察哈素井田的井田開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u27977察哈素井田的井田開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)案例 1318581.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 138531.1.1開(kāi)拓方案的提出 1143761.1.2可能的開(kāi)拓方案 2303391.1.3經(jīng)濟(jì)比較 3146251.1.4最優(yōu)方案 3143751.2井口及工業(yè)廣場(chǎng)位置的選擇 6262711.2.1影響井口和工業(yè)場(chǎng)地位置選擇的因素 661561.2.2、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置選擇 8202161.2.3、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置方案比選 99111.3井筒 15268591.3.1確定井筒的數(shù)目及位置 15168651.3.2井筒詳細(xì)參數(shù) 1693591.4井底車(chē)場(chǎng) 16229791.1.1井底車(chē)場(chǎng)形式 16288281.1.2避難硐室 17240941.1.3水倉(cāng) 17161651.1.4煤倉(cāng) 1782861.5.1一水平大巷 18115131.6大巷斷面 18324491.7生產(chǎn)系統(tǒng)綜述 181.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題1.1.1開(kāi)拓方案的提出確定開(kāi)拓方式的主要原則：（一）確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；（二）合理地確定開(kāi)采水平數(shù)目和位置；（三）布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)；（四）確定礦井開(kāi)采程序，作好開(kāi)采水平的接替；（五）進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深，深部開(kāi)拓及技術(shù)改造；（六）力求簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量減少井巷工程量；（七）盡可能提高機(jī)械化程度，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)安全高效；（八）投資少，工期短，見(jiàn)效快。由于煤埋深在350-450m之間，埋藏深度較深，為兼顧下層煤開(kāi)采，固考慮采用立井開(kāi)拓。1.1.2可能的開(kāi)拓方案方案一：采用立井開(kāi)拓，主副井，風(fēng)井皆為立井，將兩個(gè)風(fēng)井分別建在井田正北方向和正西方向，分別為31采區(qū)，32采區(qū)通風(fēng)，礦井大巷為東西布置。方案如下：本方案采用主立井-副立井開(kāi)拓，工業(yè)廣場(chǎng)考慮位于井田中部偏東方向布置，方便煤炭運(yùn)輸，地勢(shì)平坦，場(chǎng)地內(nèi)布置主立井，副立井，副立井直徑6.5m，垂深437m，主立井井筒直徑6.5m，垂深437m，上述三個(gè)井筒均作安全出口。方案二主斜副立井開(kāi)拓（1）主斜井井筒主要承擔(dān)礦井的煤炭提升，且為礦井的輔助進(jìn)風(fēng)井。井筒采用矩形斷面，凈寬4m，凈高5m，凈斷面20m2，白堊系段（凍結(jié)段）采用鋼筋混凝土支護(hù)，厚450~600mm，基巖段采用掛網(wǎng)錨噴支護(hù)，厚150mm，傾角20°，斜長(zhǎng)1228m。裝備一條1.8m寬鋼繩芯帶式輸送機(jī)，并設(shè)置臺(tái)階、扶手，作為礦井一個(gè)安全出口，為有利于膠帶輸送機(jī)檢修，主斜井內(nèi)設(shè)檢修猴車(chē)，另外下井電纜、排水管路2趟、消防灑水管路1趟均布置在主斜井內(nèi)。（2）副立井井筒副井井筒設(shè)計(jì)凈直徑φ6.5m，凈斷面33.16m2，深度420m凍結(jié)段采用雙層鋼筋混凝土復(fù)合支護(hù)，內(nèi)層厚700~950mm，外層厚550mm，基巖段采用單層素混凝土支護(hù)，厚650mm。裝備一個(gè)非標(biāo)特大罐籠和一個(gè)平衡錘、兩個(gè)非標(biāo)小罐籠擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料、設(shè)備升降及矸石提升，并兼作進(jìn)風(fēng)井；非標(biāo)特大罐籠及其平衡錘采用冷彎方形空心型鋼罐道，非標(biāo)小罐籠采用玻璃鋼罐道；非標(biāo)特大罐籠采用冷彎矩形空心型鋼罐道梁，非標(biāo)小罐籠和大罐籠平衡錘采用工字鋼罐道梁，罐道梁層間距1.0m；鋼結(jié)構(gòu)支座固定罐道梁；井筒內(nèi)還布置有壓風(fēng)管，通訊、信號(hào)電纜若干趟；井筒內(nèi)還設(shè)有一個(gè)玻璃鋼梯子間，作為礦井的一個(gè)安全出口。（3）回風(fēng)立井井筒設(shè)計(jì)凈直徑Φ7.2m，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)；井筒內(nèi)裝備有玻璃鋼梯子間，布置灌漿管路1趟、強(qiáng)排水管路1趟，作為礦井的一個(gè)安全出口?，F(xiàn)在的問(wèn)題是：大巷的長(zhǎng)度，上山的長(zhǎng)度和數(shù)量斜井布置多長(zhǎng)，材料的價(jià)格立井井筒的直徑，深度6.5m.460m采區(qū)及階段的劃分1.1.3經(jīng)濟(jì)比較方案一和方案二技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表表3-1-1序號(hào)項(xiàng)目方案二斜井（B＝4mh=5m）（α＝20°）方案一立井（φ6.5m）備注1凈斷面（m2）2033.162井口標(biāo)高（m）+1360+13773井筒及硐室工程量（m）12284375設(shè)備工程費(fèi)用/米200/m650/m7設(shè)備帶寬1.8m強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，運(yùn)量3500t/h帶強(qiáng)6300N/mm2套5m6繩絞車(chē)提升4個(gè)50t箕斗，地面設(shè)井塔10礦井可比基建投資（萬(wàn)元）2456002840501、礦建投資（萬(wàn)元）23712.37354．3白堊系考慮全部?jī)鼋Y(jié)凍結(jié)費(fèi)17002.62951.2掘砌費(fèi)6528.64350.0措施費(fèi)181.1453.12、土建投資（萬(wàn)元）695.333360.753、設(shè)備及安裝（萬(wàn)元）6886.721139.2211礦井運(yùn)營(yíng)費(fèi)（萬(wàn)元）2311.563451.601、電耗（萬(wàn)元）2026.201976.302、折舊（萬(wàn)元）288.361478.301.1.4最優(yōu)方案方案一（立井）優(yōu)點(diǎn)：井筒施工可靠性高，適用于各種不良地層，工期有保證。對(duì)白堊系軟弱含水巖層也采用凍結(jié)特殊鑿井措施，白堊系厚礫巖層垂直穿越長(zhǎng)度短，采用短段掘砌通過(guò)。這也是立井方案的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一（立井）缺點(diǎn)：①設(shè)備可靠性較差。目前國(guó)內(nèi)只有40t箕斗成功先例，如淮南的顧橋、劉莊礦井，張集通過(guò)改造有2套42箕斗先例，50t箕斗在煤礦沒(méi)有使用的先例，一下從40t箕斗跳到50t箕斗，因此無(wú)論從50t箕斗設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用，都是帶有超前試驗(yàn)性。②生產(chǎn)管理復(fù)雜。一個(gè)主井2套提升設(shè)備4個(gè)大型箕斗，相互影響大，實(shí)際提升能力不確定因素較多。③土建、安裝和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高。立井井筒土建方面主井井塔高度95m，體積67320.0m3，而斜井井口房面積20306.1m3；設(shè)備方面立井是2套特大型絞車(chē)、4個(gè)大型箕斗、井口、井底卸裝載設(shè)備，而斜井只有大型強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)一條。盡管立井井筒工期短，但是由于箕斗裝載硐室施工、井筒裝備、井塔施工、絞車(chē)導(dǎo)向輪安裝等，立井建井工期與斜井相當(dāng)。④箕斗裝載硐室施工難度大。本礦井箕斗裝載硐室凈寬11m，凈高25m，凈深6m，位于凈直徑8.9m井筒一側(cè)，在本礦井圍巖強(qiáng)度一般小于30MPa條件下，施工難度比較大。⑤礦井投資稍高。比斜井方案高959.9萬(wàn)元。主要高在2套大型絞車(chē)（主要部件進(jìn)口）、地面井塔、井下裝載硐室及清理撒煤系統(tǒng)。斜井施工對(duì)白堊系不良地層適用性差，需要采取凍結(jié)法施工。與立井施工相比，斜井對(duì)穿過(guò)地層要求更高，因?yàn)榱⒕┻^(guò)1m不良地層，斜井需要3.6m才能穿過(guò)。在本礦井條件下，斜井穿越厚層軟弱白堊系地層，施工難度較大。為解決斜井施工問(wèn)題，建設(shè)單位在2008年4月和9月兩次邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)建井方面的專(zhuān)家論證礦井開(kāi)拓方式和主斜井施工方案，按照專(zhuān)家論證意見(jiàn)，斜井在白堊系地層采用凍結(jié)法施工是可行的。礦井2-2煤層設(shè)計(jì)厚度為2.45m，屬于為中厚煤層，并且結(jié)合本井田地質(zhì)條件、井田煤層條件以及開(kāi)采條件，以合理經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)該井田，合理集中高效生產(chǎn)，提高該礦井機(jī)械化程度，初期建井工程量小，建設(shè)工期短，投產(chǎn)時(shí)間段，生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，本著以高效、安全、經(jīng)濟(jì)的原則，來(lái)選擇開(kāi)拓方式。選擇方案二，采用主立井副斜井開(kāi)拓，風(fēng)井也為立井，風(fēng)井布置在井田北部和西部，大巷南北布置。井下主運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸方式。1.2井口及工業(yè)廣場(chǎng)位置的選擇1.2.1影響井口和工業(yè)場(chǎng)地位置選擇的因素（1）開(kāi)拓、開(kāi)采因素本井田面積較大（196.65km2），生產(chǎn)能力大(1000萬(wàn)t/a)，設(shè)計(jì)要充分考慮井下生產(chǎn)期間的通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電等運(yùn)營(yíng)費(fèi)。從節(jié)省生產(chǎn)期間運(yùn)營(yíng)費(fèi)考慮宜選擇在井田儲(chǔ)量中心附近。井口位置應(yīng)有利于全井田的開(kāi)拓開(kāi)采，具備開(kāi)拓合理，初期井巷工程量省，投資少，工期短，后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用省的優(yōu)點(diǎn)。井田中部3-1煤層無(wú)上覆煤層壓茬關(guān)系，適合布置3-1煤層首采區(qū)。（2）地形因素井田屬高原侵蝕性丘陵地貌，大部分地區(qū)為低矮山丘，井田西南部沖溝發(fā)育，地形復(fù)雜。井口位置盡可能選擇地形平坦開(kāi)闊地帶，以滿(mǎn)足大型礦井和坑口電廠(chǎng)布置要求。（3）基本農(nóng)田因素根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)伊金霍洛旗國(guó)土局要求，電廠(chǎng)和礦井工業(yè)場(chǎng)地盡可能不占?jí)夯巨r(nóng)田，這一點(diǎn)在內(nèi)蒙古地區(qū)特別重要，一般地面比較平坦的、能夠種植的都是基本農(nóng)田或一般農(nóng)田保護(hù)區(qū)用地。（4）林業(yè)用地由于內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)環(huán)境比較脆弱，在可種植樹(shù)木的地區(qū)種植了大量防沙固水生態(tài)林，根據(jù)對(duì)伊金霍洛旗國(guó)土局咨詢(xún)，征用超過(guò)30畝以上已有林地需要國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，因此工業(yè)場(chǎng)地盡可能不占?jí)阂延辛值?。?）煤炭流向因素本礦井生產(chǎn)的原煤50％就地發(fā)電，50％通過(guò)附近的鐵路運(yùn)往河北。井田附近已有、在建、規(guī)劃鐵路一共有三條。分別是井田東部的已有包神鐵路，該鐵路屬于神華集團(tuán)，該鐵路距本井田東邊界直線(xiàn)距離18km，該鐵路目前基本沒(méi)有多余運(yùn)量，并且屬于企業(yè)內(nèi)部鐵路，運(yùn)費(fèi)較高，因此，不考慮礦井接軌包神鐵路；在建包西鐵路屬于國(guó)鐵，從本井田西邊界南北穿過(guò)，井田內(nèi)有新街站，該鐵路預(yù)計(jì)2010年通車(chē)，運(yùn)量達(dá)到5100萬(wàn)t/a，新街站是本礦井理想的接軌點(diǎn)；規(guī)劃鐵路新嘎線(xiàn)，目的是解決烏審旗煤炭東運(yùn)問(wèn)題，該鐵路設(shè)想從本井田北部邊界通過(guò)，最終接至包神線(xiàn)，在本井田東北角規(guī)劃有花亥圖站，由于該鐵路為規(guī)劃鐵路，并且最終要上包神線(xiàn)，因此暫不考慮作為本礦井接軌鐵路。根據(jù)目前條件，包西線(xiàn)新街站是本礦井的理想接軌點(diǎn)。因此，礦井外運(yùn)煤炭井田內(nèi)的流向向西。（6）煤電一體化因素本礦井是煤電一體化中的一個(gè)子項(xiàng)目，與礦井配套的布連電廠(chǎng)，規(guī)模大，投資高，一期為2×660MW，電廠(chǎng)不僅要求地面開(kāi)闊，滿(mǎn)足建筑物的布置和風(fēng)冷要求，而且對(duì)地基要求嚴(yán)格，盡可能采用天然地基，以縮短工期和降低投資。布連電廠(chǎng)輸電方向?yàn)闁|部河北南網(wǎng)，因此從縮短輸電距離，減少線(xiàn)耗，500kv輸電高壓線(xiàn)路少壓煤炭資源考慮，電廠(chǎng)盡可能靠東。布連電廠(chǎng)廠(chǎng)址經(jīng)多方案論證和選擇天然路基的要求，電廠(chǎng)廠(chǎng)址選擇在位于井田中東部布連鄉(xiāng)以南2.5km的毛家河廠(chǎng)址。目前電廠(chǎng)正在開(kāi)工前的“五通一平”工作。作為煤電一體化項(xiàng)目，礦井工業(yè)場(chǎng)地盡可能與布連電廠(chǎng)聯(lián)合布置，以期達(dá)到少壓資源，設(shè)施互用，降低投資，減少運(yùn)營(yíng)費(fèi)，提高投資效益。（7）勘探程度盡管本井田面積達(dá)到196.65km2，但是只有探礦權(quán)范圍內(nèi)157.69km2達(dá)到精查勘探，探礦權(quán)與包西鐵路之間三角塊段僅達(dá)到找煤程度，目前暫未取得探礦權(quán)，只能作為本井田后備區(qū)。因此，井口位置盡可能放在精查勘探區(qū)域，以有利于建井可靠性。1.2.2、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置選擇（1）井口位置方案根據(jù)以上影響因素，設(shè)計(jì)提出四個(gè)井口位置方案，分別敘述如下：方案一：中部方案井口及工業(yè)場(chǎng)地位置在察哈素村西，主井位于X0-1鉆孔以南420m，基本位于井田儲(chǔ)量中心，煤礦工業(yè)場(chǎng)地不占?jí)毫值?；布連電廠(chǎng)需要的末煤由5km的地面管帶輸送。方案二：東部方案礦井工業(yè)場(chǎng)地布置在電廠(chǎng)北側(cè)，主井位于K8-3鉆孔西南350m，礦井電廠(chǎng)聯(lián)合布置。方案三：西部方案本方案設(shè)2個(gè)主井（1個(gè)主立井、1個(gè)主斜井），在井田西邊界包西鐵路附近布置礦井外運(yùn)煤炭工業(yè)場(chǎng)地，采用立井開(kāi)拓，設(shè)主、副立井，主立井負(fù)責(zé)外運(yùn)河北煤炭的提升，在原布連電廠(chǎng)毛家河廠(chǎng)址布置一個(gè)主斜井，該主斜井負(fù)責(zé)電廠(chǎng)用煤的提升，井田中部布置回風(fēng)立井。方案四：中部?jī)?yōu)化方案該方案主、副井工業(yè)場(chǎng)地分開(kāi)布置，副井工業(yè)場(chǎng)地在方案一的基礎(chǔ)上向東平移1.3km，布置礦井輔助工業(yè)場(chǎng)地及中央風(fēng)井場(chǎng)地。布連電廠(chǎng)在毛家河廠(chǎng)址的基礎(chǔ)上向西北微調(diào)0.4km左右（不影響電廠(chǎng)電廠(chǎng)取得的所有支持文件及施工準(zhǔn)備），主斜井和原煤生產(chǎn)系統(tǒng)布置在電廠(chǎng)的北側(cè)。該方案中心思想是主斜井和選煤廠(chǎng)與電廠(chǎng)聯(lián)合布置，而煤礦副井、風(fēng)井輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等布置在井田儲(chǔ)量中心附近，主斜井到底后基本與副井井底會(huì)合，即解決了礦井與電廠(chǎng)聯(lián)合布置問(wèn)題，也解決了礦井盡可能靠近儲(chǔ)量中心問(wèn)題，井下可以形成三個(gè)方向開(kāi)拓。1.2.3、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置方案比選（1）4個(gè)方案中首先否定方案三方案三的優(yōu)點(diǎn)主要是鐵路接軌方便、短捷，煤炭無(wú)反向運(yùn)輸，并且電廠(chǎng)需煤也不存在地面管帶運(yùn)輸。但是方案三存在：①礦井投資大，比方案四多投資2.674億元（由于本方案在投產(chǎn)時(shí)需要兩個(gè)主井貫通，比方案四多施工8000×2＝16000m大巷，一個(gè)主立井620m，投資增加23340萬(wàn)元；由于井下煤炭需要往兩個(gè)方向運(yùn)輸，需要兩條長(zhǎng)距離皮帶，皮帶長(zhǎng)度11000m，增加6400萬(wàn)元，由于2個(gè)場(chǎng)地都要設(shè)動(dòng)篩排矸車(chē)間都要設(shè)儲(chǔ)裝系統(tǒng)增加費(fèi)用3000萬(wàn)元，鐵路節(jié)省6000萬(wàn)元，合計(jì)增加2.674億元）；②生產(chǎn)期間運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，每年要比方案四多1800萬(wàn)元運(yùn)營(yíng)費(fèi)（實(shí)際在西邊界建設(shè)外運(yùn)出煤井口，縮短地面鐵路運(yùn)輸，卻增加了井下皮帶運(yùn)輸距離，每年運(yùn)輸費(fèi)用與方案四比相差（750×（0.22－0.12）×8＝600萬(wàn)元，輔助運(yùn)輸相差150×1×8＝1200萬(wàn)元）；③管理復(fù)雜，兩個(gè)井口出煤，并且是井下兩個(gè)相反方向運(yùn)輸，在本礦井利用大巷條帶開(kāi)采的條件下，膠帶輸送機(jī)大巷需要布置2條皮帶，兩條皮帶的管理，比較復(fù)雜；④初期規(guī)程量大，比方案四多18000m巷道，工期長(zhǎng)，比方案四多9個(gè)月，投資效益差；⑤井口位于勘探程度較低的后備區(qū)，目前勘探條件下，不具備作為井口的條件。因此，從技術(shù)上無(wú)論從技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)上方案三不可行的。（2）方案一、方案二和方案四的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方案一優(yōu)點(diǎn)：①井口基本位于井田儲(chǔ)量中心，礦井生產(chǎn)期間運(yùn)營(yíng)費(fèi)用省，開(kāi)拓布置合理，布置東西翼大巷，利用大巷走向布置回采工作面。②井口及工業(yè)場(chǎng)地距包西鐵路新街站接軌點(diǎn)較近，外運(yùn)煤炭近，折返運(yùn)輸量少。③開(kāi)拓布置合理。全井田布置東西向大巷一組，井下工作面走向條帶開(kāi)采。大巷布置兼顧外運(yùn)煤炭和輸電線(xiàn)路，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)路與大巷上下基本重合，留設(shè)的大巷煤柱和輸電線(xiàn)路煤柱共用。④礦井和電廠(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地都不占?jí)毫值睾突巨r(nóng)田，有利于征地。缺點(diǎn)：①電廠(chǎng)距煤礦工業(yè)廣場(chǎng)約1.5km，電廠(chǎng)需新建儲(chǔ)煤場(chǎng)，增加占地約2.5公頃，電廠(chǎng)一期投資增加近11495萬(wàn)元，生產(chǎn)期間由棧橋運(yùn)煤運(yùn)行成本增加675.14萬(wàn)元/a左右。②不能充分體現(xiàn)煤電一體化的優(yōu)點(diǎn)，由于礦井電廠(chǎng)兩個(gè)獨(dú)立場(chǎng)地相距1.5km，共用設(shè)施的利用有一定困難。③從采礦角度，井口位置向西北調(diào)整到井田儲(chǔ)量中心后，煤層埋深加深，比原有井口位置煤層埋深增加85m（主采煤層3-1埋深由400m增加到485m），增加了主斜井施工難度和副井的提升高度。主斜井提到地面的煤炭一半要通過(guò)地面管帶運(yùn)往布連電廠(chǎng)，不僅投資高，而且管帶占地、管理也較復(fù)雜；主斜井到底后井底煤倉(cāng)距副井井底距離1700m。④兩個(gè)場(chǎng)地獨(dú)立布置，壓煤量大，經(jīng)計(jì)算2個(gè)獨(dú)立場(chǎng)地比聯(lián)合布置多壓煤520.6萬(wàn)t。方案二優(yōu)點(diǎn)：①煤礦工業(yè)廣場(chǎng)與電廠(chǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，毗鄰建設(shè)，真正做到煤電一體、資源共享、少壓煤炭資源。這也是方案二的最大優(yōu)點(diǎn)。②工業(yè)場(chǎng)地較平坦開(kāi)闊，并且不占?jí)夯巨r(nóng)田和已有林地，滿(mǎn)足礦井工業(yè)場(chǎng)地和布連電廠(chǎng)的布置。③主采3-1煤層埋藏較淺（400m），井筒工程量省，提升運(yùn)營(yíng)費(fèi)低。缺點(diǎn)：①井口位置偏離井田儲(chǔ)量中心井口位置在全井田中明顯偏東南，井口位置偏離井田中心4200m，生產(chǎn)期間運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電運(yùn)用費(fèi)用高，根據(jù)測(cè)算，由于偏離井田中心，噸公里運(yùn)營(yíng)費(fèi)增加0.44元（主運(yùn)輸0.22元/t.km，輔助運(yùn)輸0.1元/t.km，通風(fēng)、排水、供電0.12元/t.km），按照礦井后期1500萬(wàn)t/a，每年運(yùn)營(yíng)費(fèi)平均要增加2376萬(wàn)元，增加的運(yùn)營(yíng)費(fèi)主要體現(xiàn)在主運(yùn)輸?shù)碾姾?、輔助運(yùn)輸?shù)挠秃?、通風(fēng)負(fù)壓加大造成的電耗、長(zhǎng)距離排水的電耗、井下10kv長(zhǎng)距離的線(xiàn)耗。由于井口位置偏離井田儲(chǔ)量中心造成的能耗加大，不僅使企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本加大，也與國(guó)家要求的節(jié)能降耗相違背。②地面運(yùn)輸存在折返運(yùn)輸本礦井目前確定的外運(yùn)鐵路接軌點(diǎn)為井田西邊界的包西鐵路新街車(chē)站，由于井口偏儲(chǔ)量中心東南1.2km，每年由于井口位置偏移儲(chǔ)量中心造成的地面鐵路費(fèi)用增加491.4萬(wàn)元。③井下開(kāi)拓布置不合理由于井口位置南北向、東西向明顯偏離井田中心，開(kāi)拓布置不合理，基本屬于單翼開(kāi)拓，特別是礦井后期需要3個(gè)綜采工作面同時(shí)生產(chǎn)保證1500萬(wàn)t/a的產(chǎn)量，這時(shí)單翼開(kāi)拓造成的生產(chǎn)管理難度將十分明顯，中后期西翼北翼同時(shí)生產(chǎn)時(shí)三個(gè)工作面的煤炭集中到一條大巷皮帶，造成皮帶運(yùn)量緊張，礦井進(jìn)風(fēng)也是單翼，造成通風(fēng)阻力加大，輔助運(yùn)輸全是同一個(gè)方向，直接影響礦井的組織生產(chǎn)。方案四：方案四屬于方案一和方案二的優(yōu)化方案，方案四主要思路把煤礦工業(yè)場(chǎng)地分成2個(gè)，主井和選煤廠(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地布置在原布連電廠(chǎng)北側(cè)，與布連電廠(chǎng)聯(lián)合布置，為有利于主斜井布置，布連電廠(chǎng)向北微移400m左右；副井工業(yè)場(chǎng)地在方案一的基礎(chǔ)上東移1300m，副井工業(yè)場(chǎng)地布置礦井除主井和選煤廠(chǎng)以外的其他設(shè)施；主斜井到底基本位于副井井底，礦井以井底煤倉(cāng)可以形成3個(gè)方向的開(kāi)拓，可以在分別在3個(gè)方向布置工作面，工作面來(lái)煤通過(guò)3個(gè)方向大巷膠帶輸送機(jī)進(jìn)入井底煤倉(cāng)。優(yōu)點(diǎn)：①井口靠近井田儲(chǔ)量中心，可以形成3個(gè)方向的開(kāi)拓，礦井生產(chǎn)期間運(yùn)營(yíng)費(fèi)用省，開(kāi)拓布置合理，布置東、西、北翼大巷，利用大巷走（傾）向布置回采工作面，工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度比較適中一般5000m左右。②電廠(chǎng)位置微調(diào)，所有取得的批復(fù)文件都有效，不影響施工準(zhǔn)備，確保電力項(xiàng)目順利實(shí)施。③主井和選煤廠(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地與布連電廠(chǎng)聯(lián)合布置，不需要地面輸煤管帶，儲(chǔ)煤系統(tǒng)共用，真正做到煤電一體，節(jié)省煤電一體化項(xiàng)目投資11495萬(wàn)元和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)費(fèi)675.14萬(wàn)元/a。④副井工業(yè)場(chǎng)地主采煤層埋深443m，比方案一少42m，減少提升高度；主井工業(yè)場(chǎng)地主采煤層埋深只有430m，比方案一少55m，有利于主斜井施工。⑤礦井和電廠(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地都不占?jí)毫值睾突巨r(nóng)田，有利于征地。主副井工業(yè)場(chǎng)地平坦開(kāi)闊適合建設(shè)特大型礦井及電廠(chǎng)。⑥大巷布置兼顧外運(yùn)煤炭和輸電線(xiàn)路，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)路與大巷上下基本重合，留設(shè)的大巷煤柱和500kv輸電線(xiàn)路煤柱共用。缺點(diǎn)：①與方案一比礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)稍長(zhǎng)，外運(yùn)煤炭存在局部折返運(yùn)輸。外運(yùn)鐵路接軌點(diǎn)為井田西邊界的包西鐵路新街車(chē)站，由于主斜井要和布連電廠(chǎng)聯(lián)合布置，鐵路比方案一多3.5km，地面鐵路運(yùn)費(fèi)每年增加288.8萬(wàn)元，但是可以節(jié)省地面管帶運(yùn)輸費(fèi)用675.14萬(wàn)元/a。②與方案二比兩個(gè)場(chǎng)地獨(dú)立布置，壓煤量大，經(jīng)計(jì)算比方案二多壓煤478.1萬(wàn)t。方案一、方案二和方案四技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表3-2。由以上分析和方案比較表3-1-5可見(jiàn)，礦井和電廠(chǎng)項(xiàng)目投資最低的是方案四，它比方案二少4335萬(wàn)元，比方案一少14328萬(wàn)元；礦井和電廠(chǎng)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)費(fèi)最低的時(shí)方案四和方案一，它比方案二少2057.4萬(wàn)元/a。以上只考慮電廠(chǎng)一期的投資和運(yùn)行費(fèi)，如果考慮電廠(chǎng)最終規(guī)模，方案四的優(yōu)勢(shì)更加明顯。綜合比較，設(shè)計(jì)推薦方案四，該方案具有項(xiàng)目總投資省，生產(chǎn)期間運(yùn)營(yíng)費(fèi)省，工期短，投資效益好；井口靠近井田儲(chǔ)量中心，可以形成3個(gè)方向的開(kāi)拓，開(kāi)拓布置合理，有利于礦井的穩(wěn)產(chǎn)。表3-2序號(hào)項(xiàng)目單位方案一方案二方案四備注1位置礦井察哈素西南礦井布連鄉(xiāng)南緊鄰電廠(chǎng)副井察哈素南，主井緊靠電廠(chǎng)2礦井地面自然標(biāo)高m14101355137533-1煤層埋深m485400443二優(yōu)4開(kāi)拓方式混合開(kāi)拓混合開(kāi)拓混合開(kāi)拓5井巷工程量m59198.158049.855909.5四優(yōu)6建井工期月504844四優(yōu)7鐵路專(zhuān)用線(xiàn)km10.616.511.1一優(yōu)8500kv輸電線(xiàn)路（相對(duì)）km1.00二、四優(yōu)9110kv供電線(xiàn)路（相對(duì)）1.02.5二優(yōu)10地面建構(gòu)筑物壓煤萬(wàn)t10086.09565.510043.6二優(yōu)其中(1)工業(yè)場(chǎng)地壓煤萬(wàn)t4599.64079.14557.2(2)鐵路壓煤萬(wàn)t2000.52000.52000.5(3)輸電線(xiàn)塔壓煤萬(wàn)t3485.93485.93485.911主要基建可比投資（一期）萬(wàn)元20972109796644四優(yōu)主井礦、土、安萬(wàn)元1060530副井礦、土、安萬(wàn)元940500風(fēng)井萬(wàn)元290160井巷工程萬(wàn)元494832000鐵路專(zhuān)用線(xiàn)萬(wàn)元59003500電廠(chǎng)輸電線(xiàn)路萬(wàn)元1440供電線(xiàn)路萬(wàn)元12075廠(chǎng)外運(yùn)煤系統(tǒng)萬(wàn)元9900110110廠(chǎng)外運(yùn)煤系統(tǒng)安裝費(fèi)萬(wàn)元3601212廠(chǎng)外運(yùn)煤系統(tǒng)基礎(chǔ)部分萬(wàn)元4502020儲(chǔ)煤設(shè)施萬(wàn)元16815001500儲(chǔ)煤設(shè)備萬(wàn)元1100220220儲(chǔ)煤設(shè)備安裝費(fèi)萬(wàn)元3622儲(chǔ)煤輔助設(shè)備萬(wàn)元1601515方案一、方案二和方案四井口位置方案比較表續(xù)表3-2序號(hào)項(xiàng)目單位方案一（2）獨(dú)立方案二聯(lián)合方案四獨(dú)立備注12主要可比運(yùn)營(yíng)費(fèi)用萬(wàn)元/a1206.043259.81202.4一、四優(yōu)井下主運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a1386396井下輔助運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a630180井下排水通風(fēng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a756216主斜井提升運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a361.3103.0副立井提升運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a40.618.6鐵路專(zhuān)用線(xiàn)運(yùn)營(yíng)費(fèi)萬(wàn)元/a487.8288.8500kv線(xiàn)路損耗費(fèi)萬(wàn)元/a126.0輸煤管帶運(yùn)行費(fèi)萬(wàn)元/a675.14簡(jiǎn)要技術(shù)分析優(yōu)點(diǎn)：礦井基本位于井田儲(chǔ)量中心，鐵路反向運(yùn)輸短；缺點(diǎn)：井筒深、輸煤管道長(zhǎng)，礦井和電廠(chǎng)投資高，不能充分體現(xiàn)煤電一體化的優(yōu)點(diǎn)，由于礦井電廠(chǎng)兩個(gè)獨(dú)立場(chǎng)地相距1.5km，共用設(shè)施的利用有一定困難。優(yōu)點(diǎn)：礦井電廠(chǎng)聯(lián)合建設(shè)，體現(xiàn)煤電一體化的優(yōu)點(diǎn)，井筒淺；缺點(diǎn)：偏離井田儲(chǔ)量中心，造成礦井運(yùn)行費(fèi)用高，開(kāi)拓不合理，礦井運(yùn)行費(fèi)高，鐵路稍長(zhǎng)，外運(yùn)煤炭局部折返。優(yōu)點(diǎn)：礦井靠近儲(chǔ)量中心，井筒較淺，原煤系統(tǒng)與電廠(chǎng)聯(lián)合建設(shè)，體現(xiàn)煤電一體化優(yōu)點(diǎn)，投資少，運(yùn)行費(fèi)用省，開(kāi)拓布置合理；缺點(diǎn)：鐵路稍長(zhǎng)，外運(yùn)煤炭局部折返。1.3井筒1.3.1確定井筒的數(shù)目及位置礦井初期布置3個(gè)井筒，采用主斜井、副立井、回風(fēng)立井的混合開(kāi)拓方式。中后期需要在北井田中心建設(shè)一對(duì)進(jìn)、回風(fēng)井，為灣兔溝進(jìn)、回風(fēng)井(北風(fēng)井)；西翼建設(shè)一個(gè)邊界回風(fēng)立井，為胡家壕風(fēng)井(西風(fēng)井)。主井井筒：主要承擔(dān)礦井的煤炭提升，且為礦井的輔助進(jìn)風(fēng)井。井筒采用矩形斷面，凈寬4m，凈高5m，凈斷面20m2，白堊系段(凍結(jié)段)采用鋼筋混凝土支護(hù)，厚450~600mm，基巖段采用掛網(wǎng)錨噴支護(hù)，厚150mm，傾角20°，斜長(zhǎng)1228m。裝備一條1.8m寬鋼繩芯帶式輸送機(jī)，并設(shè)置臺(tái)階、扶手，作為礦井安全出口，為有利于膠帶輸送機(jī)檢修，主斜井內(nèi)設(shè)檢修猴車(chē)，另外下井電纜、排水管路2趟、消防灑水管路1趟均布置在主斜井內(nèi)。斜井長(zhǎng)度l=420÷插入一張圖片副井井筒：豎井?dāng)嗝嬉话氵x用圓形斷面，有受力條件好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低于矩形斷面等優(yōu)點(diǎn)。圍巖屬中等穩(wěn)固到穩(wěn)固所以支護(hù)采用噴射混凝土支護(hù)。設(shè)計(jì)凈直徑6.5m，裝備一個(gè)非標(biāo)特大罐籠、一個(gè)平衡錘和一對(duì)交通罐籠擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料、設(shè)備升降，并兼作進(jìn)風(fēng)井。非標(biāo)準(zhǔn)大型罐籠及其平衡錘采用冷彎方型中空鋼罐道，一對(duì)交通罐籠采用玻璃鋼罐道；非標(biāo)大型罐籠采用冷彎矩形中空鋼罐梁，一對(duì)交通罐籠和罐籠平衡錘采用工字鋼罐梁，罐梁層間距1.0m。鋼結(jié)構(gòu)支撐固定罐梁。豎井內(nèi)還布置有壓風(fēng)管、通訊、信號(hào)電纜幾條趙；豎井中還有一個(gè)玻璃鋼梯子，作為礦井的安全出口。風(fēng)井井筒：設(shè)計(jì)凈直徑啊Φ7.2m，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)。井筒內(nèi)裝備有玻璃鋼梯子間，布置灌漿管路1趟，作為礦井的第二個(gè)安全出口。1.3.2井筒詳細(xì)參數(shù)本礦確定的開(kāi)拓方案中有三個(gè)井筒，均為立井，分別是主立井，副立井和一個(gè)回風(fēng)井，井筒特征見(jiàn)表4-3。表4-3井筒特征表順

序名稱(chēng)單

位主斜井副立井風(fēng)立井1井口

座標(biāo)xm4352802.434351909.084352028.079Ym19410517.3819408841.6519408810.762井口設(shè)計(jì)標(biāo)高m13601377.513793方位角度6160604凈直徑mB=5.46.57.25凈斷面m219.0166.4840.726表土層厚度m511.051.657白堊系厚度m239.2260.14279.378水平標(biāo)高m9319319水平以下深度m351510全（深）長(zhǎng)m1723.9481.5461.511凍結(jié)（深）長(zhǎng)m961.408452.5387井壁厚度白堊系段mm450~600900~1501.51051.5~1201.51.4井底車(chē)場(chǎng)1.1.1井底車(chē)場(chǎng)形式井底車(chē)場(chǎng)采用無(wú)軌膠輪車(chē)輔助運(yùn)輸?shù)牧⒕总?chē)場(chǎng)，車(chē)場(chǎng)巷道采用矩形斷面，采用錨噴支護(hù)。副井的井底車(chē)場(chǎng)里布置了避難硐室、水倉(cāng)、水泵房和中央變電所。主井的井底車(chē)場(chǎng)處布置了煤倉(cāng)和箕斗裝載硐室。井底車(chē)場(chǎng)平面布置圖詳見(jiàn)察哈素2-2煤層開(kāi)拓系統(tǒng)平面圖。1.1.2避難硐室根據(jù)《煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定》，需在井底附近及大巷中布置固定式避難硐室，設(shè)計(jì)在副立井井底附近布置一號(hào)永久避難硐室，按照容納100人設(shè)計(jì)。硐室采用自供氧式。避難硐室兩端各留出5m距離作為自身防護(hù)距離。因此避難硐室尺寸設(shè)計(jì)為長(zhǎng)50m、寬5.0m、高3.5m。兩個(gè)永久避難硐室均設(shè)置直達(dá)地面的救援鉆孔，鉆孔直徑500mm。永久性避難室內(nèi)分為緩沖區(qū)、避難區(qū)、救助區(qū)和衛(wèi)生區(qū)。設(shè)置緩沖區(qū)，清除撤離人員進(jìn)入避難區(qū)內(nèi)帶來(lái)的有毒有害氣體;避難區(qū)域是撤離人員進(jìn)入避難室內(nèi)后的主要活動(dòng)空間;救援區(qū)是在逃生過(guò)程中對(duì)受傷人員進(jìn)行緊急救援的區(qū)域，該區(qū)域配備常用的救援設(shè)備和藥品;設(shè)立保健區(qū)是為了滿(mǎn)足居住在避難室內(nèi)的撤離人員的需要。1.1.3水倉(cāng)礦井正常涌水量420m3/h，最大涌水量為492在設(shè)計(jì)水倉(cāng)的容量時(shí)，要根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》里的有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)其尺寸和容量?！兑?guī)程》規(guī)定當(dāng)?shù)V井正常的涌水量不大于1000m3Q=8式中：Q——主要水倉(cāng)的必需得有效容量，m3Q