【正文】 準(zhǔn)備方式的確定如開拓方案中所述，本井田的走向長度為 ，傾斜長 ，雖然面積較大，但煤層傾角較小，很難沿一定走向、一定標(biāo)高劃分成階段，因而將井田直接劃分為盤區(qū)，進(jìn)行上下山盤區(qū)開采，盤區(qū)斜長 2022m 左右，根據(jù)實(shí)際情況，可以有所調(diào)整。各硐室的具體位置見井底車場平面布置圖。④等候室:在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場所。故其容量： V=8Q=3560 m3 （42）4 井田開拓29式中 V——水倉容積，m 3Q——礦井正常涌水量，m 3/h本礦井水倉斷面為半圓拱形，斷面面積為 16m3，故井底水倉的長度為223m，設(shè)內(nèi)外兩個(gè)水倉，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，水倉凈斷面應(yīng)乘以 的系數(shù)。礦井主要水倉必須含有內(nèi)水倉和外水倉，當(dāng)一個(gè)水倉清理時(shí)，另一個(gè)水倉能正常使用，特殊情況應(yīng)設(shè)多條水倉。水泵工作的總能力應(yīng)滿足 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的正常涌水量。從硐室出口密閉門起5 米內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或采用其它不燃性材料支護(hù)。中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護(hù)，如砌料石或混凝土碹，在堅(jiān)固的巖層中也可是用錨噴支護(hù)，但不得有淋水。一旦井下發(fā)生水患，人員，設(shè)備便于撤出，或便于下放排水設(shè)備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復(fù)生產(chǎn)。中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定，設(shè)置滅火器材，如配備滅火設(shè)備和充足的沙箱，為此在硐室設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。變電所的地平，應(yīng)比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連接點(diǎn)處的標(biāo)高高出 米。硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又防火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵珊門，河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 但不能妨礙門的關(guān)閉。2）副井系統(tǒng)硐室①中央變電所：中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護(hù)方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。通常在清底設(shè)備之下或其附近，于井筒一側(cè)開一小泵房，安設(shè)兩臺水泵，一臺工作，一臺4 井田開拓27圖 運(yùn)輸大巷斷面參數(shù)表 48 運(yùn)輸大巷斷面尺寸斷面/m 2 掘進(jìn)尺寸 支護(hù)厚度/mm凈 掘 寬 高 5330 4865 110備用。 井底車場主要硐室位置1）主井系統(tǒng)硐室①井底煤倉：主井為斜井，井下煤倉上接水平運(yùn)輸大巷，下接主斜井膠帶輸送機(jī)。在軌道和輸送機(jī)之間的距離作為行人及檢修作業(yè)距離。本設(shè)計(jì)中，運(yùn)輸大巷一側(cè)裝備 B=1200mm 膠帶輸送機(jī)作為主要運(yùn)輸，另一側(cè)鋪設(shè) 900mm 軌距的軌道，用電機(jī)車牽引固定式礦車作為鋪助運(yùn)輸。噴射混凝土厚度為頂部錨桿長度 2600mm，兩邦錨桿長度 2200mm；大巷中鋪設(shè)混凝土底板，厚度為100mm；噴射混凝土厚度為 110mm。1)巷道斷面形狀選擇 井底車場巷道服務(wù)年限長，要求將井底車場巷道布置在穩(wěn)定的巖層中，因此，一般井底車場巷道采用拱形斷面。④、副井井底車場形式由于本井田為單水平開拓，副井井筒距離水平大巷較近，采用立井臥式環(huán)形井底車場。L1+L3+L2 （41）式中：L—車線有效長度，m。由下列公式計(jì)算：L=m②、井底車場各線路長度確定副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：副井進(jìn)、出車線長度，應(yīng)能夠容納 1～ 列車。由于煤層含水較大，在主斜井的煤倉附近布置一個(gè)小型的水泵硐室，主要用于主斜井下部堆積的積水。掘進(jìn)煤量占礦井產(chǎn)量的 10%，掘進(jìn)出煤由掘進(jìn)巷道的可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到相應(yīng)盤區(qū)的區(qū)段溜煤眼，然后和采面采出的煤一起由膠帶運(yùn)輸，最終運(yùn)至地面。本井田走向長度為 ，主井始終在井田走向的中央，任何一翼的盤區(qū)上山巷道距離主井的距離都小于 ，所以主要運(yùn)輸大巷采用膠帶運(yùn)煤。河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 設(shè)計(jì)基本參數(shù)主井采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，副立井采用絞車作為輔助提升。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)提煤、提矸石、下物料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作任務(wù)。井筒主要參數(shù)及斷面圖見井筒圖 、表 47。4 井田開拓21 風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)，兼行人。 副井副井主要負(fù)擔(dān)礦井的運(yùn)料、排矸、運(yùn)送人員、進(jìn)風(fēng)等；井筒長度為 250m；井筒直徑 ，采用混凝土整體澆注，里面裝備 1 對 1t 礦車雙層四車窄罐籠和一個(gè) 1t 礦車雙層四車寬罐籠帶平衡錘，采用地面上的絞車提升。設(shè)計(jì)井筒寬為 B＝4500㎜。 主井主井主要用于提升原煤，采用鋼繩芯帶式輸送機(jī)，膠帶寬度 B＝1200㎜，主井內(nèi)設(shè)檢修道，使用澆灌混凝土整體固定道床，混凝土厚度 D＝200㎜，井筒采用混凝土澆灌支護(hù)，井壁厚度為 415㎜。所以在方案 III 與方案 II 中選擇方案 II。所以在方案 I 與方案 III 中選擇方案 III。本井田為單斜煤層，采用方案I 時(shí)工業(yè)廣場在井田中央，壓煤較多，方案 III，工業(yè)廣場可以布置在煤層較淺的位置，壓煤較少，可以提高煤的可采儲量，有利于節(jié)約資源。4 井田開拓17圖 方案 I 開拓方式示意圖圖 方案 II 開拓方式示意圖河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 圖 方案 III 開拓方式示意圖 方案的經(jīng)濟(jì)比較表 42 立井兩水平開拓基建及生產(chǎn)費(fèi)用　 　 數(shù)量（10m）基價(jià)（元） 費(fèi)用（萬元） 費(fèi)用（萬元）①主井開鑿 表土段 178805 基巖段 66796 ②副井開鑿 表土段 251326 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 一水平石門 巖巷 43355 二水平石門 巖巷 43355 939基建費(fèi)用（萬元）④小計(jì) 　 　 　 　 ⑤立井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價(jià)（元）第一水平 第二水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時(shí)間（h） 服務(wù)年限（年） 基價(jià)（元）　 450 84 ⑦石門運(yùn)輸 系數(shù) 煤量（萬噸） 運(yùn)距（km）基價(jià)（元）第一水平 1872第二水平 生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）⑧小計(jì) 　 　 　 　 合計(jì) 　 　 　 　 　 4 井田開拓19表 43 單水平綜合開拓基建及生產(chǎn)費(fèi)用　 　 　 數(shù)量（10m）基價(jià)（元） 費(fèi)用（萬元） 費(fèi)用（萬元）①主井開鑿 表土段 43974 　 基巖段 34970 ②副井開鑿 表土段 251326 　 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 基建費(fèi)用（萬元）④小計(jì) 　 　 　 　 ⑤斜井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價(jià)（元）第一水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時(shí)間（h） 服務(wù)年限（年） 基價(jià)（元）　 450 84 生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）⑧小計(jì) 　 　 　 　 合計(jì) 　 　 　 　 　 表 44 兩水平綜合開拓基建及生產(chǎn)費(fèi)用　 　 　 數(shù)量（10m）基價(jià)（元） 費(fèi)用（萬元） 費(fèi)用（萬元）①主井開鑿 表土段 43974 　 基巖段 34970 ②副井開鑿 表土段 251326 　 基巖段 97552 ③井底車場 巖巷 41874 一水平石門 巖巷 43355 二水平石門 巖巷 43355 939基建費(fèi)用（萬元）④小計(jì) 　 　 　 　 ⑤斜井提升 系數(shù) 煤量（萬噸） 提升（km）基價(jià)（元）第一水平 第二水平 ⑥排水 涌水量（m 3/h) 時(shí)間（h） 服務(wù)年限（年） 基價(jià)（元）　 450 84 ⑦石門運(yùn)輸 系數(shù) 煤量（萬噸） 運(yùn)距（km） 基價(jià)（元）第一水平 1872第二水平 生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）⑧小計(jì) 　 　 　 　 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 合計(jì) 　 　 　 　 　 從以上的開拓方式示意圖對方案 I 與方案 III 進(jìn)行比較，這兩個(gè)方案的在技術(shù)上均是可行性方案。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。第一階段開采完之后，將主副井向下延深，直到到達(dá)第二水，進(jìn)行上、下山開采。 的傾斜方向進(jìn)行開拓。地面標(biāo)高為+，水平標(biāo)高為+360m，第二水平標(biāo)高為+220m 。方案 III：主斜井、副立井兩水平綜合開拓。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。 的傾斜方向進(jìn)行開拓。面標(biāo)高為+，水平標(biāo)高為+360m ，第二水平標(biāo)高為+220m。方案Ⅱ：單水平綜合開拓。水平大巷布置在距離煤層底板 25m 的巖層之中。第一階段開采完之后，將主副井向下延深，直到到達(dá)第二水。地面標(biāo)高為+ ，第一水平標(biāo)高為+360m ，第二水平標(biāo)高為+220m 。 開拓方案的提出方案 I：主立井、副立井二水平開拓。開采后期，通過采煤工作面的污風(fēng)從區(qū)段集中回風(fēng)平巷進(jìn)軌道上山，然后從風(fēng)井排出。本設(shè)計(jì)中，煤層為厚煤層，為方便開采，減少區(qū)段巷道的維護(hù)時(shí)間，應(yīng)開掘區(qū)段集中平巷。3）運(yùn)輸大巷的布置運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開采水平的煤炭和輔助運(yùn)輸以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。③井筒位置的選擇為了使井田兩翼可采儲量基本平衡，走向運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用最低，同時(shí)河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 在生產(chǎn)中保持兩翼均衡生產(chǎn)和盤區(qū)的正常接續(xù)，將主斜井選在井田走向方向的儲量中央。由于井田走向長度較長，傾斜長度也較長，為減少風(fēng)阻，便于通風(fēng)，保障正常的生產(chǎn)，每個(gè)盤區(qū)都將開掘各自獨(dú)立的回風(fēng)立井。 傾角開掘主斜井，用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤炭；為方便通風(fēng)、人員提升、輔助運(yùn)輸，開掘副立井；作為回風(fēng)井，要求井筒短，風(fēng)阻小，有利于減少通風(fēng)成本及保證礦井的正常生產(chǎn)，需開掘通風(fēng)立井。本設(shè)計(jì)為單水平盤區(qū)劃分，采用上、下山開采，為解決涌水問題，可以在下山開采時(shí)，一次將下山掘到底，修建盤區(qū)水倉，安設(shè)水泵，通過盤區(qū)風(fēng)井，最終排到地面上。由于本井田煤層平均傾角為 6186。表 41 工業(yè)廣場占地指標(biāo)井型 小型井 中型井 大型井面積比例 ~ 公頃/10 萬 t ~ 公頃/10 萬 t ~ 公頃/10 萬 t 對井田開拓中若干問題分析1) 井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及位置本井田的走向長度為 ，傾斜長 。因此將工業(yè)廣場布置在走向中央、傾斜三分4 井田開拓15之一處，這樣就可以減少壓煤又可以減少運(yùn)輸費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。鐵北煤礦井田走向長度為 ，傾斜長 ，將工業(yè)廣場布置在走向的中央位置。6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)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）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。開使生產(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)約基建投資，加快礦井建設(shè)。合理的開拓方式需要對該井田的地形、地質(zhì)、水文、煤層賦存情況，結(jié)合井型大小、設(shè)備供應(yīng)、施工技術(shù)等條件，綜合分析，全面比較，確定合理的方案。河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 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(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。采用一次采全高的開采方法， 雙滾筒采煤機(jī)截深 ， “三八制”工作制度，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，則每天推進(jìn)進(jìn)尺為： ???年工作日為 330 天，則年進(jìn)尺為： 工作面長度取為 180m，年實(shí)際生產(chǎn)能力為： ??? 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算： (31)AKZTk/?式中：T——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a；Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲量，Mt；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲量備用系數(shù)，K＝。綜上所述，本井田宜建生產(chǎn)能力不太大的大型礦井，考慮到各方面的條件，3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限13本設(shè)計(jì)選擇年產(chǎn) 150 萬噸的大型礦井。5）煤礦井型發(fā)展趨勢。本井田煤層瓦斯含量較少，生產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量小，不需要太大的風(fēng)量，為大型礦井通風(fēng)提供了良好的條件；地層含水較多，開采涌水量較大，為減少礦井排水的年限，可適當(dāng)加大開采強(qiáng)度，縮短開采年限。本井田煤層深度相對較淺，主井可以建為斜井用膠帶運(yùn)輸；風(fēng)井和副井井筒都較淺，人員提升、進(jìn)回風(fēng)都相對較為容易，適宜建大型礦井。本井田地勢平坦，地層結(jié)構(gòu)簡單，煤層傾角較小，適宜于大型礦井的開采，但煤層厚度變化較大，薄煤層及中厚煤層較多，厚煤層較少，適宜建大型礦井，不宜建特大型礦井。本井田面積較大，煤層較多，儲量較為豐富，為較長的礦井服務(wù)年限和較大的生產(chǎn)能力提供了最基礎(chǔ)的條件，宜建大型礦井。礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家所需的煤種等因素確定。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為 16h。 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲量，可按下式計(jì)算：Zk=（ Zg?P）C （21）式中：Z k——礦井可采儲量，Mt；P——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，Mt；C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 。4）井筒及工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，煤炭損失量為 。2）鐵路保護(hù)煤柱，煤炭損失量為 2560 萬噸。工業(yè)儲量 A+B+C+ 級為 萬噸，其中 A+B 級為，占工業(yè)儲量的 %。