淺談綜合開拓的幾個技術(shù)問題

寧武廷

【摘 要】綜合開拓是立井、斜井、平硐三種井硐中任兩種或兩種以上的井田開拓方式。綜合開拓的實質(zhì)是結(jié)合具體礦井煤層開采條件，進(jìn)行不同井硐形式的優(yōu)勢組合。文章闡述了綜合開拓的一系列技術(shù)問題，綜合開拓的應(yīng)用與選擇具體改造方案，形成了新的方式。

【關(guān)鍵詞】綜合開拓；井硐配置；斜井；立井；平硐

綜合開拓是采用立井、斜井、平硐三種井硐中任兩種或兩種以上的井田開拓方式。綜合開拓的實質(zhì)是結(jié)合具體礦井煤層開采條件，進(jìn)行不同井硐形式的優(yōu)勢組合。生產(chǎn)礦井的綜合開拓一般有一個形成的過程。近年來，我國采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(dān)負(fù)主、副井的功能，進(jìn)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.綜合開拓的井硐配置

1.1斜井

從井硐的組合應(yīng)用著眼，斜井井筒按裝備和功能可分兩種類型。①當(dāng)斜井裝備帶式輸送機時，運輸能力大，效率高，煤流運輸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折連接靈活，利于實現(xiàn)連續(xù)運輸，能多點受煤，接長輸送機也比較方便，有利于礦井延深。做為大型礦井的主井，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都是十分優(yōu)越的。②斷面不大、鋪設(shè)軌道的斜井，無論是采用箕斗或串車提升，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(yīng)小型礦井提升的要求，斜長不大的斜井掘進(jìn)施工技術(shù)和裝備較簡單，掘進(jìn)費較立井低，采用串車提升，裝備較簡單，并可在斜井內(nèi)設(shè)人行道。作為井下人員的安全出口，對于采深不大的小型礦井是比較方便和經(jīng)濟(jì)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(fēng)量大，井筒通風(fēng)和管纜敷設(shè)長度短，立井井筒有較好的承受礦山壓力的能力，便于長期維護(hù)，從能上看，用作主井或副井都是有利的。對于采深大的大型礦井，采用立井作副井更具有無與倫比的優(yōu)越性。

1.3平硐

平硐的優(yōu)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(yōu)先考慮的。對于礦井開采后期、平硐水平以下煤層的開采，都要結(jié)合立井或斜井的應(yīng)用，充分利用前期已有的平硐，做好前后期不同井硐的優(yōu)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(fā)揮主、輔提升能力大、系統(tǒng)簡單、通過風(fēng)量大、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好的優(yōu)點，是大型、特大型礦井比較合理的開拓方式。

大多數(shù)主斜井一副立井開拓是生產(chǎn)礦井?dāng)U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(jìn)入深部開采后，為解決輔助提升和通風(fēng)問題，在井田深部新打副立井，形成主斜井一副立井開拓。

（2）原為淺部開采的若干個片盤斜井，轉(zhuǎn)入深部開采后，集中合并為一個礦，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于開采煤層賦存不深的礦井，有不同的出發(fā)點和形成過程。主要有幾種情況：

（1）為了減少立井井筒掘進(jìn)，節(jié)約礦井建設(shè)投資，又要加快礦井建設(shè)，加速礦井開拓，在開發(fā)煤田淺部的井田時，只在井田中部開鑿一個立井，擔(dān)負(fù)提煤或混合提升任務(wù)，又從煤層露頭向下開一個斜井，擔(dān)負(fù)輔助提升并做為安全出口，由此形成主立井一副斜井的開拓。這種方式的系統(tǒng)簡單，基建工程量和投資省，建設(shè)工期短，見效快，適于煤田淺部的小型礦井。

（2）開采賦存不深的近水平煤層的大型礦井，采用了立井開拓，為加大輔助提升能力并增設(shè)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(chǎn)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(fēng)，行人），采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(dāng)位置開鑿斜井，擔(dān)負(fù)上部水平掘進(jìn)施工的排矸任務(wù)（經(jīng)斜井提出并舍棄在上部山區(qū)）和人員、材料提升，起著副井的作用，井下出煤經(jīng)上山下運至主平硐，由主平硐運出。也有原采用平硐開拓的礦井，按擴大井型改擴建的需要，在適當(dāng)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

對開采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(jìn)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(chǎn)系統(tǒng)簡單、連續(xù)，輔助運提簡便、可靠的優(yōu)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(fēng)量大，長平硐通風(fēng)的風(fēng)阻大，難以滿足礦井通風(fēng)的需要，地形和煤層條件合適時，可在平硐接近煤層的適當(dāng)?shù)攸c，開鑿一個立井，用井底車場與平硐連接，作進(jìn)風(fēng)井用，并可擔(dān)負(fù)輔助提并、敷設(shè)管纜的任務(wù)，這種條件下的副立井往往具有暗立井的某些性質(zhì)，其絞車房設(shè)在山上的地面，但提升上界只到平硐水平，開采平硐水平以下的煤層時，副立井承擔(dān)全部輔助提升任務(wù)。

礦井選擇和應(yīng)用綜合開拓應(yīng)注意以下原則：

（1）切合礦井煤層賦存特征和開采要求，發(fā)揮不同井硐形式的優(yōu)越性，建立簡單、有效、安全可靠的開拓系統(tǒng)，以取得良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益，是采用綜合開拓的基本出發(fā)點和根本原則。采用綜合開拓要統(tǒng)籌全井田的開采，做好主、副井的選擇和配合，前、后期生產(chǎn)的協(xié)調(diào)和結(jié)合。

（2）應(yīng)用綜合開拓的技術(shù)關(guān)鍵是做好不同形式井硐的井上下的聯(lián)系和配合。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(yè)場地，則地面可合理布置，但井底相距較遠(yuǎn)，井底車場、井下巷道聯(lián)系就不太方便，要增加井下聯(lián)絡(luò)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(lián)系方便，則井口相距較遠(yuǎn)，地面工業(yè)場地布置比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不太方便，且占地較多，相應(yīng)增加煤柱損失及地面建設(shè)投資。具體礦井選擇立、斜井配合方式主要決定于上述兩方面因素的消長關(guān)系。

（3）主斜井一副立井開拓是大型礦井比較理想的開拓方式，可用于開采賦存不很深、近水平煤層的礦井，或井田斜長大、下部煤層深的礦井。對于井田傾斜延展寬、下部采深大、用斜井開拓的礦井，當(dāng)其轉(zhuǎn)入深部開采時，在井田深部適當(dāng)位置增打立井，以改善礦井輔助提升和通風(fēng)，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(jīng)濟(jì)的開拓方式，只適于井田斜長不大，能以一個水平開采（包括上下山開采）的小型礦井。具體礦井是否采用這種方式，還要結(jié)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(chǎn)，就不宜采用這種方式，以免造成礦井開采布置的不合理。

（5）應(yīng)用平硐與斜井（立井）的綜合開拓，要深入研究煤層賦存特征和地形條件，選擇合適的工業(yè)場地及井（硐）口位置，做好平硐水平上山部分和下山部分開采的工程布置和生產(chǎn)過渡，使井上下工程能協(xié)調(diào)、銜接，地面設(shè)施能充分利用，處理好礦井前后期的生產(chǎn)建設(shè)關(guān)系。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張光塵.中國采煤學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.