角較小時(shí)，石門很長(zhǎng)，掘進(jìn)工程量大 。石門不容易維護(hù)，且石門輔助輸送機(jī)運(yùn)煤，公用設(shè)備較多，所以它一般用于設(shè)備傾角大于 15186?！?0186。的煤層。 本設(shè)計(jì)礦井井田范圍內(nèi)共有三層可采煤層，即 2 4 54煤層。 采區(qū)劃分 盛和礦井田走向長(zhǎng)度大，所以第一水平劃分為三個(gè)采區(qū)，采用后退式采煤法。 把 井田劃分成采區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮 下列 原則： 1．采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，便其 儲(chǔ) 量分配；要適當(dāng)充填，使分區(qū)充填，分區(qū)通風(fēng)的聯(lián)系巷道盡量縮短； 2． 根據(jù) 煤炭工業(yè) 礦井 設(shè)計(jì)規(guī)范 ，采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時(shí)或安全上有特殊要求時(shí)，可單面布置； 如果井田走向長(zhǎng)度不大，兩翼均不超過 1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田邊界進(jìn)行后退式回采。 3． 采區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地質(zhì)條件，開采機(jī)械化水平，采區(qū)儲(chǔ)量，生產(chǎn)能力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮 ； 初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長(zhǎng)統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期； 4． 采區(qū)劃分既要有意識(shí)地縮短大巷，又要充分注意人為境界 外 延的可能性；對(duì)于煤層穩(wěn)定，開采條件好，生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長(zhǎng)度要適當(dāng)加大； 5． 為了充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少 采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機(jī)開采的部分要單獨(dú)劃分出采區(qū)； 25 6． 開采多煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)；對(duì)于自然發(fā)火傾向強(qiáng)烈的煤層或圍巖壓力大，難于 維護(hù) 的礦井，采區(qū)尺寸要適當(dāng)縮?。? 7． 初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長(zhǎng)度及電壓降的控制范圍，后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。 結(jié)合上述采區(qū)劃分原則，本設(shè)計(jì)礦井第一水平劃分為三個(gè)采區(qū)，分別為 一采區(qū)，二采區(qū)，二采區(qū)和三采區(qū) ， 如圖所示 。 一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū) 圖 37 采區(qū)劃分示意圖 井硐布置和施工 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 1． 盛和礦礦井筒穿過的巖層性質(zhì)如下： 基巖段：細(xì)砂巖 ， 粉砂 泥質(zhì) 巖 。 26 2．盛和礦井 采用雙立井開拓方式，布置兩個(gè)井筒，井筒穿過的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖。本設(shè)計(jì)井筒支護(hù)形式為混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為 450mm 確定主副井筒支護(hù)方式如下： 表土段：混凝土砌碹 ； 煤層段：料石砌碹 ； 基巖段：錨噴支護(hù) 。 井筒布置及裝備 ： 提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙 ； 井筒裝備的類型和規(guī)格；桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置；提升容器的種類、數(shù)量、外形尺寸；井筒通過的風(fēng)量； ： 井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)，所允許的間隙不應(yīng)過??；作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過 300m時(shí)，易每隔 200m左右設(shè)置一個(gè)休息點(diǎn)；箕斗提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； 合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。 立井井筒裝備包括：罐道、罐籠、罐道梁、梯子間、罐路、電纜、井口、井底金屬支撐結(jié)構(gòu)、托管梁、電纜支架、過 巷裝置等。 合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。 井筒斷面布置應(yīng) 全面 考慮井筒圍巖性質(zhì)、運(yùn)輸方式、通風(fēng)安全等因素， 應(yīng)該符合以下原則 ： 1． 合理使用斷面空間，減少井筒工程量；有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全； 2． 當(dāng)提升容器發(fā)生事故，對(duì)井筒中各種管線或其他設(shè)備的破壞減小到最低程度； 3． 符合《煤礦安全 手冊(cè) 》《煤炭工業(yè) 礦井 設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)通風(fēng)、運(yùn)輸、管線布置的要求，滿足施工需要。 根據(jù) 盛和礦的 礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、提升方式等實(shí)際情況， 井 筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn) 輸設(shè)施及輔助設(shè)施，采用斷面尺寸如下： 27 185018502400600130050060025005500圖38 主 井?dāng)嗝? 28 D650045050220169047504500140411451850510300750圖39 副井 斷面 29 井筒延伸