【導(dǎo)讀】可采煤層，分別為91#、92#、93#、96#、98#，煤層總厚度為米。號1/3焦煤，本設(shè)計井田的可采儲量，設(shè)計服務(wù)年限為年。設(shè)計采用雙立井開拓方式，劃分為兩個水平，10個采區(qū)。首采區(qū)為雙翼開采，四個工作面達產(chǎn)，達產(chǎn)時采區(qū)個數(shù)為兩個。采用聯(lián)合布置，98#層單獨開采，91#、92#層集中開采，93#、96#層集中開采。大巷運輸采用14噸架線式電機車牽引5. 頂板處理方法為全部跨落法。

　　

【正文】 出率為 85%，由此計算確定本井田的可采儲量為 。 根據(jù)地質(zhì) 報告的資料描述，煤層儲量豐富，煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計。并初步確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為 ， ，分析論證如下： 按照公式 P=Z/AK 式中， P為礦井設(shè)計服務(wù)年限， a； Z井田的可采儲量 ,Mt； A 為礦井生產(chǎn)能力 ,Mt/a； K為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 ； 計算得： P1= ； P2=； P3=； 經(jīng)與《 煤礦安全生產(chǎn) 規(guī)程》和 《 采礦設(shè)計手冊 》 相核對，確定 較合理的服務(wù)年限，即本礦井的生產(chǎn)能力為 。 礦井設(shè)計服務(wù)年限 礦井設(shè)計服務(wù)年限 ： P=Z/AK 式中， P為礦井設(shè)計服務(wù)年限， a； Z井田的可采儲量 ,Mt； 18 A為礦井生產(chǎn)能力 ,Mt/a； K為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 ； 計算得： p=Z/AK=（ ） =。 19 第 3 章 井田開拓 概 述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 新建八礦與新興煤礦為鄰，新興煤礦以立井開拓為主。 影響本設(shè)計礦井開拓方式的因素及具體情況 50～ 800，煤層傾角 14186。 左右。其中 91和 92煤層間距約 40m，可聯(lián)合開采。 9 96層間距為 50m，也可以采用聯(lián)合開采。9 98之間的距離接近 120m，不宜采用聯(lián)合開采， 98須單獨開采。 14176。，且含水層較少，可以采用上山開采。 ， 井田內(nèi)有 F F1 F1 F28四條大斷 層，井田東部分布有小型斷層。 、底板為粉砂巖、粉細(xì)砂巖等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。 確定井田開拓方式的原則 ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件 。 要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，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(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)． ，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 ，減少煤炭損失。 ， 要建立完善的通風(fēng) 系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。 ，并為采用新技術(shù)，新工藝發(fā)展采煤機械化，自動化創(chuàng)造條件。 20 礦井開拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 （一） 井硐形式方案比較 開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： 井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；煤層賦存和開采技術(shù)條件；地形地貌和地面外部條件；技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；施工技術(shù)和設(shè)備條件；總體設(shè)計和礦井生產(chǎn)能力要求等。 根據(jù)該井田的地質(zhì)及煤層等實際情況，平硐開拓方式在技術(shù)上不合 理，應(yīng)直接否定，現(xiàn)依據(jù)該井田的地形、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，提出兩種井筒開拓方案，具體情況如下： 方案 1 雙斜井開拓； 方案 2 雙立井開拓； ： 斜井與立井相比有如下優(yōu)點： （ 1）井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井 底 車場及硐室都比 立井 投資少。 （ 2）井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升 設(shè)備 ，鋼材消耗量小。 （ 3）膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 缺點： （ 1）在自然條件相同 時，斜井要比立井長得多。 （ 2）圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維護費用高，采用絞車提升時，提升速度低，能力小，鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動力消耗大，提升費用高，當(dāng)井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力。 （ 3）由于斜井較長，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長度較大。 （ 4）斜井通風(fēng)風(fēng)路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開專用進風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升。當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時 ,斜井井筒掘進技術(shù)復(fù)雜 ,有時難以通過。 適用條件：煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～ 50021 米，含水砂層厚度小于 20～ 40 米，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術(shù)評價：本井田一水平設(shè)在 300 水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況采用斜井開拓在技術(shù)上不可行。 ： 立井與斜井相比有如下優(yōu)點： （ 1）立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利． （ 2）機械化程度高，易于自動控制。 （ 3）井筒為圓形斷 面 結(jié)構(gòu)合理，維護費用低，有效斷面大 ， 通風(fēng)條件好，管線短，人員升降 速度快。 缺點： 井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備相對復(fù)雜，掘進速度慢，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室等初期投資較多。 適用條件：煤層賦存深度 200～ 1000m，含水砂層厚度 20～ 400m,立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。技術(shù)上也比較可靠。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。 技術(shù)評價：根據(jù)本井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存狀況等因素，滿足采用雙立井開拓，故此方案在技術(shù)上可行。 表 31 開拓方 案經(jīng)濟比較表 項目名稱 方案一（萬元） 方案二（萬元） 井筒 主井 1475 1050 104= 700 3000 104=210 副井 1475 1050 104= 700 3000 104=210 風(fēng)井 700 3000 104=210 150 3000 104=45 井底車場 800 900 104=72 1000 900 104=90 石門開鑿 350 800 104=28 2050 800 104=164 二水平延深開鑿 3000 1150 104=345 1200 1150 104=138 總計 857 （二） 井口位置 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。在選擇開拓方式的同時，就要考慮各種可能的井口位置。對礦井井筒位置有以下的要求： ： 22 （ 1）在井田走向方向的儲量中央或 靠 進中央位置使井田兩翼可采儲量基本平衡，這樣可使運輸大巷的運輸費用最低，同時在生產(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、通風(fēng)等費用也相應(yīng)降低。若因地面、井下某種因素影響靠近中央位置，需要偏離時，在可能條件下要少偏離，盡量避免井筒偏于一側(cè)，形成單翼生產(chǎn)的不利局面，特別是第一水平量亦可 采儲量的平衡問題。 （ 2）在井田傾斜方面：采用單水平開采時考慮上、下山合理的長度，井筒與上山下部運輸大巷靠近，與井底車場形成一體，盡可能不搞石門。采用多水平開拓時，在考慮各水平石門工程量總和小的同時，應(yīng)首先考慮第一水平的開采，然后兼顧其他水平。井筒與井底車場及主要運輸大巷位置的選擇統(tǒng)一考慮。 （ 3）開拓方式和井口位置選擇時，一定要與初期移交達產(chǎn)采區(qū)的位置及其接續(xù)統(tǒng)一考慮。初期采區(qū)要選擇在地質(zhì)（特別是構(gòu)造、煤層厚度及穩(wěn)定性、頂?shù)装澹┖退臈l件好、煤層儲量豐富、勘探程度高、地面無建筑物或少量易遷建筑物，便于迅速 達產(chǎn)和增產(chǎn)的地段，同時盡量靠近井田中部。井筒應(yīng)靠近初期移交、達產(chǎn)采區(qū)。 在 井筒到 井 底巷道掘出井筒 、工業(yè) 場地保護煤柱后即可掘進準(zhǔn)備采區(qū)和工作面，使基建工程量少和貫通工程短，達到投資少，建井工期短的好效果。 （ 4）井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的 地 層或地段。同時將井底車場置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強含水層承壓水威脅。 （ 5） 盡量減少井筒及工業(yè)場地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開采條件好的煤層。有條件時可放在無煤帶和煤層無開采價值的地帶。 2. 地面條件 （ 1）井筒應(yīng)建在比較平坦的地方。 在山區(qū)、丘陵地帶要結(jié)合地面生產(chǎn)系統(tǒng)充分利用地形盡量減少土石方工程量。 （ 2）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）井口要避開地面滑坡、巖崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)。 （ 4）井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護的要求。 （ 5）工業(yè)場地要少占或不占良田。 （ 6）井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等布局相協(xié)調(diào)，使之有利于生產(chǎn)，方便生活。 根據(jù)本井田的地質(zhì)情況井筒可位于井田中央位置也可以偏于井田西側(cè)。 23 將井筒放在井田中央位置時，壓煤量為 426Mt，此時水平標(biāo)高定在了 300m且井筒位于 F14斷 層下盤，不穿過斷層。 將井筒放在井田西側(cè)時，壓煤量為 532Mt，此時水平標(biāo)高定在了 300m 且井筒位于 F14斷層上盤，穿過斷層。 確定井口的位置，坐標(biāo)為： 主井：（ 89000 , 5073200） 副井：（ 89000 , 5073250） 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 —— 簡稱“水平”。運輸大巷及井底車場所在的位置及所服務(wù)的開采范圍。 開采水平的尺寸以水平垂高表示．水平垂高是指該水平開采范圍的垂高．合理的水平垂高的要求： （ 1）具有合理的階段斜長 ； （ 2）具有合理的區(qū)段數(shù)目 ； （ 3） 要有利于采區(qū)的正常接替 ； （ 4） 保 證開采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲量 ； （ 5）經(jīng)濟上有利的垂高 ； 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下表 32： 表 32 礦井的階段高度（ m） 井型 開采緩斜煤層的礦 井 開采傾斜煤層的礦 井 開采急傾斜煤層的礦 井 大、中型礦井 100～ 250 100～ 250 100～ 150 小型礦井 60～ 100 80～ 120 80～ 120 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實際情況現(xiàn)確定水平劃分方案如下 ： 方案一：兩水平上、下山開采 方案二：兩水平上山開采 第一水平的標(biāo)高?。?350m 第一水平的標(biāo)高?。?300m 第二水平的標(biāo)高取： 800m 第二水平的標(biāo)高?。?800m 階段垂高為： 300m 階段垂高為： 250m 則 第一水平儲量為： 則 第一水平儲量為： 24 第二水平儲量為： 第二水平儲量為： 第一水平服務(wù)年限： 39年 第一水平服務(wù)年限： 36 年 第二水平服務(wù)年限 ： 41年 第二水平服務(wù)年限： 44 年 根據(jù)這兩種方案所計算的各項數(shù)據(jù)，對各方案評價如下： 方案一：該方案的階段垂高、服務(wù)年限符合《煤礦生產(chǎn)安全規(guī)程》的規(guī)定，但煤層為緩傾斜煤層，不宜 采 用上、下山開采，故此方案不可行。 方案二：該方案的階段垂高及服務(wù)年限符合《煤礦生產(chǎn)安全規(guī)程》的規(guī)定，故選用此方案。 總儲量為 Zc=，設(shè)計生產(chǎn)能力為 ； 服務(wù)年限為 T=Z/AK=( )=。 300800 圖 31 水平劃分示 意圖 開拓巷道的布置 水平巷道的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運輸、通風(fēng)排水、架設(shè)管線，對大巷的基本要求是便于運輸，利于掘進和維護，能滿足通風(fēng)安全的需要。 一． 開拓巷道布置方式的選擇 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（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）．采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系。當(dāng)煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。各種方式的適用條件如下： 1． 分煤層大巷適用條件 : 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長； 井田走向長度短，服務(wù)年限不長； 井底車場或平硐在煤層頂板； 煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運； 產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解； 25 各煤層底板．均有堅硬巖層． 2． 分組集中大巷適用條件 : 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； 按煤層的特點根據(jù)運輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟上有利； 多水平生產(chǎn)，容易解決運輸，通風(fēng)的干擾； 3． 集中運輸大巷適用條件 : 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； 井田走向長度大，服務(wù)年限長； 下部煤層底板有堅硬巖層， 容易維護； 煤質(zhì)牌號相同，要求分采分運； 自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故； 采區(qū)尺寸大，石門長度短。 二． 階段或水平是溝通采區(qū)與井底車場的交通運輸干線，并進行通風(fēng)、排水及布設(shè)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。如果采用單一水平開拓，其工作年限與礦井服務(wù)年限相同。見開拓方案比較表 33和開拓方案剖面示意圖 32。 300800300800 圖 3— 2 開拓 方案剖 面示意圖 26 表 3— 3 開拓方案經(jīng)濟比較表 項目名稱 方案一（萬元） 方案二（萬元） 井筒 主井 1475 1050 104= 800 3000 104=240 副井 1475 1050 104= 800 3000 104=240 風(fēng)井