王大伟
青海省第二地质勘查院 青海 西宁 810000
摘要：井田开拓实质上是表示在待开采的井田覆盖范围内，通过人工的方式开挖一条用于煤体开采的巷道，并且在此过程中对巷道的各个系统进行建设和完善，从而形成一个安全、稳定的煤炭开采通道。本文则是以孙村煤矿为例，对孙村煤矿的井田开拓方案进行了设计，主要从井筒形式、数目、位置的确定、井筒位置的确定及采（带）区划分、矿井开拓方案比较以及矿井基本巷道建设等方面进行了论述，希望本文的研究能够给孙村煤矿的井田开拓工作提供思路和参考，进而促进该煤矿的进一步开采和利用。
关键词：斜井；采区；综采；千米立井
一、井田开拓概述
（一）井田开拓的定义
井田开拓实质上是表示在待开采的井田覆盖范围内，通过人工的方式开挖一条用于煤体开采的巷道，并且在此过程中对巷道的各个系统进行建设和完善，从而形成一个安全、稳定的煤炭开采通道。而开拓井田巷道所涉及到的一系列措施和方案则被称之为开拓方式。现阶段，随着井田开拓方式的不断更新，越来越多的新技术应用于井田开拓工作，极大的提高了井田开拓的效率和质量。
（二）井田开拓的原则
井田开拓问题是井田开拓的重中之重，直接影响煤炭开采的安全和效率，而且还决定了矿井基础建设的稳定和质量。因此，在井田开拓过程中必须遵循相应的开拓原则，才能够保证井田开拓质量。
二、孙村煤矿井筒形式、位置、数目的确定
（一）孙村煤矿基本情况
孙村煤矿位于新泰市东部地区的孙村镇，处于新汶煤田的东部，该地区周围铁路交通运输发达，周边有多条铁路通过，同时公路数量较多，并且南部有多条高速公路。井田范围则是以人为边界为界，南部则是以煤层露头地区为界，边面则是以自然边界为界，井田面积达到了39.36km2。井田西部地形较平坦，东部起伏较大。总的趋势是西北部地形较低，东南部较高。
在井田内可采煤层中，2#煤层平均厚度3.5m，是井田内的首采煤层和主采煤层。4#煤层是主采煤层，平均厚度2.8m。该煤层赋存稳定，结构简单，全井田范围内均可采。矿井最大相对瓦斯涌出量为5m3/t，属于低瓦斯矿井。煤尘具有一定的爆炸性和自然发火危险性。
（二）井筒形式的确定
井筒的基本形式有三种：立井、斜井、平硐。一般而言，立井是最复杂的，斜井次之，最简单的是平硐。
本矿井的平均倾角在21°，倾角较大，属于缓斜煤层；煤层的表土层厚度为25m，厚度较小；煤层与表土层中间没有沙层；水文地质情况介入简单-中等，煤层中用水量较小；井筒施工方面并不需要特殊施工范畴，因此采用斜井-立井综合开拓方法。
（三）井筒位置的确定
在井筒位置的选择上要坚持以下几个原则，有利于缩短建井工期，有利于减少初期施工的工程量，减少井筒的占地面积，减少施工中运输费用，减少整体投资；在施工上要有助于快速投产。因此，选择井筒时应该坚持下面的原则。
1、依托井田走向，合理布局井筒位置
当井田的储量分布比较均匀且形状呈规则形状时，井筒的位置应该选择在井田的中央位置；当井田储量不均匀时，井田的位置应该选择在井田储量的中央位置，从而形成井田两翼储量基本均匀的双翼型井田，这样可以形成通风网路短、阻力小，有利于减少井田运输的工作量。
2、井筒应该选择在井田的倾斜方向
将井筒选择在井田的浅部，这样总石门的工程量较大，但投资少，井筒的建设工期较短；将井筒选择在井田的中部位置时，石门较短，这样沿着石门运煤的工程量小；将井筒选择在井田的底部时，石门的长度较长，同时沿着石门运输的工作量较大，如遇到煤系基部有含水量较大的岩层时，可以延伸井筒至深部，这样对井筒深部及向下的开采比较有利。从工业场地保护煤柱损伤情况看，越靠近煤田的浅部位，煤柱的尺寸约小；越靠近煤田的深部，煤柱的尺寸越大。因此，一般情况下将井筒选择在井田倾向中部偏上的位置。
3、有利于矿井初期开采的井筒位置
尽可能的使井筒位置靠近浅部初期开采块段，以减少初期井下开拓巷道的工程量，节省投资和缩短建井工期。
4、水文及地质条件对于井筒布局的影响
应该让井筒尽量不穿过或者少穿过流沙层、含水量较大岩层、厚度较大的冲积层、断层的破碎层、瓦斯含量较大的煤层等，最大程度的让井筒、井底的车场和硐室处于稳定性较高的围岩中。
5、井口的位置应该方便布置工业广场
进口的位置要建设主副井的安全生产系统及铁路专用线，本着有利于系统之间互相连接以及与国家铁路线接轨的需求，井口位置应该做到地面平坦，高差较小，尽量不要穿过居民区和文物保护区，尽量避免桥涵工程，尤其是大型桥涵隧道工程。
6、井口应满足防洪设计标准
附近有河流或水库时要考虑避免一旦决堤的威胁及防洪措施。
由于本井田倾角较大，表土层厚度薄，厚度变化小。故把井筒置于井田浅部边界，即工业场地位于井田的外面。
（四）井筒数目
为了满足井下煤炭的运输，前期需设置两个斜井和两个立井，分别用于煤炭运输、辅助运输和回风。由于矿井为低瓦斯矿井，井田面积较大，在开采深部需要另外设一个回风立井和一个副立井，共计六个井筒。
三、井筒位置的确定及采（带）区划分
（一）井筒位置的确定原则
（1）本着利于第一水平开采，同时照顾到其他水平的开采，有利于主要运输巷的安置和井底车场的安置，同时要兼顾石门的工程量。
（2）首采区要避免迁村，有利于首采区安置在井筒福建的富煤阶段。
（3）井田两侧的储量基本平衡。
（4）井筒要尽量避开厚含水层、厚表土层、瓦斯含量过高的煤层、断裂破碎层。
（5）工业广场要合理利用周边的地形，避开高山、低洼区、洪水浸泡区，少占耕地，少压煤。
（6）应该离电源和水源较劲，道路布置合理，矿井铁路专用线较短。
（二）井筒位置的确定
本矿井走向长度较大地势平坦，煤层埋藏较浅，表土层较薄，主副斜井井口在井田边界，沿4号煤层底板掘进。两井筒的地面标高为+175m，大于历年最高洪水位标高。
四、矿井开拓方案比较
（一）提出方案
根据以上分析，现提出以下四种可行的开拓方案，如图5-1，分述如下：
方案1：开采初期在煤层露头处建立主副斜井和风井，后期在第三水平建立风井，主副井延伸均为暗斜井延伸。
方案2：主、副井均为立井，自二水平开始主副井延伸为暗斜井延伸，后期在第三水平建立风井。
方案3：开采初期在煤层露头处建立主副斜井和风井，后期在井田北翼建立副立井和风井。
方案4：主、副井均为立井，自二水平开始主副井延伸为暗斜井延伸，后期在井田北翼建立副立井和风井。
（二）技术比较
以上所提四个方案中，方案一与方案三中运输大巷、轨道大巷长度都一样，只是井筒的数量和布置位置不同，所以引起部分基建、生产经营费用不同。方案二与方案四的也是因井筒的数量和布置位置不同所引起部分基建、生产经营费用不同。
五、矿井基本巷道设计
（一）井筒
矿井共有六个井筒，分别为主斜井、副斜井、南翼风井（1）、南翼风井（2）、北翼副井、北翼风井。
（二）井底车场及硐室
矿井为综合开拓，煤炭由胶带运至地面；物料经副立井运至井底车场，在井底车场换装，由电机车运到采区或带区。
（三）主要开拓巷道
（1）运输大巷
大巷内布置有钢丝绳芯胶带输送机运输煤炭，并铺设有轨道，选用XK8-6/110-1KBT型8t防爆特殊型蓄电池电机车，以便于胶带输送机的维修，断面需要满足一定的要求，不设专用人行道。
（2）轨道大巷
辅助运输大巷为一条双轨巷道，并作进风巷使用，设人行道。
六、结论
本文以井田开拓相关理论为基础，对孙村煤矿的井田开拓方案进行了设计，主要从井筒形式、数目、位置的确定、井筒位置的确定及采（带）区划分、矿井开拓方案比较以及矿井基本巷道建设等方面进行了论述。本文的研究为孙村煤矿的井田开拓工作提供了新的思路和参考，希望能够为孙村煤矿的后续开采工作提供帮助。
参考文献
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