【《某井田开拓方案设计案例》6700字】

某井田开拓方案设计案例1.1井田开拓的基本问题1.1.1井田基本概况 1)从井田形状上看,东周窑井田为类长方形,井田的南北方向大致为3.097km,东西方向为8.816km,面积为27.5平方千米。设计可采储量为133Mt。2)在东周窑的矿井区范围内建设有东周窑煤炭集运站,与北京包头线、大秦路线、北同蒲等地铁路线衔接;东周窑煤矿井田内的农村、各个煤矿之间都设置了一条简易的道路,通往全国各个城市区县。3)井田内断层较少,对矿井的开拓及开采影响较少。1.1.2井田开拓主要原则1)以提高经济效益为核心,与时俱进、优化工程设计,把本矿井打造成国际一流、国内技术水平领先的高产高效现代化矿井。2)根据地质资料,结合地质构造、煤层产状、水文地质及岩浆岩侵入破坏情况,确定了科学合理的矿井开拓方案。3)公司采用国内国外技术领先的自动化采掘设备和机械采煤方法,提高了采掘工作面的机械化生产装备技术水平,提高了工作面的单产,提高矿井的开采效率。4)降低前期设计井巷的工程量,缩短施工时间和建设井巷。避免大巷穿越断层群,减少岩体工程量。使矿井建设投资少、见效快、效益好。5）采.取利.用铁.路保护.煤.柱或构.造、村.庄煤.柱作为.井.田内划分的.边.界的.方法。6）改.革、集中.地面布.置，风.井工业.场地.充分考.虑利.用现有的.矿.井工业.场地，坚.持少压.煤、少.占地，初.期尽可.能避.免村庄.搬迁。井.筒要避.开侏罗.系矿.井的.采空.区范围.。1.1.3确定井筒形式、数目、位置及坐标1）井筒形式的确定对.于这种.井.筒来.说,大.致我们.可.以将其.再细.分为.三类,分.别应.该是:平.硐、斜井、立井。一.般而言,平..硐的工..作管理..形式最.为简便,然.后是斜.井,立.井是比较.复杂的。而.煤炭平..硐的开.拓.相.对来说.已.经.受到.了.矿..井内的.地.形条件.以.及煤层.埋藏范.围深.度的限.制,只.有在煤.炭地形.地质条.件相对.适宜的.区域,并.且才.能方.便于建.设工.业场地.和引.入高速.公路,且.煤层赋.存条件.好的高.原山岭、丘.陵地区,上.山部分.煤炭储.量大概.能够达.到同类.煤炭井.型水平.所需的.服务时.间和使用年限。如.果将斜.井开拓与.立井开.挖两种.方法来.综合比.较的话.:由于井.筒的施.工工艺、施.工机械设备与操作程序都还算是比较简单的,掘进速度快,井筒的施工成.本相.对来说.比较低,初.期花费.相对较.少;地.面的工.业建筑、井.筒设备、井.底停车.场及硐.室都远.远优于.立井简.单.并且良.好的布.置,井.筒向.外延.伸时施.工简单,对.于生产.的影.响较小,不.易因底.板中.含水.层侵.入而造.成影响.;主.提升胶.带式煤.气化.矿井.具有非.常强的.提高能.力,基本满.足了特.大型煤.气化矿.井主提.高的.需求;斜井.井筒.本身可.以作为安.全逃生.的出口,井.下一旦.发生了透.水事故等.,矿井的.工作人.员就可以.马上从.井筒.中疏散。优.势之.处是:由于.斜井井.筒较短.,其辅.助提升.技术能.力优势不.明显,提升深.度小;通风道.路路线.相对长、阻.力比较.大、管线通.风路径.长;由于斜.井式钻机.的井筒中.通过富.含雨水、流砂.层造成了.施工难度,所.以技术.性质要.求也相.对高。立井式开拓设计方案的布置原则上是完全不受煤层的倾角、厚度、深度、瓦斯及其他水文等各种自然环境因素的影响,在同一采深情况下,立井式的井筒开拓路线短,提升的效率和速度相对较快,提升的能力大,有助于其辅助性的提升,井筒横断面占地积较大,基本上可以达到满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出的矿井所需风量的大小的技术要求,且其阻力小,非常重要,它也很有利于钻进深井;而且当表土层为一种含有一定排水性的变质岩石以及不含有积水流砂的土层的地质时候,立井的采煤口径比斜式采煤井容易对其进行合理布置;对于那些地质结构复杂且其浅煤层地质性能结构特征复杂的大型采煤井田,能够同时充分考虑到不同地质产状的深色浅煤层与不同浅色的深煤层。但是也有缺点,大致为立井井筒对施工技术要求较高,需要用到的设备复杂,井筒需要的机械设备繁杂,掘进的进程较慢,建设投资较为昂贵。1.1.4工业场地的位置工.业广.场内.的主.要建筑.物大.致可.以分.为主.要生产.区（其.中包括.主井.场地和选煤厂）和.辅.助生产.区。主.要的生.产区.域：根..据矿井.工.业生.产.的需.要设立在.主.井所处.的.区域.中，工.业广场.内主要.设.立有.主.井井口.和井.口房、在.主.斜井里.面的检.修绞车.房、变电.所、检.修设备.材料堆.放库、主.井的井.口广.场、露.天材料.设备堆.放的场.所，以.及洗选.煤厂与.井口.房相接.近的胶.带运输.机栈桥、筛分破碎车间、原煤仓、主厂房、浓缩车间及联建的集中供热锅炉房等选煤厂建、构筑物。辅.助生产区：布.设于副.井工业场.地.中西.方向区.域内，主.要设立.有立.井的.副井.井口、井.口房、提.升绞车.房、内.燃机.车.库、坑.木加.工房、预.制构件.场、支.护材料.场，及综.采设备.组装及.调试门.式吊车.场地。1.1.5开拓方案比较1）提出方案根据以上的综合分析与论述，现列出如下四种技术上可行开拓方案，分述如下：方案一为：立井单水平开拓即为双立井，布置于井田的中心位置，设一个水平。因煤层倾角较小，所以辅助运输采用齿轨机车，其爬坡能力较好。大巷布置在煤层底部岩层中，如下图方案二为：主斜副立单水平开拓斜井对于煤的运输量相对较多，立井则对于辅助运输有很好的能力，因此列举出主井采用斜井开拓，而副井则选择立井开拓。大巷布置在煤层底板岩层中，沿底板进行掘进，如下图方案三为：斜井单水平开拓主、副井都选择斜井开拓，布置于井田中央，大巷布置在煤层底板的岩层中，如下图方案四为：主立副斜单水平开拓对于地质环境条件较复杂的岩层，相对比较建议采取立井开拓方式，因此提出主井采用立井，副井采用斜井，大巷布置在煤层底板岩层中，沿底板进行掘进，如下图（2）技术比较以.上所列.举的.四个开.拓方案.大.巷.布置.水平.数都是.一致.的，主.要与其.他不同.的地方.在于井.筒形式.及井筒.位置有.一定的.差异，以.及各个.方案的基.建和生.产费用.也不尽.相同。其.中所提.出的.方案.一、二.主井井.筒形.式不一.致。方.案一中，主.井为立.井，立.井开拓.并不受.煤层倾.角、厚.度、深.度、瓦.斯和水.文等自.然环境.因素的.影响，井.筒短，提.升速度.快，对.辅助提.升特.别有.利，且.本矿.井瓦斯.含量较.高，立.井井筒.通风断.面大，能.满足高.瓦斯、煤.与瓦斯.突出的矿井需风量的技术要求，风阻小，对深井开拓极为有利。斜井的缺点通风线路长、阻力较大、管线路径长；经以上技术分析、比较，结合粗略估算费用的结果（见表4-5），方案一、二中选择方案一：为立井单水平开拓。其.中方案.一、三.主副.井.形.式均.不一.致，因.为方案.三副井.采用斜.井，井筒.较长，辅.助提升.能力.小，提升深.度有限，且本.矿井瓦.斯较高，所以斜.井不能.满足要.求，而.且本矿.井埋深.较深，斜.井不太.符合要.求，所.以选择.方案.一，即.为立.井单水.平开.拓。同.理方案.四与方.案一的.副井不.同，故.也选择.方案.一。综上所.述，进.行了一.定的技.术比较.后选择方.案一。（3）经济比较一、二、三、四开拓设.计方案.有一定差.别，所以对建.井工程.量、生产经营工.程量、基.建费、生产.经.营费及.经济费用相.比较，分别列.举计算.结果将其.汇总下列表中：见表4—1、表4—2、表4—3、表4—4。项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用（万元)①主井开凿表土段3.0010491531.47381.62基岩段37.0094636350.15②副井开凿表土段3.0015786047.36587.16基岩段37.00145889539.80③井底车场岩巷110.0041871.00460.61460.61④小计1429.39生产费用(万元)⑤立井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)10463.581.2013621.450.401.60⑥排水涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)6285.94395.008760.0061.880.28⑦大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)14877.901.2013621.452.600.35⑧小计31627.42合计费用(万元)33056.81表4-1方案一双立井单水平开拓项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用(万元)①主井开凿表土段8.776243351.75640.11基岩段108.1854110585.36②副井开凿表土段3.0015786047.36587.16基岩段37.00145889539.80③井底车场岩巷110.0041871.00460.61460.61④小计1687.88生产费用(万元)⑤斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)8031.071.2013621.451.170.42⑥排水涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)6285.94395.008760.0061.880.28⑦大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)14877.901.2013621.452.600.35⑧小计29197.91合计⑨费用(万元)30885.79表4-2方案二主斜副立单水平开拓项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用(万元)①主井开凿表土段8.776243351.75640.11基岩段108.1854110585.36②副井开凿表土段8.777196963.12648.48基岩段108.1854110585.36③井底车场岩巷110.0041871.00460.61460.61④小计1749.20生产费用(万元)⑤斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)8031.071.2013621.451.170.42⑥排水涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)6285.94395.008760.0061.880.28⑦大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)14877.901.2013621.452.600.35⑧小计29197.91合计⑨费用(万元)30947.11表4-3方案三双斜井单水平开拓项目数量(10m)基价(元)费用(万元)费用(万元)基建费用(万元)①主井开凿表土段3.0015786047.36587.16基岩段37.00145889539.80②副井开凿表土段8.776243351.75640.11基岩段108.1854110585.36③井底车场岩巷110.0041871.00460.61460.61④小计1687.88生产费用(万元)⑤斜井提升系数煤量(万t)提升高度(km)基价(元/t.km)8031.071.2013621.451.170.42⑥排水涌水量(m3)时间(h)服务年限(年)基价(元/t.km)6285.94395.008760.0061.880.28⑦大巷运输系数煤量(万t)平均运距(km)基价(元/t.km)14877.901.2013621.452.600.35⑧小计29197.91合计⑨费用(万元)30885.79表4-4方案四主立副斜井单水平开拓方案方案一方案二方案三方案四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(井田中央)主立副斜单水平开拓基建费用(万元)1429.391687.881749.201687.88生产费用(万元)31627.4229197.9129197.9129197.91合计(万元)33056.8130885.7930947.1130885.79百分比107.0%100%100.2%100%表4-5粗比较汇总表由对.比结.果可.知，方案二、三、四的费.用以及.各.项基建.投资相.差不远，但.并.不与本.矿井的实.际情况.相符.合，方.案一双.立井的.费用略.高，但.针对本.矿井的.实际情.况，即.为瓦斯.较高的.矿井以.及埋深较.深来说，选择方.案一立.井单水.平开拓较.为合适。而且技.术比较大.于经济.比较。1.2矿井基本巷道1.2.1井筒由上一.节确.定的开.拓方案.可知主.副.风井都.为立.井，一般来.说，立井井.筒横断.面形状.有圆.形、矩.形两种，但圆形断.面的立.井服.务年.限长，承.压性能.好，通风阻.力小，维护成.本小及.便于施.工的特.点，因.此，主、副立井、风.井均采.用圆.形断面。（1）主立井井.筒内安.装两对.16t长.形箕.斗，并决.定采用.一台多.绳摩擦.轮提升.机来进.行提.升。断.面直径.为6.5米，净.断面面.积为33.18m2，表.土层掘.进断面.积为41.18m2，基.岩段掘.进断面.积41.18m2，基.岩段不用.加厚井.壁。2）副立井副立井内采用一对3t固定车厢式矿车双层四车罐笼；一个带平衡锤的加宽双层四车罐笼，断面直径7.5m，净断面面积为41.18m2，表土层掘进断面积为59.45m2，基岩段掘进断面积59.45m2，基岩段不加厚井壁。（3）风井东、西风井井筒净直径6.0m，井筒总深度为260m；风井井筒断面如图4-2-3，主要参数见表4-2-3。主井井筒断面主要参数井型1.0Mt表土段毛断面积41.18m2井筒直径6.5m提升容器2对16t箕斗井深400m井筒支护混凝土井壁400mm充填混凝土50mm净断面面积33.18m2基岩段毛断面积41.18m2副井井筒断面主要参数井型1.0Mt表土段毛断面积59.45m2井筒直径7.5提升容器一对3t固定车厢式矿车双层四车罐笼；一个带平衡锤的加宽双层四车罐笼井深400m井筒支护混凝土井壁500mm充填混凝土50mm净断面面积41.18m2基岩段毛断面积59.45m2风井井筒断面主要参数井型1.0Mt表土段毛断面积55.42m2井筒直径6.0m井深400m井筒支护混凝土井壁500mm基岩段220mm冻结段井壁厚1100mm净断面面积28.27m2基岩段毛断面积41.18m21.2.2井底车场及硐室本次矿井设计的开拓方案为立井开拓，煤炭由胶带输送机运输至井底的煤仓，再由箕斗直接运至地面；将物料通过副立井运至井底车场，在车场用齿轨车运至工作面。（1）井底车场的形式和布置方式井.底车场.指的是连.接矿井.只要提.升井筒.和井下主.要运输.巷道的.一组巷.道和硐室.的总.称。它.直接紧.密的联.系着井.筒提升.和井下.运.输两大.生产环.节，为提.煤、提.矸石、下.料、通.风、排.水、供.电和升降人.员等各.项工作.服务，是.井.下运输的.重要总.枢纽。根.据本次矿.井设计的.开拓方.式，立.井和大巷.的相对位.置关.系，确.定为卧.式环形.井底车.场，井.下矸.石、大.巷材.料，工.作面材.料等及设.备辅助运.输采用.齿轨车牵.引固定.式矿.车，井底车.场形.式和布置.方式.如图4-2-4。图4-2-4井底车场平面图1—主井；2—副井；3—中央风井；4—轨道大巷；5—胶带运输大巷；6—井底煤仓；7—回风石门；8—井底清理斜巷；9—等候室；10—主副井联络巷；11—柴油机齿轨机车加油维修间；12—柴油机齿轨机车车库；13—中央水泵房；14—中央变电所；15—水仓（2）运输牵引方式大型矿.井的副井.空重车.线的长.度应为1..0~1.5列.车长。本.矿井辅.助运输.采用600mm轨.距系列.矿车。牵.引车选用.CK-66型防爆.低污.染柴油.机胶套.轮.齿轨卡.轨车，其.尺寸为1050.0×1050×165.0。设计每.列车由1.5辆1.5t.矿车组.成。（3）调车方式运.输大巷的.煤直.接由皮.带运入.井底煤.仓；材.料列车在.副井重.车线机.车分离.以.后，牵引.车经机.车绕道.至副井.空.车线牵引.空.车经绕.道出井.底车场；（4）硐室①主井系统硐室立.井系统.硐.室由皮.带机头.驱动硐.室、井.底煤仓、装.载胶带巷.及清.理井底.撒煤硐.室等组.成，是.井底煤.流汇集.和装.载提.升的枢.纽。箕.斗装载.硐室布.置在.坚硬，稳.定的岩.层之.中，其.它井下.硐室的.布置由.线路布.置决定。井底煤.仓的设计.有效容.量可按矿.井设计.日产.量的1.5%~2.5%大小.来进行.综合计.算，一般大.型采煤.矿井取.值较.小，所.以设置.一个直.径为8.m，高.30m的.圆筒煤.仓，总.容量约.20.00t，基本能.够达到矿.井生产.需要。直.立煤仓通.过一.条装载输.送机巷.与箕斗.装载硐.室连.接，箕斗装.载硐室.为单.侧式，这种方.式来进.行布置.的煤仓.容量.大，多煤种可.分装分.运，适.应性.较.好。②副井系统硐室副井系.统硐室.由中央.水泵.房、水.仓、清理水.仓硐.室、中央变.电.所、调.度及等候.室组.成，为节.省管.材，电.缆及方.便.管.理，同.时.考虑到锚.索的安.装，故.把中.央变电.所和中央.水泵.房布置.在附.近，并.设有防..爆密闭.门。水仓的主仓和副仓之间距离为20m。矿井正常涌水量为220m3/h，最大涌水量为300m3/h，所需水仓的容量为：Q0=300×8=2400m3根据水仓的布置要求，水仓的容量为:（4-1）式中:Q——水仓容量，m3；S——水仓有效断面积，7m2；L——水仓长度，400m；则Q=7×400=2800m3由上面计算得知：Q>Q0，故设计的水仓容量满足要求。③其它硐室医疗硐室、机修硐室、井下材料库、火药库、换矸硐室、乘人车场等。1.2.3大巷（1）胶带大巷此.巷内决.定采用.钢.丝绳.芯胶.带输.送机.来对煤.炭进行.运输，并.在巷.道内.铺设.了轨.道，以.便于对.胶带进.行日常.的维.护与检.修。断.面应当.满足规.范中的.要求，不.应该设.专用的.人行.道。运.输大.巷净.宽.度可由下.式.计.算： B1=b+d1+d2+d3+c