畢業(yè)設(shè)計(jì)--煤礦1.8 mta新井設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)包括二個(gè)部分：一般部分和專題部分。</p><p>　　一般部分為千秋煤礦1.8 Mt/a新井設(shè)計(jì)。義馬煤業(yè)集團(tuán)千秋礦位于河南省義馬市及澠池轄區(qū)，千秋井田西部以41勘探線與耿村礦為界，東部以北露天礦、躍進(jìn)礦為界，北部至煤層露頭。全井田走向長4.27～4.95 km，傾斜長2.8～3.2 km，則

2、井田的水平面積14.1 km2。主采煤層為二1號(hào)煤，平均傾角為12°，煤層平均總厚為10.8 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。</p><p>　　井田工業(yè)儲(chǔ)量為213.19 Mt，礦井可采儲(chǔ)量148.21 Mt。礦井服務(wù)年限為63.3 a，礦井正常涌水量為385.4 m3/h，最大涌水量為500.6 m3/h。礦井瓦斯和CO2 涌出量為32.33 m3/min和8.39 m3/min，相對涌出量分別為11.

3、35 m3/t和2.53 m3/t，為高瓦斯礦井。</p><p>　　井田礦井開拓方式為雙立井二水平，暗斜井延伸，上下山開采，一水平標(biāo)高為+200 m，二水平標(biāo)高為±0 m。礦井采用走向長壁后退式綜采放頂煤全部垮落法綜合機(jī)械化采煤法。</p><p>　　井下大巷運(yùn)輸采用蓄電池式電機(jī)車運(yùn)輸，運(yùn)煤采用膠帶輸送機(jī)，輔助運(yùn)輸采用1.5t固定箱式礦車。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式通風(fēng)。&l

4、t;/p><p>　　礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六”制。</p><p>　　一般部分共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲(chǔ)量；3.礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式；6.采煤方法；7.井下運(yùn)輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)與安全；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。</p><p>　　專題部分對綜采放頂煤瓦斯防治技術(shù)分析進(jìn)

5、行了討論。</p><p>　　關(guān)鍵詞：立井開拓；綜采放頂煤；兩翼對角式通風(fēng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　一般部分</b></p><p>　　1 礦區(qū)概

6、述及井田地質(zhì)特征1</p><p>　　1.1 礦區(qū)概述1</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征2</p><p>　　1.3 煤層埋藏條件4</p><p>　　2 井田境界和儲(chǔ)量7</p><p>　　2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量8</p><p>　　2.3 礦井可采儲(chǔ)量8<

7、;/p><p>　　3 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力13</p><p>　　3.1礦井工作制度13</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限13</p><p><b>　　4 井田開拓17</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題17</p><

8、;p>　　4.2 礦井基本巷道32</p><p>　　4.3井底車場37</p><p>　　4.4井底車場硐室40</p><p><b>　　5 準(zhǔn)備方式43</b></p><p>　　5.1 煤層地質(zhì)特征43</p><p>　　5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)43<

9、;/p><p>　　5.3采區(qū)車場選型設(shè)計(jì)53</p><p><b>　　6 采煤方法57</b></p><p>　　6.1 采煤工藝方式57</p><p>　　6.2 回采巷道布置69</p><p><b>　　7 井下運(yùn)輸71</b></p>

10、<p><b>　　7.1概述71</b></p><p>　　7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備72</p><p>　　7.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備79</p><p><b>　　8 礦井提升85</b></p><p>　　8.1 礦井提升概述85</p><p>　　8

11、.2 提升容器的選型計(jì)算85</p><p>　　8.3 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算89</p><p>　　8.4 提升機(jī)與天輪的選擇計(jì)算91</p><p>　　8.5 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選92</p><p>　　8.6 提升機(jī)與井筒的相對位置93</p><p>　　9 礦井通風(fēng)與安全95</p>

12、<p><b>　　9.1 概述95</b></p><p>　　9.2 礦井所需風(fēng)量的計(jì)算99</p><p>　　9.3全礦井通風(fēng)阻力106</p><p>　　9.4 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備111</p><p>　　9.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施115</p><p>　

13、　10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)119</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)120</b></p><p><b>　　專題部分</b></p><p>　　綜采放頂煤瓦斯防治技術(shù)分析123</p><p><b>　　1 概述123</b></p>&l

14、t;p>　　2 國內(nèi)外瓦斯治理現(xiàn)狀及問題的提出124</p><p>　　3 綜采放頂煤瓦斯涌出規(guī)律125</p><p>　　3.1 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律125</p><p>　　3.2 綜放工作面采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律126</p><p>　　4 綜放工作面瓦斯綜合治理技術(shù)127</p><p>

15、　　4.1 綜放工作面初采期瓦斯治理技術(shù)127</p><p>　　4.2 走向高抽巷抽放瓦斯技術(shù)129</p><p>　　4.3 U+I形通風(fēng)治理綜放面技術(shù)131</p><p><b>　　5 結(jié)束語133</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)135</b></p>

16、;<p><b>　　致 謝136</b></p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1 礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1 礦區(qū)地理位置與交通條件</p><p>　　義馬煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司千秋煤礦（以下簡稱“千秋煤礦”）

17、位于河南省義馬市南1～2 km，義馬煤田中部，屬義馬市及澠池縣轄區(qū)，地理座標(biāo)東徑111°45′11"-111°51′05"，北緯34°41′36"-36°43′16"。隴海鐵路從井田內(nèi)穿過，工業(yè)廣場有鐵路專用線與隴海鐵路在義馬站接軌，專用線長4 km。310 國道橫貫井田北部，距工業(yè)廣場0.7 km。連霍高速在井田北3 km處經(jīng)過，交通條件極為便利（附交通位

18、置示意圖1-1）。</p><p>　　圖1-1 千秋煤礦交通位置示意</p><p>　　千秋煤礦是義馬煤業(yè)（集團(tuán)）的骨干礦井，屬國有重點(diǎn)企業(yè)礦井1956年籌建，1958年簡易投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.90 Mt/a，主要開采二1煤層及二3煤層。井田境界由57個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)連接而成，面積14.116 km2。開采深度由露頭至-200m，該礦始建于1956年，礦井原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.90 Mt

19、/a，后經(jīng)改造，井田面積擴(kuò)大，礦井生產(chǎn)能力提高，近年來產(chǎn)量一直維持在1.50 Mt/a左右。2006年礦井核定生產(chǎn)能力為1.52 Mt/a。</p><p>　　1.1.2 礦區(qū)地形</p><p>　　本井田以侏羅系為骨架，上部廣為第四系亞粘土所覆蓋，地形較為復(fù)雜，屬低山丘陵區(qū)，標(biāo)高+437.20 m～+570.73 m，最大相對高差233.53 m，整個(gè)井田地勢南高北低，在井田南部構(gòu)成

20、近東西向的分水嶺，標(biāo)高+457.00 m～+670.73 m，井田內(nèi)南北向及東西向沖溝發(fā)育，井田北部較平坦。</p><p>　　1.1.3 礦區(qū)氣候條件</p><p>　　本井田為大陸性氣候，四季分明，雨量較為充沛和集中。據(jù)澠池氣象站資料，最高氣溫41.6 ℃，最低氣溫-18.7 ℃，年平均氣溫12.3 ℃。年最大降水量為1013.6 mm，最小為371.2 mm，月最大降水290.5

21、 mm，日最大降水為131.8 mm，月均最大降水量為7月，降水量為149.5 mm，7、8、9月份降水量占全年的55%。年最大蒸發(fā)量為2368.7 mm，最小為1583.8 mm，年均1951 mm，月均最大蒸發(fā)量為293 mm，最小為81 mm（1月）。平均絕對濕度為11 毫巴，相對濕度64%。5-9月以東-東南風(fēng)為主，10月-翌年4月份以西～西北風(fēng)為主，平均風(fēng)速3.3 m/s，最大風(fēng)速20 m/s。凍結(jié)期為11月-翌年3月，凍結(jié)天

22、數(shù)為31-93 d，最大凍結(jié)深度為0.34 m。</p><p>　　1.1.4 礦區(qū)水文情況</p><p>　　南澗河發(fā)源于陜縣觀音堂，英豪山南麓，據(jù)以往資料，本井田內(nèi)南澗河旱季流量2.26 m3/s，雨季山洪暴發(fā)流量為1446.5 m3/s。</p><p>　　石河發(fā)源于井田北部山區(qū)，平時(shí)河床幾乎無水，雨后山洪暴發(fā)，流量劇增，持續(xù)時(shí)間較短，為典型的間歇性河流

23、。在該礦老工業(yè)廣場西匯入南澗河。井田內(nèi)地表水和地下水經(jīng)沖溝匯入南澗河。</p><p>　　1.1.5 水源及電源</p><p>　　老工業(yè)場地已有完整的給水系統(tǒng)，經(jīng)驗(yàn)算能滿足生產(chǎn)生活要求。新副井工業(yè)場地食堂及職工飲用水水源為一眼老水源井，生活用水以及消防用水水源為井下清水點(diǎn)涌水。主斜井生產(chǎn)用水利用處理后的礦井排水，生活用水可從新副井拉水。</p><p>　　千

24、秋煤礦的供電分東部、西部兩大部分。東部供電從原工業(yè)廣場東三十里鋪35 kv變電所引出兩路6 kv電源線LGJ-150，1.5 km至千秋礦工業(yè)廣場變電所，一用一備。西部供電從耿村變電所和總機(jī)廠變電所引35 kv架空線至主斜井35 kv變電所，兩個(gè)回路供電，一用一備。新井區(qū)雙回路電源引自主斜井35 kV變電所，導(dǎo)線型號(hào)為LGJ-240，電壓等級(jí)為6 kv，供電距離1.5 km。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)

25、特征</p><p>　　1.2.1 地層情況</p><p>　　井田內(nèi)地層由老到新為三疊系、侏羅系、白堊系、第三系和第四系。現(xiàn)簡述如下：</p><p>　　1）三疊系上統(tǒng)潭莊組（T3）：井田內(nèi)揭露最大厚度為23.54 m，巖性組合物征為：以灰綠色泥巖為主，次為淺綠灰～淺灰色細(xì)砂巖和粉砂巖，偶夾薄煤層，頂部風(fēng)化帶明顯。</p><p>　

26、　2）侏羅系中統(tǒng)義馬組（Js）：為井田含煤地層，煤系保留厚度20.1～99.86 m。義馬組含煤巖系自下而上劃分為四段：底礫巖段，厚0.3～32.81 m，平均7.7 m，下含煤段，厚5.31～39.34 m，平均38.22 m，該段為義馬組主要含煤段，含二煤組（二1煤、二3煤）；泥巖段厚4.4～42.2 m，平均24 m，上含煤段0～9.09 m，平均3.0 m。</p><p>　　3）侏羅系中統(tǒng)馬凹組（J2

27、）：厚0～214.7 mm，一般178.06 m，本組由紫紅色泥巖，粉砂巖，灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖和雜色礫巖組成。</p><p>　　4）侏羅系上統(tǒng)巨厚礫巖：厚0～371.13 m，一般厚168.68 m，本統(tǒng)為一套巨厚沖積扇相礫巖層。礫石主要成分為石灰?guī)r，次為石英礫巖，含少量火成巖。</p><p>　　5）白堊系（K）：厚0～269.98 m，為一套凝灰質(zhì)碎屑巖系。</p>

28、<p>　　6）上第三系（N）：厚0～23.27 m，井田內(nèi)呈不規(guī)則分布，以肉紅色、灰白色泥灰?guī)r為主。</p><p>　　7）第四系（Q）：厚0～37.4 m，中、上部為砂質(zhì)粘土和含礫粘土，底部為土黃或磚紅色粘土礫層，礫石成分主要為石英巖及石英砂巖。</p><p>　　1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　1）井田基本構(gòu)造形態(tài)：千秋井田位于義馬

29、向斜北翼，基本構(gòu)造形態(tài)為簡單的單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀平緩，走向近東西，傾向南，傾角9°～12°平均為10°。沿走向略有變化。</p><p>　　2）斷裂構(gòu)造：井田內(nèi)斷裂構(gòu)造相對較發(fā)育，尤以北北東～北東向小斷裂發(fā)育，按其展布方向和力學(xué)性質(zhì)可劃分為近東西向壓扭性斷裂和北東～北東向張扭性斷裂兩組（附千秋井田斷層特征及控制情況一覽）。</p><p>　　表1-1 秋

30、井田斷層特征及控制情況一覽</p><p>　　1.2.3 水文地質(zhì)特征</p><p>　　井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，地表為第四系粘土黃土覆蓋，基巖零星裸露地表，各含水層間均有穩(wěn)定的隔水層，大氣降水、地表水多呈地表徑流排泄，向地下滲透有限，僅通過基巖風(fēng)化帶，導(dǎo)水裂隙及斷層帶產(chǎn)生越流補(bǔ)給，其它各含水層間無明顯水力聯(lián)系。</p><p><b>　　1）地表水<

31、;/b></p><p>　　井田內(nèi)主要地表水為南澗河和石河，石河為南澗河的支流，于下石河處匯入南澗河，匯水面積60.8 km2。南澗河經(jīng)井田淺部橫貫東流，匯入洛河，義馬以上流域面積576 km2。旱季流量2.26 m3/s，1972年、1982年由于干旱曾斷流兩次。最大洪水流量為1446.5 m3/s，最高洪水標(biāo)高為+445.8 m。雨季地表水沿沖溝排入南澗河，該河為一典型的季節(jié)性河流。</p>

32、;<p><b>　　2）含（隔）水層</b></p><p>　　含水層：主要有① 第四系底部礫卵石層孔隙潛水含水層，厚0～1.67 m，井田內(nèi)局部沉積，巖性由石英砂巖和礫卵石組成。② 第三系泥灰?guī)r，礫巖巖溶孔隙～裂潛水～承壓含水層，厚0～23.27 m，平均5.00 m，井田內(nèi)均有不同程度的沉積，泥灰?guī)r質(zhì)純，峰窩狀溶洞發(fā)育。③ 侏羅系上統(tǒng)巨厚礫巖孔隙～裂隙潛水～承壓含水層，

33、厚96.35～435.5 m，平均410.4 m，本層位于井田中部山脊及其以南地段，呈半裸露狀態(tài)分布。④ 侏羅系中統(tǒng)成凹組礫巖孔隙～裂隙承壓含水層，厚4.25～131.1 m，平均53.93 m，其礫巖含量在井田內(nèi)向東向西逐漸減少，局部地段以透鏡體狀態(tài)出現(xiàn)。⑤ 侏羅系中統(tǒng)義馬組底礫巖孔隙～裂隙承壓含水層，厚0～32.81 m，平均7.7 m，分布于井田淺部和東部，且由東向西千逐漸變薄。</p><p>　　隔水層

34、：主要有：① 第四系隔水層，厚0～36.76 m，井田內(nèi)廣泛分布，巖性由黃色粉砂質(zhì)粘土和粘土組成。② 侏羅系中統(tǒng)馬凹組粉砂巖，隔水層，厚50.2～186.96 m，平均132.19 m，由紫紅色粉砂巖，泥巖，細(xì)砂巖，砂質(zhì)泥巖組成。③ 侏羅系中統(tǒng)義馬組二煤頂板泥巖隔水層，厚4.4～42.2 m，平均24 m，巖性由深灰、灰黑色泥巖組成。④ 三迭系延長群隔水層，厚度大于23.52 m，巖性以灰色泥巖為主，粉砂巖、細(xì)砂巖次之，具水平層理。&l

35、t;/p><p>　　據(jù)河南理工大學(xué)2006年編制的《義馬煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司千秋煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》預(yù)測礦井正常涌水量275 m3/h，最大涌水量313 m3/h。另據(jù)義馬礦務(wù)局1990年編制《義馬礦務(wù)局千秋煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》資料，礦井年平均涌水量為385.4 m3/h，最大涌水量500.6 m3/h，二水平正常用涌水量為229.8 m3/h，最大涌水量358.8 m3/h。設(shè)計(jì)按90年地質(zhì)報(bào)告所提涌水量設(shè)計(jì)。&

36、lt;/p><p>　　綜上所述，本礦井屬水文地質(zhì)條件簡單的孔隙水頂板間接充水型礦床。</p><p>　　1.3 煤層埋藏條件</p><p>　　1.3.1 煤層埋藏條件</p><p>　　本井田含煤地層為侏羅系義馬組，主要可采煤層為二1煤和二3煤。二1煤在井田內(nèi)全部可采，煤層傾角10°～14°，煤層厚7.80～10.0

37、2 m，平均純厚度6.5 m，煤層結(jié)構(gòu)較為簡單，含穩(wěn)定夾矸兩層。二3煤上距二1煤50～80 m，平均</p><p>　　圖1-2 千秋礦煤巖綜合柱狀</p><p>　　70 m，煤層賦存穩(wěn)定，井田內(nèi)全部可采，煤層厚度3.62～12.67 m，其中純煤厚平均0.26～17.16 m，平均10.8 m。</p><p>　　1.3.2 煤質(zhì)特征</p>

38、<p>　　煤種牌號(hào)為長焰煤，原煤灰分18.52%，屬中灰；硫分為0.83%，屬特低硫煤；含磷0.061%，屬中磷煤，發(fā)熱量5000大卡左右，揮發(fā)分為40.86%，煤的工業(yè)利用方向可作為動(dòng)力煤，懸浮床氣化用煤和民用燃料。</p><p>　　1.3.3 斯、煤塵及煤的自燃</p><p><b>　　1）瓦斯</b></p><p&g

39、t;　　根據(jù)千秋礦2006年瓦斯監(jiān)定結(jié)果：瓦斯和CO2絕對涌出量為32.33 m3/min和8.39 m3/min，相對涌出量分別為11.35 m3/t和2.53 m3/t。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局豫煤安【2006】1078號(hào)文“河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于下達(dá)2006年度國有重點(diǎn)煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的通知”千秋煤礦為高瓦斯礦井，因此該礦井為高瓦斯礦井。</p><p><b>　　2）煤塵</b>&l

40、t;/p><p>　　利用煤塵煤樣進(jìn)行煤塵爆炸性鑒定試驗(yàn)，其火焰長度0 mm，巖粉含量0％，沒有爆炸危險(xiǎn)，屬無爆炸危險(xiǎn)煤層。</p><p><b>　　3）煤的自燃發(fā)火</b></p><p>　　利用煤芯煤樣進(jìn)行的煤層自燃性鑒定試驗(yàn)，煤的自燃傾向等級(jí)為易自燃煤層，自燃發(fā)火期為50 d。</p><p><b>

41、　　4）地溫</b></p><p>　　隨著礦井開采深度增加，無疑地溫將隨之加大，據(jù)《千秋礦延深勘探地質(zhì)報(bào)告》，地溫梯度為1.34～1.98 ℃/100 m，平均1.66 ℃/100 m，-200 m水平，其地溫均小于30.5 ℃。本井田基本無熱害區(qū)。</p><p><b>　　2 井田境界和儲(chǔ)量</b></p><p><

42、;b>　　2.1 井田境界</b></p><p>　　在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：</p><p>　　1）井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　　2）保證井田有合理尺寸；</p><p>　　

43、3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；</p><p>　　4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　2.1.1 井田范圍</p><p>　　千秋礦位于河南省義馬市境內(nèi)，坐標(biāo)為東徑111°45′11 "-111° 51′ 05"，北緯34°41′36"-36&#

44、176;43′16"。千秋礦東接躍進(jìn)礦和北露天礦，西與耿村礦相鄰北至二1煤層露頭。</p><p>　　礦井淺部以二1煤層露頭為界，深部至二1煤層-200 m底板等高線。</p><p>　　北部邊界：至二1煤層地表露頭。</p><p>　　東部邊界：：至躍進(jìn)礦西采區(qū)保護(hù)煤柱和F8斷層為界。</p><p>　　東北邊界：至北露天

45、礦西采區(qū)為界。</p><p>　　西部邊界：至耿村礦東三采區(qū)為界。</p><p>　　西南邊界：以F16斷層與耿村礦為界。</p><p>　　南部邊界：以二1煤層-200底板等高線為界。</p><p>　　千秋井田西部以41勘探線與耿村礦為界，東部以F8斷層和北露天礦、躍進(jìn)礦為界，北部至煤層露頭，深部(南)37576000經(jīng)線與41勘

46、探線間以F16斷層為界。全井田走向長4.95～4.27 km，傾斜長2.8～3.2 km。面積14.1 km2。</p><p>　　2.1.2 井田尺寸</p><p>　　井田的走向最大長4.95 km，最小長度4.27 km，平均走向長度4.7 km；傾斜方向的最大長度3.2 km，最小長度2.8 km，平均傾斜長度3.0 km。煤層的最大傾角14°，最小傾角10°

47、;，平均傾角為12°。</p><p>　　井田的水平面積按下式計(jì)算：</p><p>　　S=H×L （2-1）</p><p>　　=4700×3000</p><p><b>　　=14.1 km2</b></p>

48、;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　S —— 井田的水平面積，m2；</p><p>　　H —— 井田的平均傾斜寬度，m；</p><p>　　L —— 井田的平均走向長度，m。</p><p>　　則井田的水平面積為14.1 km2。</p><p>　　2

49、.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　2.2.1 儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)</p><p>　　1）根據(jù)千秋井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算。</p><p>　　2）根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動(dòng)力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算能利用儲(chǔ)量的煤層最低可采厚度為0.8 m，原煤灰分不大于40%，計(jì)算暫不能利用儲(chǔ)量的煤層厚度為0.7 m ~0.8 m。</p>

50、<p>　　3）儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05 m時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜煤層的夾石總厚不超過每分層厚度的50%時(shí)，以各煤層分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。</p><p>　　4）井田那主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探過程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。</p><p>　　5）煤層容重： r=1.4 t/m3</p><p>

51、　　2.2.2 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算公式</b></p><p>　　Zg=S×M×r （2-2）</p><p>　　=14.1×10.8×1.4</p><p>　　=213.19 Mt

52、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Zg —— 工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；</p><p>　　S —— 井田面積，m²；</p><p>　　M —— 厚度，m；</p><p>　　γ —— 容重，t/m³。</p><p>　　

53、2.3 礦井可采儲(chǔ)量</p><p>　　2.3.1 安全煤柱留設(shè)原則</p><p>　　1）工業(yè)場地、井筒、水庫等均留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。</p><p>　　2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場地、村莊煤柱，用裂隙角確定水庫煤柱。巖層移動(dòng)角70°，裂隙角75°。<

54、;/p><p>　　3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20 m，村莊10 m，其他15 m。</p><p>　　4）斷層煤柱寬度50 m，井田境界煤柱寬度30 m，風(fēng)化帶保護(hù)煤柱寬度為50 m。</p><p>　　《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中第十五條關(guān)于減少廣場占地問題中，工業(yè)場地（包括選煤廠）占地面積指標(biāo)應(yīng)控制在表2-1的范圍內(nèi)。</p><

55、;p>　　表2-1 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)明細(xì)</p><p>　　經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8 Mt噸/年。根據(jù)上述規(guī)定，工業(yè)場地的占地面積應(yīng)為21.6 公頃。取南北450 m，東西480 m，的矩形布置工業(yè)場地，工業(yè)廣場布置在井田的中上部。</p><p>　　2.3.2 礦井永久保護(hù)煤柱損失量</p><p>　　1）井田邊界保護(hù)煤柱：井田邊界

56、保護(hù)煤柱線長約15150 m，邊界煤柱取30 m</p><p>　　P1=30 × L × H × r （2-3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P1 —— 井田邊界煤柱損失量；</p><p>　　L —— 井

57、田邊界保護(hù)煤柱線長度；</p><p>　　H —— 煤層厚度；</p><p><b>　　r —— 煤容重。</b></p><p>　　P1=30×15150×10.8×1.4=6872 kt</p><p>　　2）斷層保護(hù)煤柱：三大斷層總長需留煤柱5445 m，兩側(cè)各留30 m保

58、護(hù)煤柱。</p><p>　　P2 =30 × L × H × r （2-4）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P2 —— 斷層煤柱損失量；</p><p>　　L —— 斷層長度；</p><p

59、>　　H ——保護(hù)煤層厚度；</p><p>　　r —— 煤的容重。</p><p>　　P2=5445×30×9.0×1.4=2469.9 kt</p><p>　　2）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱</p><p>　　工業(yè)廣場受保護(hù)面積邊界是由工業(yè)廣場的邊界向外加上一部分備用量即圍護(hù)帶確定的，受保護(hù)邊界一般不是直

60、接以工業(yè)廣場的外邊界為準(zhǔn)，而是取平行于煤層走向或傾斜方向的與工業(yè)廣場外邊界相連的直線所圍成的面積，作為受保護(hù)的邊界。工業(yè)廣場的保護(hù)煤柱是從受保護(hù)的邊界起，按基巖移動(dòng)角β、γ和δ及表土層移動(dòng)角Ø所做的保護(hù)平面與煤層的交線來確定。保護(hù)煤柱的留設(shè)與計(jì)算一般用垂直斷面法求得，計(jì)算方法與步驟如下：</p><p><b>　?、俅_定受保護(hù)面積</b></p><p>

61、　　如圖2-2所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個(gè)角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形abcd。在矩形的外緣加上15 m寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積aˊbˊcˊdˊ。</p><p>　　圖2-1 用垂直斷面法確定工業(yè)廣場保護(hù)煤柱示意</p><p><b>　　③煤柱煤量計(jì)算</b></p><p>　　工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量計(jì)算公式如下

62、：</p><p>　　P3 = S × H × r （2-5）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P3 —— 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量；</p><p>　　S —— 梯形面積；</p><p>

63、;　　H —— 煤層平均厚度；</p><p>　　r —— 煤層容重。</p><p>　　工業(yè)廣場按Ⅱ級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度為15 m，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8 Mt，由表2-1知，工業(yè)廣場面積取1.2 ha/0.1 Mt，即21.6 公頃，形狀為長方形，長為450 m， 寬為480 m，地表層移動(dòng)角及巖層移動(dòng)角見表2-2。</p><p>　　表2-2 地表

64、層移動(dòng)角及巖層移動(dòng)角</p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算得：</b></p><p>　　梯形高度h=607.65 m；梯形上底AB=650 m；梯形下底CD=707 m，得</p><p>　　S底=0.5×（650+707）×607.65=412290.53 m2。</p><p>　　所以 工

65、業(yè)場地煤柱量＝412290.53×10.8×1.4＝6233832 t</p><p>　　故 總工業(yè)場地煤柱量＝6233.8 kt</p><p><b>　　3）村莊保護(hù)煤柱</b></p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》補(bǔ)充規(guī)定，為保證安全，村莊下必須留設(shè)保護(hù)煤柱。但是村莊已遷出，無需留村莊保護(hù)煤柱。<

66、;/p><p>　　4）保護(hù)煤柱總的儲(chǔ)量損失為：623.38+246.99+687.2=15575.7 kt</p><p>　　表2-3 保護(hù)煤柱損失量</p><p>　　2.3.3 礦井可采儲(chǔ)量</p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量=（礦井工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱損失）×采區(qū)采出率</p><p>　　Zk=（Zg

67、－P）×C</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Zk —— 礦井可采儲(chǔ)量，kt；</p><p>　　P —— 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久保護(hù)煤柱損失量，kt；</p><p>　　C —— 采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75，中厚煤層不小于0.80，

68、薄煤層不小于0.85，地方小煤礦不小于0.7</p><p><b>　　由前面計(jì)算可知：</b></p><p>　　Zk=148210.7 kt</p><p>　　3 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　

69、　3.1.1 礦井年工作日數(shù)的確定</p><p>　　按《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：“礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330 d計(jì)算，每天4班作業(yè)”。所以，本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為330 d。</p><p>　　3.1.2 礦井工作制度的確定</p><p>　　礦井工作制度設(shè)計(jì)采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班凈工作時(shí)間為6 h。</p><p&

70、gt;　　3.1.3 礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定</p><p>　　按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間16 h。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為16 h。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的依據(jù)<

71、;/p><p>　　《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案的比較后確定。論證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)進(jìn)行第一開采水平或不小于20 a配產(chǎn)。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層及不同煤類搭配開采；同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)體現(xiàn)生產(chǎn)集中原則，符合本規(guī)范第5

72、.1.3條規(guī)定，并應(yīng)保證采區(qū)及工作面的合理接替。</p><p>　　礦井規(guī)?？筛鶕?jù)以下條件確定：</p><p>　　1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定的太大。</p><p>　　2）開采條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）和交通情況（鐵路、公路、水路）、用戶、供

73、電、供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)力度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。</p><p>　　3）國家需求：對國家煤炭需求量包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要根據(jù)。</p><p>　　4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大。</p><p>　　針對千秋礦井的實(shí)際情況：地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存

74、穩(wěn)定，開采深度大，主要可采煤層為二1、二3號(hào)煤層。礦井絕對瓦斯涌出量為28.33 m3/min，相對瓦斯涌出量為11.35 m3/t，屬高瓦斯礦井，開采難度有所加大。</p><p>　　結(jié)合本礦實(shí)際和當(dāng)前技術(shù)水平，為了更好的發(fā)揮煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效益，采用綜合機(jī)械化采煤的開采方法。綜合考慮各方面因素，按照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力定為1.8 Mt/a。</p><p>　　3.2.2

75、礦井服務(wù)年限的確定</p><p>　　礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T —— 礦井服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk —— 礦井可采儲(chǔ)量，Mt；<

76、;/p><p>　　A —— 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；</p><p>　　K —— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，根據(jù)號(hào)煤層賦存情況及水文、構(gòu)造分析，并與鄰近礦比較，兩煤層的實(shí)際揭露不會(huì)變化太大，因此設(shè)計(jì)取儲(chǔ)量備用系數(shù)K=1.40。</p><p><b>　　由前面計(jì)算可知：</b></p><p>　　Zk=148.2107 Mt&l

77、t;/p><p>　　則： T=148.2107/（1.80×1.4）=63.3﹥50a</p><p>　　按《設(shè)計(jì)手冊》規(guī)定：新設(shè)計(jì)的1.8 Mt的中型礦井服務(wù)年限應(yīng)大于50 a。本設(shè)計(jì)服務(wù)年限為63.3 a，是符合要求的。</p><p>　　即本煤礦的服務(wù)年限約為63.3 a。</p><p>　　3.2.3第一

78、水平的服務(wù)年限</p><p>　　結(jié)合目前我國煤炭行業(yè)的實(shí)際情況和隨著采煤技術(shù)及社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，一水平服務(wù)年限34 a符合當(dāng)前實(shí)際并且滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。具體要求見表3-1。</p><p>　　表3-1 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限</p><p>　　第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?-

79、2）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　T1 —— 第一水平的服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk1 —— 第一水平的可采儲(chǔ)量，kt；</p><p>　　K —— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=1.3；</p><p>　　A —— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)

80、能力，kt/a。</p><p>　　根據(jù)礦井開拓布置，利用塊段法計(jì)算出礦井第一水平可采儲(chǔ)量為61070kt（見圖2.2），所以第一水平的服務(wù)年限為：</p><p>　　T1=61070/（1800×1.3）=26.1a＞25 a</p><p>　　經(jīng)過礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》之規(guī)定。</p>&l

81、t;p><b>　　4 井田開拓</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題</p><p>　　井田開拓是指在井田范圍內(nèi)為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

82、，才能確定。</p><p>　　1）井田開拓主要研究開拓巷道的布置問題，具體問題如下：</p><p>　?。?）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；</p><p>　?。?）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；</p><p>　?。?）布置大巷及井底車場；</p><p>　　（4）確定礦井開采

83、程序，做好開采水平的接替；</p><p>　?。?）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；</p><p>　?。?）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。</p><p>　　2）確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素：</p><p>　　

84、（1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約建設(shè)投資，加快礦井建設(shè)。</p><p>　?。?）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。</p><p>　?。?）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。</p><p>　　（4）必需貫徹執(zhí)行煤礦安

85、全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。</p><p>　?。?）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。</p><p>　?。?）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。</p><

86、p>　　4.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)</p><p><b>　　1）井筒形式的確定</b></p><p>　　井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。</p><p>　　平硐開拓受地形條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，

87、上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。</p><p>　　斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少，地面工業(yè)建筑井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，井筒延伸施工方便，生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長，

88、輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長，阻力大，管線長度大，斜井井筒通過富含水層、流沙層，施工技術(shù)復(fù)雜。</p><p>　　立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工

89、；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。</p><p>　　本礦井煤層傾角小，平均12°，為緩傾斜煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量?。痪膊恍枰厥馐┕?，因此可采用立井開拓或斜井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井。</p>

90、<p>　　2）井筒位置的確定原則</p><p>　?。?）有利于第一水平的開采并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；</p><p>　?。?）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村莊或不遷村莊；</p><p>　?。?）井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；</p><p>　?。?）井筒不宜穿過厚土

91、層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較軟弱巖層。</p><p>　　（5）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　?。?）距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p><b>　　3）井筒數(shù)目的確定</b></p><p>　　采用斜井或立井開拓時(shí)，新建礦井一般要開鑿一對井筒，滿足

92、提升和輔助運(yùn)輸?shù)男枰M足礦井通風(fēng)和施工的需要。風(fēng)井的個(gè)數(shù)是根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)要求以及安全生產(chǎn)的需要合理確定的。若采用主井通風(fēng)，用箕斗或膠帶輸送機(jī)井筒做風(fēng)井時(shí)，應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。</p><p>　　1）主副井位置的確定</p><p>　　在本設(shè)計(jì)井田中，提出二種井筒位置方案：</p><p>　　方案一：井筒底位于二1煤層頂板板穩(wěn)定的粉泥巖中；</p

93、><p>　　方案二：井筒底位于二1煤層砂巖中。</p><p>　　由于二1煤層頂板的粉砂巖堅(jiān)固性不夠，且遇水已膨脹，易造成開拓巷道變形嚴(yán)重，故不適合布置井底車場和大巷，因此，方案一不可?。灰虼?，確定井田的井筒位置在二1煤層底板穩(wěn)定的粉砂巖中。其井口中心坐標(biāo)為：</p><p>　　主井： X=37574724</p><p&g

94、t;<b>　　Y=3844045</b></p><p><b>　　Z=+480</b></p><p>　　付井： X=37574724</p><p><b>　　Y=3843939</b></p><p><b>　　Z=+480<

95、/b></p><p><b>　　2）風(fēng)井位置的確定</b></p><p>　　風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇：</p><p>　　（1）采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，主、副井筒設(shè)在井田中央，風(fēng)井設(shè)在井田上部邊界中央。</p><p>　?。?）采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)、回風(fēng)井并列在工業(yè)廣場內(nèi)。一般可利用其一

96、井筒進(jìn)風(fēng)，另一井筒回風(fēng)，主副井筒相距30～50 m。大型礦井相距可達(dá)60～100 m，并在井田上部邊界附近設(shè)安全出口，如果礦井水文地質(zhì)條件簡單，無突水危險(xiǎn)時(shí)，且主副井筒均能上下人員，也可以單獨(dú)設(shè)置安全出口。</p><p>　?。?）采用對角式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼上部邊界。</p><p>　　（4）采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界。</p><

97、p>　　根據(jù)本礦井的實(shí)際地質(zhì)條件和生產(chǎn)能力要求：產(chǎn)量為1.8 Mt/a。為保證井下生產(chǎn)時(shí)有足夠的風(fēng)量，且每一個(gè)采區(qū)的通風(fēng)路線都不太長，通風(fēng)阻力不超限。本礦井采用分區(qū)式通風(fēng)。 礦井初期風(fēng)井井口地面坐標(biāo)為：</p><p>　　風(fēng)井： X=37573453</p><p><b>　　Y=3845355</b></p><p&

98、gt;<b>　　Z=+495</b></p><p>　　4.1.2 工業(yè)場地位置、形狀及面積的確定</p><p>　　工業(yè)場地的位置經(jīng)后面的方案比較確定選擇在井田中上部，主、副井井口均位于工業(yè)廣場內(nèi)。</p><p>　　工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-2工業(yè)場地面積指標(biāo)確定地面工業(yè)場地占地面積為21.6 公頃，形狀為矩形。</p&

99、gt;<p>　　1）井筒沿井田走向的位置</p><p>　　井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側(cè)。這樣可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，而井筒偏于一翼邊界則相應(yīng)增大井下運(yùn)輸工作量。</p><p>　　井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼產(chǎn)量分配、風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)比較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼

100、通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓增大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時(shí)，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道端面，增加掘進(jìn)工程量。</p><p>　　考慮到本井田儲(chǔ)量比較均勻，可將井筒布置在井田中央地段，初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單、儲(chǔ)量可靠，從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后能有可靠的儲(chǔ)量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　2）井筒沿煤層傾向的位置</p><

101、;p>　　井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運(yùn)輸工作量?。痪苍O(shè)在淺部時(shí)，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運(yùn)輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護(hù)井筒和工

102、業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。</p><p>　　3）對掘進(jìn)與維護(hù)有利的井筒位置</p><p>　　為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。</p><p>　　雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度

103、慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。因此，井筒應(yīng)盡可能不通過流沙層、較厚的沖擊層及較大的含水層。</p><p>　　為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動(dòng)影響的地區(qū)。</p><p>　　井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)與維護(hù)。</p><p>　　4）位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地</p><p>　　井口附近

104、要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長期運(yùn)輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點(diǎn)位于編組站配線一側(cè)。</p&g

105、t;<p>　　另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。</p><p>　　4.1.3 確定開采水平和階段高度</p><p>　　開采水平的確定是礦井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到礦井的基本建設(shè)投資及生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用，是礦井開拓的重要參數(shù)。</p><p>

106、　　1）開采水平的高度根據(jù)煤層賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)水平及水平接替等因素綜合考慮決定。從以下方面進(jìn)行分析論證：</p><p>　?。?）是否有合理的階段斜長；</p><p>　?。?）階段內(nèi)是否有合理的區(qū)段數(shù)目；</p><p>　?。?）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；</p><p>　?。?）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。<

107、;/p><p>　　其中開采水平有合理的服務(wù)年限很重要，必須符合規(guī)范規(guī)定。水平垂高可按表4-1選?。?lt;/p><p>　　表4-1 礦井水平垂高</p><p>　　采用上下山開拓時(shí)，水平垂高可大于250 m。</p><p>　　對于開采近水平煤層的礦井，用采區(qū)上（下）山準(zhǔn)備時(shí)，采區(qū)上山長度一般不宜超過1500 m，采區(qū)下山不宜超過1000

108、m。用采區(qū)石門和溜煤眼開采時(shí)，盤區(qū)斜長可根據(jù)具體確定。采用傾斜長壁采煤法時(shí)，階段斜長可取1000～1500 m。</p><p>　　為擴(kuò)大水平的開采范圍，對在傾角16°以下的緩傾斜煤層，可采用上下山開拓。在井田深部受自然條件限制時(shí)，且儲(chǔ)量不多，深部境界不一致，設(shè)置開采水平有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在最終水平以下設(shè)下山開采。</p><p>　　在開采水平以上的上山煤層斜長過長，用一個(gè)

109、階段開采技術(shù)上有困難，安全上又不可靠時(shí)，可考慮設(shè)置輔助水平。用多水平上下山開采的礦井，為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助運(yùn)輸?shù)壤щy，也可考慮設(shè)置輔助水平。開采近水平煤層分煤層開拓，距開采水平較遠(yuǎn)的煤層，其儲(chǔ)量不大，設(shè)置開采水平不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也可以設(shè)置輔助水平。</p><p>　　2）本井田煤層底板等高線高程差為650 m左右，最淺部為煤層露頭，最深部為-200 m，按照確定水平的基本原則，該礦井可確定為單水平開拓，但采

110、區(qū)的上山長度將超過1500 m，考慮到輔助提升設(shè)備選型。因此，本設(shè)計(jì)將礦井設(shè)為兩個(gè)水平或三個(gè)水平，經(jīng)本章第二節(jié)的開拓方案比較后，本設(shè)計(jì)將礦井設(shè)為兩個(gè)水平：一水平上下山開拓、二水平下山開拓。即將一水平設(shè)在+200 m、二水平設(shè)在+0 m。</p><p>　　綜合考慮礦井的地質(zhì)條件，煤炭儲(chǔ)量情況，瓦斯含量情況，在本礦井中可提出4個(gè)技術(shù)可行性方案。</p><p>　　表4-2 千秋礦井開拓

111、方案比較</p><p>　　方案1：雙立井二水平，暗斜井延伸，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　主、副井井筒均為立井開拓，大巷布置在巖層中，暗斜井延伸。</p><p>　　方案2：雙立井二水平，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　主、副井井筒均為立井開拓，大巷布置在巖層中，直接延伸。</p&

112、gt;<p>　　方案3：雙斜井二水平，暗斜井延伸，一水平上山開采，二水平上下山開采。（井筒位于井田邊界）</p><p>　　主、副井井筒均為斜井開拓，布置在井田邊界，大巷布置在巖層中。</p><p>　　方案4：主斜副立單水平開拓，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　斜井提煤能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓

113、，副井采用立井開拓，主、副井口位于同一工業(yè)場地，布置在井田中央。大巷布置在巖層中。各方案剖面圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 開拓方案剖面</p><p>　　4.1.4開拓方案技術(shù)比較</p><p>　　根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列四種，如下表所示。</p><p>　　表4-3 方案一：雙立井

114、-暗斜井延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-4 方案二：雙立井直接延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p><b>　　續(xù)表 4-4</b></p><p>　　表4-5 方案三：雙斜井暗斜井延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-6 方案四：主立井-副斜井兩水

115、平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-7 方案一：雙立井二水平加暗斜井開拓粗略比較</p><p><b>　　續(xù)表 4-10</b></p><p>　　表4-8 方案二：雙立井二水平開拓粗略比較</p><p>　　表4-9 方案三：雙斜井二水平開拓粗略比較</p><p&g

116、t;　　表4-10 方案四：主斜副立井二水平開拓粗略比較</p><p>　　表4-11 開拓方案匯總</p><p>　　以上四個(gè)方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和位置不同，以及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。</p><p>　　方案一、方案二在于第二水平是立井開拓還是暗斜井開拓，兩方案比較，方案二多開立井井筒150 m、階段石門349 m、采用立井提

117、升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，礦井延深在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少；但施工速度慢，開拓維護(hù)費(fèi)用高。采用斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低，但需要與暗斜井配套的設(shè)備、人員，考慮到方案一減少了運(yùn)煤環(huán)節(jié)，減少了運(yùn)輸距離，膠帶運(yùn)輸適應(yīng)傾角不大的暗斜井。方案一在總費(fèi)用上比方案二少，方案一優(yōu)于方案二。</p><p>　　方案三、方案四不同點(diǎn)在于副井選用了立井與斜井，斜井的運(yùn)輸能力比立井大，有相當(dāng)大的運(yùn)輸提升能力，可滿足特大型礦井的需要

118、；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。斜井開拓具有許多優(yōu)點(diǎn)，大型斜井以膠帶斜井做主井，在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上均很優(yōu)越，但副斜井的輔助提升比較困難，通風(fēng)也不利（特別是開采深部煤層時(shí)，斜井分段提升輔助環(huán)節(jié)多，能力??；而且通風(fēng)線路長、阻力大、風(fēng)量小，不能滿足生產(chǎn)要求）而立井作為副井能彌補(bǔ)這方面的不足。經(jīng)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見表4-9、4-10），在方案三、四中選擇用方案三：主斜副立單水平開拓。