綜合開拓
綜合開拓
綜合開拓指採用立井、斜井、平硐等任何兩種或兩種以上井硐形式開拓的方式。綜合開拓的實質是結合具體礦井煤層開採條件,進行不同井硐形式的優勢組合。生產礦井的綜合開拓一般有一個形成的過程。近年來,我國採用綜合開拓的礦井有所增多,按不同井硐的組合方式,綜合開拓可分為斜井一立井、平硐一斜井和平硐一立井三種基本類型,按不同井硐擔負主、副井的功能,進一步可劃分為主斜井一副立井,主立井一副斜井,主斜井一副平硐等。也可有單、多水平,上山、上下山等布置。
1.1斜井
從井硐的組合應用著眼,斜井井筒按裝備和功能可分兩種類型。①當斜井裝備帶式輸送機時,運輸能力大,效率高,煤流運輸系統的轉折連接靈活,利於實現連續運輸,能多點受煤,接長輸送機也比較方便,有利於礦井延深。做為大型礦井的主井,在技術、經濟上都是十分優越的。②斷面不大、鋪設軌道的斜井,無論是採用箕斗或串車提升,其提升能力均不大、效率不高,不能滿足大型礦井的需要,但能適應小型礦井提升的要求,斜長不大的斜井掘進施工技術和裝備較簡單,掘進費較立井低,採用串車提升,裝備較簡單,並可在斜井內設人行道。作為井下人員的安全出口,對於采深不大的小型礦井是比較方便和經濟有利的。
1.2立井
立井到煤層的距離短,提升速度快,提升能力大,人員上下井的時間短,立井井筒斷面大,允許通過風量大,井筒通風和管纜敷設長度短,立井井筒有較好的承受礦山壓力的能力,便於長期維護,從能上看,用作主井或副井都是有利的。對於采深大的大型礦井,採用立井作副井更具有無與倫比的優越性。
1.3平硐
平硐的優越性是眾所周知的。作為主井(主平硐),其適用的條件是合適的地形及平硐水平以上的煤炭儲量。一般只要地形和煤層條件合適,無論做主平硐或副平硐,都是要優先考慮的。對於礦井開採後期、平硐水平以下煤層的開採,都要結合立井或斜井的應用,充分利用前期已有的平硐,做好前後期不同井硐的優化組合。
2.斜井一立井開拓
按主副井的配置不同,有主斜井一副立井和主立井一副斜井兩種方式。
2.1主斜井一副立井開拓
主斜井一副立井開拓可充分發揮主、輔提升能力大、系統簡單、通過風量大、技術經濟效果好的優點,是大型、特大型礦井比較合理的開拓方式。
大多數主斜井一副立井開拓是生產礦井擴建后逐步形成的,有不同的原有開拓方式、改造重點和形成過程。主要有:
(1)原為斜井開拓的礦井,特別是用帶式輸送機提煤的斜井,進入深部開採后,為解決輔助提升和通風問題,在井田深部新打副立井,形成主斜井一副立井開拓。
(2)原為淺部開採的若干個片盤斜井,轉入深部開採后,集中合併為一個礦,新掘或改造原有的斜井井筒,裝備帶式輸送機,做為主井,再在深部新開副立井。
2.2主立井一副斜井開拓
主立井一副斜井開拓用於開採煤層賦存不深的礦井,有不同的出發點和形成過程。主要有幾種情況:
(1)為了減少立井井筒掘進,節約礦井建設投資,又要加快礦井建設,加速礦井開拓,在開發煤田淺部的井田時,只在井田中部開鑿一個立井,擔負提煤或混合提升任務,又從煤層露頭向下開一個斜井,擔負輔助提升並做為安全出口,由此形成主立井一副斜井的開拓。這種方式的系統簡單,基建工程量和投資省,建設工期短,見效快,適於煤田淺部的小型礦井。
(2)開採賦存不深的近水平煤層的大型礦井,採用了立井開拓,為加大輔助提升能力並增設礦井安全出口,再打一個副斜井,形成了主立井一副立井、副斜井的開拓方式。
(3)原為用立井開拓的小型礦井,擴大礦井生產能力后,新打一個副斜井。
3.平硐一斜井開拓
平硐一斜井開拓按主、副井配置不同,有主平硐一副斜井和主斜井一副平硐兩種基本形式。
3.1主平硐一副斜井開拓
一般主平硐兼具副井大部分功能(如輔助運提、通風,行人),採用主平硐開拓的礦井可歸人平硐開拓。在特殊情況下,平硐上山部分斜長很大,又有合適的地形條件,可將平硐上山劃分為若干水平,在上部水平適當位置開鑿斜井,擔負上部水平掘進施工的排矸任務(經斜井提出並捨棄在上部山區)和人員、材料提升,起著副井的作用,井下出煤經上山下運至主平硐,由主平硐運出。也有原採用平硐開拓的礦井,按擴大井型改擴建的需要,在適當位置新掘副斜井,增加礦井輔助提升能力,也形成了主平硐一副斜井的開拓方式。
3.2主斜井一副平硐開拓
對開採賦存不深的水平煤層的大型礦井,有合適的煤層和地形條件,開掘一條平硐做為副井,掘進一個斜井,裝備帶式輸送機,用作主井,如有條件,配以裝備帶式輸送機的運輸大巷,則更為理想。由此形成主斜井一副平硐的開拓方式,具有生產系統簡單、連續,輔助運提簡便、可靠的優點。
4.平硐一立井開拓
平硐一立井開拓一般為主平硐一副立井開拓。一些主平硐很長的礦井(多為垂直平硐),特別是高瓦斯礦井,井下需要的風量大,長平硐通風的風阻大,難以滿足礦井通風的需要,地形和煤層條件合適時,可在平硐接近煤層的適當地點,開鑿一個立井,用井底車場與平硐連接,作進風井用,並可擔負輔助提並、敷設管纜的任務,這種條件下的副立井往往具有暗立井的某些性質,其絞車房設在山上的地面,但提升上界只到平硐水平,開採平硐水平以下的煤層時,副立井承擔全部輔助提升任務。
(1)切合礦井煤層賦存特徵和開採要求,發揮不同井硐形式的優越性,建立簡單、有效、安全可靠的開拓系統,以取得良好的技術效果和經濟效益,是採用綜合開拓的基本出發點和根本原則。採用綜合開拓要統籌全井田的開採,做好主、副井的選擇和配合,前、後期生產的協調和結合。
(2)應用綜合開拓的技術關鍵是做好不同形式井硐的井上下的聯繫和配合。對斜井一立井開拓的礦井,如果斜井、立井的井口相近,共處一個工業場地,則地面可合理布置,但井底相距較遠,井底車場、井下巷道聯繫就不太方便,要增加井下聯絡巷道長度;如果斜井與立井的井底相近,共同布置井底車場,井下聯繫方便,則井口相距較遠,地面工業場地布置比較分散,生產調度及聯繫不太方便,且佔地較多,相應增加煤柱損失及地面建設投資。具體礦井選擇立、斜井配合方式主要決定於上述兩方面因素的消長關係。
(3)主斜井一副立井開拓是大型礦井比較理想的開拓方式,可用於開採賦存不很深、近水平煤層的礦井,或井田斜長大、下部煤層深的礦井。對於井田傾斜延展寬、下部采深大、用斜井開拓的礦井,當其轉入深部開採時,在井田深部適當位置增打立井,以改善礦井輔助提升和通風,是首選的改造方案,由此形成的主斜井一副立井開拓是必然的、合理的。
(4)主立井一副斜井開拓是簡易的經濟的開拓方式,只適於井田斜長不大,能以一個水平開採(包括上下山開採)的小型礦井。具體礦井是否採用這種方式,還要結合礦井周邊條件考慮,如礦井有可能擴界延深或擴大井型增產,就不宜採用這種方式,以免造成礦井開採布置的不合理。
(5)應用平硐與斜井(立井)的綜合開拓,要深入研究煤層賦存特徵和地形條件,選擇合適的工業場地及井(硐)口位置,做好平硐水平上山部分和下山部分開採的工程布置和生產過渡,使井上下工程能協調、銜接,地面設施能充分利用,處理好礦井前後期的生產建設關係。