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
大型组装硐室长80m。蓄电池电机车仅在运输大型设备时调车，而无轨胶轮车运输方式灵活，效率高，车场通过能力大，富裕能力大。
4. 主井井下装载方式比选
主井箕斗装载方式有3种，分别是下载式、半上载式和全上载式，选择的原则是综合考虑3种装载方式的优缺点及其装载硐室所处的围岩条件，同时有利于矿井主、副提升及运输系统的布置。
若采用全上载式，主井井底清理巷与井底车场位于同一标高，优点是主井提升距离相对较短，主井井底撒煤清理与副井井底车场同一水平，井底撒煤清理方便；缺点是上仓斜巷带式输送机提升高度增加，提高了带强，降低了带式输送机的运输效率。由于矿井井筒距主水平大巷和辅助水平大巷距离较近，若装载方式采用全上载式，上仓斜巷角度大，不利于带式输送机运行，且装载硐室位于2-2煤顶板粗粒砂岩含水层中，不利于巷道掘进及维护。
若采用半上载式，主井井底煤仓下口配煤巷与井底车场位于同一标高，优缺点与全上载式类似，且煤仓上下口均需要掘进检修斜巷，巷道工程量较大。
若采用下载式，主井井底煤仓上口与井底车场位于同一标高，优点上仓带式输送机水平运行，带式输送机的运输效率高；缺点是主井提升距离相对较长，主井井底撒煤清理不便。
考虑到3-1煤层底板岩石赋存条件较好，有利于布置大断面硐室，同时考虑到上仓带式输送机运行效率高，设计主井箕斗装载方式采用下载式。
(二) 井底车场主要硐室
车场内设有设有主变电所、主排水泵房、主水仓、管子道、大型设备组装硐室、无轨胶轮车库及修理间、蓄电池修理间及充电硐室、主副井井底清理硐室、井下爆炸材料库、井底消防材料库、井底煤仓、箕斗装载硐室、等候室及井下调度室、急救室等。
(三) 井底车场主要巷道和硐室支护方式
井底车场标高为+635m，井底车场巷道位于3-1煤层及其顶板中，根据井筒检查钻孔及地质勘探报告，煤岩层干燥抗压强度介于22.7～53.9MPa，饱和抗压强度介于13.0～
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32.2MPa，软化系数较小，属软弱类岩石。
井底车场所处的巷道及硐室的围岩强度不高，巷道掘进时巷道淋水较大，巷道围岩遇水后强度更低，煤层埋藏深度大，巷道围岩矿山压力显现强烈。设计井底车场巷道及硐室采用拱形断面，井底车场巷道支护方式主要采用锚网喷+锚索支护，井底车场硐室主要采用砌碹支护。
五、盘区划分及开采顺序
1. 盘区划分
影响本井盘区划分的因素有：开拓布署、水平划分、大巷布置、煤层层间距、工业场地煤柱、铁路和公路煤柱及煤层可采边界线等。综合分析，盘区划分原则确定为以大巷、煤组、煤层可采边界线、油气覆存范围等因素划分盘区，总划分为14个盘区。
2. 盘区接续
盘区采用前进式接续，下行开采。井田主采厚煤层为3-1煤和4-1煤层，其它可采煤层均为薄～中厚煤层，为保证矿井稳产，设计厚薄煤层搭配开采。在矿井初期开采2-2中煤层和3-1煤层，分别在两层煤层中布置一个综采工作面，保证矿井6.0Mt/a的设计产量，后期4-1煤层和4-2中煤层搭配开采，保证矿井设计生产能力。盘区采用前进式接续，下行开采。矿井移交201盘区和302盘区。
盘区接续计划见表4-1-5。
七、“三下”采煤
(一) 受开采影响的地面建（构）筑物和设施
井田位于鄂尔多斯高原的东北部，具备典型的高原堆积型丘陵地貌特征，地表全部被第四系风积沙所覆盖，植被稀疏，为沙漠～半沙漠地区。区内地形总体趋势是东南部较高，西北部较低。井田内受开采影响的地面建（构）筑和设施主要有拟建矿井西部的矿区专用铁路、工业场地进场公路、井田东部的油气井、矿井工业场地和零星村庄。
(二) “三下”采煤项目及安排
本矿井为大面积大采高的综合机械化开采，井下开采后地面将发生一定程度沉降，对地面建（构）筑物安全影响很大，为保证地面建（构）筑物的安全，设计采用如下措
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施：
表4-1-5 各盘区开采接续计划表
1．地面村庄
井田内村庄较分散，各村庄人数少，故均按搬迁考虑，不留设保护煤柱。 2．地面油气井
根据地质报告中井田地质地形图中提供内容，井田东北边界处有华北第一采气厂，其采气井已进入井田内，分布在井田的东北部，地质报告中未提供井孔准确位置、深度及服务年限等资料。本次设计依据伊化矿业公司提供的本井田内各油气钻孔地理坐标，将该气井开采范围在气井服务年限内暂按留设安全煤柱处理，同时在油气井范围与首采的201盘区之间留1km的安全煤柱。但是该部分资源在气井报废以后是否开采或如何开采，将来需要做专题研究，并采取严格的安全措施，保证矿井安全开采该部分资源。
业主需进一步核实井田内天然气井、天然气管线的位置及气井井下开采范围，并将获取的详细资料提供给设计单位，以便对天然气井留设准确的安全煤柱，保证煤矿开采及不受天然气井开采的威胁。业主应尽快与气田公司联系沟通，签订资源开采安全避让
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协议。
3. 公路及铁路
本井田内无高等级公路、铁路。井田西侧矿区铁路由于尚未建成，现阶段尚未拿到铁路相关参数，本次仅按照井田境界内留设400m宽煤柱，待该铁路建成后，重新核算。矿井铁路专用线在本井田内部分本次不计入永久煤柱，初期铁路专用线两侧各按照400留设一个工作面长度，待后期开采。进场公路亦不留设煤柱。
4．井筒及工业场地
根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-94）第8.1.2之规定，工业场地及矿区铁路按Ⅱ级保护级别维护，场地周围护带宽度取15m，移动角参考类似矿区选取，表土层移动角取φ=45°、基岩层移动角取δ=65°计算保护煤柱范围。移动角生产中可根据实际观测进行调整。
由于井筒深度大于400m，依据《建筑物、水体、铁路机主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，按边界角留设井筒保护煤柱。松散层边界角取40°，基岩层边界角取60°。
第二节 井田开采
一、首采区位置
(一) 首采盘区位置选择原则
1. 首采盘区应尽量布置在井底附近，以减少初期大巷的开拓工程量，缩短建井工期，节省初期投资；
2. 勘探程度高，煤层赋存条件好，开采技术条件优越； 3. 盘区尺寸合理，有利于工作面接替，减少工作面搬家次数； 4. 盘区储量丰富，以满足工作面生产能力和盘区服务年限要求； 5. 厚薄煤层要搭配开采，解决压茬关系。 (二) 首采盘区选择
根据井田开拓布署，全井田设一个主水平和五个辅助水平进行开拓。首先开采主水平3-1煤层及以上的2-2中煤层，均划分为3个盘区，分别为201、202、203和301、
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302、303盘区。203和303盘区由于存在油气井，本次设计作为后期开采资源；井底车场附近的202盘区勘探程度低，2-2中煤层在该区域赋存较薄，因此202盘区不适合作为矿井首采盘区；201、301、302盘区距离井底车场较近，且勘探程度高均可作为首采盘区。设计提出两个首采盘区方案进行比较。
1. 方案一
301盘区和201盘区为井田内勘探程度最高的区域，煤层赋存条件良好，适合作为首采盘区。设计在3-1煤层301盘区西部边界附近布置一个大采高综采工作面，工作面长度300m；在2-2中煤层201盘区西部边界附近布置一个中厚煤层综采工作面，工作面长度330m，上下两个工作面重叠布置，201盘区工作面超前301盘区工作面1000m左右回采，以解决上下煤层压茬关系。
该方案的优点是两个盘区勘探程度高，煤层赋存稳定；缺点是上、下两层煤首采工作面重叠布置，回采时工作面动压较大，不利于工作面巷道支护和工作面顶板管理。
方案一首采盘区巷道布置及首采工作面位置平面图见图4-2-1。 2. 方案二
根据近期在302盘区南部新施工的6个钻孔及井田勘探报告，302盘区3-1号煤层赋存稳定，煤层厚度大。新增的6个钻孔揭露的2-2中号煤层在302盘区区域内不可采，即在302盘区区域3-1号煤层和2-2中煤层不存在压茬关系。因此设计在3-1号煤层302盘区东部边界附近布置一个大采高综采工作面，在2-2中煤层201盘区大巷以北的西部边界附近布置一个中厚煤层综采工作面，工作面长度均为300m。
该方案的优点是302盘区面积大，服务年限长，煤层赋存稳定，两层煤配采，且不相互影响；缺点是302盘区相对于301盘区勘探程度相对较低。
综上所述，方案一两层煤工作面上下重叠布置，工作面存在动压问题，对工作面安全生产不利，因此首采盘区方案选择方案二，即分别将2-2中煤层201盘区和3-1号煤层302盘区作为首采盘区。
方案二首采盘区巷道布置及首采工作面位置平面图见图4-2-2。
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