摘要：开拓方式比选是矿井采掘之前必须进行的一项重要工作，是矿井生产的一个重要环节。合理的开拓方式决定了煤矿未来开采过程中运营的科学性与合理性，合理的开拓方式更有利于矿井通风，同样有利于技术管理与生产运营。本文分析了矿井开拓方式及其特点。
关键词：矿井；开拓方式；特点
某矿井井田范围：西以杜窑沟断层为界、北以横断层为界、南以高速公路为界，东以柳断层为界。井田南北长11.5～12.0km，东西宽1.9～3.5km，面积约36.0766km2。
1 开采技术条件
1.1 地质构造。该井田内褶曲有四条，断层较多。共查明及推断断层64条，其中正断层17条，47条逆断层；断距为5～1000m不等。
1.2 煤层顶、底板条件。主要可采煤层二煤、三煤、四煤伪顶为泥岩，直接顶板为粉砂岩；八煤和十八煤顶板为粉砂岩，其稳定性偏差。
2 井田的主要特点
矿井采用立井多水平开拓，由于本井田煤层倾角较大，煤层平距不是很大，设计采用采用集中大巷、分区石门大巷布置方式，在煤层底板岩石中布置服务于所有煤（层）组的集中大巷，用分区石门贯穿各煤（层）组，并以煤（层）组为单元建立各采区上山，具有生产环节少，工程量省，巷道维护量小的优点。在矿井投产生产多年后，更准确地掌握了煤层地质条件，原设计中考虑的延深方案，往往不再适应最新发展的需要，在矿井开拓时，还要重新研究确定开拓方案，进行新水平开拓延深设计。井口位置的选择是井田开拓的重要组成部分。井口位置与开拓方式要相互协调，既要考虑地面条件，又要使井下的开拓、开采合理，还要有利于井上、下煤炭运输及井下辅助运输、通风、排水、供电系统的合理布置。该井田地形较为平坦，两个场地均可供矿井工业场地选址考虑。根据井田煤层赋存条件，设计结合井田的开拓方案进一步进行了方案进行比较。另外，在井田浅部开凿副斜井比开凿副立井方便，井筒施工速度较快，提高矿井建设速度，减少初期基建投资。
3 开拓方式的选择
井田开拓设计关系到整个矿井的生产技术面貌和长远发展，直接影响基本建设时的建设工程量、工期、投资、质量和矿井投入生产后能否尽快达产、高产高效及安全生产等。井田开拓方式主要指井筒的形式。按照井筒的倾角可分为四种：平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓方式。该矿井的开拓设计主要考虑了以下几个因素：一是该井田煤层埋深较浅，大部分煤层埋深在300m以内，且在井田西部的煤层隐伏露头处埋深仅80m 左右；二是水文地质条件简单；三是主井提升采用带式输送机；四是副井提升采用柴油防爆无轨胶轮车：五是同时考虑斜井井筒施工工艺简单；六是开拓工程量小，投资少，建井速度快；七是工业场地压煤少，少占耕地。设计结合井口位置的选择方案，提出2个开拓方案。方案一：中部开拓方案。该方案采用“中部工业场地方案”，开拓方式采用斜井单水平上、下山开拓。在中部工业场地内布置三条井筒，即：主斜井、副斜井（缓坡）及回风斜井。矿井地面生产系统、选煤厂、辅助生产系统、行政福利设施全部设在该场地内。后期在沟剥蚀区沿十八煤层布置北部进、回风斜井，并兼六采区轨道、回风上山；在南部3勘探线十八煤的隐伏露头处布置南部副斜井及南部回风斜井，并兼十二采区轨道、回风上山。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆斜井井筒到底后，东西布置一组集中大巷，在井田中部南、北各布置一组大巷。方案二：北部开拓方案。该方案采用“北部工业场地方案”，开拓方式采用斜井单水平上、下山开拓。在北部工业场地内布置三条井筒即：主斜井、副斜井（缓坡）及回风斜井。矿井地面生产系统、选煤厂、辅助生产系统、行政福利设施全部设在该场地内。后期在北部及南部分别各布置一对进、回风斜井。北部进、回风斜井布置同方案一；在南部B9 勘探线十八煤的隐伏露头处布置南部副斜井及南部回风斜井，并兼十一采区轨道、回风上山。在井田中部南、北各布置一组大巷。设计对两个开拓方案进行了技术、经济比较认为：中部开拓方案优点明显，工业场地不占用农田；地面煤炭运输线路可沿李新庄南部边界布置到铁路装车站，可利用矿井边界煤柱，压煤少；井筒位于井田中心，南部大巷贯通距离短，南、北煤炭运输及通风距离均衡；斜井开拓利于带式输送机及柴油防爆无轨胶轮车的应用，可实现从工业场地到井下工作面连续运输；井筒施工容易；开拓工程量小，投资少，建井速度快；矿井投入生产后可尽快达产、易实现高产高效及安全生产等。故设计推荐了方案一即中部场地斜井单水平上、下山开拓方案。
4 大巷的布置
4.1 运输大巷服务于整个矿井或水平的煤炭和辅助运输以及通风、排水和管线敷设。我国的煤矿主要大巷经历了煤巷—岩巷—煤巷的变革。该矿井的大巷布置原则上沿着十八煤层布置，但由于首采区大部分位于中央大巷的北侧，工作面布置为中央大巷条带式布置，若北翼大巷沿煤巷布置需留设大量的煤柱，故设计对北翼大巷的布置方式提出了两个方案进行了比较。煤巷方案：北翼大巷沿十八煤层布置。它的优点是掘进速度快，掘进费用少，在北翼与上煤组联络工程量稍少。缺点是一采区煤层开采后巷道压力大，维护费用高，北部各采区排水困难，不能自流到井底水仓，一采区十八煤层需留大巷煤柱约248.4万t，工作面接续需要跳采。岩巷方案：北翼大巷沿十八煤层底板（1.5°上坡）布置。它的优点是一采区煤层开采后巷道压力小，维护费用低，北部各采区排水方便，可自流到井底水仓，一采区十八煤层可不留设煤柱，工作面可顺续开采。缺点是掘进速度慢，掘进费用高。经技术比较后，设计又进行了经济比较。岩巷方案比煤巷方案多1459万元，但不留大巷煤柱，采出煤的利润可达2.3个亿，效益可观。结合两个方案的优、缺点比较，岩石巷道具有维护费用低，排水方便，不需留煤柱，工作面可连续开采，采出的煤炭效益可观。经综合考虑北翼大巷推荐岩巷方案，减少了十八煤的煤柱，提高了回采率，也使北翼的井下水可自流到井底水仓。另外，此综合开拓方式采用带式输送机主井提升效率高，易于自动控制，便于新水平开拓延伸方式的运用。
4.2 采区划分。采区划分是该矿井设计的一个主要组成部分。设计采区划分的主要原则为：①根据机械化开采水平划分采区走向及倾向长度；②根据井田的构造划分，如较大的断层和褶曲；③根据煤层倾角的变化而使用不同的采煤方法划分；④首采区尽量靠近井筒附近；⑤有条件尽量布置双翼采区；⑥对近水平及缓倾斜煤层，煤层距离近时，优先考虑联合开采；⑦对倾斜、急倾斜煤层，宜单独划分采区。根据以上采区划分的原则，设计主要考虑了本井田的地质构造，宜大则大，宜小则小，一个采区的采煤方法及工艺保持一致，尽量加大首采区的服务年限，使薄至中厚煤层工作面与厚煤层工作面搭配开采，保持矿井的稳产高产。为此对该矿井做了地质构造单元分析图，划分了九个构造单元。最终将该井田划分成十二个采区。
5 结论
针对杨村矿井地质地形及煤层赋存特点，在井口位置选择和开拓布置上合理选择设计方案，在巷道支护及矸石运输等方面有所创新，为该矿井的建设提供了可靠的保证，也为矿井投产后，安全、高效的生产奠定了良好基础。
参考文献
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论文作者:杨晓光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/28
标签：采区论文; 斜井论文; 矿井论文; 煤层论文; 井田论文; 方案论文; 井筒论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;