矿井机械化升级改造初步设计第2章井田开拓(编辑修改稿)

矿井机械化升级改造初步设计第2章井田开拓(编辑修改稿)内容摘要：

务，兼 作 进风 井和 安全出口之一 ， 不再担负提煤任务，不进行改造， ② 副斜井仍作为辅助提升井，为满足运送大型设备的需要，对井筒断面适当 刷 大，并更换绞车。 ③ 北风井由进风井改作回风井，井筒内布置梯子间，兼作安全出口。 东风井由于断面小，与利用北风井相比通风线路长，且改 造难度大，影响生产，将其关闭，不再作回风井。 ④ 西风井仍作回风井，但由于其断面较小，不能满足通风要求，对其扩大断面也不可能，为最大限度发挥其作用，设计对其中布置的梯子间进行封闭处理，以满足通风要求。 井田开拓方式平、剖面图见图 2－ 3－ 2～ 4。 方案二： 亦为斜 井 开拓 ，其 主要特征是： （ 1）不新打井筒，井田开拓全部利用现有井筒，通过对现有井筒及提升设备进行必要的改造与调整，来达到机械化升级改造的目的： ① 更换主斜井皮带。 由于产量提高，主斜井现在的 800mm 宽皮带不能满足提升要求，需更换为 1200mm宽皮带。 ② 为满足运送大型设备的需要，对 副斜井 井筒断面适当 刷 大，并更换绞车。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 65 ③ 为满足通风需要，对 北风井 进行改造， 井筒断面由 2m的矩形断面刷大为直径为 的圆形断面 ， 担负进风任务； 东风井由 的三心拱断面扩大为 ；西 风井断面不变；东风井和西风井仍作为回风井。 井田开拓方式平面图见图 2－ 3－ 5～ 6。 需要说明的是，在方案二中，刷大西皮带巷断面，并更换西皮带巷皮带。 由于西皮带巷现断面规格为 ，三心拱，料石砌碹。 安设 5 部 SPJ－ 800 型皮带，皮带角度 3～ 16176。 ，皮带起动方式为直接起动。 皮带数量多，老化严重，故障多。 需更换皮带，同时要 刷大巷道断面 ，刷大后巷道断面为 ，锚网喷支护。 各方案可比井巷工程量及投资比较见表 2－ 3－ 2，优缺点比较见表 2－ 3－ 3。 井田开拓方案可比工程量及投资比较表 表 2－ 3－ 2 序号 项目名称 方案Ⅰ 方案Ⅱ 备注 数量 (m) 投资（万元） 数量 (m) 投资（万元） 1 井巷 工程 井筒 1579 851 井底车场巷道及硐室 1219 905 大巷 4124 6355 采区 16848 17074 小 计 23770 25185 2 提升 设备 主斜井皮带 959 612 带宽 1200mm 小 计 3 运输 设备 西皮带巷皮带 815 带宽 1000mm 上组 煤皮带下山皮带 540 980 带 宽 1000mm 下组 煤皮带下山皮带 380 820 带宽 800mm 下组 煤上仓皮带巷皮带 757 带宽 800mm 小 计 4 投资 合 计（万元） 5 方案 Ⅱ 与方案 Ⅰ 投资之差（万元） 6 建井工期（月） 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 66 井田开拓方案优缺点比较表 表 2－ 3－ 3 项目 方案 优 点 缺 点 方案一 初期井巷工程量较少 ，投资低 上、下组煤各建有一个煤仓和一个矸石仓，可实现不同品种煤的分采分运，也可实现工作面生产的煤炭与采出的矸石的分储分运，对提高煤质有利 建井施工与现有生产互不干扰 工业场地占地面积比方案二多。 方案二 工业场地占地面积比方案一少。 初期井巷工程量 比方案一 多 1415m，投资 高 976 万元 主斜井更换皮带、 副斜井扩砌及绞车更换 、东风井 扩砌及更换风机 对矿井生产影响较大 井底煤仓容量较小（约 750t），缓冲能力小，且 改造难度大，也 无法实现煤的分采分运 以及 煤与回采面采出的矸石的分储分运，对提高煤质不利 备注 通过对比可以看出 ： 第一，从初期井巷工程量来看，方案二比方案 一 大多 1415m；从初期投资来看，方案二比方案一高 976 万元。 第二，从建设工期来看， 两个方案相同。 但从建井施工对矿井生产的影响来看，方案二在 主斜井断面不变的情况下，皮带宽度由 800mm 更换为 1200mm， 由于井筒断面较小，需将猴车拆除，皮带基础向南侧移。 根据经验， 主斜井拆除旧皮带安装新皮带工期约为 2 个月， 对矿井生产影响较大。 具体为 ：①、 拆除旧皮带： 10 天；②、处理皮带基础： 15 天 ；③ 、安装皮带： 25 天 ；④ 、调试： 10 天。 主斜井若扩大断面，其对生产的影响会更大。 综上所述，方案一 综合优势明显 大于方案二 ，因此，设计推荐第一方案。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 67 四、井口数目和位置的选择 矿井现有主斜井、副斜井、北风井、西回风立井、东回风斜井共 5 个井筒。 主、副斜井及 北 风井进风，东风井及 西 风井回风。 矿井机械化升级改造后，新打一个主斜井，井筒数量增至 6 个， 分别是 新 主斜井 、副斜井、原主斜井、北风井 、 西风井 和 东风井。 根据北风井和东风井的井筒断面、使用维护状况、通风线路，并结合建设单位的意见，设计拟将北风井由进风井改作回风井，东风井予以关闭。 理由如下： 在目前北风井进风，东风井回风的情况下，井底车场附近的机电硐室、爆炸材料库等不能实现独立通风，特别是现有的爆炸材料库由于不符合规程要求而不能使用。 而将北风井改为回风井，则可解决这一问题。 东风井断面较小，设计净断面为 ，实际断面局部地段仅有 ，按东风井 20xx 年四季度回风量 5100m3/min 计算，风速高达 ，严重超出规程要求。 矿井生产规模达到 ，东风井回风量将达 6060m3/min，显然不能满足通风需要，需要扩大断面；而且，东风井目前无安全出口，防爆门也不符合要求，需要一并改造。 尽管北风井断面也较小，也需要扩大断面，但北风井的改造难度显然比东风井要小，对生产的影响也较小。 东风井两台风机不是一次设计安装完成的，在结构上存在不合理因素，风机可靠性差， 20xx 年两台风机均发生过二级风叶轮毂放射性开裂的故障。 利用东风井回风比利用北风井回风通风线路长约 750m。 据此，调整后 井筒数量为 5 个 ， 分别为主斜井、副斜井 、进风行人井 （原主斜井） 、北风井和西风井。 主斜井位于 工业场地的西部， 现主斜井即 进风行人井的西南；副斜井和进风行人井位于工业场地的中西部；北风井位于井田的北部；西风井位于井田的西部。 五、 水平划分与水平标高的确定 矿井现采用斜 井 单水平开拓方式，井底车场水平标高为 +950。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 68 水平标高的确定 ， 主要考虑了以下几个因素： 煤炭及辅助运输设备的发展。 根据当前国内外煤炭及辅助运输设备的发展现状和生产矿井的实际情况，采区上、下山 的 长 度 对主运输和辅助运输均无大的影响，因此，水平标高的确定可不必过多考虑采区上、下山的长短。 当前煤炭开采的发展趋势，是尽量加大工作面、采区和水平的走向和倾斜尺寸， 使水平有丰富的资源 /储量和较长的开采年限，以减少水平的接替与过渡时间。 各主要可采煤层的开采现状 矿井现主采 9 号煤层和 15 号煤层。 9 号煤层在井田北部为古空破坏区；东北部已大量开采，所余储量不多，已采区已接近井田南北倾斜长度的一半。 因此，以一个水平开采剩余区域，是比较合理的。 井田东北部 15 号煤层已有开采， +950 水平已北区域 15 煤剩余储量可采期 不足 1a，其剩余储量主要集中在井田西部和中深部。 因此，也宜以一个水平开采剩余区域。 根据以上因素，设计仍将全井田划分为一个水平进行开采，水平标高为 +950。 六、 大巷的布置方式和位置选择 +950 水平为现有生产系统，在井田中北部布置一对运输、进风大巷，进风大巷沿 9号煤层布置，运输大巷沿 9 号煤层底板布置。 七、 采区划分 、 配采关系 及开采顺序 （一）采区划分 根据井田内各煤层开采现状及采区分布情况，设计将全井田划分为六个采区 ， 编号为三、 四、五、六、 七、八采区。 除七、八采区外，其余采区编号均沿用已有编号，以免混乱。 由于各煤层的开采现状不同，可采区面积及分布范围不同，各采区的范围及开采煤层数不尽 相同，具体如下： 三采区 ： 开采 1 15 号煤层。 南以三、四采区材料巷为界，西以北辅助回风巷为界，北、东均以井田边界为界。 采区走向长度 ，倾斜宽度 ～ ，面积。 采区可采储量为 1409kt。 该区 9 号煤层为合并区，已采完； 6 号煤层段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 69 局部探采，可采储量 710kt， 全部为 蹬空区储量 ； 11 号煤层可采储量 77kt； 15 号煤已大部开采， 剩余可采储量约为 622kt。 四采区 ： 开采 11 号煤层。 北以三、四采区材料巷为界，西以下组煤回风下山为界，东以井田边界为界，南 以人为边界（纬线 X=4202855）为界。 采区走向长度 ，倾斜宽度 ～ ，面积。 采区可采储量为 5496kt。 该区 9号煤层已大部开采， 剩余可采储量约为 1398kt， 6 号煤层局部探采，剩余 可采储量约为 2530kt，其中蹬空区储量为 1037t。 五采区 ： 开采 11 号煤层。 北以西轨道巷及人为边界（纬线 X=4203335和 X=4202855）为界。 东、西、南均以井田边界为界，采区走向长度 ，倾斜宽度～ ，面积。 采区可采储 量 54249kt。 其中 6 号煤层 5525kt， 8 号煤层 3821kt， 9 号煤层 40532t， 11 号煤层 4371kt。 六采区 ： 开采 11 号煤层。 东、北以北辅助回风巷及各煤层可采边界为界，西以井田边界为界，南以西轨道巷及人为 边界 （纬线 X=4203335） 为界。 采区走向长度 ～ ，倾斜宽度 ～ ，面积。 该区 9 号煤层已有开采。 采区可采储量 5737kt。 其中 6 号煤层 928k（其中蹬空区储量为 754kt）， 8 号煤层 521kt，9 号煤层 3039kt， 11 号煤层 1249kt。 七采区 ： 开采 1 15 下 号煤层。 北以 950 水平大巷 、 西皮带巷 及 人为边界（纬线 X=4202855） 为界，东、西、南均以井田边界为界，采区走向长度 ，倾斜宽度，面积。 采区可采储量 59728kt，其中 15 号煤 41764kt， 15 下 号煤层 17964kt。 八采区 ： 开采 950 水平以北 15 号煤层剩余储量及 15 下 号煤层。 南以 950 水平大巷 、 西 皮带 巷 及 人为边界（纬线 X=4202855） 为界 ,东、西、北均以井田边界为界 ,采区走向长度 ,倾斜宽度 ，面积。 采区可采储量 14987kt，其中 15 号煤 8940kt,15 下 号煤层 6047kt。 采区特征见表 2－ 3－ 4。 分煤层分采区可采储量见表 2－ 3－ 5。 段王煤化公司矿井机械化升级改造初步设计 第二章 井田开拓 煤炭工业石家庄设计研究院 70 采 区 特 征 表 表 2－ 3－ 4 序号 特征 三采区 四采区 五采区 六采区 七采区 八采区 1 开采煤层编号 1 15 11 11 11 1 15 下 1 15 下 2 采区走向长（ km） 2. 63 ～ 3 采区倾斜宽（ km） ～ ～ ～ ～ 4 采区面积（ km2） 5 可采储量（ kt） 1409 5496 54249 5737 59728 14987 分煤层分 采区 可采储量汇总 表 单位： kt 表 2－ 3－ 5 序。