【正文】 化裝備水平和生產(chǎn)效率。在設(shè)計(jì)過程中，把所學(xué)的理論知識(shí) 與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合起來應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)以《實(shí)踐教學(xué)大綱及指導(dǎo)書》為依據(jù)，嚴(yán)格按照《安全規(guī)程》的要求，采用工程技術(shù)語言，對(duì)礦井的開拓、準(zhǔn)備、運(yùn)輸、提升、排水、通風(fēng)等各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng) 進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。 隴海鐵路 在井田以南 15km 處通過 ， 鄭州－潼關(guān)公路也在井田以南 15km 處通過 。 自然 氣象 正村井田走向長約 ，傾斜寬 ，面積 。但村莊搬遷是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，投資大、影響面廣，項(xiàng)目法人應(yīng)結(jié)合當(dāng)前的政策法規(guī)及小城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃，搞好村莊搬遷工作。走向長 ，傾斜寬 ，面積 。 根據(jù)初步預(yù)測(cè)，東一、西二采區(qū)地表變形影響范圍內(nèi) 9 個(gè)村莊，大部分將遭受Ⅲ級(jí)采動(dòng)損壞破壞，需采取房屋整修加固措施（中修）。 為一般平緩的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀走向近東西向，傾向南，傾角 1025176。、 110176。 含煤地層主要有石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組及上統(tǒng)上石盒子組。地質(zhì)構(gòu)造類型屬簡單至中等。 、 110176。 ，傾向 北，傾角 70176。 義安 礦區(qū)主采煤層為二疊系山西組下部之二 1煤層，其直接頂為泥巖或砂質(zhì)泥巖，平均厚度 6m；老頂為中細(xì)粒砂巖（大占砂巖），平均厚度 7m；直接底為泥巖或砂質(zhì)泥巖，平均厚度 16m；老底為 L78灰?guī)r，平均厚度 10m，為一富水性較強(qiáng)的含水層，距煤層底板間距變化大，一般為 16m 左 右，但在薄弱地層或構(gòu)造發(fā)育地段，會(huì)產(chǎn)生底板裂縫隙造成底板出水，對(duì) 礦井安全生產(chǎn) 有影響。混煤灰分 %，混煤硫分小于 %。結(jié)焦性均為不結(jié)焦至弱結(jié)焦，發(fā)熱量均大于 。 二 1煤為煤沫狀，局部受構(gòu)造影響呈鱗片狀，半亮－全亮型，顏色為黑色、灰黑色，條痕灰及棕黑色，玻璃、油脂光澤，參差狀及不規(guī)則斷口，節(jié)理發(fā)育，常具滑感，有時(shí)具方解石脈，煤易燃，微煙無焰， 無膨脹現(xiàn)象，具均一狀和不清晰的條帶狀結(jié)構(gòu)，硬度小，性脆，無碎。 油浸物鏡下鏡質(zhì)組平均最大反射率 Romax=～ ，平均 ，屬高變. . 質(zhì)階段貧煤。因而，開采二 1 煤層時(shí)，一方面要保護(hù)煤層底板隔水層的完整性，另一方面要根據(jù)實(shí) 際需要，采取先疏水降壓后開采或底板注 漿加固隔水層等有效技術(shù)措施，防止煤層底板灰?guī)r突水而發(fā)生水災(zāi)事故 。但黃河水濁度高含沙量大，水處理困難。井田內(nèi)上二疊系平頂山段為中 ~粗粒長石石英砂巖，局部地段裂隙比較發(fā)育，可以選擇合適的地點(diǎn)施工供水鉆孔，就近解決供水水源。工業(yè)場(chǎng)地供水系統(tǒng)和辦公、生活區(qū)供水系統(tǒng)互為備用。缺點(diǎn)：黃河水濁度高含沙量大，水處理困難，操作復(fù)雜，投資高。水源為礦井排水 ：處理后的礦井排水作為供水水源。該區(qū)地下水水質(zhì)好，符合人們飲用習(xí)慣，投資省，管理簡單。 2） 礦井主要運(yùn)輸巷布置在煤層頂板巖層內(nèi)，以保證底板隔水層的完整性，減少底板灰?guī)r突水可能性。必要時(shí)應(yīng)采取超前預(yù)注漿堵水措施，并要求礦井建設(shè)期間盡快建立礦井永久排水陣地，以防施工突水，保證施工安全。爆炸指數(shù)由煤科總院重慶分院 2020 年 5月鑒定結(jié)果為 %，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。地溫隨開采深度的增加而變化，近似的地溫梯度為 ℃ /100m，未發(fā)現(xiàn)地溫異?，F(xiàn)象。黑色，有玻璃光澤。 A BCDEFGH 圖 311 井田邊界示意圖 Fig. 311 Schematic mine the border 井田范圍 見 圖 311，境界 拐點(diǎn)坐標(biāo) 見 表 311。時(shí)取 ； ② 最高灰分指標(biāo)為 40﹪； ③ 夾矸剔除厚 度≥ ?！?25176。 由煤層底板等高線圖知：本井田邊界長 ，井田內(nèi)斷層警戒線長。 因工業(yè)場(chǎng)地、礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開拓方式、采煤方法有關(guān)，其煤柱損失量待井田開拓、采煤方法確定后才能夠確定。其計(jì)算參數(shù)如下表所示。） β（176。每天 3班作業(yè)，其中 2 班生產(chǎn)， 1班準(zhǔn)備。 依據(jù)井田資源條件和對(duì)資源的分析，具備中型礦井開發(fā)條件，同時(shí)結(jié)合按期達(dá)產(chǎn)、采掘接替應(yīng)變能力強(qiáng)，穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn) 有保障可持續(xù)發(fā)展的條件創(chuàng)造；綜合評(píng)價(jià)初期投資少， 噸 煤投資和萬 噸 掘進(jìn)率低、經(jīng)濟(jì)效益高登技術(shù)條件。 若設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a。 立并開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。 (2)井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 (3)涌水量涌水量為 900 m3/h。 井田開拓 (1)對(duì)井田開拓若干問題分析 1)井田內(nèi)劃分、開采水平數(shù)目及位置 由于本井田的平均傾角為 15176。 ，煤層賦存穩(wěn)定，涌水量 不大 ，適合采用 多 水平上、 下山開采。 2)井硐形式、數(shù)目及其配置 ① 井硐形式的選擇 義安 煤礦井田內(nèi)煤層埋藏淺，表土層不厚，水文地 質(zhì)條件 復(fù)雜 ，井筒需特殊施工，故采用 立 井開拓（即主、副、風(fēng)井都采用 立 井）。此處地面較平坦，地質(zhì) 構(gòu)造簡單，開采條件較好。 高瓦斯礦井、有煤 (巖 )與瓦斯 (二氧化碳 )突出危險(xiǎn)的礦井的每個(gè)采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少 1 條專用回風(fēng)巷。 采用立井開拓，主、副井井筒至第一水平長 。主、副立井井口及工業(yè)場(chǎng)地位于井田中央位置，工業(yè)場(chǎng)地地 形平坦。 開 拓方式示意圖見圖 332。 主、副井井筒至第一水平長 ， 水平運(yùn)輸大巷布置在煤層底板的巖石中，距煤層 30m。兩方案對(duì)比，第 Ⅱ 方案多開立井井筒（ 2 350m），階段石門 475m。 方案 Ⅰ 采用立井 兩 水平 開拓 ，井筒工程量和石門工程量和方案 Ⅱ 相當(dāng)，兩方案均屬于技術(shù)上可行。采區(qū)服務(wù)年限按設(shè)計(jì)平均服務(wù)年限加上一年產(chǎn)量遞增、遞減期計(jì)算?？紤]到全井田中采區(qū)上、下山的總開掘長度相同，即兩方案的采區(qū)上、下山總開掘費(fèi)近似相同，故未對(duì)比計(jì)算。 4)采區(qū)上、中、下部車場(chǎng)的維護(hù)費(fèi)用均按占采區(qū)上下山維護(hù)費(fèi)用的 20%估 算。 從礦井生產(chǎn)后期來說，由于煤層地板較軟，其支護(hù)比較困難，影響生產(chǎn)，甚至是 無法進(jìn)行生產(chǎn)，所以決定采取方案Ⅰ。井筒直徑 ，采用 8t單繩絞車式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提升。井筒裝備有方形鋼管罐道，方形鋼管規(guī)格為 180 180 ,罐道梁規(guī)格為 180 100 mm,層間距 4000mm。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐. . 道梁采用通梁式布置方式。 斷面圖為： 圖33 2 副井 井筒斷面圖 圖 3— 4— 2 副 井井筒斷面圖 Fig. 342 viceshaft crosssection map 副井風(fēng)速校核： V=Q/MS≤ Vmax 式中： V— 通過井筒的風(fēng)速， m/s； Q— 通過井筒的風(fēng)量， m3/s； S— 井筒的凈斷面積， m2； M— 井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為 ； Vmax— 《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。 井深 。 井筒深度 井筒深度除自井口至開采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。 井筒斷面、井筒內(nèi)裝備及布置、井筒深度確定后，按表 341 的格式編制井筒特征表附入說明書中。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 . . 井底車場(chǎng)線路包括存車線和行車線。 除上述主要線路外，在井底車場(chǎng)內(nèi)還有一些輔助線路， 如通往各硐室的專用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路。 車場(chǎng)形式 如下 所示 。材料車線應(yīng)能夠容納 10個(gè)以上材料車到一列車。 輔助運(yùn)輸采用 型 噸固定廂式礦車運(yùn)輸，其尺寸為 2400 1050 1200。 (2)井底車場(chǎng)各存車線長度確定 1） 副井空、重車線 L=mnL 1+L2+L3 （ 351） 式中： L—— 存車線長度， m； m—— 列車數(shù) n—— 每列礦車數(shù) L1—— 一輛礦車長度， m； L2—— 電機(jī)車長度， m； L3—— 電機(jī)車制動(dòng)距離，一般取 12～ 15m 代入數(shù)據(jù) L= 21 ++14=。 . . 參考《 煤礦 礦井 采礦 設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的有關(guān)章節(jié)內(nèi)容和本礦井實(shí)際情況，可以使用通用設(shè)計(jì)中的線路布置，具體線路布置見下圖： 馬頭門的長度 L可有下式進(jìn)行計(jì)算確定： 39。 d—— 單式阻車器輪擋面至搖臂軸中心線的距離取 。 f—— 罐籠長度，取 4360mm。 由此：可計(jì)算出 L0=40500mm。26′06″ 2560 2852 5375 DX63041514 11176。 查表得： m＝ 12060mm， n＝ 12060mm， H＝ 11779mm， T＝ 9795mm， Kp＝ 17354mm。 18? 36?。18?36? ， S＝ 1400mm。26?06? ， a=2560mm， b=2852mm， R=5375mm。矸石列車在副井重車線機(jī)車分離以后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井 底車場(chǎng)。 . . 1 28 35 467 圖 357 車場(chǎng)區(qū)段劃分圖 Fig. 357 Fig. yard section divided 矸石列車在車場(chǎng)各個(gè)區(qū)段內(nèi)的作業(yè)程序及時(shí)間見表 352。近年來，也有些礦井采用了垂直式煤倉。 3）主井清理撤煤硐室及斜巷：箕斗裝裁時(shí)，部分煤炭撤落到井底。通常在清底設(shè)備之下或其附近，于井筒一側(cè)開一小泵房，安設(shè)兩臺(tái)水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。在馬頭門附近為便于礦車進(jìn)出罐籠，要安設(shè)推車機(jī)、阻車器等設(shè)備。從硐室出口防火門起 5 米內(nèi)的巷道應(yīng)砌 碹或用其它不然性材料支護(hù)。 . . 變電所必須采用不燃性材料支護(hù)，如選用混凝土或料石砌碹，條件許可也可采用不燃性錨噴支護(hù)。 (2)副井系統(tǒng)硐室 1）馬頭門： 它是副井井簡與車場(chǎng)巷道相連接的部分。清出的煤炭提升至運(yùn)輸水平，然后由礦車運(yùn)至副井送到地面。 2）箕斗裝載硐室：其內(nèi)安設(shè)箕斗裝載設(shè)備，將煤倉之煤按定量裝入箕斗。 . . 圖 358 矸石列車調(diào)度圖表 Fig. 358 scheduling chart waste train 確定井底車場(chǎng) 各 硐室位置 (1)主井系統(tǒng)硐室 1）井底煤倉：井下煤倉上接膠帶輸送機(jī)，下連箕斗裝載硐室。 本車場(chǎng)運(yùn)煤通過膠帶輸送機(jī)運(yùn)送，不需要礦車，因此只需要計(jì)算輔助運(yùn)輸時(shí)礦車的運(yùn)行圖表和調(diào)度圖表。 圖 356 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì) 總平面 圖 Fig. 356 shaft design of the overall plan 井底車場(chǎng)通過能力計(jì)算 本礦的設(shè)計(jì)由于采用的是刀式車場(chǎng)，主要設(shè)計(jì)為副井的車場(chǎng)形式，副井主要擔(dān)負(fù)運(yùn)送矸石和材料，大巷南北兩翼布置，在運(yùn)輸矸石和材料的重車段采用頂推式進(jìn)出車的調(diào)車方式。 渡線道岔線路聯(lián)接如圖 354。 單開道岔平行線路聯(lián)接如圖 353。 基本起軌點(diǎn) 圖 352 單開道岔非平行線路聯(lián)接 Fig. 352 Turnout single link nonparallel lines 2） 單開道岔平行線路聯(lián)接 已知：道 DK630515， a＝ 2560mm， b＝ 2852mm，α＝ 18176。 26? 06?， R＝ 15000mm， δ＝ 77176。 道岔選用道岔的具體情況如表 351 所示： . . 表 351 道岔一覽表 Tab. 351 List Turnout 名稱 項(xiàng)目 α a b L DK630515 11176。 h—— 緩和線長度，取 ?！?搖臺(tái)的搖臂長度 e、 e180。 b—— 基本軌起點(diǎn)至對(duì)稱道岔連接系統(tǒng)的末端之間的距離，起長度取決于對(duì)稱道岔的型號(hào)， b＝ 5848mm。 2） 材料車線 L=nL 1 （ 352） 式中： n—— 礦車數(shù) L1—— 一輛礦車長度， m 代入數(shù)據(jù) L=15 =。每列車 21 節(jié)車廂。直線線路就是指存車線和行車線以及調(diào)車線。 礦井為高瓦斯礦井，最大 瓦斯 含量 ，礦井總進(jìn)風(fēng)量。 本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 ， 根據(jù)以上車場(chǎng)形式選擇的原則和本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況。 行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。為此，井底車場(chǎng)的設(shè)計(jì)通過能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力 30～ 50﹪。） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 基巖段： 350 凍結(jié)段： 700 基巖段： 400 凍結(jié)段： 800 300 提升方位角（176。故一般井筒需開挖到井底車場(chǎng)水平以下 30～ 40m。目前我國的井筒支護(hù)方式主要有砼支 護(hù)、料石支護(hù)、砼砌塊支護(hù)和噴射砼支護(hù)等。 (3)風(fēng)井 風(fēng)井除回風(fēng)外，還兼做礦井的安全出口，裝備梯子間 及管路、電纜等。支護(hù)材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖段 400mm，凍結(jié)段 800mm。斷面圖為： 圖331 主 井井筒斷面圖 圖 3— 4— 1 主井井筒斷面圖 Fig. 341 shaft main shaft sections