大海则矿井主井形式选择探析

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1、大海则矿井主井形式选择探析　　摘要：以中煤陕西榆林能源化工有限公司大海则矿井主井为例，对大运量，深埋深，井筒穿过地层破碎，强富含水的主井形式的选择进行了立井和斜井两种形式详细的分析比选，为同类性矿井的设计提供了参考。关键词：大运量；深埋深；围岩破碎；富含水；主井；形式选择中图分类号：O741+.2文献标识码：A文章编号：0引言大海则矿井位于陕西省榆林市榆阳区西部，榆横矿区西北部，行政区划隶属榆阳区补浪河乡所管辖，西部靠近内蒙古自治区。矿井设计生产能力15.0Mt/a，工业场地处主采煤层埋深达630m。由于该矿井煤层埋藏深，主提升系统运输能力大，设计根据国内各生产矿井主井提升系统装备现状、使用情

2、况及提升系统各环节设备发展现状，结合矿井具体条件对主井提升方式提出主斜井和主立井两类方案，并对两类方案进行了详细的分析比较。1.井筒穿越地层工程地质及水文地质概况1.1工程地质5井筒穿过地层由老至新有：中侏罗统延安组（J2y）、中侏罗统直罗组（J2z）、中侏罗统安定组（J2a）、白垩系下统洛河组（K1l）、第四系萨拉乌素组（Q31s）和风积沙层（Q42eol）。1.2水文地质井筒穿过地层含水层主要有：第四系上更新统萨拉乌苏组（Q31s）孔隙潜水含水层，钻孔揭露厚度6.00～23.00米，富水性为中等富水；白垩系下统洛河组（K1l）孔隙裂隙潜水及承压水含水层，厚度约280～330米，富水性强-中

3、等；侏罗系中统直罗组（J2z）孔隙裂隙承压水含水层厚度190.80～214.36m，平均207.42m富水性中等-弱。2.井筒施工方法选择2.1主立井施工方法选择本矿井主立井井筒涌水量达450m3/h。预测的井筒涌水量按照“大井法”计算，采用井筒半径为3.0m，主立井井筒实际掘进断面半径5m以上，因此井筒实际计算涌水量比预测数据还要大。因此普通法施工井筒困难，只能采用特殊凿井法。根据现有成熟技术针对此地层，立井井筒施工可采用注浆法、冻结法、钻井法。经综合比选立井本次设计推荐采用最为成熟、安全的冻结法特殊凿井技术。2.2主斜井施工方法选择主斜井井筒断面大，埋深大（井筒垂深达630m），井筒穿越地

4、层工程地质条件差，水文地质条件复杂，井筒涌水量大（预计井筒涌水量达841.15m3/h），在邻近矿区尚未有成功实施的先例。主斜井井筒穿过表土段深度20m左右，宜可采用地面小井疏水明槽开挖方式施工，在进入洛河组砂岩后，由于地质条件复杂，涌水量大需要采用特殊凿井法。复杂地质条件下国内斜井井筒常用的施工方法有：地面预降水法、冻结法、注浆法。经综合比选主斜井推荐采用普通法+注浆施工方法。3.主立井技术参数矿井工业场地2号煤层埋深达630m左右，矿井主提升系统按15.0Mt/a能力设计，井底设两个井底煤仓，单个煤仓容量3000t。主立井井筒垂深630m，净直径9.6m，净断面积72.4m2，装备两对名义

5、载重55t箕斗，配套装备直径φ5m，6绳多绳摩擦提升机2台。4.主斜井技术参数矿井工业场地2号煤层埋深达630m左右，经计算主斜井带式输送机运量达3500t/h。考虑到井下来煤量大，为了实现主斜井带式输送机来煤量稳定及降低来煤量，在井下大巷设置了两个井底煤仓。主斜井井筒倾角14°，斜长2592m，井筒净宽5.5m,净断面积20.7m2,井筒内安装一台带宽B=2000mm带式输送机承担井下煤炭提升任务，带速V=6.3m/s，机长L=2990m，提升高度H=627m，电机功率N=4×3150kW。5.井筒形式选择5主立井与主斜井技术经济比较见表1。主立井及主斜井均能满足使用要求，从经济上看，主立井

6、井筒投资和提升设备、地面附属设施投资较主斜井省均高，综合经济比较，主立井可比投资较主斜井高24263.6万元；从运营角度分析，主立井提升设备电机功率2×8000KW，主斜井提升设备功率4×3150kW，主斜井较主立井提升设备功率小，运营费用低，设备更加节能；从技术角度考虑，主斜井较主立井设备提升能力大，系统简单，环节少，占用人员少，便于管理降低运营成本，具备增产潜力，节能效果显著。因此经综合比选，推荐主井采用主斜井。6.结论目前我国西部矿区的矿井设计逐渐由浅部转向深部，单个矿井的设计生产能力有较大，本文以对大海则矿井主井形式选择为例，对特大运量，深埋深，且井筒穿过地层破碎岩层，强富含水的层的主

7、井形式的选择进行了详细的分析比选，为同类型矿井的设计提供了参考。参考文献：张荣立，何国纬，利铎.采矿工程设计手册［M］.北京：煤炭工业出版社，2000.4.崔元龙.简明建井工程手册［M］.北京：煤炭工业出版社，2003.5表1主井井筒形式技术经济比较表5