【《某年产量5.0Mt的矿井井田开拓方案设计案例》4500字】

某年产量5.0Mt的矿井井田开拓方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u16608某年产量5.0Mt的矿井井田开拓方案设计案例 1134701.1井田开拓的基本问题 128811.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 1237281.1.2工业场地位置、形式和面积 2265131.1.3开采水平的确定 330281.1.4盘区接替顺序 3186971.1.5方案比较 3269791.2矿井基本巷道 7160231.2.1井筒 786101.2.2井底车场 10561.2.3主要开拓巷道 111.1井田开拓的基本问题井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。1.确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；2.合理确定开采水平的数目和位置；3.布置大巷及井底车场；1.确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；5.进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；6.合理确定矿井通风、运输及供电系统1.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标1.井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。表4-1井筒形式比较表种类优点缺点适用条件平硐井下运输环节少，系统简单，成本低，地面工业广场设施简单，施工条件好，施工速度快，井巷工程量少，加快了建井周期，工业广场煤柱少。受地形的限制因素较大。仅在地形条件适宜、煤层赋存率高的山区、丘陵区、沟壑区，便于工业场地的布置和铁路的引入，山上部的储量基本能满足类似井型水平使用年限的要求。斜井井筒施工工艺、施工设备及工艺相对简单，开挖速度快，单价低，首次投资小；地面工业建筑、井筒设备、井筒堆场及硐室比立井简单，立井扩张施工方便，生产干扰小，不易受到底板含水层的威胁；提升能力高，可作为安全出口。斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。煤层赋存较浅，表土层不厚，且水文地质情况简单，井筒不需要特殊施工的缓倾斜和倾斜煤层。立井立井井筒短，提升速度快，提升能力大，特别利于辅助提升。立井断面大，能满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井的用风要求，阻力小，对深井的开发十分有利；当地表土层富水层或流砂层时，立井比斜井更容易施工；对于地质构造复杂、煤层赋存状态复杂的矿区，可考虑深部和浅部不同赋存状态的煤层。立井施工工艺复杂，需要大量设备，技术要求高，立井设备复杂，开挖速度慢，资金投入大。不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制。本矿井煤层倾角小，平均2°，为近水平煤层；表土层薄，无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井开拓或立井开拓。经后面方案比较确定井筒形式为双斜井。2.井筒位置的确定井筒位置的确定原则：第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少；有利于首盘区布置在井筒附近的富煤阶段，使首盘区减少移动村落或不用移动村落；井田两翼储量保持平衡；井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、洼地和采空区，以免受山崩和洪水威胁；工业广场要少占耕地，少压煤；离水源和电源近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。由于井田边界比较方正，故为便于井下运输及工业广场布置，因此主、副井筒位置在井田中央偏东北。1.1.2工业场地位置、形式和面积根据井筒位置，工业场地的布置在井田中央偏东北。工业广场形式与面积见前一节相关内容。1.1.3开采水平的确定井田主采煤层为2-2煤层，煤层最高标高1090m，最低标高为1210m，垂直高度达120m，煤层埋藏深度为160m。可采煤层东西长0～11.04km，南北宽0～11.72km，，煤层倾角2°，所以确定为一个水平，一水平标高1160m，开采方式为盘区开采。1.1.4盘区接替顺序本矿井采用前进式开采顺序，即先采距井筒近的盘区，后采距井筒远的盘区。开采顺序为201盘区、202盘区、204盘区、203盘区。1.1.5方案比较1、方案提出根据本矿的地质条件，煤层厚度和倾角，设计出三种可行性方案。1）双立井开拓图4-1方案一双立井开拓主副井筒均布置为立井，位于井田中央，大巷布置在煤层中，运输大巷和辅运大巷沿底板掘进，回风大巷沿顶板掘进。布置一个风井回风，位于井田中央，呈中央并列式通风，独立布置一回风大巷，兼作安全出口。如图4-1。2）主斜井副立井开拓图4-2方案二主斜井副立井开拓主井布置为斜井，副井布置为立井，斜井提煤运输能力大，立井辅助运输能力大，为此提出主井采用斜井开拓，副井采用立井开拓。大巷布置在煤层中，运输大巷和辅运大巷沿底板掘进，回风大巷沿顶板掘进。如图4-2。3）双斜井开拓图4-3方案三双斜井开拓主、副井均为斜井，主、副井均布置在井田中央，主斜井布置胶带输送机，副斜井由提升绞车牵引矿车提升。大巷布置在煤层当中。工作面的煤经回采巷道，经主运输大巷运至煤仓，经主井提升至地面。工作面所需材料经副井下放，经井底车场、辅运大巷至经回采工作面辅助运输顺槽至工作面。如图4-3。2、技术比较表4-1开拓方案技术比较表优点缺点方案一1.立井建井工程量小，投资省，建井快，有利于早出煤、早见效。2.立井井筒短，各种管线布设长度小，通风线路短，通风阻力小，减少了费用。3.立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利。1.立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平。2.井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。方案二1.斜井掘进速度快，有利于早出煤、早见效。2.用胶带做主井运输时，效率高，效益好。3.煤巷掘进速度快，成本低，建井周期短。1.副立井提升能力大1.斜井井筒长，维护量大，成本高。2.主井筒压煤增加，煤损增加。方案三1.建井快，有利于早出煤、早见效。2.用胶带做主井运输时，效率高，效益好。1.斜井井筒长，建井工程量大，投资大，维护量大，成本高。2.各种管线布设长度大，通风阻力大，增加了费用。煤层埋深160米左右，埋深较浅，本矿生产能力较大，使用斜井，建井快，有利于早出煤、早见效，用胶带做主井运输时，效率高，效益好。所以比较而言，方案三比较有优势。3、经济比较方案一、方案二、方案三的经济费用计算表，分别见表4-2、表4-3、表4-4、表4-5。通过粗略比较经济结果可知，对于方案一和方案三而言，方案一在经济上优势明显，因此选择方案一。表4-2方案一经济费用表项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)初期基建费用(万元)主井开凿表土段615588993.5334203.21基岩段10109672109.672副井开凿表土段6186902112.1412246.68基岩段10134542131.542井底车场岩巷6041874251.244251.24小计701.13后期基建费用(万元)大巷396002009057859.257859.20小计57859.20生产费用(万元)斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)12407.811.2403900.161.6排水涌水量(m3/h)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)1676.59110876062.140.28大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)40713.121.2403902.40.35大巷维护系数维护长度大巷数量单价(元/a.m)359.721.22400326.8小计55157.23合计113717.56表4-3方案二经济费用表项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)初期基建费用(万元)主井开凿表土段18.44097475.39216170.47基岩段30.73097095.0779副井开凿表土段6186902112.1412246.68基岩段10134542131.542井底车场岩巷6041874251.244251.24小计668.40后期基建费用(万元)大巷396002009057859.257859.20小计57859.20生产费用(万元)斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)9971.711.2403900.490.42排水涌水量(m3/h)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)1676.59110876062.140.28大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)40713.121.2403902.40.35大巷维护系数大巷长度大巷数量单价(元/a.m)359.721.22400326.8小计52721.14合计111251.73表4-4方案三经济费用表项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)初期基建费用(万元)主井开凿表土段18.44097475.39216170.47基岩段30.73097095.0779副井开凿表土段16.74158169.44027181.19基岩段27.940052111.74508井底车场岩巷6041874251.244251.24小计602.90后期基建费用(万元)大巷396002009057859.257859.20小计57859.20生产费用(万元)斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)9971.711.2403900.490.42排水涌水量(m3/h)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)1916.10110876062.140.32大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)39549.891.2403902.40.34大巷维护系数大巷长度大巷数量单价(元/a.m)359.721.22400326.8小计51800.42合计110262.52表4-5三方案详细比较汇总方案方案一方案二方案三名称双立井单水平开拓主斜副立单水平开拓双斜井单水平开拓项目费用（万元）百分比(%)费用（万元）百分比(%)费用（万元）百分比(%)初期基建费用(万元)701.13116668.40111602.90100初期基建费用(万元)57859.2010057859.2010057859.20100生产费用(万元)55157.2310652721.1410251800.42100总费用113717.56103111251.73101110262.52100由对比结果可知，三种方案的总费用差距不是很大，所以从经济方面来说，无法确定那个方案更为优，但是从技术比较来说，本矿井煤层埋藏浅，立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平。井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。在经济费用差距不大的情况下，选择技术比较方便的。综合以上技术经济比较，确定矿井开拓方式为：斜井单水平开拓，选用方案三。1.2矿井基本巷道1.2.1井筒开拓方案可知主、副井都为斜井，在井田中央设置中央风井。1.主斜井位于矿井工业场地，担负全矿井5.0Mt/a的煤炭运输兼进风。井筒断面为半圆拱形，净断面面积为15.5m2，倾角19°，表土层段掘进断面面积为21.7m2，基岩掘进断面面积为17.1m2，井筒断面布置如图4-4、图4-5。图4-4主斜井表土段断面图图4-5主斜井基岩段断面图2.副斜井位于矿井工业场地，担负全矿的材料和设备提升。井筒断面形状为半圆拱形，倾角21°，净断面面积为17.8m2，表土层掘进断面面积为23.9m2，基岩掘进断面面积为19.9m2，井筒断面布置如图4-6、图4-7。图4-6副斜井表土段断面图图4-7副斜井基岩段断面图3.回风立井位于矿井工业场地，担负矿井回风，井筒净直径为7m，净断面面积为38.5m2，表土层掘进断面积为52.8m2，基岩段掘进断面积49.0m2，内设玻璃钢梯子间作为安全出口，井筒断面布置如图4-8。根据后面通风设计部分的风速验算，各井筒风速均符合《煤炭工业设计规范》和《煤矿安全规程的规定》规定。图4-8回风立井断面图1.2.2井底车场矿井为斜井开拓，煤炭由主斜井胶带输送机运至地面；物料经副斜井运至井底车场，在井底车场换装，由电机车运到盘区；少量矸石由铲斗车直接排到非通行的巷道横贯中。1.井底车场的形式和布置方式根据矿井开拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相对位置关系，确定为刀式井底车场，副斜井、井底车场铺轨以矿车辅助运输，大巷辅助运输为无轨胶轮车。井底车场布如图4-9。2.空重车线长度井底车场空、重车线调车线长度按1.5倍列车长度考虑，一列矿车为20个车厢，采用1.5t固定箱式矿车，型号为MG1.7-9B，外形尺寸（长×宽×高）2400×1150×1150（mm），故取调车线长度为70m。3.调车方式井底车场内设2台蓄电池机车（轨道），车场内的材料设备、集装箱平板车由蓄电池机车牵引，重车顶入换装站，空车返回井底车场存车线。大巷来的材料胶轮平板车直接倒入换转站一端等待换装。大巷驶入井底车场的人车在存车场存放，该处同时作为上、下井人员换乘点。1.硐室井底车场硐室有：井底煤仓、主变电所、主排水泵房、水仓、调度室、等候室等。井底车场车场巷道及硐室除煤仓、装卸载硐室等采用现浇混凝土支护外，采用锚喷支护，遇围岩破碎的地方加金属网支护。图4-9井底车场1.2.3主要开拓巷道运