某年產(chǎn)量5.0Mt的礦井井田開拓方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16608某年產(chǎn)量5.0Mt的礦井井田開拓方案設(shè)計(jì)案例 1134701.1井田開拓的基本問題 128811.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 1237281.1.2工業(yè)場地位置、形式和面積 2265131.1.3開采水平的確定 330281.1.4盤區(qū)接替順序 3186971.1.5方案比較 3269791.2礦井基本巷道 7160231.2.1井筒 786101.2.2井底車場 10561.2.3主要開拓巷道 111.1井田開拓的基本問題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。1.確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2.合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3.布置大巷及井底車場；1.確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5.進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6.合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)1.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。表4-1井筒形式比較表種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單，成本低，地面工業(yè)廣場設(shè)施簡單，施工條件好，施工速度快，井巷工程量少，加快了建井周期，工業(yè)廣場煤柱少。受地形的限制因素較大。僅在地形條件適宜、煤層賦存率高的山區(qū)、丘陵區(qū)、溝壑區(qū)，便于工業(yè)場地的布置和鐵路的引入，山上部的儲(chǔ)量基本能滿足類似井型水平使用年限的要求。斜井井筒施工工藝、施工設(shè)備及工藝相對(duì)簡單，開挖速度快，單價(jià)低，首次投資??；地面工業(yè)建筑、井筒設(shè)備、井筒堆場及硐室比立井簡單，立井?dāng)U張施工方便，生產(chǎn)干擾小，不易受到底板含水層的威脅；提升能力高，可作為安全出口。斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。煤層賦存較淺，表土層不厚，且水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需要特殊施工的緩傾斜和傾斜煤層。立井立井井筒短，提升速度快，提升能力大，特別利于輔助提升。立井?dāng)嗝娲螅軡M足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井的用風(fēng)要求，阻力小，對(duì)深井的開發(fā)十分有利；當(dāng)?shù)乇硗翆痈凰畬踊蛄魃皩訒r(shí)，立井比斜井更容易施工；對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存狀態(tài)復(fù)雜的礦區(qū)，可考慮深部和淺部不同賦存狀態(tài)的煤層。立井施工工藝復(fù)雜，需要大量設(shè)備，技術(shù)要求高，立井設(shè)備復(fù)雜，開挖速度慢，資金投入大。不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制。本礦井煤層傾角小，平均2°，為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量??；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井開拓或立井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙斜井。2.井筒位置的確定井筒位置的確定原則：第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；有利于首盤區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，使首盤區(qū)減少移動(dòng)村落或不用移動(dòng)村落；井田兩翼儲(chǔ)量保持平衡；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；工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、洼地和采空區(qū)，以免受山崩和洪水威脅；工業(yè)廣場要少占耕地，少壓煤；離水源和電源近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田邊界比較方正，故為便于井下運(yùn)輸及工業(yè)廣場布置，因此主、副井筒位置在井田中央偏東北。1.1.2工業(yè)場地位置、形式和面積根據(jù)井筒位置，工業(yè)場地的布置在井田中央偏東北。工業(yè)廣場形式與面積見前一節(jié)相關(guān)內(nèi)容。1.1.3開采水平的確定井田主采煤層為2-2煤層，煤層最高標(biāo)高1090m，最低標(biāo)高為1210m，垂直高度達(dá)120m，煤層埋藏深度為160m?？刹擅簩?xùn)|西長0～11.04km，南北寬0～11.72km，，煤層傾角2°，所以確定為一個(gè)水平，一水平標(biāo)高1160m，開采方式為盤區(qū)開采。1.1.4盤區(qū)接替順序本礦井采用前進(jìn)式開采順序，即先采距井筒近的盤區(qū)，后采距井筒遠(yuǎn)的盤區(qū)。開采順序?yàn)?01盤區(qū)、202盤區(qū)、204盤區(qū)、203盤區(qū)。1.1.5方案比較1、方案提出根據(jù)本礦的地質(zhì)條件，煤層厚度和傾角，設(shè)計(jì)出三種可行性方案。1）雙立井開拓圖4-1方案一雙立井開拓主副井筒均布置為立井，位于井田中央，大巷布置在煤層中，運(yùn)輸大巷和輔運(yùn)大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿頂板掘進(jìn)。布置一個(gè)風(fēng)井回風(fēng)，位于井田中央，呈中央并列式通風(fēng)，獨(dú)立布置一回風(fēng)大巷，兼作安全出口。如圖4-1。2）主斜井副立井開拓圖4-2方案二主斜井副立井開拓主井布置為斜井，副井布置為立井，斜井提煤運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中，運(yùn)輸大巷和輔運(yùn)大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿頂板掘進(jìn)。如圖4-2。3）雙斜井開拓圖4-3方案三雙斜井開拓主、副井均為斜井，主、副井均布置在井田中央，主斜井布置膠帶輸送機(jī)，副斜井由提升絞車牽引礦車提升。大巷布置在煤層當(dāng)中。工作面的煤經(jīng)回采巷道，經(jīng)主運(yùn)輸大巷運(yùn)至煤倉，經(jīng)主井提升至地面。工作面所需材料經(jīng)副井下放，經(jīng)井底車場、輔運(yùn)大巷至經(jīng)回采工作面輔助運(yùn)輸順槽至工作面。如圖4-3。2、技術(shù)比較表4-1開拓方案技術(shù)比較表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一1.立井建井工程量小，投資省，建井快，有利于早出煤、早見效。2.立井井筒短，各種管線布設(shè)長度小，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，減少了費(fèi)用。3.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。1.立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。2.井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。方案二1.斜井掘進(jìn)速度快，有利于早出煤、早見效。2.用膠帶做主井運(yùn)輸時(shí)，效率高，效益好。3.煤巷掘進(jìn)速度快，成本低，建井周期短。1.副立井提升能力大1.斜井井筒長，維護(hù)量大，成本高。2.主井筒壓煤增加，煤損增加。方案三1.建井快，有利于早出煤、早見效。2.用膠帶做主井運(yùn)輸時(shí)，效率高，效益好。1.斜井井筒長，建井工程量大，投資大，維護(hù)量大，成本高。2.各種管線布設(shè)長度大，通風(fēng)阻力大，增加了費(fèi)用。煤層埋深160米左右，埋深較淺，本礦生產(chǎn)能力較大，使用斜井，建井快，有利于早出煤、早見效，用膠帶做主井運(yùn)輸時(shí)，效率高，效益好。所以比較而言，方案三比較有優(yōu)勢。3、經(jīng)濟(jì)比較方案一、方案二、方案三的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用計(jì)算表，分別見表4-2、表4-3、表4-4、表4-5。通過粗略比較經(jīng)濟(jì)結(jié)果可知，對(duì)于方案一和方案三而言，方案一在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢明顯，因此選擇方案一。表4-2方案一經(jīng)濟(jì)費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)初期基建費(fèi)用(萬元)主井開鑿表土段615588993.5334203.21基巖段10109672109.672副井開鑿表土段6186902112.1412246.68基巖段10134542131.542井底車場巖巷6041874251.244251.24小計(jì)701.13后期基建費(fèi)用(萬元)大巷396002009057859.257859.20小計(jì)57859.20生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)斜井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)12407.811.2403900.161.6排水涌水量(m3/h)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)1676.59110876062.140.28大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)40713.121.2403902.40.35大巷維護(hù)系數(shù)維護(hù)長度大巷數(shù)量單價(jià)(元/a.m)359.721.22400326.8小計(jì)55157.23合計(jì)113717.56表4-3方案二經(jīng)濟(jì)費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)初期基建費(fèi)用(萬元)主井開鑿表土段18.44097475.39216170.47基巖段30.73097095.0779副井開鑿表土段6186902112.1412246.68基巖段10134542131.542井底車場巖巷6041874251.244251.24小計(jì)668.40后期基建費(fèi)用(萬元)大巷396002009057859.257859.20小計(jì)57859.20生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)斜井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)9971.711.2403900.490.42排水涌水量(m3/h)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)1676.59110876062.140.28大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)40713.121.2403902.40.35大巷維護(hù)系數(shù)大巷長度大巷數(shù)量單價(jià)(元/a.m)359.721.22400326.8小計(jì)52721.14合計(jì)111251.73表4-4方案三經(jīng)濟(jì)費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)初期基建費(fèi)用(萬元)主井開鑿表土段18.44097475.39216170.47基巖段30.73097095.0779副井開鑿表土段16.74158169.44027181.19基巖段27.940052111.74508井底車場巖巷6041874251.244251.24小計(jì)602.90后期基建費(fèi)用(萬元)大巷396002009057859.257859.20小計(jì)57859.20生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)斜井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)9971.711.2403900.490.42排水涌水量(m3/h)時(shí)間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)1916.10110876062.140.32大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)39549.891.2403902.40.34大巷維護(hù)系數(shù)大巷長度大巷數(shù)量單價(jià)(元/a.m)359.721.22400326.8小計(jì)51800.42合計(jì)110262.52表4-5三方案詳細(xì)比較匯總方案方案一方案二方案三名稱雙立井單水平開拓主斜副立單水平開拓雙斜井單水平開拓項(xiàng)目費(fèi)用（萬元）百分比(%)費(fèi)用（萬元）百分比(%)費(fèi)用（萬元）百分比(%)初期基建費(fèi)用(萬元)701.13116668.40111602.90100初期基建費(fèi)用(萬元)57859.2010057859.2010057859.20100生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)55157.2310652721.1410251800.42100總費(fèi)用113717.56103111251.73101110262.52100由對(duì)比結(jié)果可知，三種方案的總費(fèi)用差距不是很大，所以從經(jīng)濟(jì)方面來說，無法確定那個(gè)方案更為優(yōu)，但是從技術(shù)比較來說，本礦井煤層埋藏淺，立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。在經(jīng)濟(jì)費(fèi)用差距不大的情況下，選擇技術(shù)比較方便的。綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：斜井單水平開拓，選用方案三。1.2礦井基本巷道1.2.1井筒開拓方案可知主、副井都為斜井，在井田中央設(shè)置中央風(fēng)井。1.主斜井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦井5.0Mt/a的煤炭運(yùn)輸兼進(jìn)風(fēng)。井筒斷面為半圓拱形，凈斷面面積為15.5m2，傾角19°，表土層段掘進(jìn)斷面面積為21.7m2，基巖掘進(jìn)斷面面積為17.1m2，井筒斷面布置如圖4-4、圖4-5。圖4-4主斜井表土段斷面圖圖4-5主斜井基巖段斷面圖2.副斜井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦的材料和設(shè)備提升。井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角21°，凈斷面面積為17.8m2，表土層掘進(jìn)斷面面積為23.9m2，基巖掘進(jìn)斷面面積為19.9m2，井筒斷面布置如圖4-6、圖4-7。圖4-6副斜井表土段斷面圖圖4-7副斜井基巖段斷面圖3.回風(fēng)立井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)，井筒凈直徑為7m，凈斷面面積為38.5m2，表土層掘進(jìn)斷面積為52.8m2，基巖段掘進(jìn)斷面積49.0m2，內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面布置如圖4-8。根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程的規(guī)定》規(guī)定。圖4-8回風(fēng)立井?dāng)嗝鎴D1.2.2井底車場礦井為斜井開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面；物料經(jīng)副斜井運(yùn)至井底車場，在井底車場換裝，由電機(jī)車運(yùn)到盤區(qū)；少量矸石由鏟斗車直接排到非通行的巷道橫貫中。1.井底車場的形式和布置方式根據(jù)礦井開拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為刀式井底車場，副斜井、井底車場鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為無軌膠輪車。井底車場布如圖4-9。2.空重車線長度井底車場空、重車線調(diào)車線長度按1.5倍列車長度考慮，一列礦車為20個(gè)車廂，采用1.5t固定箱式礦車，型號(hào)為MG1.7-9B，外形尺寸（長×寬×高）2400×1150×1150（mm），故取調(diào)車線長度為70m。3.調(diào)車方式井底車場內(nèi)設(shè)2臺(tái)蓄電池機(jī)車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由蓄電池機(jī)車牽引，重車頂入換裝站，空車返回井底車場存車線。大巷來的材料膠輪平板車直接倒入換轉(zhuǎn)站一端等待換裝。大巷駛?cè)刖总噲龅娜塑囋诖孳噲龃娣?，該處同時(shí)作為上、下井人員換乘點(diǎn)。1.硐室井底車場硐室有：井底煤倉、主變電所、主排水泵房、水倉、調(diào)度室、等候室等。井底車場車場巷道及硐室除煤倉、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。圖4-9井底車場1.2.3主要開拓巷道運(yùn)