【導(dǎo)讀】層設(shè)計(jì)可采煤層，平均總厚度為，煤的工業(yè)片牌號(hào)為1/3焦煤。劃分三個(gè)水平開(kāi)采。本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井的開(kāi)拓方式，集中大巷及采區(qū)石門的大巷布置方式。本設(shè)計(jì)采區(qū)為東一采區(qū)，石門裝車式下部車場(chǎng)，采用采區(qū)式通風(fēng)，綜合。工作面年工作日為330天，每日凈提升時(shí)間為14小時(shí)，采用“三、八”工作制，工作面長(zhǎng)為190m，滾筒截深，日進(jìn)刀數(shù)為7刀。

　　

【正文】 貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策 ,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(kāi)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) ； 2. 必須 貫徹 執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。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(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài) ； 3. 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、自動(dòng)化創(chuàng)造條件，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，將不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采； ，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件 ； 25 5. 合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失 。 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 （一） 井硐形式方案比較 根據(jù) 新建五井 的地質(zhì)及煤 層等實(shí)際情況， 以平洞 開(kāi)拓方式 的條件不具備 ，所以應(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，提出三種井筒開(kāi)拓方案，具體情況如下： 方案 1 雙斜井開(kāi)拓； 方案 2 雙立井開(kāi)拓； 方案 3 斜立井混合開(kāi)拓； 以上三 種井筒開(kāi)拓方案技術(shù)比較如下： ： 如圖 31 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井 底 車場(chǎng)及硐室都比 立井 投資少。 （ 2） 膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn) ，并能減少井下石門長(zhǎng)度。 （ 3） 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量小。 缺點(diǎn)： （ 1）在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多。 （ 2） 由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長(zhǎng)度較大。 （ 3） 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小，鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，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。 （ 4）斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大，可能滿足不了通風(fēng)的要 求，不得不另開(kāi)專用進(jìn)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(shí) ,斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜 ,有時(shí)難以通過(guò)。 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～ 500 26 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(jiǎn)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(píng)價(jià)：本井田一水平設(shè)在 100 水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況 采用斜井開(kāi)拓在技術(shù)上不可行。 ： 如圖 32 立井與斜井相比有如下 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制。 （ 2） 立井的 井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利。 （ 3）井筒為圓形斷 面， 結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)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(diǎn)： 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場(chǎng)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(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，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(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式。 技術(shù)評(píng)價(jià)： 根據(jù) 井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦 存狀況等因素， 本礦井的條件 滿足采用雙立井開(kāi)拓，故此方案在技術(shù)上可行。 3. 斜立井混合 開(kāi)拓 ： 如圖 33 優(yōu)點(diǎn)：兼有斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)，主井采用斜井開(kāi)拓，井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用底，副井采用 立井開(kāi)拓，井筒容易維護(hù)，有效斷面大，有利于通風(fēng)。 缺點(diǎn)：如井口相近，則井底車場(chǎng)相距較遠(yuǎn)，井底車場(chǎng)布置，井下聯(lián)系就不太方便，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系也不帶方便，另外占地較多，相應(yīng)增加了煤柱損失。 適用條件：介于雙立與雙斜井之間。 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)設(shè)計(jì)的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場(chǎng)的布置實(shí)際情況，如果采用綜 合開(kāi)拓不利于地面工業(yè)廣場(chǎng)的布置，也不利于井底車場(chǎng)的布置，井 27 下的聯(lián)系和調(diào)度也較為繁瑣，因此該方案在技術(shù)上合理，但不適合本礦井設(shè)計(jì)，所以本礦井不才用斜立混合開(kāi)拓。 圖 31 圖 32 圖 33 28 34 開(kāi)拓方 案經(jīng)濟(jì)比較表 項(xiàng)目名稱 方案一 方案二 方案三 斜井開(kāi)拓 兩組上山 立井開(kāi)拓 兩組上山 斜力 混合開(kāi)拓 兩組上山 數(shù)量 投資 （萬(wàn)元） 數(shù)量 投資 （萬(wàn)元） 數(shù)量 投資 （萬(wàn)元） 井巷 工程 井筒 主井 1200 1440 300 900 1200 1440 副井 1000 1200 300 900 300 900 風(fēng)井 250 1050 350 1050 350 1050 井底車場(chǎng) 750 850 850 765 主要運(yùn)輸巷道及回風(fēng)巷道（ m） 8000 7200 8000 7200 8000 7200 提升設(shè)備 主井 2562 2562 副井 1104 1138 1138 基建投資總計(jì) 各方案與第一方案的差值 832 257 （二） 井口位置 井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。 這是在選擇開(kāi)拓方式的同時(shí)就必須要考慮的 。 因此對(duì)井筒有以下要求： ： （ 1） 井筒 在井田 沿 走向方向的儲(chǔ)量中央或 靠近 井田 中央位置使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡， 使沿 走向運(yùn)輸 的 大巷的運(yùn)輸費(fèi)用最低，同時(shí) 還能保持兩翼均衡生產(chǎn)和采區(qū)的正常接續(xù)。 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(chǔ)量的平衡問(wèn)題。 （ 2）在井田傾斜方面： 應(yīng)使總石門工程量最小，初期工程量及投資小， 建 29 井工期短，且煤柱損失小等 （ 3）開(kāi)拓方式和井口位置選擇時(shí)，一定要與初期移交達(dá)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(chǔ)量豐富、勘探程度高、地面無(wú)建筑物或少量 移 遷建筑物，便于迅速達(dá)產(chǎn)和增產(chǎn)的地段，同時(shí)盡量 靠近 井田中部。 （ 4）井筒應(yīng)盡量避開(kāi)或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的 地層 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。 （ 5） 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(kāi)采條件好的煤層。有條件時(shí)可放在無(wú)煤帶和煤層無(wú)開(kāi)采價(jià)值的地帶。 2. 地面條件 （ 1） 井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 工業(yè)場(chǎng)地要少占或不占良田。 （ 3） 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求。 （ 4） 井口要避開(kāi)地面滑坡、巖崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)。 （ 5） 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。 （ 6）井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)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 將井筒放在井田中央位置時(shí)，壓煤量為 萬(wàn)噸，此時(shí) 一 水平標(biāo)高定在了 200m。 確定井口的位置，坐標(biāo)為： 主井：（ 88000 , 5074268） 副井：（ 88000 , 5074298） 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 ，水平垂高是指該水平開(kāi)采范圍的垂高，合理的水平垂高的要求： （ 1） 經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 ； （ 2）具有合理的區(qū)段數(shù)目 ； 30 （ 3） 具有合理的階段斜長(zhǎng) ； （ 4） 要有利于采區(qū)的正常接替 ； （ 5） 證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲(chǔ)量 。 2. 水平劃分方案比較 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實(shí)際情況現(xiàn)確定水平劃分方案 比較 如下： 表 35 方案一 方案二 二水平上下山開(kāi)采 三水平上山開(kāi)采 第一水平的標(biāo)高取 200m 第一水平的標(biāo)高取 200m 第二水平的標(biāo)高取 400m 第二水平的標(biāo)高取 400m 第三水平的標(biāo)高取 800m 階段垂高 200m 階段垂高 200m 400m 水平 單位 (萬(wàn)噸 ) 水平 單位 (萬(wàn)噸 ) 第一水平儲(chǔ)量 第一水平儲(chǔ)量 第二水平儲(chǔ)量 第二水平儲(chǔ)量 第三水平儲(chǔ)量 平服務(wù)年限 (年 ) 平服務(wù)年限 (年 ) 第一水 37 第一水 37 第二水 52 第二水 31 第三水 21 根據(jù)一上兩種方案所列出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)兩種方案比較 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，煤層為緩傾斜煤層， 但 采用上下山開(kāi)采， 后期壓力大， 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。 可采 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=（ 1201 .4） =。 31 開(kāi)拓巷道的布置 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距 大小的關(guān)系 ，大巷的布置方式分為單煤層布置 、 分煤組布置和全煤組集中布置 ， 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。各種方式的適用條件如下： 分煤層大巷適用條件 1) 產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解 ； 2) 各煤層底板．均有堅(jiān)硬巖層 ； 3) 井底車場(chǎng)或 平硐在煤層頂板； 4) 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng) ； 5) 井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng) ； 6) 煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn) 。 分組集中大巷適用條件 1) 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； 2) 多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾 ； 3) 按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利 。 集中運(yùn)輸大巷適用條件 1) 采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 ； 2) 井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； 3) 煤質(zhì)牌號(hào)相同，要求分采分運(yùn) ； 4) 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井 ； 5) 下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù) ； 6) 自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故 。 階段或水平 是溝通采區(qū) 與井底車場(chǎng)的交通運(yùn)輸干線，當(dāng)上一水平采完后，又可作為下一水平的總回風(fēng)道，其服務(wù) 年 限較長(zhǎng) 。 見(jiàn) 開(kāi)拓方案比較表和 開(kāi)拓方案平 面示意圖。 32 圖 36 開(kāi)拓 方案剖 面示意圖 33 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 根據(jù)井田的地 形地勢(shì)、煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造等因素， 在 經(jīng)過(guò) 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較， 確定 該礦井采用雙立井開(kāi)拓。 井硐位置及坐標(biāo) 井筒位置 就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，選擇井筒位置的條件 如下 表 37： 表 37 地面條件 井下條件 煤的運(yùn)輸方向 煤柱量 工業(yè)場(chǎng)地占地面積 按運(yùn)輸量確定井筒 置 地形與工程地質(zhì)條件 勘探程度和初期工程量 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 根據(jù)本井田的實(shí)際情況 和地質(zhì)條件，又 考 慮到以上條件，本 礦井井筒位置詳見(jiàn)開(kāi)拓示意圖。 兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為： 主井： （ 88000 , 5074268） ；副井： （ 88000 , 5074298） ； 水平數(shù)目及標(biāo)高 根據(jù) 本礦井 的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，合理的水平劃分方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，該設(shè)計(jì)礦井在 200m 水平標(biāo)高處劃分一個(gè)水平，階段垂高300m，在 200m水平標(biāo)高上布置水平開(kāi)拓巷道，井底車場(chǎng)及各硐室，井田范圍內(nèi)各煤層以 200m 開(kāi)采水平為界，再用上山開(kāi)采。 石門 大巷數(shù)目及布置 根據(jù)礦井開(kāi)拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定本設(shè)計(jì)礦井采用 34 集中運(yùn)輸大巷及采區(qū)石門布置。 在 本設(shè)計(jì)礦井中， 由于 大巷和石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求 較 大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù) 形式在本礦井 中相同 ， 其內(nèi)部設(shè)施也相同 。 巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦的經(jīng)濟(jì) 效益 和生產(chǎn) 的 安全 性 ，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求 的 條件 下，提高斷面利用率 、 縮小斷面 、 降低造價(jià)并有利于加快施工速度 為原則 。 本 礦井大巷 斷面 如圖 38 圖 38大巷斷面圖 35 井底車場(chǎng)的形式選擇 井底車場(chǎng)是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，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。因此，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)。 井底車場(chǎng)形式選擇的因素如下 ： （ 1） 調(diào)車簡(jiǎn)單，符合有關(guān)規(guī)定、規(guī)范 ； （ 2） 調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少； （ 3） 礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)增產(chǎn)的可能性 ； （ 4） 井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； （ 5） 施