第4章 矿井开拓与开采(已完)

第四章井田开拓与开采第一节井田开拓一、井田开拓方式及井口位置(一) 影响井田开拓的主要因素本井田地质构造简单，大体为一向西倾斜的单斜构造，煤层倾角0～3°，未发现断层；水文地质条件简单；无老窑开采及采空区，对开采无影响。

影响井田开拓方式、井口位置的主要因素有：地形地貌、地质构造、煤层赋存特点、凿井工程地质条件、铁路接轨点位置、水源和电源情况、井下开拓部署、工业场地压煤量、技术装备水平和地质勘探程度等。

1. 地形地貌本井田内地形总体上为东南高、西北低，海拔标高+1302.5～+1278.5m，地形变化不大，地势平缓。

井田具风积沙漠～半沙漠地貌特征，半流动和半固定的新月形沙丘及沙丘链遍布全井田，耕地有限，因此，从地形地貌上看，对井口位置和开拓方式的选择影响不大。

2. 地质构造本区构造形态为一向北西倾斜的单斜构造，地层倾角小于2°。

区内断层不发育，无岩浆岩侵入体，故井田地质构造简单,煤层近水平，无煤层露头，同一煤层井田内高差小于120m，从构造上看，对井口位置和开拓方式的选择影响亦不明显。

3. 煤层赋存特点井田主要可采煤层3-1煤、4-1煤全区发育，赋存深度一般600～700m左右，赋存稳定，厚度变化小，主采煤层之上仅有一中厚2-2中煤层，2-2中煤层大部可采，仅在井田西南部不可采。

4-1煤下部还有4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中五个煤层，井田范围内均大部可采。

除3-1煤和4-1煤为厚～中厚煤层（平均厚度4.75m和3.75m）外，其余煤层均为薄煤层或中厚煤层（平均厚度1.80～2.60m）各煤层倾角平缓（0～3°），适合长壁机械化开采。

4. 凿井工程地质条件井田浅部全部被第四系全新统风积沙及沉积砂土地层覆盖，厚度在27.13～135.50m，平均95.26m，南厚北薄，靠近井田储量中心范围内厚度在120m左右，厚度差不明显，新生界地层主要由风积沙、粉细砂、砂粘土、粘砂土组成，下部上更新统砂层富水性较强，上部风积沙层含水相对较弱。

因此，从工程地质条件上看，井筒需采用特殊凿井法施工，适合立井开拓，井口位置宜选择在中部或西部。

5. 接轨点位置及外部道路目前，根据鄂尔多斯市南部铁路公司规划，本矿区内新恩铁路在本井田东北部通过，本矿井接轨点确定在母杜柴登井田东北部大牛地站，因此，从接轨点位置及外部道路上看，井口位置宜选择在井田中部、西部或北部。

6. 水源及电源情况根据《内蒙古自治区鄂尔多斯呼吉尔特矿区总体规划》，矿区内各矿井的生活用水根据矿区水文地质条件和矿区开发建设规划，统筹建设水源地和输配水管网，位于井田西侧的哈头才当水源地为矿区集中水源地。

母杜柴登井田的供电电源可引自井田北部的图克110kV变电站和葫芦素220kV变电站。

因此，从水源和电源上看，井口位置宜选择在井田西部、中部或北部。

7. 技术装备水平近年来，我国煤矿矿井技术装备水平有了显著提高，大型多绳摩擦轮提升机与电控装备，大容量立井提升箕斗及提升罐笼等不断创新，为建设特大型立井提供了提升的保证；长距离、大功率带式输送机、多功能无轨胶轮车等连续化、自动化运输设备及工作面高产高效的综放、大采高综采、连续采煤机等现代采掘设备逐渐改变了矿井的生产面貌。

因此，从技术装备水平上看，采用立井开拓是可行的。

8. 地质勘查程度本井田已经完成煤炭勘探工作，可以满足本阶段设计要求。

储量级别较高（331）块段位于井田东北部，其余部分为332和333，东北部适宜布置首采盘区和首采工作面，井口位置应靠近勘查程度高的区域，因此，从地质勘查程度上看，井口位置宜选择在中部或东部。

9. 后备井田扩展区与母杜柴登井田西侧边界相邻的尔林滩井田以及其东侧边界的二号勘查区南部的煤层覆存条件、地质特征及开采条件基本相同，有利于矿井的联合开发，可作为母杜柴登矿井的潜在后备资源。

这部分潜在的后备预测资源总面积约为90.1km2，资源量量约为1481.32Mt，建议业主进快开展工作获得该区域的资源开发权。

母杜柴登井田与潜在后备区的关系见图2-1-3。

(二) 井田开拓方式根据井田煤层赋存条件及上覆新生界松散地层分布情况，井田煤层埋藏较深，平均700m左右，上覆新生界地层松散，含砂比例较大，富水性强，需冻结法施工。

若采用斜井开拓，斜井垂高达700m左右，斜长约2.6km左右，斜井井筒穿过新生界地层厚度约105m，斜长约406m，其中穿过第四系富含水沙层厚度约50m，斜长约193m，因此斜井施工技术难度大，费用高，建设工期长，胶带带强高，运营成本高。

根据国内目前技术水平，当井田煤层埋深超过400m后，宜采用立井开拓。

因此设计推荐本井田采用立井开拓方式。

(三) 井口位置与工业场地选择1. 工业场地选择原则根据本井田的地形地貌特点、煤层赋存条件及煤炭外运条件，矿井工业场地选择的主要原则如下：(1) 有利于井口位置选择及井筒布置；(2) 有利于主水平开采，兼顾其它水平，有利于水平大巷布置，初期井巷工程量少；(3) 首采区布置在开采条件好、储量丰富可靠的块段；(4) 工业场地尽可能靠近公路或铁路，有利于煤炭外运，路线短、工程量小；(5) 工业场地距离供应点、电源、水源较近，有利于煤炭外运，运输线路短，煤炭的主运输方向顺畅，井上下综合运营费用省；(6) 工业场地地形开阔、平缓，便于布置生产系统及生活设施，土石方工程量少；(7) 工业场地尽量不占或少占耕地，少压煤，征地方便；(8) 工业场地尽量选择在工程地质条件好、煤层埋深浅、表土层薄、沙层厚度小、富水性弱的地方，避开地质不良地段及洪水位威胁，场地稳定性好，满足防洪要求；(9) 首采区尽量处于地质构造比较简单的区域。

2.工业场地及井田开拓方案综合分析上述影响因素，结合确定的立井开拓方式，设计主要提出了三个井口及工业场位置方案，并相应提出了三个井田开拓方案，本报告结合三个场地地面及矿井开拓整体部署来选择矿井适宜的工业场地。

三个井口及工业场位置见图4-1-1。

(1) 方案一：西部场地方案工业场地及井口设在井田西部边界，即钻孔H129附近。

本场地铁路接轨及场外道路短，利用总体规划中矿区铁路的母杜柴登矿井会让站，工业场地与矿区铁路靠近布置，工业场地压煤最少，井上、下运输顺向，井筒穿过第四系地层较薄，井下排水方便。

同时此井位距离鄂尔多斯市南部铁路公司规划的新恩铁路大牛地接轨点仅仅5km左右。

该方案工业场地内共布置三条井筒，即主井、副井和风井。

主井井口标高+1291m，井筒深711m，井底煤仓上口高程+690m,采用半上装载方式,水平式定量装载设备，装载高程+630m，主井井筒穿过上覆第四系地层厚度105m，井筒净直径6.5m，装备一套JKM4.5×6型多绳摩擦式提升机及一对45t箕斗，异侧装卸载，提升机井塔式布置。

副井井口标高+1290m，井底水平标高+630m，井底车场布置在主采3-1煤层内，副井井筒穿过上覆第四系地层厚度105m，井筒净直径9.4m，主要担负全矿井辅助提升任务兼安全出口，井筒内布置一套带平衡锤的双层宽罐笼和一套带平衡锤的单层窄罐笼，双层宽罐笼尺寸为8000mm×3800mm×11100mm，除能够满足液压支架等大型设备整体提升外（采煤机、支架运输车、刮板机等大型设备需解体），还能够保证中、小型设备整体进出宽罐笼；风井井口标高1291m，井底标高+460m，井筒穿过上覆第四系厚度108m，井筒净直径6.5m，为专用回风井，担负矿井北部和中部盘区回风，兼作安全出口。

图4-1-1 三个井口及工业场位置示意图全井田设一个开采水平，水平标高+630m，井底车场设在主采3-1煤层内，后期下部煤层开采主、副立井不再延深。

采用主运输暗斜井和辅助运输暗斜井延深至深部各个煤组，回风立井直接延深至下部各个煤组。

矿井移交时，分别在2-2中煤层和3-1煤层中分别布置一个工作面，达到矿井设计生产能力。

三条井筒进入煤层后，在3-1煤层内从东到西布置一组水平大巷，井下煤层主要采用大巷条带式开采。

移交时为方便在无压茬关系的区域分别布置2-2中煤层和3-1煤层工作面，设计在井底附近大巷北侧两层煤中分别布置两组盘区巷道。

井田内各个煤层均采用下行式开采方式。

矿井初期投产3-1煤1个大采高工作面和2-2中煤1个中厚煤层综采工作面，工作面布置在井底无压茬关系的区域。

井下煤炭及辅助运输分别采用带式输送机及无轨胶轮车连续运输。

方案一（西部场地方案）开拓方式平面图见图4-1-2。

(2) 方案二：中部场地方案工业场地位于井田中部，即钻孔H126北侧。

该场地井口靠近井田储量中心，井下运营费用低，有利于前期2-2中煤与主采3-1煤配采，初期开拓及回风巷道布置顺畅，井巷工程量省，设备占用少，运输、通风环节少，更易实现合理集中生产。

该方案工业场地内布置三条井筒，即主立井、副立井和中央回风立井。

主立井井口标高+1290.8m，井底标高为+507.0m，井筒深度为783.8m，井底煤仓上口标高+635m，井下主井井底装载方式采用下载式，主立井井筒穿过上覆第四系地层厚度120m。

副立井井口标高+1290.8m，井底水平标高+605m，井筒深度为685.8m，井底车场位于主采3-1煤层内，井底车场标高+635m，井筒穿过上覆第四系厚度120m。

回风立井井口标高+1291.0m，井底标高+620.0m，井筒深度为671.0m，井筒穿过上覆第四系厚度120m。

主立井选用1台JKM4.5×6（Ⅲ）型多绳摩擦式提升机，塔式布置，提升容器为45t 箕斗一对；副立井选用两套提升设备，一套装备一台JKM5×6（Ⅲ）多绳摩擦式提升机，塔式布置，提升容器为一个双层六绳特大罐笼+平衡锤，另一套装备JKM1.6×4（Ⅰ）型多绳摩擦式提升机一台，塔式布置，提升容器为一个交通罐笼+平衡锤；中央回风立井图4-1-2 方案一（西部场地方案）开拓方式平面图安设2台对旋轴流式通风机，矿井初期采用中央并列式通风系统。

后期采用分区式通风方式。

井田主水平设在3-1煤层中，水平标高+635m，分别在2-2中、4-1、4-2中、5-2及6-2中煤层中设置五个辅助水平。

矿井移交时，3条井筒掘进至主水平，后期开采下部各辅助水平时，采用主、副暗斜井延深到各辅助水平，主、副立井均不再延深，回风立井延深至各个辅助水平。

矿井投产在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。

井下煤炭及辅助运输分别采用带式输送机及无轨胶轮车连续运输。

方案二（中部场地方案）开拓方式平面图见图4-1-3。

(3) 方案三：东部场地方案工业场地亦位于井田东部，即钻孔H122附近。