【正文】 ............ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 .................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 煤炭作為我國最 要的一次能源，在為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中作出了重要的貢獻(xiàn)。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護(hù)方 式、設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 興山 礦位于黑龍江省 鶴崗市區(qū)境內(nèi)， 其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 130176。最高洪水位 238m， 最大流速 180立方每米。 年平均降水量為 540mm， 最高氣溫為＋ 36?C，最低氣溫 為－ 36?C。礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近廠家提供。 本區(qū)地層基本與鶴崗區(qū)域性地層一致。 表 1— 3 斷層特征表 順序 名稱 性質(zhì) 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角 落差 （ m） 水平斷 距 (m) 1 F5 正 SN EW 75o 130～ 145 16～ 32 2 F7 正 EW SN 75o 150左右 200 3 F8 正 SN EW 75o 120～ 140 50 4 煤層賦存狀況及可采煤層特征 全區(qū)可采的煤層有 6個(gè)層，即： 1 2 22 22 2 30煤層。 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 本設(shè)計(jì) 煤礦地形大部分屬漫崗，標(biāo)高在 160～ 190 米之間，井田北部及中部為河谷水文地質(zhì)區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質(zhì)區(qū)。 涌水量預(yù)計(jì)： K=Q/T 式中 :K— 為充水系數(shù)， Q— 為實(shí)測涌水量， T— 為原煤產(chǎn)量。 原煤灰分變化較大，一般在 ％至 31％。 勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普查、精查、補(bǔ)堪和深部補(bǔ)堪四 類。 深部境界：以 30號(hào)煤層 — 500等高線為界，走向長 ，小、傾斜長 ，井田面積 20平方公里。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量計(jì)算 （一）礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算以下儲(chǔ)量： 1. 礦井地質(zhì)儲(chǔ)量：勘探（精查）報(bào)告提供的儲(chǔ)量，包括“能利用儲(chǔ)量”和“暫不能利 用儲(chǔ)量”； 2. 礦井工業(yè)儲(chǔ)量：勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的 A、 B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量， A、 B、 C三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算方法，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定； 3. 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲(chǔ)量； 9 4. 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場地的保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。移動(dòng)角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實(shí)測數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實(shí)測數(shù)據(jù)選取。 （ 3）斜井受保護(hù)對象應(yīng)包括絞車房、景田、斜井井筒及井底車場。斜井或巷道下方煤層，應(yīng)從巷道保護(hù)煤柱邊界起，用巖層移動(dòng)角圈定保護(hù)煤柱。 儲(chǔ)量計(jì)算方法 采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計(jì)算儲(chǔ)量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術(shù)平均法求出。 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 一 . 根據(jù)《 煤炭工業(yè)礦井 設(shè)計(jì)規(guī)范》，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力如下表 ： 表 2— 2 設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力表 名稱 井型 (Mt/a) 大型礦井 、 、 、 、 、 中型礦井 、 、 小型礦井 、 、 、 除上述井型外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的中間井型。 [10] 12 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 本礦區(qū)地面標(biāo)高在＋ 250 至 +150m 之間屬于丘陵區(qū)，地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少但落差大，大的斷層都作為礦區(qū)的 邊界，礦區(qū)附近各個(gè)礦井井型不同，開拓方式以立井開拓、斜井 開拓居多，平硐開拓少見。本礦井所采 6 層煤間距都在 10m左右，所以采用聯(lián)合開采的方式。 、底板為粉砂巖，粉細(xì)砂巖等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。 貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策 ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高 ， 創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開采。 缺點(diǎn)： 1. 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比投資少。 技術(shù)上 也比較可靠。 （ 二 ） 斜井開拓 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： 1. 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底 車場及硐室都比投資少。 2. 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長較大時(shí)，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200m以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～ 500m，含水砂層厚度小于 20～ 40m，表土層不厚，水 文地質(zhì)情況簡單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。要 經(jīng) 過 綜合 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后擇優(yōu)確定，特別是 提升 煤炭的主井 井筒 位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相協(xié)調(diào)，所 需要 考慮的主要因素和原則如下： （ 一 ）井下條件： 1. 應(yīng)該布置 在井田走向的儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可 開 采 的 儲(chǔ)量基本平衡； 2. 井筒應(yīng) 盡量避開或 較 少 的 穿 過 地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； 方 案 項(xiàng) 目 方 案Ⅰ 方 案Ⅱ 工程量/米 單價(jià) /元米1 費(fèi)用（萬元） 工程量 /米 單價(jià) /元米 1 費(fèi)用（萬元） 主井井筒 340 9000 306 1600 3000 480 副井井筒 335 9000 1400 3000 420 主石門 1200 2500 300 600 2500 150 運(yùn)輸大巷 6650 2200 1463 6650 2200 1463 回風(fēng)大巷 6650 1850 6650 1850 合 計(jì) 費(fèi)用 (萬元 ) 比 較 16 （ 二 ）地面條件： 1. 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并要 滿足防洪設(shè)計(jì) 的 標(biāo)準(zhǔn)； 2. 井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 3. 井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； 4. 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。每個(gè)開采水平設(shè)井底車場和運(yùn)輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實(shí)際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下： 方案一：單水平上下山開采 水平標(biāo)高 —— 200m 服務(wù)年限 —— 62年 方案二：兩水平上山開采 水平標(biāo)高 —— － 50m,－ 350m 一水平服務(wù)年限 —— 32a 二水平服務(wù)年限 —— 30a 參照上述二種方案 的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，各方案評價(jià)如下： 方案一：該方案的階段垂高，設(shè)計(jì)不符合《 煤礦安全 規(guī)程》規(guī)定，初期投資大，見效慢，本方案不可取。 根據(jù)煤層埋藏特征和《煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，并考慮到各煤層的間距較小，宜采用集中大巷，采區(qū)聯(lián)合布置方式，為減 少煤柱損失和 保證大巷維護(hù)條件，運(yùn)輸大巷布置在 30煤層的底板下的厚砂巖中，上水平的運(yùn)輸巷用做下水平的回風(fēng)巷，這樣有利用井下運(yùn)輸效率。 煤層群開拓時(shí)，主要巷道布置方式一般可分為三類： 1. 單層布置：自井 底車場開掘主要石門后，分煤層設(shè)置水平運(yùn)輸大巷。 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 1 2 22 22 2 30號(hào) 煤層 ， 各煤層的煤質(zhì)相同，不需要分采分運(yùn)。 [1] [10] 水平數(shù)目及高度 本井田煤層傾角小，走向長度長，不利于用單水平開采并且煤層賦存較深，如選用單水平數(shù)目運(yùn)輸問題不滿足規(guī)定無法解決。必須設(shè)輔助 水平引起投資費(fèi)用增加和生產(chǎn)分散，由于運(yùn)輸、提升等技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，對緩傾斜煤層礦井規(guī)定垂高為： 150米至 250米。 （一） 設(shè)計(jì)依據(jù) 包括：礦井開拓方式；井筒及數(shù)目； 礦井 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度；礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； 礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式 等。 采用 6層聯(lián)合開采的形式， 大巷布置在 30煤層的底板巖石中。 初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期；采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，便其適應(yīng)各翼儲(chǔ)量及產(chǎn)量分配； 對于煤層穩(wěn)定，開采條件好生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當(dāng)加大；為了充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機(jī)開采的部分要單獨(dú)劃分出采區(qū)；開采多 煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)， 搞集中生產(chǎn)； 初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長度及電壓降的控制范圍， 后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。 丘賓筒、地面預(yù)制混凝土構(gòu)件強(qiáng)度高 丘賓筒、混凝土右切塊在深砂層中，必須與防水材料配套使用 24 井 筒 布置及裝備 井筒平面設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求 （一） 設(shè)計(jì)依據(jù) 1. 提升容器的種類、數(shù)量、度火的外形尺寸； 2. 井筒裝備的類型和規(guī)格； 3. 桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置； 4. 提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； 5. 井筒通過的風(fēng)量； （二） 布置要求 1. 箕斗 提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； 2. 作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過 300米時(shí)， 須 每隔 200米左右設(shè)置一個(gè)休息點(diǎn)； 3. 井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)，所允許的間隙不應(yīng)過??； 4. 井筒允許最大風(fēng)速不超過 相關(guān) 的要 求； 5. 合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。 2. 加強(qiáng) — 理施工與和緊密配合，協(xié)調(diào)一致，盡量減少延深對生產(chǎn)的影響。 3. 主要運(yùn)輸大巷采用 3t底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由 18輛礦車組成，由兩臺(tái) 10t架架線式電機(jī)車一前一后牽引。 4. 本設(shè)計(jì)礦井屬于 低 瓦斯、低等涌水量礦井 。 [10] （二） 存車線長度的確定 確定存車線長度是井底車場設(shè)計(jì)中的重要問題： （ 1） 存車線過長，會(huì)使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場通過能力，并增 加車場工程量。 井底車場的布置 存車線路 行車路線布置長度 （一） 井底車場線路布置的要求： 為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上； 井底車場線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； 井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過各個(gè)井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應(yīng)不同。輔助運(yùn)輸和掘進(jìn)煤采用 噸固定式礦車，煤矸混合列車由 20輛 。 4. 充分利用現(xiàn)有井巷，設(shè)施及設(shè)備，減少臨時(shí)輔助工程時(shí)不時(shí)降低投資。 [6] [14] 設(shè)施及輔助設(shè)施，本礦井建成投產(chǎn)時(shí)共開鑿 2個(gè)井筒，即主立井和副立井。井 筒 支護(hù)見表 表 3— 11 立井井筒支護(hù)類型 類型名稱 采用材料 適用情況 優(yōu)缺點(diǎn) 砌 筑 式 砂漿、料石、混凝土、預(yù)制塊 取材方便的普通法造井，井筒使 用近年來，凍結(jié)法井筒在膨脹粘土層做臨時(shí)支護(hù) 砌筑后能立即承受壓力 砌體強(qiáng)度較低 整體受力及防水性差 整 體 式 整體 灌注 混凝土 井筒各種施工方法包括基巖井壁 整體性好，強(qiáng)度較高 防水性能好 便于機(jī)械化，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低 混凝土錨噴 混凝土、（錨桿、金屬脹 ） 在巖層較穩(wěn)定，淋水小且井筒裝配少或鋼絲繩罐道的井筒中采用 掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高 噴射過程中，回強(qiáng)率高，粉末多 整體預(yù)制式 預(yù)制裝配式 大型配筋砌塊丘賓筒機(jī)地面整體、澆注，預(yù)制鋼筋混 凝土井筒 使用鉆井法，沉井法施工時(shí)，需地面預(yù)制的井筒 。 采區(qū)劃分 將井田劃分成若干采區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮如下所述原則： 根據(jù)《炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時(shí)或安全上有特殊要求時(shí)，可單面布置；如果井田走向長度不大，兩翼均不超過 1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田邊界進(jìn)行后退式回采。 （三） 立井井底車場的基本類型： 1. 環(huán)形式：立式、斜式、臥式； 2. 折返式：梭式、盡頭式； （四） 井底車場形式選擇： 表 3— 9 立井井底車場的基本類型表 類 型 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 適 用 條 件 環(huán) 形 式 立 式 存車線和回車線與主要運(yùn)輸大巷垂直 主、副井距，主要運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠長度的布置存車線 90150萬噸 /年的礦井 刀形車場適于 60 萬噸 /年的礦井，增加回車線，能力可提高到90120萬噸每年 斜 式 存車線 與主要運(yùn)輸大巷分段 主要運(yùn)