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第四章 井田开拓
4.1井田开拓的基本问题
井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。
4.2井筒
（1）井筒形式的确定
本矿井煤层倾角不大，部分为近水平煤层；表土层薄，平均25m,无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量较小；区内地势平坦，井筒不需要特殊施工,；煤层浅部埋深78m,但煤层倾向较长，煤深部埋深1100m,不适用斜井与平峒开拓。因此可采用立井开拓，延伸可采用立井延伸或采用暗斜井延伸方案或为一水平开采。根据本矿井的实际情况,经后面方案比较确定井筒形式为双立井开拓。
（2）井筒数目的确定：
因现代设计要求一矿一面高产高效矿井，本矿井设计一对主、副立井和一个回风立井。主井提煤，副井运料。由于矿井走向小于倾向长度，而且矿井开采深度大，为便于后期通风，采用中央并列式通风。考虑后期通风困难时期在北部边界外另外建设一个回风井。
（3）井筒位置的确定 井筒位置的确定原则：
有利于第一水平的开采，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；
有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村； 井田两翼储量基本平衡；
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、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；
工业广场宜少占耕地，少压煤；
距水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。
由于井田南部边界距矿区专用铁路很近，故为便于地面运输及工业广场布置，主井井筒位置布置方案也可以选择在井田中部偏南边界附近。经后面方案比较，为方便管理
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和减少压煤损失确定将主、副、风井筒位置均设在井田中央工业广场内。
（4）设计井筒位置坐标见下表。
表4-1 井筒坐标 坐标 主井 副井 风井 X 38440308.338 38440317.435 38440386.360 Y 37378855.467 37378992.245 37378699.418 4.3工业广场确定
1工业场地的选择主要考虑以下因素：
（1）尽量位于储量中心，使井下有合理的布局避免单翼开采，节省运输及通风费； （2）占地尽量要少，减少压煤，且交通方便； （3）工业场地的标高要高于矿区历年最高洪水位；
（4）主副井筒布置在地质条件较好的区域，确保井筒及井底车场的围岩稳定。 （5）综合考虑矿井的前期及后期生产，在保证总体工程量小的前提条件下，尽量减少初期投资。
2、根据以上原则，结合本矿实际情况，工业场地的位置应布置在马棚山南麓平缓的山坡上，23—24勘探线之间，郭庄背斜上。此处地质资料详细，位于储量中心，整个矿井的运输费用最省，没有村庄干预；充分利用地形，减少工业广场煤柱压煤损失；另外此处地面标高高于历年的最高洪水位；井底车场及井筒围岩均稳定。因此此处是最佳位置。即井田中部，主、副井井口附近。
3、根据《煤炭设计规范》要求，工业场地的形状和面积：根据表4-1工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为24公顷，形状为矩形，长边垂直于井田走向，南北长为600m, 东西宽为400m。
4.4阶段参数确定
根据本井田条件及矿井设计规范有关规定，本井田倾斜长度较长，可划分为2～3个水平5～6个阶段；阶段内宜采用采区或带区布置方式，又因本井田走向长度较短，每个阶段根据实际情况划分为一个采区。
初步划定阶段主要参数见表4-2：
表4-2 阶段主要参数 阶段区域区段实出煤水平垂直阶段实出煤量/万阶段服务区段数目 数目 划分 阶段斜长/m 区段斜长/m 量/万t /m t 年限/a /个 /个 5 1015 320 2448 20
10.2 5 203 489.6 河北工程大学毕业设计（论文）
南翼 北翼 1308 1422 1190 1416 195 375 200 150 320 195 225 250 150 100 2976 4824 4296 4656 2448 2976 3216 3408 3624 3528 12.4 20.1 17.9 19.4 10.2 12.6 13.4 14.2 15.1 14.7 6 6 5 6 5 6 4 5 5 5 218 237 238 236 203 218 242 200 208 204 496 804 859.2 776 489.6 496 804 681.6 724.8 705.6 南翼 北翼 1015 1308 968 1000 1040 1020 6 4.5确定开拓方案
(1)方案提出：结合本矿井的实际条件提出以下四个方案：
方案一:采用立井三水平开拓，第一水平标高－320；二水平采用立井延伸，标高－450；三水平采用暗斜井延伸，标高－650，如图4-1所示。
方案一-320-450-650图4-1方案一(二水平立井延伸、三水平暗斜井延伸)
方案二:采用立井三水平开拓，一水平标高－320；二水平采用立井延伸，标高－450；三水平采用立井延伸，标高－650，如图4-2所示。
方案二-320-450-65021
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图4-2方案二（二水平立井延伸三水平立井延伸）
方案三：采用立井二水平开拓，一水平标高－320；二水平采用暗斜井延伸，标高－720,如图4-3所示。
方案三 -320-720图4-3 方案三（二水平采用暗斜井延伸）
方案四：采用立井两水平开拓，一水平标高－320；二水平采用立井延伸，标高－720,如图4-4所示。
-320-720图4-4 方案四（二水平采用立井延伸）
（2）技术比较：在技术上，以上四个方案都可行，只有方案一与方案三存在暗斜井过长问题，但通过加强支护可以解决其存在的问题。因此技术上均属于可行。
（3）经济比较：
① 粗略比较：方案一与方案二均为三水平开拓，水平标高相差较小；区别仅在于三水延伸方式不同，所以将其先进行粗略比较；方案二与方案四均为两水平开拓，水平标高相同，区别仅在于二水平延伸方式不同，所以将其先进行粗略比较。比较情况见下表。
表4-3 方案初步比较 项目方案 基 建 费 （万
方案一 2×575×8000/10000 =920 2×1416×4500/10000 =1274.4 22
方案二 立井开凿 立井开凿 2×775×8000/10000 =1240 暗斜井开凿 河北工程大学毕业设计（论文）
元） 石门开凿 斜井井底 车场 小 计 1099×3500/10000 =384.65 石门开凿 （1099+2266）×3500/10000 =1177.75 1000×4000/10000 =400 2817.75 （300+500）×4000/10000 井底=320 2599.05 1.2×5577.6×0.575×0.81 =3117.32 立井车场 小 计 立井提升 生 产 费 用 （万元） 石门运输 暗斜井 排水 小 计 费用(万元) 总 计 百分率 1.2×5577.6×0.775×0.56 =2904.8 暗斜井提升 1.2×5577.6×1.416×0.48 提升 =4549.18 1.2×5577.6×1.099×0.329 =2420.04 300×24×365×16.6× 0.19/10000=828.87 10915.41 13514.46 石门运输 立井排水 小 计 费用(万元) 百分率 1.2×5577.6×2.266×0.256 =3882.65 300×24×365×16.6×0.1525/10000 =665.78 7453.23 10270.98 131.58% 100% 项目方案 立井开凿 方案三 2×345×8000/10000 =552 2×2040×4500/10000 =1836 685×3500/10000 =239.75 （300+500）×4000/10000 =320 2947.75 1.2×8601.6×0.345×0.88 23
方案四 立井 开凿 2×845×8000/10000 =1352 暗斜井开凿 基 建 费 （万元） 斜井井底车场 小 计 生 立井提升 石门开凿 石门 开凿 井底 车场 小 计 立井 （685+2660）×3500/10000 =1170.75 1000×4000/10000 =400 2922.75 1.2×8601.6×0.845×0.49