矿井开拓方式技术研究

摘要：煤炭虽然有着诸多缺陷，比如对环境的污染较大，产生的废弃物多，但是不可否认的是煤炭仍是支持我国国民经济的能源的主要支柱产业。在煤矿的开拓过程中，在合适的位置选择一种合理的开拓方式或者在一个煤矿的不同位置选择一种合理的开拓方式对于煤矿的开采举足轻重。

关键词：矿井 开拓方式 意义

0.引言

煤矿的不同的开拓方式决定了煤矿未来开采过程中的运营的科学性与合理性。如果开拓的方式选择错误，则未来的生产将会受到极大的影响，因此，千万不要急于开采，有的时候多花一点时间研究开拓方式好过提前一个月开采。因为，更经济的运营将为煤矿节省巨额的开支，而这些开支不是一个月开采出来的煤炭的价值所与之相比的。合理的开拓方式还将为煤矿的安全生产带来重要的影响，合理的开拓方式更有利于通风，这样就可以避免井下作业的工人师傅们的生命安全。合理的开拓方式同样有利于技术管理与生产运营。煤矿生产的一个普遍存在的方式就是不断向高产高效方向发展，这就更要求煤矿开拓方式的正确选择，因为不合理的开拓方式可能会阻碍煤矿的高产高效的生产方式。下面我们就针对以下几种开拓方式分别进行阐述：

1、井田的开拓方式

为了开采煤，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程，称为井巷开拓。在某一井田地质、地形及开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方式，开拓巷道的布置方式称为开拓方式。按井筒形式可分为立井开拓，斜井开拓，平硐开拓，综合开拓等。

1.1立井开拓

主要用于倾斜和缓倾斜煤层或矿层。立井自地表下掘，穿过顶板岩层和矿床或煤层，用阶段石门将立井与矿床或煤层连通。根据开采水平的布置方式又分：①立井上山开拓法，各阶段均用上山开采，在阶段下部设开采水平；②立井上、下山开拓法，每两个阶段设一水平，每个水平都用上、下山开采。适用于倾斜长度大、倾角较小的缓倾斜煤层。当井田倾斜长度较小，只适于分两个阶段时，可设一个水平，称立井单水平开拓；③立井上山和上山、下山混合开拓法，井田沿倾斜划分3或4个阶段，最下面的两个阶段设一个水平，用上、下山开采，其余是上山开采。适用于倾斜长度较大、倾角稍大的缓倾斜煤层。对于近水平煤层，煤层（组）相距较远，每层（组）有一定的储量，采用分煤层（组）建水平的开拓方法。

1.2斜井开拓

主井、副井均为斜井的开拓方式，称为斜井开拓。要用于开拓倾斜和缓倾斜煤层，其在煤层中的阶段和开采水平布置与立井相似。斜井的倾斜角度受运输方式的限制。用矿车提升时，倾角不宜超过25°～30°；用箕斗提升时，可在25°～30°以上；用带式输送机提升时，一般不超过17°。斜井沿矿体布置时，维护困难，需留护井煤柱；矿体有起伏或破坏时，难以保证斜井井筒取直。因此，斜井开拓的主副井，一般布置在底板岩石中。

1.3平硐开拓

服务于地下开采，在地层中开掘的直通地面的水平巷道，称为平硐。主要用于运输矿产品的平硐称为主平硐。用主平硐的开拓方式称为平硐开拓。简而言之，利用直通地面的水平巷道进入地下煤层的开拓方式称为平硐开拓。平硐开拓，一般以一条主平硐开拓井田，担负运煤、出矸、运料、通风、排水、铺设管线及行人等任务；在井田上部回风水平开掘回风平硐或回风井。因地形和煤层赋存形态不同，平硐有不同布置方式。按平硐与煤层的相对位置不同，有走向平硐、垂直平硐及斜交平硐三种方式。

1.4 综合开拓

1） 主斜井副立井综合开拓。大型矿井以胶带斜井作主井，在技术上和经济上均很优越，但副斜井的辅助提升则较困难，通风、排水均不利，而立井作副井恰好弥补了这方面的不足。于是就可用斜井作主井，以立井作副井，采用主斜井副立井的开拓方式实现大中型矿井的综合开拓。这种开拓方式充分发挥了立井和斜井开拓的优越性；胶带输送机主井提升能力大，效率高，易于自动控制；井底车场布置简单，便于新水平延深和多水平同时生产；主斜井施工速度快，建井工期较短，煤炭可直入地面煤仓或选煤厂；在副立井中架设管线，长度短，下放人员、设备、材料速度快，通风排水均较优越。2） 主立井副斜井综合开拓。中、小型矿井采用这种开拓方式时，主井井筒短，提升速度快且能力大，通风排水也较有利，井田浅部开掘副斜井施工较方便，掘进速度较快，且可节约立井井筒的开掘工程量和基建投资。3） 主平硐副立（斜） 井综合开拓。这种开拓方式只需掘一条主平硐，其回风井筒可以采用平硐、斜井或立井。对于某些瓦斯涌出量大，主平硐很长的矿井，井下需要的风量很大，长平硐的通风阻力大，难以保证矿井通风需要，条件合适时，可以开掘通风用的立井（或斜井）。此开拓方式充分利用了平硐运输、排水等系统简单和立井井筒短、通风好等优点。

2、综合开拓的应用与选择

综合开拓的实质是根据具体矿井开采的要求，切合井田煤层赋存和开采技术特点，充分发挥不同井硐形式的优越性，扬长避短，做好主、副井的优势组合。综合开拓是在矿井生产发展和开采技术进步的过程中形成和发展的，首先是在生产矿井改扩建中实施了具体改造方案，形成了新的方式，而后在新建的矿井中进一步完善设计和发展。

1） 切合矿井煤层赋存特征和开采要求，发挥不同井硐形式的优越性，建立简单、有效、安全可靠的开拓系统，以取得良好的技术效果和经济效益，是采用综合开拓的基本出发点和根本原则。采用综合开拓要统筹全井田的开采，做好主、副井的选择和配合，前、后期生产的协调和结合。对于新建矿井，井硐形式选择是开拓系统确定的重要内容，要经过全井田开采的多方案技术经济论证后，优化确定。生产矿井改用综合开拓，总是要在原有井硐之外，新开主井或副井及车场、联络巷道，增建井口地面设施，追加建设投资。在以往基建投资由国家拨款、不计投资效益的体制下，有些经验和结论有一定的局限性，还有些是表现了矿井生产建设的曲折，不是成功的范例。在市场经济条件下，更要注重经济效益和投资效果，生产矿井改用综合开拓更要经过技术经济论证确定。2） 应用综合开拓的技术关键是做好不同形式井硐的井上下的联系和配合。对斜井一立井开拓的矿井，如果斜井、立井的井口相近，共处一个工业场地，则地面可合理布置，但井底相距较远，井底车场、井下巷道联系就不太方便，要增加井下联络巷道长度；如果斜井与立井的井底相近，共同布置井底车场，井下联系方便，则井口相距较远，地面工业场地布置比较分散，生产调度及联系不太方便，且占地较多，相应增加煤柱损失及地面建设投资。具体矿井选择立、斜井配合方式主要决定于上述两方面因素的消长关系。一般矿井采深不大时，多采用井口相近的布置，此时井底相距亦不远，当矿井采深大、倾斜延展宽时，井口相近布置不可行或不合理，多采用分设井口的方式，对于平硐与斜井、立井综合开拓的矿井，关键是充分利用特殊的地形和煤层条件，做出特殊条件下的合理安排。3） 主斜井一副立井开拓是大型矿井比较理想的开拓方式，可用于开采赋存不很深、近水平煤层的矿井，或井田斜长大、下部煤层深的矿井。对于井田倾斜延展宽、下部采深大、用斜井开拓的矿井，当其转入深部开采时，在井田深部适当位置增打立井，以改善矿井辅助提升和通风，是首选的改造方案，由此形成的主斜井一副立井开拓是必然的、合理的。

3、总结

各种开采方式都有自己的优点和缺点，也各有自己的使用条件，到底采用何种开拓方式要看煤层的赋存条件，当地的地形，基础设施等等因素的限制和制约，采取一种合适的开拓方式会对矿井的产量，矿井的投资成本等等方面产生很大的影响。

参考文献：

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