试论矿井井田开拓方式技术

摘要：井田开拓是在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入媒体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力共赢等生产系统。文章对用于开拓井下巷道的可行性方式进行了技术比较。

关键词：矿井；井田开拓；设计

井田地质、老窑及水文对开采的影响

煤层埋藏较深，除正在生产的立式煤矿外，区内无小窑开采。影响采区布置和煤层开采的主要构造因素是断层，其次是褶曲。除边界断层外，区内主要断层方向呈北东向，采区布置应与主要断层平行，但在采掘时还应综合分析物探资料，注意近东西和北西向断距较小的断层。断层附近岩层不完整，岩石破碎，易冒顶，片帮，开掘时应加强支护以保安全，另外还应防止断层导水。

在向斜轴部和转折端，因局部应力集中，节理发育，造成煤层顶底板的岩体的破坏，使其稳定性变差，因此采掘时亦应加强支护，主要岩巷亦应避开这些部位布置，以减少支护的困难。另外在天仓向斜轴一线瓦斯含量集中，采掘时应防止瓦斯突出。陷落柱周围的煤、岩层，因柱体向下塌陷，周围产生大量节理，煤层产状也发生变化，甚至伴有小断层出现，因此采掘中应注意顶板支护。在采掘时还应防止导水，以防万一。

矿井开拓方式的确定

井口形式、数目和位置的选择

新建矿井根据井田内水文地质、井田边界、矿井设计生产能力和服务年限等综合因素，一般开拓主井(专用提升煤)、副井(用于提升矸石通风运输材料和上下人员)以及回风井(与副井一起通风回风)。

井筒形式的选择

请参阅表井筒选择表

井 筒 选 择 表

井筒

形式 优点 缺点 适应条件

平硐

开拓 井下煤炭运输不需转载即可由平硐直接外运，工业设施简单，井巷工程量小，利于排水，掘进速度快，不留或少留工业场地煤柱，煤柱损失少。 受地形即埋藏条件限制。 适合煤层赋存较高的山岭、丘陵，或沟谷地区。

立井

开拓 立井的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制 1.施工复杂，设备多技术要求高；

2.施工困难掘进速度慢；

3.不能躲开煤层顶底板含水层。 1.煤层埋藏较深，或冲击层厚；

2.水文条件复杂，围岩不稳定需特殊施工；

3.倾斜长度大，用立井开采兼顾小开采。

斜井

斜井 1.地质条件较好井筒掘进技术简单;

2.斜井开采每个水平井底车场易靠近储量中心;

3.井口可靠近井田边界，工业广场留煤少;

4.主井做斜井时可做安全出口;

5.建井工期短;

6.可用皮带运输，实现连续运提。 受地形及煤层埋藏条件限制。 1.便于布置工业广场和引进铁路，

2.水文地质条件好。

综合

开拓 可充分利用各种开拓方式的优点。

井筒位置选择

选择井筒位置就是确定井筒沿走向和倾斜方向上的具体尺寸，并用直角坐标和方位角予以表示。选择井筒位置的主要条件：

1、地面条件

井口附近要有一定的范围，用以布置工业场地，其中包括主副井生产系统建筑物与结构物。根据《煤炭工业设计规范》矿井工业场地的占地面积指标，大型矿井占地面积指标为0.8～1.1公顷/10万吨。由于矿井占地多，矸石山和煤泥水对生态和美观有污染，故应选择荒地结合地形布置生产系统，以减少土石方工程，认真贯彻少占不占良田，不拆或少拆村庄，尽量减少环境污染的方针。

2、井下条件

井筒沿走向的最有利位置应当设在储量等分线上或其附近。沿井田倾斜方向主要运输石门的运输功与石门长度成正比，所以井筒位置应该力求减少石门长度。采用单水平开拓时，应该尽可能靠近运输大巷，并采用卧式车场；采用多水平开拓时，应该按初后期石门长度总和最小位置确定井筒位置。

为了减少煤柱，在选择井筒位置时，如果能设在井田之外，应选择在无煤区，薄煤区，高灰分区，变质区，火成岩活动区和开采有实际困难的部位。如不能设在井田之外应结合其他条件尽量使井筒设在煤层浅部以减少压煤，也便于后期回收。

从地面生产系统布置要求，平坦地形最适合矿井建设，不仅平场工程量小，大型建筑物的基础处理也比较简单。但是井口附近又不能过分低洼要避免洪水灾害要尽可能避开滑坡岩崩流沙和泥石流危险区，以及其他不利于施工的工程地质条件。

主要运输大巷及回风道的布置方式和位置选择

主要运输大巷

阶段或水平主要运输大巷是沟通采区与井底车场的主要交通运输干线，并进行通风排水及布设管线。布置方式分为集中布置，分组集中布置与分层布置三种。本矿井设计采用分组集中布置。

大巷位置选择为了保证生产使用，便于维护减少煤柱损失，一般将主要运输大巷布置在煤层底板不受采动影响的坚硬岩层或煤组下部媒质坚硬围岩稳定无自然发火的簿及中厚煤层中，为了保护大巷不受采动影响，底板岩石大巷必须与煤层保持适当距离，根据我国经验，煤层与大巷间岩柱尺寸随煤层赋存深度和岩石性质而变，一般为10～30m。大巷与煤层距离本矿井选用岩石大巷，根据不同水平的水文地质条件大巷与煤层间距取10～30m。

总回风道布置

回风大巷的布置原则与运输大巷布置基本相同，并且对于一个具体矿井来说，常采用相同的布置方式。实际上，上水平的运输大巷可以作为下水平的回风大巷。矿井第一水平总回风道布置应根据具体情况区别对待。

1、覆盖冲击层很厚，含水量比较大，一般要在井田浅部留设防水煤柱，在这种情况下可将总回风道布置在防水煤柱内。

2、对于急倾斜倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，根据围岩和煤层情况及开采要求，回风大巷可设在煤组稳固的底板岩层中，有条件时，可设在煤组下部坚硬围岩稳固的簿及中厚煤层中。

3、为便于总回风道的掘进和维护，全井田回风大巷的标高宜一致。

在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定。

参考文献：

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