【正文】 礦井開(kāi)拓延伸及深部開(kāi)拓方案 本礦井開(kāi)拓延伸 可考慮以下二種方案： 立井延伸； 雙暗斜井延伸。 （ 2）井底車(chē)場(chǎng)的布置 由于井底車(chē)場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。 根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見(jiàn)第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場(chǎng)面積 20104m2，定為 400m500m的矩形。北翼 風(fēng)井服務(wù)第一 、二 水平的 北 翼，南翼下一水平的通風(fēng)通過(guò)一段回風(fēng)平巷與西 風(fēng)井相連。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專(zhuān)用線(xiàn)與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專(zhuān)用線(xiàn)短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁(yè) 第 12 頁(yè) 共 114 頁(yè) ⑥ 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響 要保證井筒、井底車(chē)場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、 較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 ⑤ 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。 （ 2） 主、副井井筒位置的選擇 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁(yè) 第 11 頁(yè) 共 114 頁(yè) ① 井筒位置的確定原則 Ⅰ 有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少； Ⅱ 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； Ⅲ 井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層 破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； Ⅳ 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； Ⅴ 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤； Ⅵ 水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)短，道路布置合理。 與立井開(kāi)拓相比，斜井開(kāi)拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力 小 ，提升深度有限；通風(fēng)路線(xiàn)長(zhǎng)、阻力大，管線(xiàn)長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過(guò)富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。 本設(shè)計(jì)中第一水平傾斜范圍為 17m～ 280m，第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T = KAZ? = 式中 : T—— 第一水平服務(wù)年限， a 本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計(jì)服 務(wù)年限符合規(guī)定。 礦井采用對(duì)角式通風(fēng)，有專(zhuān)門(mén)的風(fēng)井，可以滿(mǎn)足要求。輔助運(yùn)輸采用雙層罐籠， 大巷輔助運(yùn)輸采用 600mm 軌距的 固定車(chē)廂式礦車(chē)， 同時(shí)本礦井井底車(chē)場(chǎng) 調(diào)車(chē)方便，通過(guò)能力大，滿(mǎn)足矸石，材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。 因地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)煤田范圍較大，開(kāi)采技術(shù)好的礦井應(yīng)建設(shè)大型礦井，故本設(shè)計(jì) 初步確定礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ?！?四六 制 ”作業(yè)，每天三班出煤， 凈提升時(shí)間為 16h。 則 計(jì)算可采儲(chǔ)量為： Z=(Q－ P) C=（ － ） = 萬(wàn) t 由此可得本礦井的可采儲(chǔ) 量為 萬(wàn) t。 176。 本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見(jiàn)表 21： 表 21 礦井地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心煤層深度 煤 層 傾 角α 煤層 厚度 沖積層厚度 沖積 層移動(dòng)角Φ 走向移動(dòng)角 δ 下山移動(dòng)角 γ 上山移動(dòng)角 β m 176。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的平均傾角為 17176。 礦井可采儲(chǔ)量 計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失 （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱； （ 2） 井田邊界煤柱損失； （ 3） 采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； （ 4） 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； （ 5） 其它各種損失。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定 工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即 A＋ B＋ C 級(jí)儲(chǔ)量。延伸水平標(biāo)高從負(fù) 250――負(fù) 450 米，勘探線(xiàn)控制到負(fù) 500 米。 2 井田境界與儲(chǔ)量 井田境界 井田境界劃分的原則 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(kāi)發(fā)。 查明區(qū)內(nèi)含煤地層的含煤性和各主要可采煤層的賦存特征。 通過(guò)煤層燃點(diǎn)測(cè)定，煤層具有自然發(fā)火傾向。二水平內(nèi) 3 煤層以焦煤為主，占 %，焦煤到貧煤次之，占 %，無(wú)煙煤占 %，天然焦占 %. 3 煤層屬低硫、低磷、中灰中等可選煤層， 6 等煤層屬低硫中灰煤層。 3－ 6 煤層分布 3 煤層，為主要煤層，僅局部因巖漿侵入不可采。巖漿以輝綠巖為主，次為花崗斑巖和閃長(zhǎng)玢巖，主要以巖床和透鏡狀侵入到煤層中，對(duì)煤層、煤質(zhì)及開(kāi)采影響較大（北翼尤為突出）。褶曲以北北東向?yàn)橹?，其主體褶曲構(gòu)造有張莊向斜和朔里背斜，次一級(jí)褶曲構(gòu)造有宗臺(tái)、丁莊背斜及童臺(tái)、黃莊向斜等組成。北至 16 線(xiàn)，東到張中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁(yè) 第 3 頁(yè) 共 114 頁(yè) 莊向斜軸。二水平斷距大于 20 米的有五條。 查明礦井充水因素，認(rèn)為開(kāi)采 3 煤層主要受其頂板裂隙含水層的 威脅為主，但富水性微弱，影響不大，而與地表水、灰?guī)r水無(wú)直接水力聯(lián)系的規(guī)律。深部正常涌水量為 噸／時(shí)，最大涌水量為 噸／時(shí)。 井田內(nèi)地表水系不發(fā)育 礦區(qū)供電 本礦現(xiàn)有兩趟 LGJ－ 電源線(xiàn)，一趟引自馬莊區(qū)域變電所，供電距離 14KM。年平均氣溫 ℃，日最低氣溫 ℃，日最高氣溫 ℃，年蒸中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 頁(yè) 第 2 頁(yè) 共 114 頁(yè) 發(fā)量 。另外井田北有連霍高速公路，交通較方便。中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 共 114 頁(yè) 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 交通位置 石臺(tái)礦位于淮北市東北 15 公里，閘河煤田中部偏東，坐落在蕭縣境內(nèi)。南鄰張莊礦，西接 岱河礦和朔里礦，東以張莊向斜軸與井田相連，北以 16 號(hào)勘探線(xiàn)為界，南北長(zhǎng) 公里，東西寬 5 公里，面積約22 平方公里。 夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 20 m/s。經(jīng)驗(yàn)算，正常情況下兩趟線(xiàn)路同時(shí)供電，當(dāng) cosφ＝ 時(shí)，馬莊區(qū)變――石臺(tái)礦， 14KM 線(xiàn)路壓降為 %，馬莊變區(qū)――朔里礦――－石臺(tái)礦， 14＋ 線(xiàn)路壓煤為 %。 （ 2）井田水文地質(zhì)類(lèi)型 礦井充水的主要巖層為 3 和 6 煤層的頂板砂巖裂隙水，淺部較深部發(fā)育，且富水性強(qiáng)。根據(jù)生產(chǎn)水平礦井涌水量較小，且上與地表水，下與灰?guī)r水無(wú)水力聯(lián)系，斷裂導(dǎo)水 性弱、頂板裂隙充水微弱等特征，將礦井劃為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單類(lèi)型。 區(qū)內(nèi)巖漿巖分布較廣，巖性種類(lèi)較多。延伸水平標(biāo)高從負(fù) 250――負(fù) 450 米，勘探線(xiàn)控制到負(fù) 500 米。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要以與曲軸向平行的北北東向正斷層為主。地質(zhì)報(bào)告初步闡明了巖漿巖侵入的分布規(guī)律，及其與褶曲、斷裂構(gòu)造的關(guān)系。 5 煤層，主要分布在 井田西南、西北及東北北部三塊可采區(qū)。 （ 4） 瓦斯、煤塵及自燃 一水平屬于低瓦斯礦井。 該井田主采煤層為 3 號(hào)煤層。根據(jù)主可采煤層（ 3 層）在井田內(nèi)有 194 個(gè)鉆孔穿過(guò)其層位，其中見(jiàn)煤點(diǎn) 192 個(gè)（僅有中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁(yè) 第 4 頁(yè) 共 114 頁(yè) 2 個(gè)鉆孔因過(guò)斷層未見(jiàn)煤），認(rèn)為該煤層的 控制程度較好。煤田范圍劃分為井田的原則有 ： （ 1） 井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開(kāi)采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)； （ 2） 保證井田有合 理尺寸； （ 3） 充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等； （ 4） 合理規(guī)劃礦井開(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。南北長(zhǎng) 公里，東西寬 5 公里，面積 22 平方公里。 井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量由煤層面積、厚度及容重相乘所得，其計(jì)算公式一般為： Q=100S Mγ /cosα (21) 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁(yè) 第 5 頁(yè) 共 114 頁(yè) 式中： Q—— 為井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t； S—— 井田面積， km2； M—— 煤層平均厚度， 10m； γ —— 煤的容重， t/m3， α—— 煤層平均傾角， 17176。 各種煤柱損失計(jì)算 （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 ，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo) 應(yīng)在 （ ~）公頃 /10 萬(wàn)噸之間大井取小值，故取 。工業(yè)廣場(chǎng)的中心處 在井田走向中央，傾向中央偏于煤層中上部 ，其坐標(biāo)為：該處表土層厚度為 50m。 M m 176。 190 17 10 50 35 73 55 75 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁(yè) 第 6 頁(yè) 共 114 頁(yè) 由此根據(jù)上述已知條件，畫(huà)出如圖 21 所示的工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱的尺寸，并由圖得出保護(hù)煤柱的尺寸為： 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖 S=梯形面積 =1/2 (上寬下寬 ) 高 =1/2 (625＋ 825) 920 =667000 m2 (則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為： Q1＝ S M r/cosα (21) ＝ 667000 10 176。 在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約為 50%為回采率過(guò)底和受未知地質(zhì)破壞影響所損失的儲(chǔ)量。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本井田儲(chǔ)量豐富，設(shè)計(jì)開(kāi)采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比 較穩(wěn)定，屬厚煤層 (10m)，為緩傾斜煤層（傾角 17176。 井型校核 下面按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1） 煤層開(kāi)采能力 礦井的開(kāi)采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第四章（礦井開(kāi)拓）與第六章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知 ，該礦由于煤層傾角 17度 ， 工作面不宜太長(zhǎng) ， 暫定長(zhǎng)度 170m，布置一個(gè)綜放工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。 所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 的要求。 井田 中部有 大斷層，對(duì)于開(kāi)拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。 中國(guó)礦業(yè) 大學(xué) 2021 屆 采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 第 10 頁(yè) 共 114 頁(yè) 4 井田開(kāi)拓 井田開(kāi)拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開(kāi)掘工程。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施 工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開(kāi)拓。 ② 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田 北部煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定，南部?jī)A角小 ， 相對(duì)平緩， 儲(chǔ)量分布 不 均勻，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央 ， 以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 因?yàn)楸揪飪?nèi)無(wú)主要鐵路，并不需留設(shè)保護(hù)煤柱。 本礦井 礦井涌水量與地表水無(wú)水力聯(lián)系，斷層導(dǎo)水性弱。 （ 3） 風(fēng)井位置的選擇 本井田煤層賦存條件比較好，屬于緩傾斜煤層， 第一水平 首采區(qū)采用帶區(qū) 式開(kāi)采， 其它部分采用采 區(qū) 式開(kāi)采。 風(fēng)井井口位置的選擇，應(yīng)在滿(mǎn)足通風(fēng)要求的前提下，與提升井筒的貫通距離最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。 開(kāi)采水平的確定 本礦井煤層露頭標(biāo)高為 17m，煤層埋藏最深處 達(dá) 900m，垂直高度達(dá)833m，因此必須采用多水平開(kāi)采，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200～ 350m，根據(jù)本礦井的實(shí)際條件，結(jié)合階段斜長(zhǎng)考慮，決定 一水平 煤層的階段垂高選為 250m 左右，二水平煤層的階段垂高選為 300m左右，一水平煤層的階段垂高選為 300m左右。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或者煤層底板中。 雙立井延伸：采用雙立井延伸時(shí)可充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)低，管理較方便。暗斜井立井內(nèi)鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時(shí)生產(chǎn)和延伸相互干擾少。（以下各方案各水平標(biāo)高與方案一相同） （ 2）三 水平開(kāi)采， 立井井筒位于 280 煤層處，主副暗立井 延伸 第二水平；主副暗立井 延伸 第三水平 （ 3）三 水平開(kāi)采， 井筒位置改變， 一水平仍位于 280 水平煤層處，車(chē)場(chǎng)位于底板巖石中； 二 、三 水平 雙暗斜井 延伸 。因此，兩方案還需要通過(guò)具體的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。 ③ 綜合比較及結(jié)果：方案 3 的總費(fèi)用小于方案 4 的總費(fèi)用，