发布时间 : 星期六 文章显德汪一矿新井设计说明书更新完毕开始阅读
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4 井田开拓
井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，简历矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较才能确定。
井田开拓主要研究如何不知开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究： （1） 确定井筒的形式、数目和配置，合理学则井筒及工业场地的位置。 （2） 合理确定开采水平的数目和位置。 （3） 布置大巷及井底车场。
（4） 确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。 （5） 进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。 （6） 合理确定矿井通风、运输及供电系统。
确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：
（7） 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量，尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。
（8） 合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 （9） 合理开发国家资源，减少煤炭损失。
（10） 必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。
（11） 要适合当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。
（12） 根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。
4.1 概述
4.1.1 地质构造
显德汪井田位于太行山隆起带与山前大断层之间的过渡地带，即武安断陷的北部。为一不完整的、被NNE向断层切割的NNE向显德汪向斜向斜称为显德汪向斜。该向斜宽缓开阔，略显波状起伏，向斜形态较清晰完整。在第12勘探线以南，发育一轴向NWW向的向斜，与NWW向栾卸向斜相复合的构造。井田东部规模较大的NNE向称为栾卸向斜。
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显德汪向斜与栾卸向斜之间还有李石岗向斜及李石岗南背斜等次级褶皱构造。区内大中型断层大多分布在显德汪向斜东翼及栾卸向斜西南翼，井田南半部有火成岩岩床侵入，
井田为单斜构造，以断裂构造为主。矿井地质构造简单。地层走向为34 o，倾向向东南倾斜，倾角10o—15o。断层基本为高角度正断层，断层面倾角一般70～80o，以NNE及NS为主，断层面一般不宽。北部构造相对简单，大中型断层一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。小构造比较发育，走向与其邻近的大中型断层基本一致，但延伸不远即消失。
4.1.2 煤层赋存状况
该井田含煤5～6层,煤层总厚度约15m，其中以6、7号煤层为矿井主采煤层。10、11、12号煤层赋存状态极不稳定，为局部可采煤层，故暂不可采。各煤层变质程度较高，煤种牌号为无烟煤。
4.1.3 水文地质情况
井田内含水层自下而上有奥灰强含水层，厚度大，富水性较强；大青灰岩含水层厚度5~6m，为较强含水层；伏青灰岩含水层厚度3.5m左右，为较强含水层；野青灰岩含水层含水性差，一般不含水；山西组砂岩含水层厚7.0m左右，含水性弱到中等；上石盒子组细砂岩以上含水层厚度大于100m，虽含水性不强，但静储量比较大；第四系砂砾石层最厚94m，一般50~60m，富水性较强。矿井正常涌水量192m3/h，最大211m3/h。
4.1.4 地形因素
本井田位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，呈山前过渡平原地形特征。井田地面海拔标高在+246.87～+355.77m。
4.1.5 综述
综合上述因素：本井田不具备平硐开拓的地形条件。由于煤层埋藏深、表土层厚，不具备斜井开拓的条件。且水文地质条件属中等类型。故采用立井开拓。
符合立井开拓的适用条件及优点： 立井开拓的适用条件一般为： （1）煤层赋存较深或冲击层较厚。
（2）适用于水文复杂，多水平开采的倾斜煤层。
（3）立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件限制，技术上也比较可靠。当地质条件不利于平硐或斜井开拓时均采用立井开拓方式。
其优点如下：
（1）能通过复杂的地质条件，提升能力大，机械化程度高，易于自动控制；
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（2）井筒为圆形断面、结构合理、维护费用低、有效断面大、通风条件好、管线短、人员升降速度快。
4.2 确定井田开拓方式
4.2.1 确定井筒形式、位置、数目及坐标
（1） 井筒形式的确定
井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。
平硐开拓受地形及埋藏条件限制，要求地形条件合适，即在煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。
斜井开拓与立井开拓相比，井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长，辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长，阻力大，管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层，施工技术复杂。
立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。
由于煤层埋藏深、表土层厚，提升深度大；不具备斜井开拓的条件，且水文地质条件中等，受奥灰水的影响，辅助运输能力需要大。经后面后面方案比较确定井筒形式为双立井。
我国在煤矿开采中，立井开拓的井筒一般都采用圆形断面。它具有承受地压性能好，通风阻力小以及便于施工等优点。
根据以上所述情况，本矿井采用圆形井筒。 （2） 井筒位置的确定
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选择井筒的位置应考虑如下原则：
（1）初期开采条件有利，储量可靠，井巷工程量省，建井工期短。 （2）井田两翼储量大致平衡，井下运输、通风、开采比较有利。 （3）要充分利用地形，少占地，少压煤。 （4）井口标高要高于历年最高洪水位。
（5）井筒应尽量避免穿过流沙层、含水层、较厚的冲击层，有煤和瓦斯突出危险的煤层。
（6）井底距奥陶灰岩要保持一定的安全距离。
（7）井底车场及主要硐室尽量布置在较稳定的岩层中，便于硐室的开掘和维护。 对井下合理开采的井筒位置： （1）井筒沿井田走向的位置
井筒沿井田走向的的有利位置以后应在井田中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央，以此形成两翼储量比较均匀的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧。
①井筒设在井田中央（储量分布的中央），可使沿井田走向的井下运输工作量小，而井田偏于一翼边界的相应井下工作量要较前者大；
②井筒设在井田中央时，两翼产量分配，风量分配比较均匀，通风网络较短，通风阻力较小。井田偏于一侧时，一翼通风距离较长，风压较大。当产量集中于一翼时，风量成倍增加，风压按二次方关系增加。如要降低风压，就要增加巷道断面，增加掘进工程量。
③井筒设在井田中央时，两翼分担比较均匀，各水平两翼开采结束的时间比较接近。如井筒偏于一侧，一翼过早采完，然后产量集中于另一侧，将使运输，通风过于集中，采煤掘进互相干扰，甚至影响全矿生产。
④实际工作中，由于井田地质条件和其他因素的影响，只要尽可能使两翼均衡，同时可将井筒布置在靠近高级储量地段，使初期投产的采区地质构造简单，储量可靠。从而使矿井建设投产后有可能的储量和较好的开采条件，以便迅速达到设计能力。
（2）井筒沿煤层倾向的位置
立井开拓时井筒沿煤层倾向位置的几个原则。井筒设在井田中部，可使石门总长度最短、沿石门的运输工作量小；井筒设在浅部时，总的石门工程量虽然稍大，但初期（第一水平）工程量较及投资较少，建井期较短；井筒设在深处的初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工作量也较大，但如煤系基底有含水特大的岩层，不允许井筒穿过时，它可以延伸井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利；而在浅、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井开采，生产系统较复杂，环节较多。从保护井筒和工业场地煤柱损失看，愈靠近浅部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，则煤柱损失愈大。
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