井田开拓ok.docx

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井田开拓ok

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第三章井田开拓

第一节开拓方式及井口位置

一、井田地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响。

东博煤矿基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致，为一平缓的单斜构造，地层倾向南西，倾角1～3°，产状接近水平，未发现明显的褶皱及断裂构造，亦未发现岩浆岩侵入体。

井田地质构造复杂程度属简单类型，对开采无影响。

井田水文地质类型为第一～二类第一型，即以孔隙—裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床，对开采无影响。

井田范围内无老窑和采空区。

根据钻孔揭露及岩煤层对比结果，矿区内Ⅲ-2、Ⅳ-2、Ⅴ-1、Ⅴ-2煤层为对比可靠，全区可采或大部分可采的稳定煤层，煤层赋存对开采影响不大。

二、井田开拓方式及井口位置

（一）井田开拓方式

根据井田地质、地形条件及煤层的赋存特点。

本次水平延伸初步设计前，矿方已按照优化初步设计建成，矿井的开拓方式为斜、立井混合开拓，并于2011年11月通过了内蒙古自治区煤炭工业局组织的竣工验收。

（二）井口及工业场地位置的选择

本次设计利用原有井口及工业场地位置进行开拓，将工业场地选择在井田东北部边界中央，包府公路西侧的原有停产焦化厂场地，地表标高相对较高（+1286～+1301m）。

三、井田开拓方案

由于矿井主要井巷工程及地面工程均已形成，故本次设计对井田开拓方案不再进行比较，直接利用现有井口及工业场地位置进行开拓布置，开拓方案如下：

将工业场地选择在井田东北部边界中央，包府公路西侧的原有停产焦化厂场地。

平行包府公路方向（距包府公路150m）布置主、副斜井，在K02钻孔西北约80m处布置回风立井，服务全矿井，三条井筒见煤后在井田中部布置运输、辅助运输、回风三条煤层大巷，井筒方位角为350°，大巷方位角为45°。

整个井田共划分为三个生产水平进行开采，第一水平开采Ⅲ-2煤层，第二水平开采Ⅳ-2煤层，第三水平开采Ⅴ-1、V-2煤层；目前第一水平开采Ⅲ-2煤层正在回采，预计2012年8月该水平开采完毕。

开拓方式详见图3-1-1～3-1-3。

第二节开拓部署

一、井筒数目

根据开拓布置，本矿井移交生产时共建成三条井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。

主斜井、副斜井、回风立井服务于全矿井的前、后期。

二、水平划分及标高确定

1、水平划分及标高

本井田煤层为近水平煤层，井田内有可采4层，自上而下依次为Ⅲ-2、Ⅳ-2、Ⅴ-1、V-2。

其中Ⅲ-2与Ⅳ-2煤层平均间距为39.13m，Ⅳ-2与Ⅴ-1煤层平均间距为34.96m，Ⅴ-1与V-2煤层平均间距为9.24m。

根据煤层的实际赋存情况，设计将整个井田共划分为三个生产水平进行开采，第一水平开采Ⅲ-2煤层，水平标高+1226m；第二水平开采Ⅳ-2煤层，水平标高+1185m；第三水平开采Ⅴ-1、V-2煤层，水平标高+1137m。

2、各水平之间的连接方式

由于本井田采用斜、立混合开拓，各个水平之间可通主斜井、副斜井（辅运暗斜井）及回风立井（回风暗斜井）把井下相关的生产系统连接一起。

三、大巷布置方式及位置选择

根据煤层赋存特点及井下煤炭运输及辅助运输方式，设计将主要大巷均布置在煤层中。

矿井在二水平开采时，在Ⅳ-2煤层中布置一组胶带输送机大巷、辅助运输大巷和回风大巷；在三水平开采时，由于Ⅴ-1与V-2煤层平均间距为8.05m，故Ⅴ-1与V-2煤层联合开采，在V-2煤层布置胶带输送机大巷、辅助运输大巷，在Ⅴ-1煤层布置辅助运输大巷和总回风大巷。

在大巷布置的方向上，由于煤层为近水平煤层，井下煤炭运输设备选型为胶带输送机，辅助运输设备选型为无轨胶轮车，井下煤炭运输和辅助运输可在小倾角的煤层巷道中沿任何方向运行，因此，大巷布置方向不受限制。

考虑本井田煤层赋存的特定条件和其他相关的因素后，确定三条主要开拓大巷在井田中部沿方位角为45°方向布置，大巷间距35m。

其考虑的主要因素有：

1、工作面推进度长，适合综合机械化回采工艺；

2、由于井田面积较大，沿此方位布置大巷有利于回采工作面双翼布置；

3、各水平的三条大巷重叠布置，有利于减少大巷煤柱占用量，可节省煤柱损失，提高矿井回采率。

设计综合考虑井下运输、通风、设备布置、检修和施工等的要求后，确定开拓巷道采用矩形巷道断面，采用锚喷支护。

主要巷道断面分别见图3-2-1～3。

四、矿井各水平、煤层和采区的开采顺序

矿井各水平和煤层的开采均采用自上而的开采顺序。

根据井田面积、煤层赋存特征及巷道布置方式，井田内分煤层划分开采盘区，全井田剩余可采煤层共划分二个盘区。

其中：

二水平一个盘区，Ⅳ-2煤层盘区（242盘区）；三水平两个盘区：

Ⅴ-1煤层一个盘区（351盘区），V-2煤层一个盘区（352盘区）。

为了缩短投产时间，解决上、下层压茬关系，煤层及盘区的开采顺序基本遵循从近到远、盘区前进式、各水平煤层错步同采下行式的开采顺序。

本设计矿井二水平只开采242盘区。

盘区内工作面的开采顺序为由近及远，工作面内的开采顺序为后退式回采。

详见采区特征表3-2-1。

详见采区接续表3-2-2。

采区特征表

表3-2-1

序号

采区

名称

地质资源/储量（万t）

主采

煤层

煤层

倾角

（°）

接续采区

备注

走向

长度

（m）

倾斜

长度

（m）

面积

（m3）

1

242盘区

2752

Ⅳ-2

1~3°

2

351盘区

1490

Ⅴ-1

1~3°

3

352盘区

1832

Ⅴ-2

1~3°

采区接续表

表3-2-2

第三节井筒

一、井筒用途、布置及装备

根据开拓布置，本矿井移交生产时共建成三条井筒，即主斜井、副斜井和回风立井。

其中主斜井担负井下煤炭提升并兼作矿井入风井和安全出口；副斜井作为全矿矸石、材料、设备及人员辅助运输提升井，同时兼入风井和安全出口；回风立井作为全矿专用回风井兼作安全出口。

1、主斜井：

倾角13°，井筒斜长601m，作为全矿井煤炭运输通道，兼做进风井及安全出口，铺设宽1200mm胶带输送机，设有防滑条及扶手，敷设排水管路、消防洒水管路、压风管路及动力电缆。

井筒净宽4.6m，净断面14.3m2，掘进宽表土段为5.6m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，掘进断面积为20.7m2；基岩段掘进宽为4.9m，采用锚喷支护，支护厚150mm，掘进断面积为16.8m2。

主斜井井筒断面布置见图3-3-1。

2、副斜井：

倾角5.5°~6.5°，井筒斜长990m，行驶无轨胶轮车，敷设消防洒水管路，担负全矿井的矸石、材料、设备、人员运输任务，也是矿井的主要入风井及安全出口。

（1）井筒倾角5.5°，净宽5.5m，净断面20.1m2，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，斜长208m。

（2）井筒倾角65°，净宽5.5m，净断面20.1m2，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，斜长41m。

（3）井筒倾角6.5°，净宽4.6m，净断面15.7m2，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，斜长54m。

（4）井筒倾角6.5°，净宽4.6m，净断面15.7m2，采用锚网喷支护，支护厚度150mm，斜长296m。

（5）井筒倾角0°，净宽4.6m，净断面15.7m2，采用锚网喷支护，支护厚度150mm，斜长29m。

（6）井筒倾角6.5°，净宽4.6m，净断面15.7m2，采用锚网喷支护，支护厚度150mm，斜长362m。

副斜井井筒断面布置见图3-3-2~3。

3、回风立井：

井筒长度75m，敷设防火灌浆管路，作为矿井专用回风井。

井筒净直径4.0m，净断面12.6m2，掘进直径表土段为5.0m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度500mm，掘进断面积为19.6m2，基岩段掘进直径4.7m，采用混凝土砌碹支护，支护厚度400mm，掘进断面积17.3m2。

回风暗斜井：

倾角13°，净宽4.6m，净高3.6m，净断面14.3m2，采用锚网喷支护，支护厚度150mm，斜长175m。

回风立井井筒断面布置见图3-3-4。

井筒特征见表3-3-1。

井筒特征表

表3-3-1

序号

井筒特征

井筒名称

主斜井

副斜井

回风立井

1

井口

坐标

（m）

经距（Y）

37438018.794

37437974.193

37438122.316

纬距（X）

4364341.627

4364364.226

4364102.201

2

提升方位角（度）

350

350

3

井筒倾角（度）

13

5.5~6.5

90

4

井口标高（m）

1295.000

1295.000

1301.500

5

水平标高

（m）

第二水平

1185

最终水平

1137

6

井筒深度

或斜长

（m）

第二水平

601

990

75

最终水平

815

1405

7

井筒直径

或宽度

（m）

净

4.6

5.5~4.6

4.0

掘进

5.6/4.9

6.5/5.6~4.9

5.0/4.7

8

井筒

断面积

（m2）

净

14.3

20.1/15.7

12.6

掘进

20.7/16.8

27.6/22.4/18.2

19.6/17.3

9

支护方式

厚度（mm）

500/150

500/150

500/400

材料

混凝土/锚喷

混凝土/锚喷

混凝土

10

井筒装备

固定带式输送机

二、井筒施工方法

1、井筒穿过地层情况

根据现有钻孔资料，主、副斜井及回风立井所穿岩层依次为第四系、第三系上新统、侏罗系中下统延安组、三叠系上统延长组。

表土层厚度较薄，大约10m，第四系主要为黄土层；井筒穿越的基岩段以砂质泥岩、粉砂岩、粗砂岩和泥岩为主。

2、井筒施工方法

井筒开凿前应先施工井筒检查钻，以查明各岩层的厚度、涌水量、基岩风化厚度等情况，以便于施工时采取相应的措施。

根据井筒穿过的地层情况，井筒表土段均采用明槽开挖法施工，基岩段采用钻爆法施工。

三、井壁结构

根据本井田的地层情况，本矿井主斜井、副斜井及回风立井要依次穿过表土段和基岩类。

设计井壁结构据此确定为：

表土段采用混凝土支护，支护厚度为500mm；基岩段主、副斜井采用锚喷支护，支护厚度为150mm，回风立井采用混凝土支护，表土段支护厚度为500mm，基岩段支护厚度为400mm。

第四节井底车场及硐室

一、井底车场

由于井下主运输采用带式输送机，辅助运输采用无轨胶轮车方式，加之井下辅助运输量也不很大，所以井底车场非常简单，只是在进入各煤层辅运大巷前设一段平车场。

井下运输大巷沿煤层布置，井底车场原则上也布置在煤层之内。

辅助运输车辆在井下可利用硐室通道或大巷之间的联络巷进行转向、掉头。

二、井底车场硐室名称及位置

1、水仓布置及容量计算

在井底车场设主、副两个水仓，以便一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。

水仓容量Q=8QZ=8×100=800m3

式中：

QZ——矿井正常涌水量，m3/h。

水仓净断面S静=5.5m2，水仓长度为：

L=Q/S净=800/9.1=87m，

设计取水仓长度140m。

2、中央变电所及中央水泵房

中央变电所及中央水泵房布置于井底车场外侧，变电所与水泵房集中布置，在水泵房一侧布置管子道，直通主斜井井筒，管子道上口比水泵房底板标高高8m。

3、井下避险硐室

设计在井底车场附近建立一个可容纳90人的永久避难硐室，在Ⅳ201工作面运输（回风）顺槽和辅运（进风）顺槽距离工作面不超过1000m的地方各设一个可移动救生舱，每个掘进工作面各设一个可移动救生舱。

矿方正在积极组织进行“矿井六大系统”专项设计。

故本次设计不详细叙述。

4、爆破材料库及消防材料库

由于井下不使用爆破材料，设计在井下不设爆破材料库。

井下开采时利用各煤层的辅助运输运大巷与运输大巷之间的联络巷作为消防材料库。

三、硐室支护及工程量

硐室支护方式和工程量见表3-4-1。

硐室支护方式和工程量表

表3-4-1

序号

硐室名称

支护方式

支护厚度（mm）

长度

（m）

掘进体积

（m3）

备注

1

水仓

锚喷

150

240

2688

2

通路

锚喷

120

70

693

3

水泵房

锚喷

150

21

329.7

4

水泵房通路

锚喷

120

28

313.6

5

变电所

锚喷

150

33

528

6

变电所通路

锚喷

120

28

313.6

7

消防材料库

锚喷

120

30

534

8

合计

450

5399.9