长处。 1.掘进速度快初期投资较双1.井筒过长,煤柱损失严重; 双立井开拓省; 2.通风线路长,通风阻力大,费用增斜2井筒设备较简单; 加; Ⅱ 井3.建井期稍短些; 3.井筒过长,地质条件复杂时,不易开维护,安全性降低; 拓 4.辅助运输时间长。 1.掘进速度快; 1.井口相距较远,不利工业广场的布主2.满足最大风量的通风要求; 置; 立3.有助于辅助运输。 2.地面工业建筑分散,生产调度联系Ⅲ 副不方便; 斜3.地面工业建筑占地多,增加了煤柱井 损失。 依据开拓方案技术比较,可初步选定两种较合理开拓方案: ①方案一:双斜井开拓方式详见图1—1:
+50±0-50-100-150-200-250-300-350-400-450-500-550-600-650-700-750-800图1—1 双斜井开拓
②方案二:双立井开拓方式详见图1—2: (2)经济比较
两个方案在技术上均比较合理,两者之间的区别在于主石门掘进长度、井筒掘进费用、维护费用、提升费用等。两个方案的井底车场、水平运输大巷以及各种采区石门和采区上山的工程量基本相等。因此,只需要比较它们的不同之处。开拓方案经济比较详见表3—4:
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副立井主立井+50±0-50-100-150-200-250-300-350-400-450-500-550-600-650-700-750-800
图1—2 双立井开拓
表3—4 开拓方案经济比较
方案 内容 单位 名称 基岩段 主井掘进 基岩段 副井掘进 基岩段 主井辅助费 基岩段 副井辅助费 表土层 副井辅助费 主井提 升费用 副井提 升费用 箕 斗 双 立 井 开 拓 工 程 量 数量 单 位 单价 (元) 数量 32984 42103 43412 46428 24520 费 用 (元) 数量 1642603.2 1945158.6 2096799.6 2052117.6 122600 81.6777 43.865 495162 工程量 数量 单 位 双 斜 井 开 拓 单 价 (元) 数量 8604 9342 14852 14852 11911 0.423 0.712 费 用 (元) 数量 1353581.28 1405036.8 2395330.56 2233740.8 186407.15 39.7197 21.9652 49.8 10m 46.2 10m 48.3 10m 44.2 10m 5 10m 157.32 10m 150.4 10m 161.28 10m 150.4 15.65 93.9 30.85 10m 10m 10m 10m 89.5 10m 0.9126 15.5 10m 2 个 2.83 247581 21
罐 笼 钢丝绳 输送机 串车 主井提升机 副井提升机 总 计 吨煤成本 2 1 1 个 个 个 219786 439572 162 12 10m 10m 个 个 5100 5324 93000 9238600 826200 63888 93000 9238600 1019600 878439 10692177.54 8.9 1019600 878439 1 1 17795846.27 14.8 从经济比较表可知,立井开拓比斜井开拓费用低,投资少,所以该设计矿井选择方案一,双立井开拓方式。
3.3 选定开拓方案的系统描述
3.3.1 井硐形式和数目
本设计井田采用一对立井开拓,即主井、副井。主井用以提升煤炭,副井用以提矸、升降人员、下放材料和设备及兼作进风井。
3.3.2 井硐位置及坐标
井筒确定的理由是:
(1)位于井田储量中央:井筒距北部边界0.8公里,南部边界1.15公里,西部边界2.05公里,东部边界1.9公里;
(2)有较好的地形条件:井口处标高+70m,地面平缓; (3)交通条件好:井口距公路1000m; 确定井筒坐标为:
① 主井井口坐标为:XA=5070514,YA=-88500 ② 副井井口坐标为:XB=5070469,YB=-88500
主井井口标高为+70m,副井井口标高为+70m,拟定二水平为井筒最终水平。主井井深400m,副井井深380m,两井筒中心线间距为70.6m。
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3.3.3 水平数目及高度
本井田采用多水平开拓,拟定第一水平为-350m,垂深400m,第二水平拟定标高为-800,垂深400m。
3.3.4 石门、大巷(运输大巷、回风大巷)数目及布置
1.大巷数目:一条运输大巷。
2.大巷布置:大巷布置形式主要有煤层大巷、岩石大巷两种,各种大巷布置方式的优缺点如下:
(1)煤层大巷:当煤层顶底板较稳定,煤层较坚硬,易维护,煤层起伏和断层、褶皱小时,可保证巷道较为平直,保证运输设备运行。没有煤与瓦斯的突出,无自燃发火等情况下,应优先考虑采用煤层大巷。对于新建矿井,在煤层中布置巷道,在建设期间,还有早出煤,早投产,节省投资以及探明地质情况的优点。
下列情况宜布置煤层大巷:
①煤系底部有强含水层或富含水的岩溶时,不宜布置底板大巷的;
②煤层群中相距较远的单个薄煤层或中厚煤层,走向不大, 资源储量有限、服务年限短的;
③煤层群下部的薄及中厚煤层中开集中大巷的;
④煤质坚硬,围岩稳定,维护简单,费用不高的煤层; ⑤单独开拓的薄煤层或中厚煤层;
⑥煤层坚硬而顶板松软或膨胀,难以维护的。 (2)岩石大巷:
岩石大巷布置优点很多,易维护,费用低。大巷方向、坡度可根据运输等功能要求选定,而较少受地质构造的影响。煤的损失少,安全条件好,受煤与瓦斯突出以及自燃发火影响较小。缺点主要为岩石工程量大,掘进速度慢,投资费用高,建设工期长。在具体条件下是采用岩石大巷还是煤层大巷需要做全面细致的方案比较才能合理的确定。
本设计矿井对大巷布置提出两种方案: 方案一:煤层大巷布置 方案二:岩石大巷布置
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煤层大巷与岩石大巷相比较有以下缺点: ①煤层大巷的巷道维护困难,维护费用高;
②当煤层起伏褶曲较多时,巷道弯曲转折多,机车运行速度受到限制,运输能力降低;
③为了便于巷道维护,巷道维护留设保安煤柱增多,煤柱回收困难,资源损失大;
④煤层有自燃发火危险时,一旦发火就要封闭大巷,导致矿井停产,而且因煤柱受影响破坏,封闭效果不好,处理火灾困难。
综上所述,煤层大巷与岩石大巷相比缺点大于优点。根据本设计矿井的具体条件,所以采用方案二:岩石大巷布置。
大巷与石门服务年限较长,运输能力要求大,所以大巷和石的断面和支护设计基本相同,断面尺寸详见断面图3—3:
3.3.5 井底车场形式的选择
井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称,是连接井下运输和提升两个环节的枢纽,井底车场设计是否合理直接影响矿井的安全和生产。
1.设计依据
(1)矿井设计生产能力及工作制度; (2)矿井开拓方式; (3)井筒及数目;
(4)矿井主要运输巷道的运输方式; (5)矿井瓦斯等级及通风方式;
(6)矿井地面及井下生产系统的布置方式; (7)各种硐室有关的资料。 2.设计要求:
(1)井底车场富裕通过能力,应大于矿井设计生产能力的30%; (2)尽可能提高井底车场的机械化水平,简化调车作业,提高井底车场通过能力;
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