母杜柴登矿井及选煤厂可行性研究报告 第四章 井田开拓与开采
弱类易软化岩石，RQD值平均66％，岩体完整性差。
③ 粉砂岩、泥岩及互层岩组
分布于各地层中，本岩组是煤系主要岩组，由粉砂岩、泥岩、砂质泥岩及薄煤等组成，出现于煤层直接顶底板。岩石含有较高的粘土矿物和有机质，以发育较多的水平层理、节理裂隙和滑面等结构面为特点。饱和抗压强度21.1MPa，软化系数0.59，属半坚硬岩石。浸水或长时间暴露于空气中岩石多沿层理方向离析成薄片。软化系数小于0.47，属于易软化岩石，RQD值平均75％，岩体中等完整。
④ 砂岩组
本岩组以中粒砂岩和细粒砂岩为主，多形成煤层的基本顶或老底。饱和抗压强度26.0MPa，软化系数0.53，属半坚硬岩石。浸水或长时间暴露于空气中岩石多沿层理方向离析成薄片?软化系数小于0.47,属于易软化岩石,RQD值平均78%,岩体较完整?
⑤ 煤岩组
区内各煤层干燥抗压强度32MPa，饱和抗压强度13MPa，软化系数0.53，属软弱类岩石。具脆性而不具韧性，宜冲击破碎。
2. 井筒施工方法
井田内第四系地层较厚，上部由松散沉积物组成，下部由冲积相砂、砂砾、粘土及亚粘土组成，土、砂层抗压强度较低，而涌水量较大。根据施工经验，在这种地层中进行立井建设必须采用特殊凿井方法施工。目前通过含水砂层的井筒特殊施工方法常用的有钻井法、注浆法和冻结法。
钻井法是一种高度机械化的施工方法，具有用人少、施工安全、成井质量高等优点。缺点是钻径小，据了解，目前已实施的最大钻径为9.3m,防偏要求精度高,工期长，从进场准备到井筒通过钻井段，总工期大约需要10个月。不采用全深钻井，即表土层采用钻井法，基岩段采用普通法时，更换施工装备，占用施工工期，降低成井速度。因此钻井法适应表土覆盖深、涌水量大的的井筒。
注浆法凿井与其它特殊凿井法比较，其主要特点是：设备少、工艺简单、能形成永久性封水帷幕，可改善支护工作条件。从“报告”中看出，该区涌水量较大，含水层的
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富水性强，透水性能良好，具有注浆施工的可能性，该施工方法简单，周期短，费用较低等优点。缺点是施工风险较大，尤其含水砂层颗粒级配直接影响注浆效果。从《勘探报告》中还可以看出，第四系上更新统萨拉乌素组的岩性为粉细砂，类黄土状亚砂土，该层有可能对注浆效果产生不良影响，并涉及到施工安全。
冻结法凿井是目前国内外穿过厚含水松散层凿井所采用的主要特殊施工方法之一，冻结法凿井既能用于不稳定的含水层，又可用于基岩含水层，适应性强，安全可靠，经济合理，工期有保障。本矿井井筒不仅需要穿过第四系松散层含水层，还需穿过白垩系、非煤系的直罗组和安定组及煤系等基岩含水层，穿过含水层数目较多，冻结法施工技术成熟，设计本矿井井筒采用冻结法施工。
3. 冻结深度的确定
根据井筒检查钻孔资料，以及其他相似矿井井筒冻结施工情况，确定本矿井井筒采用全深冻结。主立井冻结深度为783.8m，副立井冻结深度为685.8m，中央回风立井冻结深度为671m。
(三) 井壁结构
设计采用双层钢筋混凝土井壁结构。 1. 外壁结构
外壁按承受1.0MPa冻结压力进行计算，并根据井壁稳定性验算，最后确定采用钢筋混凝土砌碹。副立井井深0-145m段外壁厚度为600mm，副立井井深145m～井底段外壁厚度为700mm；主立井与中央回风立井0-145m段外壁厚度为400mm，主立井与中央回风立井145m～井底段外壁厚度为500mm。
2. 内壁结构
各井筒内壁按封水井壁设计，根据《煤矿立井井筒及硐室设计规范》(GB50384-2007)，设计按内壁承受0.7倍静水压力进行了计算，采用钢筋混凝土砌碹，并参照相似矿井以往设计经验确定，副立井井深0-145m段内壁厚度为600mm，副立井井深145-450m段内壁厚度为1100mm，副立井井深450m～井底段内壁厚度为1300mm；主立井与中央回风立井0-145m段内壁厚度为400mm，主立井与中央回风立井145-450m段内
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壁厚度为800mm，主立井与中央回风立井450m～井底段内壁厚度为1100mm。
井壁结构型式见图4-1-10。
图4-1-10 井壁结构图
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五、井底车场及硐室
(一) 井底车场 1. 设计依据
(1) 矿井设计生产能力及井下工作制度
矿井设计生产能力为6.0Mt/a，设计年工作日为330d，井下实行“四·六”工作制,日净提升时间16h。
(2) 矿井开拓方式
井底车场水平的选择除了考虑有利于井下主提升、辅助提升、主运输及辅助运输系统的部署和井下巷道布置，还需要考虑巷道及硐室所处地层的围岩情况，井底车场必须布置在围岩相对稳定，岩体相对完整，岩石强度相对较高的地层中。根据井田开拓部署，全井田共8层可采煤层，井田共划分一个主水平、五个辅助水平开采。井底车场标高必须与井田主水平高一致，井底车场与水平大巷采用石门联系。
(3) 井筒数目
本井田采用立井开拓方式，矿井初期采用中央并列式通风方式，工业场地布置主立井、副立井和中央回风立井共3个井筒，分别为主立井、副立井和中央回风立井，其中主立井承担全矿井的主提升任务，副立井承担矿井的辅助提升任务，中央回风立井承担矿井的回风任务。
(4) 井下运输方式
井下煤炭采用带式输送机运输，并通过主立井提升至地面，在井底设置井底煤仓，为主井提升提供缓冲时间；井下辅助运输采用无轨胶轮车运输。
(5) 井底车场处地质条件、水文地质条件及矿井涌水情况 ① 井底车场处围岩情况
井底车场标高为+635m，由于煤层为从东向西方向的缓倾斜煤层，井底车场巷道位于3-1煤层及其顶板中。根据主、副、风井井筒检查钻孔资料，井底车场巷道需要穿越的岩层主要有3-1煤层、粉砂岩和细粒砂岩。细粒砂岩干燥抗压强度53.9MPa，饱和抗压强度32.2MPa，软化系数0.59，属半坚硬岩石，呈互层状，交错层理，含白云母碎片
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及炭屑，岩体完整性较好；粉砂岩干燥抗压强度43.6MPa，饱和抗压强度22.7MPa，软化系数0.49，属软弱类岩石，夹细粒砂岩薄层，波状及小型交错层理，岩体完整性较好；3-1煤层干燥抗压强度32MPa，饱和抗压强度13MPa，软化系数0.53，属软弱类岩石。具脆性而不具韧性，宜冲击破碎。
② 水文地质条件
根据井筒检查钻孔资料，矿井的3-1煤层顶底板砂岩为含水层。含水层岩性主要为中、细粒砂岩，次为粗粒砂岩，地层厚度100.69～114.75m，平均107.97m。垂向上与粉砂岩、泥岩及砂质泥岩隔水层成互层状分布。本区构造不发育，岩体较完整，岩石致密，裂隙发育微弱，故含水层富水性弱。该段岩层隔水层主要为3-1煤及3-1煤顶底板中的粉砂岩，由于隔水层厚度小，隔水性差。
④ 矿井正常涌水量
矿井正常涌水量600m3/h，最大涌水量1000m3/h。 2. 井底车场形式选定
根据矿井开拓布署、大巷的运输方式、主副井相对位置关系及井筒检查钻孔所揭露的岩层情况等，从减少初期井巷工程量、缩短建井工期、有利于井底调车和车场巷道硐室施工及维护考虑，设计井底车场标高为+635m，井底车场采用环型立式车场，车场采用石门与水平大巷联系。
3. 井底车场通过能力
井下煤炭采用带式输送机运输，井底车场主要担负材料、设备、人员等辅助运输任务。井下综合机械化开采，掘进矸石在井下填充处理，辅助运输及辅助提升量较小。井下所需的材料及小型设备装入无轨胶轮车通过副井罐笼由地面下至井底车场，再通过无轨胶轮车运至各个工作地点；液压支架等大型设备装在特制的重型平板车上通过副井罐笼由地面下至井底车场，通过井下蓄电池电机车牵引至井下井下大型组装硐室组装硐室，换装到支架搬运车上，运至安装工作面。除下大件时井上下采用蓄电池电机车牵引调车外，其余时间井上下全部采用无轨胶轮车运输，井底车场采用环形车场，并铺轨道。
根据蓄电池电机车及无轨胶轮车运行的需要，副井进车线长30m，出车线长40m，
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