【正文】 新河，為區(qū)內(nèi)主要河流，該河床標(biāo)高為 米，最大流量為 2800 m3 /h，屬于季節(jié)性河流該區(qū)最高洪水位標(biāo)高在 206~210 米。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 新鐵一礦 煤層由上部 1/3 焦煤到下部無(wú)煙煤的物理性質(zhì)是漸變的。精 煤揮發(fā)分一般在 %左右，硫含量在 ~％之間。 10 第 2 章井田境界、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 井田境界 井田周邊情況 新鐵一礦距七臺(tái)河市約 25 公里，距茄子河區(qū)約 10 公里，距富強(qiáng)礦約 3 公里。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有 4 50、 5 5 60、 66 8 9 99十層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。 保安煤柱 依據(jù)保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則如下： ，根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直于維 11 護(hù)邊界方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保護(hù)煤柱。 回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于 80%，薄煤層不應(yīng)小于 85%。 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 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)能力應(yīng)為： 大型礦井： 、 、 、 、 4 及以上（ Mt/a） ； 中型礦井 :、 、 （ Mt /a）； 小型礦井： 、 、 、 （ Mt /a）； 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。 ，地勢(shì)有起伏，因此工業(yè)廣場(chǎng)宜選擇在相對(duì)比較開(kāi)闊的河流階地上。 （ 2）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。 開(kāi)拓方式按照井筒的傾 角不同分為平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)拓方式等四種方式。 ③ 立井開(kāi)拓：適應(yīng)性很強(qiáng)，可用于各種地質(zhì)條件，同時(shí)在技術(shù)上也可靠。因此，平硐開(kāi)拓方式對(duì)本設(shè)計(jì)井田不適用，排除采用平硐開(kāi)拓方式。 ③需要大型的提升設(shè)備； 方案二：雙斜井開(kāi)拓方式 優(yōu)點(diǎn)：①建井期稍短些； ②井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單； ③掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開(kāi)拓較??； 缺點(diǎn)：①通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加； ②井筒過(guò)長(zhǎng)，煤柱損失嚴(yán)重； ③輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)； ④井筒過(guò)長(zhǎng)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護(hù)，安全性降低。 16 圖 31 開(kāi)拓方式比較示意圖 表 32 開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較 ： 井口位 置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。 方案Ⅱ：井田劃分三個(gè)開(kāi)采水平，一水平在 100m 標(biāo)高處 ，二水平在 300 標(biāo)高處，三水平在 500m 標(biāo)高處。 開(kāi)拓巷道的布置 開(kāi)拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車(chē)場(chǎng)、主要石門(mén)、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷等。 （一）運(yùn)輸大巷的布置： 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開(kāi)采水平的煤炭和輔助 運(yùn)輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長(zhǎng)。 圖 3 2 開(kāi) 拓巷道布置示意圖方案Ⅰ 分組集中大巷布置方案Ⅱ 集中大巷布置 圖 32開(kāi)拓巷道布置示意圖 現(xiàn)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，提 出以下兩種大巷 20 布置方式： 方案 I：分組集中大巷布置 方案Ⅱ：集中運(yùn)輸大巷布置 依據(jù)本井田地址條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 10層，即 4 50、 5 5 60、 6 6 8 9 99層煤平均間距 70m，間距較大。 兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為： 主井： 431650， 5065650 副井： 431720， 5065735 主井井口標(biāo) 高為 +220m，副井井口標(biāo)高為 +215m，擬定二水平為井筒最終水平。 ：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，本設(shè)計(jì)井田對(duì)大巷布置提出兩種方案： 方案一：一煤一巖大巷布 置 方案二：雙巖石大巷布置 對(duì)于各種大巷布置方式分述如下： (1)煤層大巷：當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)；沒(méi)有瓦斯與煤的突出，無(wú)嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn)： ①為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ②煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； ③煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。 ： (1)井底車(chē)場(chǎng)富裕通過(guò)能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%，應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通； (2)井底車(chē)場(chǎng)線 路不止應(yīng)該 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 運(yùn)行及操作系 統(tǒng)安全 可 24 靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)；井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； ： (1)環(huán)形式：臥式、立式、斜式； (2)折返式：梭式、盡頭式； ： (1)調(diào)車(chē)簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少；操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范； (2)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富 裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；當(dāng)大巷或石門(mén)與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車(chē)線和調(diào)車(chē)線，可選擇立式井底車(chē)場(chǎng)； 綜上 所 述，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車(chē)場(chǎng)形式為立式車(chē)場(chǎng)，采用雙翼來(lái)車(chē)的形式。 采區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)礦井井田走向長(zhǎng)度大，勢(shì)必按照技術(shù)要求沿走向?qū)⒕飫澐殖刹蓞^(qū)并按采區(qū)前進(jìn)方向回采。采區(qū)劃分詳見(jiàn)圖 35 西上采區(qū)東上采區(qū)西下采區(qū)東下采區(qū)西上采區(qū)東上采區(qū)西下采區(qū)東下采區(qū) 圖 35 采區(qū)劃分示意圖 井硐布置和施工 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 本設(shè)計(jì)有兩個(gè)立井井筒，一主一副。所以本設(shè)計(jì)井筒支護(hù)形式為：混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為 450mm。詳見(jiàn)圖 36， 37； 主井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 ，掘進(jìn)斷面面積45m2，井筒深度 700m。 副井井筒斷面 圖 36 副井井筒斷面 27 圖 37 主井井筒斷面 井硐延伸的初步意見(jiàn) 為了保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)，本礦井將延伸原主副井，從 150 水平延伸至 350 水平。該礦井井底車(chē)場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： (1)該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，年工作日 330d，實(shí)行“ 四 28 六” 工作制，每日凈提升 16 小時(shí)； (2)礦井采用雙立井開(kāi)拓方式，兩個(gè)開(kāi)采水平，分組大巷布置，雙翼開(kāi)采； (3)主要運(yùn)輸大巷采用 3 t 底卸式礦車(chē)運(yùn)輸，每列車(chē)由 22 輛礦車(chē)組成，由兩臺(tái) 14t 架架線式電機(jī)車(chē)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； 綜上所述，本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 底卸式礦車(chē) 立式井底車(chē)場(chǎng)。 N— 機(jī)車(chē)數(shù) ,輛； Lj— 每臺(tái)機(jī)車(chē)的長(zhǎng)數(shù)， m； Lf— 附加長(zhǎng)度，取 10 m。45176。 3t 底卸式礦車(chē)運(yùn)煤量 227094%＝ ，每日需 3t 底卸式礦車(chē)列數(shù) /（ 317）＝ 。 副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車(chē)場(chǎng)連接處、主排水泵房、水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室、主變電所及等候室等。 沿井田走向的開(kāi)采順序 依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。 在一般情況下，礦井三量符合上述規(guī)定即能達(dá)到 平衡，并有一定的合理儲(chǔ)備，但其為概括性指標(biāo)，三量可能符合要求但不一定滿足接續(xù)要求，所以三量只可作采掘關(guān)系的參考指標(biāo) 。 本采區(qū)采用集中上山聯(lián)合開(kāi)采，采區(qū)煤柱留設(shè)如下：各煤層在采區(qū)邊 界留設(shè) 15m 煤柱，井田境界處留設(shè) 50m 保護(hù)煤柱。 采區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 采區(qū)煤層全部可采，根據(jù)幾何法求得工業(yè)儲(chǔ)量為 ,可采儲(chǔ)量為 ，本采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，則本采區(qū)服務(wù)年限Tn＝ Z/(A k)，經(jīng)計(jì)算得服務(wù)年限為 13a 采區(qū)巷道布置 區(qū)段劃分 由于本采區(qū)采用走向長(zhǎng)壁采煤法，劃分則以工作 面長(zhǎng)度為標(biāo)志。采用走向長(zhǎng)壁采煤，上式計(jì)算得到的 L 值，還應(yīng)通過(guò)下述公式確定的工作面 L’ 來(lái)校核，若 L＜＝ L’ 則 L 合理。 采區(qū)車(chē)場(chǎng)布置 (1)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 ① 在雙軌運(yùn)輸巷道中 2 列列車(chē)車(chē)場(chǎng)的最突出部分之間的距離采區(qū)裝車(chē)點(diǎn)不得小于 ，礦車(chē)摘掛鉤地點(diǎn)不 得小于 1m。 措施主要有采用改變主扇的工作特性或改變礦井網(wǎng)絡(luò)路總風(fēng)阻值和改變主扇轉(zhuǎn)速或改變主扇中葉片安裝角的辦法。 (4)如果礦井服務(wù)年限增長(zhǎng)，則只計(jì)算投產(chǎn)之后 20～ 25a 兩個(gè)時(shí)期中巷道通風(fēng)總阻力 。s 2 /m4 ) 風(fēng)速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 450 50 2 5 2 井底 車(chē)場(chǎng) 錨噴 735 20 18 3 50 3 主石門(mén) 錨噴 220 4 34 4 中部運(yùn)輸大巷 錨噴 3300 2 149 5 采區(qū) 石門(mén) 錨噴 220 22 6 分帶運(yùn)輸 巷 錨噴 1500 12 12 25 88 40 7 回采工作面 液壓支架 200 12 14 20 8 區(qū)段回風(fēng)平巷 錨噴 3300 4 110 9 風(fēng)井 井筒 錨噴 600 170 小計(jì) 648 合計(jì) (加 10％局部損失 ) 711 表 76 困難時(shí)期 最大通風(fēng)阻力計(jì)算表 序 號(hào) 巷道名稱 支護(hù) 方式 巷道長(zhǎng)度(m) 凈斷面積(m2 ) 凈周長(zhǎng)(m) 風(fēng)量(m3 /s) 通風(fēng)阻力系數(shù)(N = m22 所以，礦井通風(fēng)屬于容易級(jí) 通風(fēng)設(shè)備的選擇 通風(fēng)設(shè)備的選擇是根據(jù)計(jì)算出的 Q 和通風(fēng)最容易時(shí)期最小阻力和通風(fēng)最困難時(shí)期最大阻力進(jìn)行設(shè)計(jì)的 . 主扇的選擇計(jì)算 主扇的選擇計(jì)算主要以風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量來(lái)考慮 : 風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 Qf＝ PLQ＝ 168＝ m3/s 式中 : PL— 考慮外部漏風(fēng)系數(shù) 。根據(jù)下式求得風(fēng)機(jī)的最大最小工作風(fēng)阻 : Rmax=hsmax/Q 2 ＝ Rmin=hsmin/Q 2 = 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)流式扇風(fēng)機(jī)的實(shí)際共況點(diǎn) ,由下式可求得電動(dòng)機(jī)在困難時(shí)期和容易時(shí)期所需要的功率 .根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)的配套設(shè)備 ,選用 JS1105－ 4型電動(dòng)機(jī)兩臺(tái) ,一臺(tái)工作 ,一臺(tái)使用。 (2)全井反風(fēng) 前者風(fēng)門(mén)能夠?qū)е峦咚狗e聚，后者可保證井下工作地點(diǎn)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量。 打眼時(shí)必須掌握好打眼角度。 (2)遇到事故無(wú)法 撤退時(shí) ,應(yīng)躲進(jìn) 避 難硐室 ,待火災(zāi) 減輕在撤 至安全地帶 .井下人員要佩帶自救器。 礦井水來(lái)源及涌水量 礦井水的來(lái)源可分為地面水和地下水，地面 水主要來(lái)源溝渠和池塘里的積水以及季節(jié)性雨水，融水等。 、備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時(shí)開(kāi)動(dòng)工作和備用的水泵，主排水泵房的供電線路不得少于兩回路，當(dāng)一回路停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷的供電。 排水方式和排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 新鐵一礦采用揚(yáng)水法排水方式。這兩種排水系統(tǒng)闡述如下： ① 集中排系統(tǒng) 這種排系統(tǒng)是將全部井巷 的涌水集中至水倉(cāng)內(nèi)，而后用泵將水倉(cāng)的水直接排至地面。 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 ① 設(shè)計(jì)依據(jù)：礦井正常涌水量： QE＝ 礦井最大涌水量。 ② 分段排水系統(tǒng) 當(dāng)單水平開(kāi)拓井筒延深，排水所需壓頭超過(guò)了水泵可能產(chǎn)生的揚(yáng)程時(shí)，可以采用分段排水系統(tǒng)，即先將涌水排至井筒中間水倉(cāng)，然 47 后再由中間泵房將水排至地面。 本系統(tǒng)采用集中排水系統(tǒng)，采用雙立井開(kāi)拓時(shí)，可將全部井巷的涌水集中水倉(cāng)內(nèi)，而后用泵將水倉(cāng)的水直接排至地面。 礦井主要排水設(shè)備 新鐵一礦采用揚(yáng)水法排水。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵，在 20h 內(nèi)能排出 24h 的最大涌水量。 45 第 8 章 礦井排水 概述 在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，隨時(shí)都有各種水源涌入礦井。 工作面無(wú)風(fēng)或風(fēng)量不足時(shí) ,不許生產(chǎn)。 其他事故的預(yù)防 工作面溜機(jī)司機(jī)不許正對(duì)溜頭，如有必要，溜頭必須設(shè)防溜設(shè)施，工作面所有電器設(shè)備必須防暴，電纜懸掛必須整齊。電壓： 6000V 反風(fēng)措施 一 般情況下，火災(zāi)發(fā)生在總進(jìn)風(fēng)流中時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全礦性反風(fēng)，阻止煤煙侵入井下采掘區(qū)。取 20 Hn— 自然風(fēng)壓 ,當(dāng)自然風(fēng)壓與扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓同向作用時(shí) ,Hn 取正 ,反向取負(fù)。 hRm m2 Am ax= ? 247。 壓入式用下列公式： Qf=(～ )Q Qf— 通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 Q— 礦井總排風(fēng)量 風(fēng)井有提升任務(wù)時(shí)取 故 Qf= 5044=5552 m3/min (6)為經(jīng)濟(jì)合理，安全地使用通風(fēng)機(jī)，必須使礦井總阻力 hr max不能太大，礦井通風(fēng)的設(shè)計(jì)負(fù)壓、不 能超過(guò) 2490P a。 (2)確定計(jì)算阻力路線，根據(jù)所給出的兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)圖，憑直觀和經(jīng)驗(yàn)先擇一條風(fēng)量最大， 巷道總長(zhǎng)度最大的線路計(jì)算最大阻力，不