【正文】 的能力，并根據(jù)礦井儲(chǔ)量，驗(yàn)算礦井和水平服務(wù)年限是否能夠達(dá)到規(guī)定的要求。礦井的基本井型及類別:大型礦井：1150、180、2300、400（萬(wàn)噸/年）及以上。中型礦井：460、90（萬(wàn)噸/年）小型礦井：1230（萬(wàn)噸/年）這些類型中，為小型礦井。礦井設(shè)計(jì)能力即按礦井開采條件所能保證的原煤生產(chǎn)能力，主要是同時(shí)正常生產(chǎn)的采區(qū)生產(chǎn)能力的總和。在具體條件下，根據(jù)煤層賦存情況、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、所選用的回采工藝和設(shè)備、相應(yīng)的回采工作面長(zhǎng)度和推進(jìn)度，可確定回采工作面的生產(chǎn)能力。以此基礎(chǔ)上，根據(jù)采區(qū)巷道布置類型、回采工作面接替等因素，并結(jié)合采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)條件，可確定采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的回采工作面數(shù)目，從而確定采區(qū)生產(chǎn)能力。儲(chǔ)量條件 礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平服務(wù)年限，依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，該礦井宜以一個(gè)開采水平。在劃定的井田范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時(shí)，可計(jì)算出礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T其計(jì)算公式為： T=ZK/AK式中： A—工作面生產(chǎn)能力；K—煤礦儲(chǔ)量備采系數(shù) 取K=。第一水平的服務(wù)年限可依據(jù)上述公式：T1=Zk/AR式中： T1—第一水平的服務(wù)年限；A、 K同上。井型為15萬(wàn)t/a時(shí)，該井田煤層為單水平開采，工作面實(shí)現(xiàn)上下山開采。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)為單水平開采時(shí)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬(wàn)t/a時(shí)，礦井服務(wù)年限要大約8年，符合設(shè)計(jì)要求。 按年工作日為300天，可知本礦的日生產(chǎn)能力為：196。=A/300 =500t所確定的結(jié)果是符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。第四章 井田開拓第一節(jié) 井田地質(zhì)、老窯及水文對(duì)開采的影響該井田的地質(zhì)特征是寬緩褶曲，伴有小型正斷層，構(gòu)造線方向多數(shù)為西南西方向。該礦井周邊有一生產(chǎn)礦井（濟(jì)煤四礦）和原礦老井，距離現(xiàn)在礦井較遠(yuǎn)，對(duì)開采不構(gòu)成影響。根據(jù)相鄰采區(qū)資料和本區(qū)煤層附存條件，預(yù)計(jì)該區(qū)正常涌水量為5m3/h,最大涌水量為8m3/h。涌水量主要為井筒淋水，對(duì)礦井不造成影響。根據(jù)張家口煤礦井底車場(chǎng)及11011工作面上、下順槽， 11采區(qū)軌道下山、皮帶下山所揭露的地質(zhì)資料情況的分析。 該工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作面內(nèi)無(wú)揭露斷層。因受向斜構(gòu)造的影響，工作面內(nèi)有可能受局部沉積因素影響可能出現(xiàn)沉積基地不平整現(xiàn)象，將會(huì)給工作面開采帶來(lái)困難。第二節(jié) 礦井開拓方式的確定一、 井口形式、數(shù)目和位置的選擇根據(jù)井田內(nèi)水文地質(zhì)、井田邊界、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限等綜合因素，一般開拓主井(專用提升煤)、副井(用于提升矸石通風(fēng)運(yùn)輸材料和上下人員)以及回風(fēng)井(與副井一起通風(fēng)回風(fēng))。該礦采用主井提煤（進(jìn)風(fēng)），副井運(yùn)輸（上下人）和進(jìn)風(fēng)。（一） 井筒形式的選擇請(qǐng)參閱表421井筒選擇表表421 井筒選擇表井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適應(yīng)條件平硐開拓井下煤炭運(yùn)輸不需轉(zhuǎn)載即可由平硐直接外運(yùn)，工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單，井巷工程量小，利于排水，掘進(jìn)速度快，不留或少留工業(yè)場(chǎng)地煤柱，煤柱損失少。受地形即埋藏條件限制。適合煤層賦存較高的山嶺、丘陵，或溝谷地區(qū)。立井開拓立井的適應(yīng)性強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制，設(shè)備多技術(shù)要求高；；。，或沖擊層厚；，圍巖不穩(wěn)定需特殊施工；，用立井開采兼顧小開采。斜井斜井。，工業(yè)廣場(chǎng)留煤少。，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)提。受地形及煤層埋藏條件限制。綜合開拓可充分利用各種開拓方式的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)張家口煤礦水文地質(zhì)條件及地形地貌特征，本礦只適宜采用立井開拓方式。（二）井筒位置選擇選擇井筒位置就是確定井筒沿走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示。選擇井筒位置的主要條件：地面條件井口附近要有一定的范圍，用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主副井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物。由于礦井占地多，矸石山和煤泥水對(duì)生態(tài)和美觀有污染，故應(yīng)選擇荒地結(jié)合地形布置生產(chǎn)系統(tǒng)，以減少土石方工程，認(rèn)真貫徹少占不占良田，不拆或少拆村莊，盡量減少環(huán)境污染的方針。井下條件井筒沿走向的最有利位置應(yīng)當(dāng)設(shè)在儲(chǔ)量等分線上或其附近。沿井田傾斜方向主要運(yùn)輸石門的運(yùn)輸功與石門長(zhǎng)度成正比，所以井筒位置應(yīng)該力求減少石門長(zhǎng)度。采用單水平開拓時(shí)，應(yīng)該盡可能靠近運(yùn)輸大巷，并采用臥式車場(chǎng)；采用多水平開拓時(shí)，應(yīng)該按初后期石門長(zhǎng)度總和最小位置確定井筒位置。為了減少煤柱，在選擇井筒位置時(shí)，如果能設(shè)在井田之外，應(yīng)選擇在無(wú)煤區(qū)，薄煤區(qū)，高灰分區(qū)，變質(zhì)區(qū)，火成巖活動(dòng)區(qū)和開采有實(shí)際困難的部位。如不能設(shè)在井田之外應(yīng)結(jié)合其他條件盡量使井筒設(shè)在煤層淺部以減少壓煤，也便于后期回收。從地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，不僅平場(chǎng)工程量小，建設(shè)比較簡(jiǎn)單。但是井口附近又不能過(guò)分低洼要避免洪水災(zāi)害要盡可能避開滑坡巖崩流沙和泥石流危險(xiǎn)區(qū)，以及其他不利于施工的工程地質(zhì)條件。主副井相對(duì)位置的選擇：(1)斜井根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，礦井各出口之間的距離不得小于30m。該規(guī)定系指巖柱最小尺寸?？紤]到斜井井口經(jīng)常設(shè)有人車站人車存車線等，使井筒斷面增大，故在方案或初步設(shè)計(jì)階段確定主副井位置時(shí)，一般使兩互相平行的主副井中線或提升中線相距35～40m。(2)立井主副井之間距離按規(guī)定同樣不得小于30m，設(shè)計(jì)時(shí)考慮井上井下生產(chǎn)流程能夠合理銜接以及井塔施工安裝和設(shè)備布置需要，主副井中心距約變動(dòng)于50～100m請(qǐng)參閱圖422主副井相對(duì)位置。本井田可采用立井開拓(主井設(shè)箕斗、副井為罐籠)或斜井(主井為皮帶)開拓，井筒位于井田中央。圖422 主副井相對(duì)位置二 、水平劃分及階段垂高的確定，各水平間巷道的布置設(shè)計(jì)時(shí)，井田沿煤層傾斜方向劃分階段數(shù)量多少，主要取決于井田傾斜長(zhǎng)度和階段高度的尺寸大小，井田開拓設(shè)計(jì)著重欲選擇開采水平的標(biāo)高，使其貫穿于全部煤層有利于開采。階段高度或斜長(zhǎng)往往隨煤層傾角與回風(fēng)道標(biāo)高不同而有較大變化，階段斜長(zhǎng)在一定程度上受采區(qū)斜長(zhǎng)控制，緩斜煤層和近水平煤層的深部以及傾斜長(zhǎng)度過(guò)大的局部塊段，往往采用上下山或增設(shè)中間水平開采。上山和下山開采在工作面方面沒(méi)有多大的差別，但在采區(qū)運(yùn)輸提升排水和上下山掘進(jìn)等方面卻有不同之處。上山開采煤向下運(yùn)輸，上山的運(yùn)輸能力大，運(yùn)輸費(fèi)用低但有折反運(yùn)輸：井下涌水可直接流入井底水倉(cāng)，排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流由采區(qū)下部的集中運(yùn)輸巷道流向采區(qū)上部的集中回風(fēng)平巷，通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，通風(fēng)容易。下山開采煤向上運(yùn)輸，無(wú)折返運(yùn)輸，運(yùn)輸工作量少：各采區(qū)都要解決采區(qū)內(nèi)的排水問(wèn)題，如礦井涌水量大，增加了硐室和排水設(shè)備而且通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。但是，可以充分利用原有開采水平的井巷和設(shè)施，節(jié)省開拓工程量和開拓時(shí)間，有利于集中生產(chǎn)和水平接替，延長(zhǎng)水平服務(wù)年限?？紤]到本礦井涌水量不大，瓦斯含量不高，所以通風(fēng)和排水都不會(huì)影響本礦井開采。本礦煤層較薄、單一，不用劃分多水平，采用上下山開采，節(jié)省開拓時(shí)間。節(jié)省開拓費(fèi)用。充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，盡量使提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，管理較方便。三、主要運(yùn)輸大巷及回風(fēng)道的布置方式和位置選擇(一)主要運(yùn)輸大巷階段或水平主要運(yùn)輸大巷是溝通采區(qū)與井底車場(chǎng)的主要交通運(yùn)輸干線，并進(jìn)行通風(fēng)排水及布設(shè)管線。主要運(yùn)輸大巷在符合開拓要求的前提下，要盡量縮短大巷長(zhǎng)度避免過(guò)多的彎曲轉(zhuǎn)折以減少開拓工程，作到運(yùn)輸方便，有利通風(fēng)，并應(yīng)設(shè)在堅(jiān)硬耐久不易風(fēng)化無(wú)自然發(fā)火的煤巖層內(nèi)。布置方式分為集中布置，分組集中布置與分層布置三種。本礦井設(shè)計(jì)采用分組集中布置，請(qǐng)參閱圖423集中運(yùn)輸大巷布置：大巷位置選擇為了保證生產(chǎn)使用，便于維護(hù)減少煤柱損失，一般將主要運(yùn)輸大巷布置在煤層底板不受采動(dòng)影響的堅(jiān)硬巖層或煤組下部媒質(zhì)堅(jiān)硬圍巖穩(wěn)定無(wú)自然發(fā)火的簿及中厚煤層中，為了保護(hù)大巷不受采動(dòng)影響，底板巖石大巷必須與煤層保持適當(dāng)距離，根據(jù)礦井特征，煤層與大巷間巖柱尺寸隨煤層賦存深度和巖石性質(zhì)而變，一般為10～30m。大巷與煤層距離本礦井選用巖石大巷，根據(jù)不同水平的水文地質(zhì)條件大巷與煤層間距取10～30m。該礦井大巷布置在距煤層上方18m，符合礦井大巷設(shè)計(jì)要求。（二）總回風(fēng)道布置回風(fēng)大巷的布置原則與運(yùn)輸大巷布置基本相同，并且對(duì)于一個(gè)具體礦井來(lái)說(shuō)，常采用相同的布置方式。因?yàn)樵摰V井的通風(fēng)方式為主井進(jìn)風(fēng)副井回風(fēng)，通風(fēng)方式極為簡(jiǎn)單，回風(fēng)大巷即為礦井的運(yùn)輸大巷，能夠保證礦井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在一定的井田地質(zhì)、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式，開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般要在技術(shù)可行的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。第五章 礦井基本巷道第一節(jié) 井筒井筒在礦井開發(fā)和開采中的作用是不言而喻的，它是整個(gè)礦井的進(jìn)口和出口，井筒選擇決定于其用途、服務(wù)年限等因素，井筒的斷面大小更是整個(gè)礦井的關(guān)鍵因素，它決定了礦井的用途、井型、服務(wù)年限等。同時(shí)，井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)、涌水情況、選擇的支護(hù)方式及施工方法等因素也決定了井筒的斷面形狀。一、 井筒斷面形狀和布置形式井筒斷面形狀井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、穿過(guò)的巖層性質(zhì)、選擇的支護(hù)材料，及施工方法等因素確定。我國(guó)的礦井中，立井井筒斷面大多選用圓形，只有少數(shù)小型礦井選用矩形。圓形斷面常采用混凝土、料石或混凝土噴砼支護(hù)，具有服務(wù)年限長(zhǎng)、承受地壓性能較好、生產(chǎn)期間支護(hù)不需要或很少需要維修、通風(fēng)阻力小，以及便于施工等一系列優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是斷面利用率較差。立井井筒的名稱見表511。表511 立井井筒名稱名 稱用 途提升容器及裝備備注主 井提 煤箕斗（或罐籠）該礦為箕斗副 井升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼做通風(fēng)、排水。罐籠；排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間。風(fēng) 井進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)或兼做礦井的安全出口。梯子間及管線、電纜等該礦井副井兼作回風(fēng)井綜合上述各因素，結(jié)合本礦井實(shí)際情況，選定斷面形狀為圓形斷面。井筒的布置形式井筒斷面布置主要根據(jù)提升間的提升容器與井筒裝備的類型來(lái)決定。井筒斷面內(nèi)除提升間外，根據(jù)井筒的用途和需要的不同，往往還須布置梯子間、管子間或延伸間。在提人的罐籠井（副井）中必須設(shè)梯子間，箕斗井（主井）可不設(shè)梯子間?，F(xiàn)有礦井立井井筒內(nèi)一般都沒(méi)有梯子間，目前，在一些礦井和深井中有用緊急罐籠代替梯子間的。該礦主井無(wú)梯子間，用罐籠代替。若礦井儲(chǔ)量豐富，在以后有可能擴(kuò)大生產(chǎn)，可以留有延伸間。在井筒延伸后可利用延伸間安裝輔助提升設(shè)備，以滿足礦井?dāng)U大生產(chǎn)能力的需要。井筒斷面布置的設(shè)計(jì)，既要滿足井筒內(nèi)提升容器等設(shè)備布置的要求，又要力求縮小井筒斷面，簡(jiǎn)化井筒裝備，以達(dá)到節(jié)約材料和投資費(fèi)用的目的。根據(jù)提升容器和井筒裝備的不同，井筒斷面布置形式多種多樣。煤礦中圓形井筒斷面常用的布置形式列于表512。表512 井筒平面布置形式圖示提升容器井筒裝備一對(duì)25噸箕斗金屬罐道梁、鋼軌罐道、雙側(cè)布置，不設(shè)梯子間。一對(duì)3t底卸式礦車雙層單車罐籠金屬罐道梁、金屬或木罐道，雙側(cè)布置；設(shè)梯子間、管子間。井筒布置要求（1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼做風(fēng)井。如兼做回風(fēng)井時(shí)，井上下裝卸載裝置和井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不得超過(guò)15%，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施；兼做進(jìn)風(fēng)井時(shí)，井筒中的風(fēng)速不得超過(guò)6m/s，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。該礦井主井提升兼作進(jìn)風(fēng)井，且風(fēng)速在規(guī)定的范圍之內(nèi)，符合要求。（2）作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過(guò)300米時(shí)，宜每隔200米左右設(shè)置一休息點(diǎn)。休息點(diǎn)可在井壁上開鑿一硐室與梯子平臺(tái)相連通。（3）井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)所允許的間隙，必須符合規(guī)定。（4）井筒允許最大風(fēng)速不得超過(guò)表513的規(guī)定。表513 井筒允許最大風(fēng)速井 筒 名 稱允 許 最 大 風(fēng) 速無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井15專為升降物料的井筒12升降人員和物料的井筒8設(shè)梯子間的井筒8修理井筒時(shí)8二、 支護(hù)厚度與材料 澆注式混凝土井壁的整體防水性能較好，強(qiáng)度較高，方便使用施機(jī)械化施工，施工簡(jiǎn)單方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，通風(fēng)阻力小，適應(yīng)于穿過(guò)淺表土和基巖的井筒。本設(shè)計(jì)采用澆注式井壁，壁后用混凝土充填。井壁厚度確定在穩(wěn)定巖石中，井壁厚度參閱可采用表514中推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。表514 井壁厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)井筒直徑井壁厚度壁后充填厚度澆灌混凝土料石混凝土預(yù)制塊缸磚6～7m400～450450～500500550料石混凝土預(yù)制塊紅磚壁后充填厚度為100mm7～8m450～500500600600所以本設(shè)計(jì)井壁厚度的取值如下：主井：400mm。 副井：450mm。 風(fēng)井：400mm。 本設(shè)計(jì)為混凝土充填，充填厚度設(shè)計(jì)為50㎜。三、 井筒掘進(jìn)