浅谈井田开拓中井筒位置的选择

摘要:井筒是井上下联系的通道,其位置既受地面和地下多种因素的影响,又因井筒是开拓系统的中枢,因此又影响着开拓工程,巷道维护和运输通风等技术经济效果,必须慎重确定,力求合理选择。影响井筒位置选择是煤矿安全生产重要环节。

关键词:因素 位置 经济指标 技术比较

1 地面因素

1.1 井口附近要设置工业广场,选择井口位置首先要满足工业广场位置的要求,井口附近要有一定面积的较平坦地形,根据井型大小,工业广场面积一般要求是:小型井800~1100m2/Mt,中型井1300~1800m2/ Mt,大型井2000~2500m2/Mt。另外在山区要充分利用地形,尽可能减少石方、土方工程量。

1.2 井口位置应交通方便,便于修筑铁路或公路,以利煤炭外运和设备、材料运入。

1.3 井口位置应确保矿井安全,不受山崩、雪崩、滑坡、洪水和森林火灾威胁。井口标高应高于当地历年最高洪水位2m以上。

1.4 工业广场应不占良田、少占农田,广场内水文地质和工程地质条件能满足地面工业建筑的要求。

1.5 井口位置应便于供水、供电、通风采光,且居民区、办公楼等不受环境污染。

2 地下因素

2.1 井筒应尽可能避开流砂层、较大含水层,较厚表土冲积层、较大断层、老窑采空区等地质破坏带,以及有煤和瓦斯突出危险威胁的煤层。

2.2 井筒位置应使各水平的井底车场位于围岩稳定的岩层中,便于巷道开掘和维护。

2.3 井筒位置应尽量靠近地质构造简单,储量可靠的区域,同时要有利于水平延伸和深部开采。

3 技术经济比较

3.1 井筒位置即要考虑初期工程量少、投资少、建井快,也要考虑总工程量少,开拓系统简单,如图1示,Ⅱ号井筒的石门工程量最少,且初期投资小。

3.2 井筒位置要考虑保护井筒和工业广场的煤柱损失少。斜井和平筒尽可能位于井田边界,少留或不留煤柱,立井尽可能位于浅部位置,减少煤柱损失,在图1中Ⅰ号井筒的煤柱损失量最少。

3.3 井筒位置应做到运输、通风、维护等生产经营费用最低。其中关键是井下运输量最少。为此应使井筒尽可能位于井田储量中心。图2所示井田,在走向方向上,井筒位于储量等分线上(图2中Ⅰ号井位置)即双翼井田运输量最少,此时的运输量为:

QⅠ=1/2(s/2—L)z/2+1/2(s/2+L)z/2=1/4(zs)

式中z为井田储量,s为井田走向长度,L为储量偏心距。若井筒位于井田一侧,即单翼井田(图中Ⅱ号井位置)运输量最大,约为

QⅡ=Z*s/2=1/2(zs)

可见单翼井田的运输量比双翼井田增大近一倍。

同理在倾斜方向上,井筒应位于集运点的储量等分处,其运输量最少。图3集运点即石门与煤层的交点,将各集运点投影到水平线AB上,储量等分处即为满足下列条件的Zn与Zn-1之间的位置(图中Ⅰ号井位置)

Z1+ Z2+……+Zn≥Z/2

Z1+ Z2+……+Zn-1≤Z/2

式中Z1、Z2……Zn為各集运点的储量。当井筒位于集运点以外时(图中Ⅰ、Ⅱ号位置),其运输量最大。

4 结论

综合以上分析,影响井筒位置的因素是多方面的,进行实际分析时往往又是相互矛盾、错综复杂的。因此井筒位置确定的原则应是:针对井田具体条件,综合分析地面、地下和经济技术因素,重点照顾主要的关键因素,适当调整解决次要因素,确定出技术经济合理的井筒位置。