第四章井田开拓

第四章井田开拓第一节井田开拓方式的确定一、确定开拓方式的主要原则1、有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节。2、生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。3、井下巷道尽可能沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。4、近期与长远相结合，既要考虑眼前利益，又要兼顾长远规划。二、确定开拓方式的基本内容1、确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置2、合理地确定开采水平数目和位置3、布置大巷及井底车场4、确定矿井开采程序，作好开采水平的接替5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造三、开拓方案的确定霍州矿物局李家昴煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。总观全区中部低东西两侧高.煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。纵观全井田地势，工业广场选择较容易，根据实地勘查，考虑地形条件结合煤层赋存情况及交通运输情况，工业广场可选择于井田平面投影的中央和中央靠右的部位,靠近公路附近，本井田交通十分便利。工业广场选择于公路附近，工业广场地面开阔，有足够的场地布置主、副井地面生产系统；目前已具备较好的供电条件，地面运输条件良好，供水距离较近，征地费用较便宜。根据上述技术分析，工业广场选择于内各有优缺点，尚需结合井下开拓部署进一步经济比较来确定。工业广场位于ck5和ck7号钻孔公路附近，该处煤层埋深约180m和182m左右，可供选择的井筒形式有斜井、立井。方案一:采用主、副斜井及集中回风斜井开拓方式。主斜井的井口坐标为：X=4029327，Y=37534351，Z=1195.作为主提升井，采用料石砌碹支护方式。主井筒内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为72°，主井井筒倾角为18°，兼作进风井，同时布置所需综合管线，如皮带检修道和人行道等，并且主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副斜井的井口坐标为X=4029289，Y=37534130,Z=1194，作为运送材料、提升矸石之用和运送人员之用，井筒方位角为72°，井筒倾角为18°，采用料石砌碹支护方式，井筒内铺设轨道，担负全矿井的矸石、材料、人员这样布置一是矿通风能力不受限制，在副井和中央水泵房之间还有管子道与之相连，预防井被淹而用于维修及其排水管路的修设。此处矿井通风系统为中央分列式。方案二:采用双立井开拓及集中回风斜井的开拓方式，主立井的井口坐标为：X=4029522,Y=37533740,Z=1208作为主提升井，采用锚喷支护方式。主立井内设置多绳摩擦提煤箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务，其井筒的方位角为90°，主井井筒的角度为90°，并兼作整个矿井的进风井。副井的井口坐标为：X=4029475,Y=37533550,Z=1224,其作为材料的输送、矸石提升和人员输送之用，并且副井中安设有管线和其他附属的装备，也作进风井之用，在副井和中央水泵房之间用管子道相连，风井为专用回风井，矿井的通风系统采用中央分列式。3、开采水平的划分本矿井开采的11号煤层平均厚度为3.75m,，煤种均为中灰，低硫，低磷，高热值的焦煤。由于本矿为近水平煤层，其煤层的倾角为2到7度,布置在一个水平开采。皮带大巷、回风大巷和轨道大巷布置于11号煤层里沿地板布置，，即单一水平布置。4、运输大巷、轨道大巷及回风大巷位置的确定由于11号煤层属于不易自燃煤层且煤尘不具有爆炸性,故采用三条大巷布置形式,大巷采用集中煤层大巷布置。轨道大巷,位于回风大巷和轨道大巷两条大巷之间。三条大巷在空间上错开一定的距离约20m。5、矿井通风系统分析本矿井煤层赋存大，而大巷开拓距离较长，为了在初期出煤够成通风系统及为后期开拓做准备，因此，可考虑初期在井田储量中央附近开掘回风井，后期在两翼处分别开掘回风井，这样布置，矿井通风费用省，容易施工。6、井田开拓方案根据开拓方式布置原则、工业场地位置的选择和煤层赋存条件，设计提出了两个开拓方案进行比选，方案分述如下：方案一:采用主、副斜井及集中回风立井开拓方式。主斜井的井口坐标为：X=4116703，Y=19506524，Z=1290.3作为主提升井，采用料石砌碹支护方式。主井筒内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为90°，主井井筒倾角为21°，兼作进风井，同时布置所需综合管线，如皮带检修道和人行道等，并且主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。副斜井的井口坐标为X=4116735，Y=19506524,Z=1290.8，作为运送材料、提升矸石之用和运送人员之用，井筒方位角为90°，井筒倾角为23°，采用料石砌碹支护方式，井筒内铺设轨道，担负全矿井的矸石、材料、人员这样布置一是矿通风能力不受限制，在副井和中央水泵房之间还有管子道与之相连，预防井被淹而用于维修及其排水管路的修设。此处矿井通风系统为中央分裂式。这样布置一是矿通风能力不受限制，其次，这样布置对于管理水平不高的地方矿来生产干扰小，易于管理。方案二:采用双立井开拓及集中回风立井的开拓方式，主立井的井口坐标为：X=4116526,Y=19505827,Z=1389作为主提升井，采用锚喷支护方式。主立井内设置多绳摩擦提煤箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务，其井筒的方位角为90°，主井井筒的角度为90°，并兼作整个矿井的进风井。副井的井口坐标为：X=4116526,Y=19505736,Z=1369,其作为材料的输送、矸石提升和人员输送之用，并且副井中安设有管线和其他附属的装备，也作进风井之用，在副井和中央水泵房之间用管子道相连，风井为专用回风井，矿井的通风系统采用中央分裂式。三、开拓方案的比选首先：方案一的双斜井来说其优点有：斜井和立井相比，井筒的掘进技术和施工设备比较简单、掘进速度快、地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单（副斜井少了空重车线的绕道而主斜井和大巷连接的地方直接通过煤仓和皮带连接即可，而立井需要清理撒煤谢巷和箕斗装载硐室），一般无需大型提升设备，同类井型的斜井提升绞车也较立井需用的绞车型号小，因而初期投资较少，建井期也较短，斜井的石门总长度较用立井时也为短，延深斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰少。具体有：①从工业广场的选择来看，此处靠左80m处有一条“人”字型公路，所以说有相当便利的运输条件。②考虑本矿的用电负荷大小、地理分布和矿井周围电源情况以及矿井今后发展，确定在该矿工业广场电力负荷中心附近新建一座暖泉35kV变电站，该变电站两回电源分别为矿主电源为引自武家庄110kV变电站的35kV线路，供电距离7km，选用架空导线为LGJ-70；矿备用电源为引自张家庄35kV变电站的35kV线路，供电距离8km，选用架空导线为LGJ-70；供电电源可靠，供电质量有保证。所以地面的双回路供电条件也具备。③地面的水源供应可以在旁边村庄的中央水泵房引取。④工业广场选在此处地势比较平坦，也没有占用村庄等地，所以工广的征地费用低。⑤工业广场的选择面积有50000m2根据计算得出其压煤较少。⑥井筒的掘进技术和施工设备比较简单、掘进速度快⑦地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室要简单。副斜井少了空重车线的绕道而主斜井和大巷连接的地方直接通过煤仓和皮带连接即可，而立井需要清理撒煤谢巷和箕斗装载硐室）⑧初期投资较少，建井期短。⑨延深斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰少。⑩主斜井运输能力较大，集中下山较短，有利于深部井田开采。缺点是：在相同的条件下，斜井要比立井的掘进长度长得多，围岩不稳固时，斜井井筒的维护费用较高；当采用绞车提升时，提升速度较低、能力较小、钢丝磨损严重、动力消耗大、提升费较高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升，转载环节多、系统复杂，更要多占用设备和人力；由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大，有条件时可采用钻孔下管路排水供电。另外，斜井的通风风路较长。具体有：①斜井的长度较立井较长。②围岩不稳定，其维护费用较高。③工业广场不在储量中心，生产经营费用高。④采用胶带输送提升时，提升速度慢、能力小、动力消耗大、提升费用高。⑤由于斜井长，敷设管路和电缆所需的管线长。⑥斜井的通风风路较长，通风阻力大。方案二：双立井的优点：立井的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。立井的井筒短、提升速度快、提升能力大，对辅助提升特别有利；对井型特大的矿井、可采用大断面的立井井筒，装备两套提升设备；井筒的断面很大，可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更为有力。具体有：①从工业广场的选择来看，此处靠右30m处有一条“人”字型公路，所以说有相当便利的运输条件。②此处的双回路供电已具备。③地面的水源供应可以在旁边村庄的中央水泵房引取。④工业广场选在此处地势比较平坦，也没有占用村庄等地，所以工广的征地费用低。⑤工业广场的选择面积有50000m2根据计算得出其压煤较少。⑥立井的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。⑦立井的井筒短、提升速度快、提升能力大。⑧井筒的断面很大，可满足大风量的要求。⑨井筒短，通风阻力较小。⑩工广处于井田的中央，且生产经营的费用低。缺点是：井筒的掘进技术和施工设备比较复杂、掘进速度比较慢、地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井复杂，且导致的岩石工程量较多。其提升需用大型的提升设备，因而初期的投资较大，建井期较长；且其石门的总长度较用斜井开拓时要长。延伸立井井筒的施工比较困难，对生产的干扰较大。具体有：①井筒的掘进技术和施工设备比较复杂、掘进速度比较慢。②地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井复杂。③初期投资大，建井期较长。④井下岩石工程量较大。⑤延伸立井井筒的施工比较困难，对生产的干扰较大。两个开拓方案的技术比较见表4-3-1，经济比较见表4-3-2。表4-3-1开拓方案技术比较表主要优点主要缺点方案一1.由于工业广场靠左80m处有“人”字型公路，所以交通十分便利。2.本矿选用35kv的电压，取自赵家庄和武家庄的两个线路，所以满足双回路的用电。3.由于工广靠近村庄，所以满足水源的供应。4.工广位置比较平坦,没有村庄,所以征地费用底。5.工广的面积小,所以压煤面积少.6.井筒的掘进技术和施工设备比较简单、掘进速度快7.地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室要简单。8.初期投资少，建井期短。9.延深斜井井筒的施工比较方便，对生产的干扰小。10.主斜井运输能力较大，集中下山较短，有利于深部井田开采。1.斜井的长度较立井较长。2.围岩不稳定时，其维护费用高。3.工业广场不在储量中心，生产经营费用高。4.采用胶带运输提升时，提升速度慢、能力小、、动力消耗大、提升费用高。5.由于斜井长，敷设管路和电缆所需的管线长。6.斜井的通风风路较长，通风阻力大。7.总掘进工程量大。1.由于工业广场靠右30m处有“人”字型公路，所以交通非常的便利2.满足双回路供电的要求比较便利。3.工广靠近村庄，满足水源要求。4.工广位置比较平坦,没有村庄,所以征1.井筒的掘进技术和施工设备比较复杂、掘进速度比较慢。2.地面工业建筑、井筒装备、井底车方案二地费用底。5.工广面积小，所以压煤面积少。6.立井的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。7.立井的井筒短，提升速度快，且提升能力大。8.井筒的断面很大时，可满足大风量的要求。9.井筒短，通风阻力较小。10.工广处于井田的中央，且生产经营的费用低。11.由于立井井筒短，敷设管路和电缆所需的管线也短。12.总掘进工程量少。场及硐室都比立井复杂。3.初期投资大，建井期长。4.井下岩石工程量较大。5.延伸立井井筒的施工比较困难，对生产的干扰较大。开拓方案经济比较见下图表4-3-2开拓方案经济比较表序号项目单位方案一方案二1主井掘进工程量m7011802副井掘进工程量m4811813风井掘进工程量m4801824井筒掘进费万元420.63605井底车场掘进工程量煤巷m00岩巷m006井底车场掘进费万元007大巷掘进工程量煤巷m192881928