采矿工程（本科）毕业设计指导书（定稿）fzj[1](9)

太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书——采矿工程专业

4 井田开拓

4.1 井田开拓的基本问题

4.1.1 井筒形式和位置

井筒是井下和地面出入的咽喉，是全矿生产的枢纽。

1 井筒形式的选择

井筒形式目前只有三种:平硐、斜井和立井。在一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井复杂。但在解决具体问题时，必须从自然地质条件、技术条件和经济条件各个方面综合考虑。

设计的许厂井田地面标高在+38.5 m～+39.8 m，地势平坦，不具备平硐开拓的地形条件；井田内冲积层厚度达150 m，厚度较大，采用斜井则施工困难，而且井田内煤层平均倾角在4°左右，所以，没有采用斜井开拓的地质条件。确定本设计许厂井田采用立井开拓形式。

2 井筒位置选择

井筒位置选择要有利于减少初期井巷工程量，缩短建井工期，减少占地面积，降低运输费用，节省投资；要有利于矿井的迅速达产和正常接替。因此，可以按以下原则确定：

1）沿井田走向的有利位置

2）井筒沿井田倾斜方向的有利位置 3）有利于矿井初期开采的井筒位置 4）地质及水文条件对井筒布置影响 5）井口位置应便于布置工业广场 6）井口应满足防洪设计标准

根据以上原则，同时结合设计井田的实际条件，确定井筒位置位于孙氏店支2断层以东，此处地势平坦，煤层埋藏较浅。具体是在X7-4钻孔和55#钻孔所确定的范围内。此处也大致是井田走向的中央。

3 井筒数目

为了满足井下煤炭的提升需设置一主井，辅助提升及进风设置一副井。因为用主井回风存在主井漏风严重的问题，因此设置回风井。由于第一水平采用中央并列式通风，故前期在工业广场中心设置回风井一个，后期采用中央边界式通风，在第二水平边界再设置一个风井。共计4个井筒。 4.1.2 工业广场布置

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工业广场的位置则根据井筒位置的要求，布置在X7-4钻孔和55#钻孔之间。其形状为一矩形，长度方向和煤层的走向方向平行，宽度方向和煤层倾向方向平行。长度为600 m，宽度400 m。其大小确定的依据前面第二章已经详细的讲述，在此不作赘述。 4.1.3 开采水平划分

1 开采水平划分依据及原则 1）具有合理的阶段斜长 2）要有利于采区的正常接替

3）经济上有利的水平垂高

本设计井田煤层赋存平缓，煤层平均倾角为4°，孙氏店支2断层纵贯井田的南北方向，将井田的倾向分割成东西两部分，东部上盘上升，西部下盘下降，落差在平均在150 m左右。这是一主要影响因素，所以确定采用两个水平进行开拓。 4.1.4 大巷布置

1 大巷类型选择

大巷的主要任务是担负煤矸、物料、和人员的运输，以及通风、排水、敷设管线。对运输大巷的要求是便于运输、利于掘进和维护、能满足矿井通风安全的需要。

1）运煤大巷运输方式选择

我国目前常用的大巷运煤方式主要有矿车和胶带机两种方式。本设计矿井为年产400 万t特大型矿井，所以为了能实现高产高效矿井的建设，决定运煤大巷采用带式输送机运输。

2）辅助运输大巷运输方式选择

主运采用胶带运输，辅助运输可以采用矿车、单轨吊、卡轨车、齿轨车或无轨胶轮车等。本设计井田内的煤层平均倾角为4°，矿车辅助运输要采用多台无极绳绞车或小绞车运送矸石和材料，存在运输环节多、用工量大、安全性差、效率低等缺点，故不考虑矿车作为辅运。为了能使辅助运输机动灵活，考虑采用无轨胶轮车作为辅助运输工具。这种辅助方式优点是机动性强，配合主胶带运输，井底车场布置简单。搬家倒面速度快。是实现高产高效煤炭开采的有效途径。而且，目前在神华、济三等现代化矿井都有实际使用经验可以借鉴。

2 大巷布置方式选择

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根据煤层数目和层间距的大小，运输大巷布置有三种方式：单层布置、分组布置和集中布置。由于本设计只对3下煤进行设计，大巷采用单层布置。其优点：准备工程量小，初期工程量小，石门工程量也小。

3 大巷层位选择

确定运输大巷在煤层中的具体位置是与选择运输大巷的布置方式密切联系的。由于大巷服务时间长，为了便于维护和使用，大巷不应受到开采煤层采动影响。一般将大巷设在煤层底板岩层中，有条件时，可以考虑设在煤层中。

许厂井田内设计的主采煤层3下煤层厚度为12.55 m。矿井辅助运输采用无轨胶轮车，要求底板坚硬。而且煤层有自然发火倾向，故为了便于维护、使用和减少煤损及保证安全性，确定采用岩层大巷。即所有大巷（运煤大巷、辅助运输大巷、回风大巷）均布置在3下煤层底板坚硬的岩层中。其主要缺点就是岩石工程量大，掘进速度慢。但是随着绿色采矿技术的发展，目前可以将矸石不出井在井下“消化”掉。本设计矿井的实际生产矿井目前正在进行井下矸石的置换，而且收到良好的经济效益。现代化的掘进设备的发展大大加快了岩巷的掘进速度，尤其是钻锚一体化机械的发展，再配合无轨胶轮车，使岩巷的掘进速度上了一个新的台阶。

4 大巷方向确定

胶带大巷要求大巷直，允许有起伏。其距煤层底板为15 m，因为煤层有稍微的起伏，故胶带大巷也随之起伏。

辅助大巷由于采用无轨汽车，其方向平直不受限制，但要满足无轨汽车的爬坡能力要求。同时结合开采水平的位置及距煤层底板的要求，辅助大巷布置在距煤层底板30～35 m的稳定的岩层中。

回风大巷的布置同胶带大巷同标高。

三条大巷既可沿煤层走向方向布置，也能沿煤层倾向布置。这两种布置．．．．．．．．．．．．方式均在技术上可行。 4.1.5 矿井开拓延深

矿井开拓延深是多水平开拓矿井保持接续和均衡生产的需要，只有不断的做好矿井开拓延深，才能保证矿井稳产高产，获得良好的经济效益。矿井开拓延深方式可以采用直接延深也可采用暗斜井延深。本设计的深部延伸方式既可采用立井直接延深也可用暗斜井延深，二者在技术均可行。需进行经．．．．．．．．．．．济比较后才能确定哪种方式最优。

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4.1.6 矿井内的接替顺序

确定矿井的接替顺序为：水平接替是建井初期开采第一水平，采完第一水平是第二水平。水平内的接替是一水平是11带区→12带区→13带区；而水平是22带区→23带区→21带区。因为二水平的21带区和23带区的三角煤的开采的准备巷道是沿空留巷，所以，21带区放在最后考虑开采。带区内的分带开采采用综采放顶煤采煤法沿空掘巷，所以在开采条带顶板尚未稳定之前不能沿空掘巷，故条带之间采用跳采接替。 4.1.7 矿井开拓方案经济比较

综合以上所述，技术上可行的开拓方案有以下四个：

1）立井两水平立井延深（一水平大巷沿近煤层倾向方向即东西方向布

置） 2）立井两水平暗斜井延深（一水平大巷沿近煤层倾向方向即东西方向布置）

3）立井两水平立井延深（一水平大巷沿近煤层走向方向即南北方向布

置）

4）立井两水平暗斜井延深（一水平大巷沿近煤层走向方向即南北方向布置）

四种开拓方案的剖面图见图4-1～4-5所示。

方案一和方案二的区别：第二水平是用暗斜井延深还是直接延深立井。方案一需多开立井井筒（2?250 m）、石门1219 m和立井井底车场，并相应地增加了井筒 …… 此处隐藏：1810字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……