煤矿支护论文煤矿开拓论文：营沙壕煤矿开拓方式浅析.doc

煤矿支护论文煤矿开拓论文：营沙壕煤矿开拓方式浅析摘要根据营沙壕煤矿的地理、地质、煤层赋存以及水文地质条件，选择技术上可行，经济上合理的井田开拓方式。提出四种方案，两个方案同为立井、斜井混合开拓方式；另两个方案同为斜井开拓方式。立井、斜井混合开拓方式两个方案的不同点是井筒落底水平的不同；斜井开拓方式两个方案的不同点是主要运输系统的运输过程不同。通过对这四个方案进行井巷工程量、系统运行复杂程度、系统运输等方面进行了比较，认为方案4优点较突出，技术可行，经济合理，确定为采用方案。关键词开拓方式；斜井；立井；主要运输系统0引言营沙壕煤矿煤炭储量较丰富，赋存稳定，地质条件及水文地质条件简单。矿井目前回采的煤层是3-1煤，且已基本回采完。为进一步优化资源配置，提高资源回收率，扩大矿井生产能力，对该矿未开采的4-2中煤和5-1煤重新定位、合理规划和布局。1开拓方式的分类开拓方式主要是指井筒的布置形式，按照井筒倾角（水平、倾斜、垂直）不同一般分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式（平、斜、立井中任意两种或三种方式相结合进行开拓）等四种方式1。2开拓方式的选择开拓方式的选择应全面考虑各种因素，主要包括：井田地质和水文地质条件（特别是表土层情况）；煤层赋存和开采技术条件；地形地貌和地面外部条件；技术装备和工艺系统条件；施工技术和设备条件；总体设计和矿井生产能力要求等。依据地质条件，根据井田煤层赋存较浅的状况，结合当地的使用习惯，矿井开拓方式提出以斜井开拓和斜、立井混合开拓两种方式四个方案进行分析比较。2.1开拓方式各方案叙述2.1.1方案1：斜井、立井混合开拓方式一根据地形条件，以227方位角布置两条斜井，两斜井中心间隔40 m，回风立井布置在工业广场外，位于回风大巷之上，方位角94，井口标高为+1 382 m。主斜井倾角为14，斜长为395 m，井筒内主要布置胶带机及检修轨道，在+1 285 m标高处落平，其尾部与井底煤仓连接，形成主要运输系统。副斜井倾角为19，斜长为295 m，井筒内主要布置轨道，在+1 285 m标高处落平，布置斜井下部车场及硐室，在见5-1煤处设甩车场与本煤层轨道运输大巷连接，形成辅助运输系统。回风立井井径为4.5 m，井深85 m，风井落底在5-1煤回风大巷，风井中设梯子间。该方案的优点是：工程量小，投资较少，工期短；生产系统简单、可靠、顺畅；设井底煤仓缓冲，有利于均衡运输；通风线路短，回风井处在矿井主导风向下侧，乏风及通风机运行噪声不影响工广；防爆门便于安装。缺点是：斜井和回风立井分开布置，不利于施工管理；回风立井设梯子间。2.1.2方案2：斜井开拓方式一根据地形条件，以227方位角布置两条斜井，两斜井中心间隔40 m，由东向西依次为主斜井和副斜井，主、副斜井井口标高均为+1 380 m，回风斜井布置在工业广场中，方位角则为280，回风斜井井口标高为+1 382 m。主斜井倾角为14，斜长为395 m，井筒内主要布置胶带机及检修轨道，在+1 285 m标高处落平，其尾部与井底煤仓连接，形成主要运输系统。副斜井倾角为19，斜长为295 m，井筒内主要布置轨道，在+1 285 m标高处落平，布置斜井下部车场及主要硐室，在见5-1煤处设甩车场与本煤层轨道运输大巷连接，形成辅助运输系统；回风斜井倾角为15，斜长为350 m，井筒内布置防尘管路，在5-1煤顶板+1 303 m标高处落平，用岩石巷道勾通5-1煤回风大巷，形成矿井回风系统。该方案的优点是：生产系统简单、可靠、顺畅；回风斜井不需设梯子间；设井底煤仓缓冲，有利于均衡运输；三个斜井相对集中布置有利于施工管理。缺点是：新建工程量大，通风线路长；通风机房在工广的上风侧，乏风及通风机运行噪声影响工广；防爆门不好安装。2.1.3方案3：斜井开拓方式二井筒位置、方位及井口标高与方案2相同，不同点只是斜井底部的运输、连接方式，前两个方案均采用井底煤仓构建矿井主要运输系统，本方案则采用胶带运输机直接搭接的方式建立主运输系统。主井倾角为12，斜长为405 m，井筒内主要布置胶带机及检修轨道，在见5-1煤大致标高为+1 295 m处落平，其尾部与胶带机运输大巷连接，形成主运输系统。副斜井倾角为19，斜长为250 m，井筒内主要布置轨道，在见5-1煤处落平，布置斜井下部车场及主要硐室，并直接与5-1煤的轨道运输大巷连接，形成辅助运输系统。回风斜井倾角为15，斜长为350 m，井筒内布置防尘管路，在见5-1煤时落平，沿煤勾通5-1煤回风大巷，形成矿井回风系统。该方案优点是：工程量小，系统简单；回风斜井不需设梯子间；三个斜井相对集中布置有利于施工管理。缺点是：主运输设备能力逐级加大，设备难选，运营费用高；无井底煤仓，均衡运输难；通风机房在工广的上风侧，乏风及通风机运行噪声影响工广；防爆门不好安装。2.1.4方案4：斜井、立井混合开拓方式二根据地质资料，经查对车场附近钻孔资料，并与当地地质勘探部门联系，证实方案1下部车场所处层位的砂质泥岩和粉砂岩属遇水易软化破碎岩石，如果巷道及硐室放置于此，除施工困难外，其维护也很难。特提出本方案。以227方位角布置两条斜井，两斜井中心间隔40 m，由东向西依次为主斜井和副斜井，井口标高均为+1 380 m，回风立井布置在工业广场外，位于回风大巷之上，方位角为94，井口标高为+1 382 m。主斜井倾角为14，斜长为348 m，井筒内主要布置胶带机及检修轨道，斜井下部采用200 m竖曲线与下部平巷连接，大约在5-1煤处落平，落底标高约为+1 301 m，其尾部与井底煤仓连接，形成主运输系统。副斜井倾角为19，斜长为248 m，井筒内主要布置轨道，大约在5-1煤处落平，落底标高约为+1 301 m，布置井底车场及主要硐室，采用双轨调车场与5-1煤轨道运输大巷连接，形成辅助运输系统；在见4-2煤处设甩车场与本煤层轨道运输大巷连接，形成4-2煤辅助运输系统。回风立井净直径为4.5 m，井深85 m，风井落底在5-1煤回风大巷，风井中设梯子间。该方案的优点是：建设初期工程量小，投资较少，工期短；设井底煤仓缓冲，有利于均衡运输；通风线路短，回风井处在矿井主导风向下侧，乏风及通风机运行噪声不影响工广；防爆门好安装。缺点是：矿井总工程量较大，其它同方案1。2.2开拓方式各方案分析比较方案3为三个方案中工程量最少的一个，但主运输系统存在一个问题，就是没有井底煤仓进行系统的储运缓冲，根据运输设备设计选型原则，运输能力应当逐级加大，即头部的设备运输能力比中间的大，中间运输能力比尾部大，以应对多个地点不断增多的运输要求。当选用综采设备进行回采时，工作面产能较大，短时间内产出量大，则运输设备相应地运输能力要与之相匹配，运输设备的运输能力逐级加大后，最后一级的运能必须非常大才能满足生产要求，这就给设备选择上带来很大地难度，造成设备不好选，同时还存在着不论是掘进还是回采工作面，只要有一处需要运输，则矿井的主要运输系统都必须全部开动，造成运营保障费用高，不利于均衡运输。另外设备长期运行，也增加了设备损耗，增大了设备投入。因此，设计时不推荐此方案。方案2和方案1都是采用井底煤仓进行中转缓冲的主要运输方式，只是区别于回风井筒的选择上。方案2三个井筒在位置上相对集中，但回风斜井施工工程量大，且通风机房在工业广场的上风侧，乏风及通风机运行噪声影响工业广场。而方案1则存在着需要设立井梯子间的缺点，正是由于回风立井远离工业场地，则通风设备的布置及位置摆放更加易选，设备的运行噪声也不影响工业广场，加之井巷工程量小，立井施工进度较快，有利于尽快贯通矿井的通风系统，而且立井的防爆门安装也比斜井的要简单方便地多。因此，设计时可优先选用方案1。方案4的特点：井底车场设在5-1煤层位，布置一套车场硐室，4-2煤除设消防材料库外，不再另设其它硐室；副斜井在4-2煤处设甩车场与4-2煤轨道运输大巷勾通，分煤层布置大巷，4-2煤布置一条轨道大巷和一条胶带机运输大巷，5-1煤布置轨道大巷、胶带机运输大巷和回风大巷各一条，4-2煤胶带机运输大巷头部采用转载胶带机勾通井底煤仓；分层回采，分层运输，集中回风。本方案对矿井的地质条件针对性强，避免了车场布置在不利岩层的问题，也避免了巷道和硐室