【正文】 號，其中 5號煤層穩(wěn)定可采，其余煤層不穩(wěn)定不可采，太原組厚度 ，煤層總厚 ，含煤系數(shù) %。 F2正斷層：位于井田東南 邊界外，斷層走向?yàn)楸睎|－南西向，斷層面向西北方向傾斜，傾角 60176。 ，落差 30— 40m，在區(qū)內(nèi)呈反 “S” 型延展，延長度約為 2100m。 。地層傾角一般在5176。井田屬大陸性半干旱氣候，最高氣溫達(dá) ℃，最低氣溫零下 ℃，年平均氣溫 ℃，春冬季多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速 。本區(qū)巖溶地下水的水位標(biāo)高，由西南部的 1100m左右向東北部的 1058m 流動變化。區(qū)域地表河流主要為 恢河 ，由南向北經(jīng)陽方口流入朔州平原，屬桑干河上游支流。區(qū)內(nèi)溝谷山梁發(fā)育，多為黃土覆蓋，黃土厚度 515m，植被差，分布有灌木叢。 本次設(shè)計目的；為了使自己掌握工程設(shè)計的一般程序和方法， 能正確編寫工程設(shè)計說明書和繪制工程圖紙，完成工程技術(shù)員必備的基本技能訓(xùn)練；增強(qiáng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識獨(dú)立分析和解決礦井生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，提高自己調(diào)查研究和科技創(chuàng)新的能力。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容：了解井田與采區(qū)地理概況及地質(zhì)特征；熟悉礦井開拓部署；掌握采煤方法及采區(qū)巷道布置情況；根據(jù)采煤方法和工作面條件，選擇采區(qū)運(yùn)輸方式及排水、供電設(shè)備；熟悉采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，了解采區(qū)通風(fēng)方式；了解采區(qū)巷道支護(hù)方式；采區(qū)設(shè)備的選型與計算；編寫采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 該井田屬海河流域，恢河水系。 本區(qū)處于寧武馬家灣向斜構(gòu)造的東翼，區(qū)域深層地下水屬神頭泉域的南部補(bǔ)給徑流區(qū)。本區(qū)奧灰?guī)r溶普遍發(fā)育，富水性由弱至極強(qiáng)，水質(zhì)優(yōu)良。降雨主要集中在 8月份，最大年降水量 ，最小年降水量 ，平均年降水量 ，年平均蒸發(fā)量 。 — 10176。井田西部和東部邊界附近發(fā)育兩條走向北東 — 南西向的正斷層。石湖礦 副 井在開拓至 98m 9 時遇該斷層破碎帶，該處斷層落差 35m。 ，落差 30m，斷層沿礦界延伸約 20xxm，斷層在地面顯露較為明顯。 現(xiàn)自上而下將可采煤層敘述如下。井田已有采空區(qū)及 小窯 破壞區(qū)面積約（ m2）。該煤層為一全井田可采的厚煤層，厚 10 度變化不大，一般為 — ，平均為 ，含 0— 2層泥巖夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。煤層直接頂 板為中細(xì)砂巖，局部相變?yōu)槟鄮r，平均厚度 ，巖石堅硬 較易支護(hù) ，底板為泥巖，炭質(zhì)泥巖，平均厚度 ，節(jié)理，裂隙不發(fā)育 。 11 煤塵爆炸傾向性 據(jù) 20xx 年 5月 31 日由山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心分析試驗(yàn)成果（表 6— 1）該井田 5號煤層均有煤塵爆炸性。石湖礦井田南北長 ～ ，東西寬 ～ ， 井田面積。 經(jīng)本次估算共獲得井田內(nèi) 5 號煤層保有資源儲量（ 111b+333） 9738 萬 t，其中探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲量（ 111b） 萬 t，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（ 333） 萬 t。 20xx 年后 5號煤層共計采空動用儲量 萬 t，其中 2 號煤層 萬 t， 5號煤層 萬 t。 全井田煤層傾角大多小于 15176。 S— 面積， m2，根據(jù)電腦邊界拐點(diǎn)求得，為水平投影面積。 ++1= H—— 最小層間距， m； m—— 下部煤層的采厚， m；最大取 m 14 △ m—— 安全系數(shù)，一般取△ m≤ 1m； 本礦 2 號與 5號煤層間距平均為 70m，小于 。 ＝ 萬 t 由于礦井勘探級別較高， 333 資源量的經(jīng)濟(jì)性和可采性評價良好，因此式中 k取 。采區(qū)界線兩側(cè)各留 10m煤柱。 16 （ 3）礦井主要大巷煤柱的留設(shè) 根據(jù)本礦井的煤層賦存和頂?shù)装鍑鷰r情況、礦井主要大巷開拓布置方式和大巷維護(hù)服務(wù)年限，確定各煤柱的留設(shè)情況如下： 大巷間煤柱 25m，大巷兩 側(cè)各留設(shè) 20m煤柱。 可采儲量計算結(jié)果 礦井 5煤層剩余工業(yè)資源 /儲量為 萬 t， 2煤層資源 /儲量為 萬 t； 5煤層資源 /儲量為 萬 t，設(shè)計可采資源總量 萬 t，設(shè)計可采儲量各煤層儲量的計算結(jié)果詳見 儲量匯總表 221。 方案二 將現(xiàn)有的 2斜井?dāng)U大斷面，延深至 5煤層底板下，用作礦井的主提升斜井，新開拓井底煤庫；將原主斜井?dāng)嗝鏀U(kuò)大，加固支護(hù)，用作副斜井，擔(dān)負(fù)輔助提升；利用原回風(fēng)井?dāng)U大斷面后作回風(fēng)井。 經(jīng)比較確定選用方案 — 作為石湖礦井改擴(kuò)建井田開拓方案。利用原回風(fēng)井?dāng)U大斷面后仍用作回風(fēng)井。 新開主斜井，開拓工程與正常生產(chǎn)影響較小。 生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜。 大巷布置及水平劃分 礦井開拓方式為斜井單水平開拓，根據(jù)現(xiàn)有開拓部署，井田劃分為一個主水平及一個輔助水平，主水平布置在 5煤層中，水平標(biāo)高 1380m，輔助水平布置 在 2煤層中，水平標(biāo)高 1455m， 輔助運(yùn)輸大巷采用 5層軌道運(yùn)輸大巷，由于采煤方法的改變，原有巷道斷面不能滿足進(jìn)出綜采設(shè)備的要求，需對軌道運(yùn)輸大巷進(jìn)行改造擴(kuò)大， 運(yùn)輸大巷斷面刷大后 凈寬，凈高 ，凈斷面積 ， 三心拱斷面，錨噴支護(hù)，噴砼厚度 100mm； 原有架線電機(jī)車運(yùn)輸改為絞車牽引礦車運(yùn)輸，大巷鋪設(shè) 30kg/m 的木枕石碴道床。 根據(jù)礦井規(guī)模、井筒提升方式、井田開拓布置，結(jié)合目前國內(nèi)外井下煤炭運(yùn)輸技術(shù)，裝備發(fā)展趨勢 和使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計確定大巷煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)。 （四）井下大巷目前全部沿煤層布置，具有一定的坡度和波狀起伏，要求煤炭運(yùn)輸設(shè)備與之相適應(yīng)。 20 第二章 采區(qū)地質(zhì)特征 一、采區(qū)范圍 設(shè)計采區(qū)位于井田南翼下山部分，南以井田境界為界，西以采區(qū) F7 斷層為界，東為井田邊界，北以大運(yùn)公路保護(hù)煤柱為界。 5煤主要由暗淡型煤組成，油脂光澤，硬度中等，大部分為粒狀結(jié)構(gòu)，少部分 為線理狀結(jié)構(gòu)。其中 直接頂 為 灰黑色碳質(zhì)泥巖 ， 含碳量較小，局部變?yōu)榉凵皫r ， 厚度 ，老頂為 白灰色 中 砂巖 ， 主要成份為石英， 次為長石，鈣質(zhì)膠結(jié)，厚度 15m。煤層有益厚度179。 最大涌水量 影響回采的其它地質(zhì)情況 瓦斯 瓦斯相對涌出量 ，絕對涌出量 ，屬低瓦斯礦井。 地壓 根據(jù)地質(zhì)資料提供及開采實(shí)際表明，無地壓異?，F(xiàn)象。 179。 179。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單。巷道系統(tǒng)復(fù)雜，巷道掘進(jìn)率高，巷道的掘進(jìn)與維護(hù)費(fèi)用高；分層開采時要鋪設(shè)人工假頂，增加了工人的勞動強(qiáng)度和礦井的生產(chǎn)成本；下分層開采不僅單產(chǎn)低、效率低，而且 下分層在假頂下開采，頂板難于管理，開采困難較大；煤層厚度變化時容易丟煤。放頂煤液壓支架已發(fā)展到 30 多個架型。實(shí)踐證明，在厚及特厚煤層中，綜采放頂煤開采與分層鋪網(wǎng)開采相比具有明顯優(yōu)勢。一個工作面可完成兩個以上工作面的產(chǎn)量，使 工作面單產(chǎn)和效率大大提高。 24 二、礦 壓觀測情況 本礦井至建礦以來未設(shè)立礦壓觀測組， 20xx 年上綜采后順之設(shè)立礦壓觀測組，定期進(jìn)行對工作面壓力進(jìn)行觀測，并向有關(guān)單位上報。 采區(qū)巷道布置 5層下山 510 采區(qū)布置三條采區(qū)巷道，分別為 510 皮帶運(yùn)輸下山、 510 軌道下山和510 回風(fēng)下山，下山巷道間距 20m。工作面過長，受運(yùn)輸機(jī)強(qiáng)度限制的事故率明顯增加，且目前國產(chǎn)的工作面運(yùn)輸機(jī)成型設(shè)備的極限長度在 300m～350m。 工作面割煤高度與放煤高度 工作面割煤高度除應(yīng)滿足通風(fēng)行人的要求外，還應(yīng)考慮設(shè)備投入和機(jī)道上方頂煤和煤壁的穩(wěn)定性，采高越大，煤壁越高易發(fā)生片幫，同時支架的高度增加造成初期投入大。 綜放工作面主要設(shè)備組成表 表 421 設(shè)備名稱 型 號 數(shù) 量 電機(jī)功率 （ kw） 生產(chǎn)能力 （ t/h） 支 架 ZFS4600/19/32 76 ZFG5000 4 ZT6900 2 采煤機(jī) MG150/375WD 1 375 刮板運(yùn)輸機(jī) SGB764/264（前） 1 2179。 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo) 根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，參照《礦井建設(shè)工期定額》及《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定 普掘平均成巷進(jìn)度指標(biāo)確定 如下： （ 1）煤巷 日進(jìn) 8 m，月進(jìn) 240 m； （ 2）半煤巖巷：日進(jìn) 5m ，月進(jìn) 150 m； （ 3）巖巷： 日進(jìn) 4 m，月進(jìn) 120 m（包括峒室）； 機(jī)掘平均成巷進(jìn)度指標(biāo)確定如下： （ 1）煤巷 日進(jìn) 17 m，月進(jìn) 500 m； （ 2）半煤巖巷：日進(jìn) 12m ，月進(jìn) 350m； 根據(jù)各掘進(jìn)隊(duì)組掘進(jìn)速度及工作面接替關(guān)系，采掘比為 1： 2。根據(jù)上述巷道布置及運(yùn)輸特點(diǎn)，本著既能降低初期投資，又使用便捷可靠的原則，輔助運(yùn)輸采用 液壓防爆絞車及 調(diào)度絞車牽引的運(yùn)輸方式。 (sin? +f1cos? ) =(16000+1500+500)179。 =19051(㎏ ) PK= ㎏ /m d=18 ㎜ 安全系數(shù) m=)( 2 ?? C o sfS inL cPQ QsKd ?? =)6c o ( s i )251 4 2 5(2 0 6 0 1 9 0 5 1 ??????? =＞ （ 4）提升機(jī)的選擇 滾筒直徑： Dg=80d=80179。 179。 （ 5）電動機(jī)預(yù)選 Ns=?102maxVKFj= ? ?? =97(kW) 30 選型結(jié)果 根據(jù)上述計算 ， 選用 179。 （ 3）一次運(yùn)輸設(shè)備最大重量為 16t （ 4）井底車場運(yùn)行距離： Lh=30m （ 5）上車場運(yùn)行距離： L1=25m （ 6） Q 最大 =16t （ 7） Q 平板車 = （ 8） Q 鉤頭車 = 設(shè)計計算 （ 1）提升斜長： Lt= L+Lh+L1=400+30+25=455m （ 2）繩端荷重 : Qd=(16000+1500+500)179。 7+FC 1570 ZZ(GB/891820xx) 全部鋼絲破斷力總和 Qs=10200179。 179。 （ 5）電動機(jī)預(yù)選 Ns=?102maxVKFj= ? ?? =25(kW) 選型結(jié)果 根據(jù)上述計算 ， 選用 JD25 調(diào)度絞車， Fje=Fce=1800 ㎏，配套電動機(jī)功率 25kW，電壓 660V；鋼絲繩 12 NTA 6179。 （一）設(shè)計依據(jù) 510 軌道下山水由 10軌道下山最低處排最高處標(biāo)高： 1365m 510 軌道下山最低處底板標(biāo)高： 1300m 正常涌水量： Qr=240179。 7 型礦用耐磨水泵，配套電機(jī) YB225M2，電機(jī)功 45kW，電壓 660V。故設(shè)計推薦采用方案一，即選用 MD2530179。 （三）選型計算 按正常涌水量加黃泥灌漿涌水量確定排水能力 Q 正常 =192+200=392m3/d= 33 Q1=179。 取 Dg=75mm。 179。 Ds2 =4179。 ??? 其中： ? =， 39。 2+31+179。 725/)179。 水泵總揚(yáng)程 H=Ha＋ Hs＋ Hst＋ Hat=65＋ ＋ 127=198m。 計算數(shù)據(jù)見下表： 管網(wǎng)數(shù)據(jù)表 表 731 35 水泵運(yùn)行工況點(diǎn)參數(shù)表 表 732 參數(shù) 管路 流量 Q(m3/h) 揚(yáng)程 H1(m) 效率 η (%) 計算軸功率 kW 理論最大吸水高度 Hs(m) 新管 203 24 舊管 21 225 21 如圖， M1點(diǎn)為排水管為新管時水泵工況點(diǎn)； M2點(diǎn)為排水管為舊管時水泵工況點(diǎn)。 4mm。 4mm 三、采區(qū)供電 根據(jù)井下采掘工作面的布置及主要負(fù)荷分布，副井底 5層設(shè)中央變電所，中央變電所雙回電源引自 35/6kV 變電所 6kV 不同母線段。采區(qū)內(nèi)皮帶運(yùn)輸下山、軌道下山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)下山回風(fēng)，形成礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。 179。 ② 按 CO2涌出量計算 Q 采 ＝ 70qCO2絕 K 采 =70179。 ③ 按人數(shù)計算 Q 采 =4N=4179。 Kh179。 179。 本礦擬取工作面風(fēng)量的 50%，即 700 m3/min （ 3）綜掘工作面配風(fēng)量 ① 按瓦斯涌出量計算 Q 掘 ＝ 100qCH4 絕 179。1. 56179。60 ） =(m3/min)； K 掘 CH4－工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)， K CH4=2； 則 Q 掘 CH4＝ 100179。 QCO2 絕 =10179。（ 25179。 2＝ (m3/min) 40 ③按人數(shù)計算 Q 掘 =4N=4179。 為了防止局扇發(fā)生循環(huán)風(fēng)，綜掘工作面配風(fēng)量不得低于 315m3/min，故綜掘工作面配風(fēng)暫按 400m3/min 計算。11 局扇供風(fēng)。 240179。24179。 K (m3/min) 式中 Q 掘 —— 炮掘工作面配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)， m3/min； 41 QCO2 絕 －炮掘工作面 CO2 絕對涌出量，掘進(jìn)工作面平均斷面為 10m2,單進(jìn)為240m/月，生產(chǎn)天數(shù)為 28d。 247。 179。 ⑤根據(jù)上述計算，炮掘工作面需風(fēng)量為 200m3/min,故選 FBD№179。 則 Vmin= Q 掘 /Smax=400/＝ V