【正文】 方式。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需認(rèn)真研究。確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。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)。，減少煤炭損失。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，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。，在斷層右側(cè)，傾角變化較小，煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定；斷層左側(cè)傾角變化較大，從7o－40o均有出現(xiàn)，且在井田中部，煤層賦存狀況及其復(fù)雜，開拓時(shí)均應(yīng)予以考慮。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，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。立井開拓不受煤層傾角、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，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮石臺(tái)煤礦的實(shí)際情況：(1) 地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均+33m左右，煤層埋藏較深；(2) ，為大型礦井；(3) 礦井水文地質(zhì)條件屬于以裂隙巖層充水為主的簡(jiǎn)單類型。（2）主、副井井筒位置的選擇①井筒位置的確定原則Ⅰ.有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；Ⅱ.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；Ⅲ.井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；Ⅳ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，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；Ⅴ.工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；Ⅵ.水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。③井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)，本井田中部偏左有大斷層，井筒布置在井田的中央靠上部位，位于斷層稍右側(cè)，可以使斷層保護(hù)煤柱與工廣保護(hù)煤柱重合一部分，減少煤炭損失。⑤盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。為了減少工業(yè)廣場(chǎng)所壓煤柱，將斷層煤柱和工業(yè)廣場(chǎng)煤柱合并考慮，并且保證在井田走向的中央。⑥地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。本礦井水文地質(zhì)條件屬于以裂隙巖層充水為主的簡(jiǎn)單類型。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。由于井田走向較長(zhǎng)，且南部井田不規(guī)則，考慮后期開采過程中可能因線路較長(zhǎng)帶來通風(fēng)困難問題，前期采用中央分列式通風(fēng)，后期在南部開新風(fēng)井，煤層埋藏較淺，淺部風(fēng)井深度不超過100m，費(fèi)用不高，方案可行。南翼風(fēng)井服務(wù)第一、二水平的南翼，南翼下一水平的通風(fēng)通過一段回風(fēng)平巷與南風(fēng)井相連。中央風(fēng)井布置在井田邊界之外巖石中，不留煤柱；另外將南翼風(fēng)井布置在難以開采的三角煤區(qū)，且利用一部分邊界煤柱，從而減少了煤柱損失。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，104m2，定為350m300m的矩形。 井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷的布置（1）運(yùn)輸大巷的布置由于運(yùn)輸大巷要為各水平的開采服務(wù)以及本煤層厚度為5m，煤的普式系數(shù)f=，屬于軟煤，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開采的影響，水平大巷布置在距煤層底板20m左右的細(xì)砂巖中。（2）井底車場(chǎng)的布置 由于井底車場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。煤層頂板為中硬的砂泥巖，底板為堅(jiān)硬的細(xì)砂巖。 礦井開拓延伸及深部開拓方案本礦井開拓延伸可考慮以下二種方案：立井延伸；雙暗斜井延伸。但采用這種方法延伸時(shí)，致使井筒需打在煤層較深處，增大井筒的保護(hù)煤柱量。暗斜井延伸：采用兩個(gè)暗斜井延伸時(shí)，原有井筒的位置，水平的劃分，上山或下山開采都不受太大影響。其缺點(diǎn)是增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。 方案比較 根據(jù)以上分析，提出以下四種方案，如圖41所示 圖 41 開拓方案示意圖 （1）三水平開采，立井井筒位于280煤層處，頂板車場(chǎng)，主暗斜井、副立井延伸至第二水 平，水平標(biāo)高550，石門到達(dá)主采煤層，雙暗斜井延伸至三水平，水平標(biāo)高850。（4）三水平開采，井筒位于280水平煤層處，石門到達(dá)主采煤層；二水平暗副立井延伸，主暗斜井延伸，石門到達(dá)主采煤層；三水平雙暗斜井延伸。主要考慮到立井延伸施工過程相對(duì)與斜井延伸來說較復(fù)雜，需要從旁邊開掘斜巷從下部開掘，并向上掘進(jìn)，直到與上部貫通，這樣會(huì)影響到正在生產(chǎn)的開采水平的煤炭提升，影響到礦井產(chǎn)量。缺點(diǎn)是斜井長(zhǎng)度太長(zhǎng)，工程量大，運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)。表41 開拓方案粗略經(jīng)濟(jì)比較　　方案一　方案二基建費(fèi)/萬(wàn)元主暗斜井井開鑿副立井開鑿90副暗斜井井開鑿主暗斜井開鑿上下斜井車場(chǎng)72石門開鑿72　　井底車場(chǎng)90　　　　小計(jì)小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元石門運(yùn)輸立井提升暗斜井提升暗斜井提升立井提升排水排水石門運(yùn)輸小計(jì)小計(jì) 總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元　百分率%　106%　　方案三方案四基建費(fèi)/萬(wàn)元主暗斜井井開鑿暗副立井開鑿81副暗斜井井開鑿石門開鑿70上下斜井車場(chǎng)72主暗斜井開鑿　　井底車場(chǎng)90　　斜井車場(chǎng)72小計(jì)小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元暗斜井提升立井提升立井提升石門運(yùn)輸排水（斜、立）暗斜井提升　　排水（斜、立）小計(jì)小計(jì)總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元　百分率%　104%余下的3方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限也都符合要求。因此，兩方案還需要通過具體的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。② 在運(yùn)輸費(fèi)用中，方案3的區(qū)別僅在于方案1的第二水平與方案3的第二水平的延伸方式的不同，故僅對(duì)方案1的二、三水平與方案3的二、三水平作了比較。④ 兩方案由于井筒位置不同，其井筒保護(hù)煤柱也不同。⑤ 綜合比較及結(jié)果：雖然方案1的總費(fèi)用與方案3的總費(fèi)用相差不大，但考慮到方案3的井筒位于煤層的上部，工業(yè)廣場(chǎng)在一水平壓煤多于方案1，但壓煤總量少。且車場(chǎng)位于底板中，維護(hù)較好。故綜合比較，3方案優(yōu)于1方案。 礦井基本巷道 井筒由前章確定的開拓方案可知第一水平主、副井都為立井，在井田邊界中央斷層煤柱外設(shè)置一個(gè)風(fēng)井，在井田北翼50m煤層處設(shè)北風(fēng)井。（1）主井主井井筒采用立井形式，圓形斷面，178。此外，還布置有檢修道，動(dòng)力電纜，照明電纜，通迅信號(hào)電纜，人行臺(tái)階等設(shè)施。 箕斗帶平衡錘凈 斷 面 積 m2井筒支護(hù)混凝土井壁厚4500m 充填混凝土厚50m（2）副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，178。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井井筒斷面見圖43，主要參數(shù)見表48。圓形斷面，井筒凈直徑5m，178。 圖44 風(fēng)井井筒斷面特征表48 鳳井?dāng)嗝嫣卣鞅怼【? 型120萬(wàn)t井 筒 直 徑6m井 深80m凈 斷 面 積基巖段毛斷面積 m2表土段毛斷面積 井底車場(chǎng)（1）車場(chǎng)的型式和布置形式從礦車在井底井場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)看，井底車場(chǎng)有兩大類，即環(huán)形式和折返式。由于該車場(chǎng)采用了底卸式礦車運(yùn)煤系統(tǒng)，使車場(chǎng)形式大為簡(jiǎn)化，選用刀式環(huán)行井底車場(chǎng)，通過能力較大。 圖45 井底車場(chǎng)平面圖（2）車場(chǎng)副井空重車線的驗(yàn)算～。電機(jī)車選用ZK106/550直流架線式電機(jī)車，其尺寸為450010601550。一列車的長(zhǎng)度L列車＝4500＋345020＝73500mm＝副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng)≥=108m所選車場(chǎng)的副井空車線的長(zhǎng)度L副井空車線＝150m108m，所選車場(chǎng)的副井重車線的長(zhǎng)度L副井重車線＝170m108m，符合要求?？哲嚱?jīng)調(diào)度室時(shí)，通過道岔將礦車尾指向生產(chǎn)采區(qū)，由電機(jī)車遷引礦車尾駛向采區(qū)煤倉(cāng)運(yùn)煤。材料的運(yùn)行路線與矸石空車相同。 主要開拓巷道主要開拓巷道如運(yùn)輸大巷（圖46）、主石門（同運(yùn)輸大巷），由于煤層較厚且煤質(zhì)較軟，布置于煤層大巷，不易維護(hù)，決定均布置在底板巖石中。圖46 運(yùn)輸大巷斷面圖表49 運(yùn)輸大巷斷面特征表　圍巖類別斷面（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）噴射厚度（mm）錨桿（mm）凈周長(zhǎng)（m）凈掘?qū)捀唛g距錨深規(guī)格巖石480038001008001500150020各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第19條，第20條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算其風(fēng)速，驗(yàn)算結(jié)果見第九章。膠帶輸送機(jī)大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。 風(fēng)速驗(yàn)算所選定的副井作為進(jìn)風(fēng)井，南、北風(fēng)井作為出風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。 5 準(zhǔn)備方式—采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 首采區(qū)煤層埋藏在17m~ 280m之間，傾角平均17176。總體可見，該煤層的開采條件較好。表51 煤層特征如表煤 名層 稱煤 厚 (m)傾 角 (度)結(jié) 構(gòu)穩(wěn) 定 性容重（t/）硬 度牌 號(hào)3517簡(jiǎn)單穩(wěn)定軟（f=）低硫低磷氣煤一采區(qū)所屬煤層的3 煤層屬低硫中灰中等可選至易選煤，是良好的煉焦配煤或動(dòng)力用煤，根據(jù)地質(zhì)資料，3 煤層屬于氮?dú)鈳?，沼氣和二氧化碳含量很底，均小?0m3/t，屬低瓦斯。有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為6個(gè)月。 頂?shù)装逄匦?煤層的頂?shù)装逄匦匀绫?2所示。／時(shí)。 一采區(qū)對(duì)應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、無鐵路，開采不受地表的限制。（1） 方案一 ①優(yōu)點(diǎn)：沿煤層布置，掘進(jìn)速度快、費(fèi)用低，聯(lián)絡(luò)巷工程量小，可補(bǔ)充探明煤層情況。（2）方案二①優(yōu)點(diǎn)：減輕或避免了采煤工作面對(duì)巖石上山的采動(dòng)影響，以后的維護(hù)費(fèi)用較低。 經(jīng)過以上的技術(shù)比較，方案二總費(fèi)用要比方案一少。 采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定 考慮到運(yùn)輸通風(fēng)、工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度、盡快出煤投產(chǎn)等多項(xiàng)因素，決定在工廣煤柱附近開掘兩條巖石上山，布置單翼采區(qū)，單翼推進(jìn)長(zhǎng)度1300m。經(jīng)計(jì)算可以劃分5個(gè)區(qū)段,工作面長(zhǎng)160m，區(qū)段間沿空掘巷，實(shí)行跳采，留設(shè)4m保護(hù)煤柱。 采區(qū)內(nèi)各種巷道主要包括：運(yùn)輸上山、軌道上山、膠帶運(yùn)輸平巷、回風(fēng)運(yùn)料平巷、區(qū)段石門、溜煤眼、上下部車場(chǎng)等。開拓巷道布置一條雙軌大巷，兼運(yùn)煤和運(yùn)材料矸石。本礦井首采采區(qū)的推進(jìn)長(zhǎng)度為1300m左右，采用單巷掘進(jìn)，沿空掘巷，區(qū)段間實(shí)行跳采，在保證一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)的同時(shí)，注意另一區(qū)段的準(zhǔn)備，保證工作面的正常接替。這種通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單，漏風(fēng)小，有利于煤塵和瓦斯的排除。（3） 通風(fēng)系統(tǒng)首采區(qū)工作面風(fēng)流路線為： 副井—→井底車場(chǎng)—→運(yùn)輸大巷—→采區(qū)下部車場(chǎng)—→軌道上山—→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門—→運(yùn)輸平巷—→工作面—→回風(fēng)平巷—→回風(fēng)石門—→中央風(fēng)井。（4） 排矸系統(tǒng)工作面—→回風(fēng)平巷—→軌道上山—→采區(qū)下部車場(chǎng)—→運(yùn)輸大巷—→井底車場(chǎng)—→副井（5） 供電系統(tǒng)地面變電站—→副井—→中央變電所—→主運(yùn)輸大巷—→軌道上山—→采區(qū)變電所—→工作面。在水窩處備兩臺(tái)22KW水泵，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。鏟車完成材料、設(shè)備的運(yùn)送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。掘進(jìn)通風(fēng)的基本要求。掘進(jìn)通風(fēng)方式為分壓入式、抽出式和混合式。 采區(qū)采出率采區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量與采區(qū)內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量的百分比稱為采區(qū)采出率。設(shè)計(jì)首采盤區(qū)采出率為81%，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。采煤工藝方式的一般選擇原則： 就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，綜采是采煤工藝的重要發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗以及勞動(dòng)條件好、勞動(dòng)強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)我國(guó)的經(jīng)驗(yàn)和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少、上綜采后能很快獲得高產(chǎn)、高效，或者某些地質(zhì)條件特殊上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。普采對(duì)地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強(qiáng)，工作面搬遷容易。與綜采相比，普采操作技術(shù)比較容易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。炮采工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)裝備少，適應(yīng)性強(qiáng)，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡(jiǎn)單，是我國(guó)目前采用仍然較多的一種采煤工藝，但