【正文】 4～1全井田各采區(qū)采煤方法采區(qū)采煤方法落煤方式頂板管理一走向長壁采煤法綜采全部垮落法二走向長壁采煤法綜采全部垮落法三走向長壁采煤法綜采全部垮落法本設(shè)計(jì)重點(diǎn)煤層為一采區(qū)的6～1煤層，對(duì)該煤層采煤方法選擇的依據(jù)是：煤層賦存較穩(wěn)定，傾角較小，平均12176。水泵及水管的選擇水泵所需最小能力計(jì)算:正常涌水時(shí)： QB′＝最大涌水時(shí): QBm′＝ Qrm＝＝水泵所需揚(yáng)程估算:HB′＝(H＋HX)K＝(200＋5)＝ m式中: HX—吸水高度5m K—系數(shù) ～根據(jù)QB′HB′及PH值 ，從設(shè)備表中初步選為200D43型水泵 ，該水泵額定流量為 Qn＝346m3/h，一級(jí)額定揚(yáng)程為43m＝HK ， ，最高效率為ηn＝78%；排水管有利直徑:dp′＝ ＝247mm式中:Qn—水泵額定流量 346 m3/h；V—經(jīng)濟(jì)流速 ～；因井深小于400m ，故管壁選最薄的一種。對(duì)一階段排水設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算。輸送機(jī)的鋪設(shè)長度為200m。采區(qū)生產(chǎn)率： (3—1)式中：T——采煤機(jī)正常工作時(shí)間，取T=12 h；D——采區(qū)平均日產(chǎn)量，D=5454 t；K——工作面不均衡系數(shù)，取K=；則： A=5454根據(jù)以上計(jì)算，選用JJG1200/M伸縮帶式輸送機(jī)，作為采區(qū)平巷的煤炭運(yùn)輸設(shè)備，其運(yùn)輸能力為1200t/h，電動(dòng)機(jī)功率為160KW。4）生產(chǎn)末期各采區(qū)到井底車場(chǎng)的運(yùn)輸距離（第一水平）：，于運(yùn)輸距離為1000m。本設(shè)計(jì)大巷采用電機(jī)車運(yùn)輸。(矸石提升量) ，井筒長度 ，LS＇＝800m ，井筒傾角β＝176。2）采用SSJ1200/M型伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。表3～9 施工速度表機(jī)械程度巷道類型速度 m∕月綜掘機(jī)組煤巷500綜掘半煤巖巷350液壓鑿巖巖巷200。每隊(duì)配備30人。本設(shè)計(jì)在移交生產(chǎn)時(shí)有一個(gè)采區(qū)一個(gè)工作面可以正常安全。3）回采工作面長度一般不少于設(shè)計(jì)回采工作面長度的50%。根據(jù)煤層的賦存條件，176。設(shè)計(jì)礦井采用的是邊界式通風(fēng)，為使初期開拓工程量小，基建費(fèi)少，投產(chǎn)快，采區(qū)采用后退式開采，即從采區(qū)邊界向工業(yè)廣場(chǎng)方向開采，這樣對(duì)于以后的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)十分有利。 井底車場(chǎng)的主要硐室為主井煤倉及裝載硐室，中央變電所，中央水泵房。根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)井筒距離大巷較近，足以布置存、調(diào)車線，所以選擇臥式車場(chǎng)。3) 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。能解決煤、矸、物、人同時(shí)運(yùn)輸問題，與副井運(yùn)輸設(shè)備配套。 所以h=(250/10)=25m巷支護(hù)方式采用錨噴支護(hù)，巷道斷面特征見圖4～7。盡管在下山開采時(shí)存在通風(fēng)排水的困難，但由于二階段儲(chǔ)量低，采區(qū)服務(wù)年限短，故影響不大，所以采用兩個(gè)階段一個(gè)開采水平而不采用兩個(gè)階段兩個(gè)開采水平。WX468080246807624682048Y67654Z+530＋530+530 水平高度的確定井田煤層底板標(biāo)高在+145～＋530m，垂高為385m，176。90176。 井筒特征本設(shè)計(jì)中井筒數(shù)目定為三條，主井采用皮帶提煤，副井采用串車、人車提升，提矸運(yùn)料，運(yùn)人兼入風(fēng)，由于采用分區(qū)方式通風(fēng)，雖礦井生產(chǎn)能力大，但是屬于低瓦斯礦井，所需風(fēng)量也不大，并且若做中央風(fēng)井要掘回風(fēng)大巷工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用大不經(jīng)濟(jì)，故沒設(shè)有中央風(fēng)井。副井與其角度相同。沿井田傾斜方向的位置：由于紅廟礦區(qū)多數(shù)為軟巖，為便于維護(hù)巷道的原則，將井筒布置在6～4煤層底板較堅(jiān)硬的巖石中，和6～4煤層底板法向距離為30m以上，取最近處為30m。缺點(diǎn)是：兩翼采區(qū)走向長度不等，對(duì)工作面區(qū)段運(yùn)輸平巷設(shè)備選型不利，井口靠近鐵路，不利于布置工業(yè)廣場(chǎng)。所以本設(shè)計(jì)礦井采用立井開拓。g、安全出口：第一方案缺乏斜井行人出口，而第二方案的兩斜井為理想的安全出口。二方案優(yōu)。b、工程量：第一方案比第二方案初期節(jié)省工程量為334m。表3~2井筒形式比較內(nèi)容項(xiàng)目比較內(nèi)容第一方案第二方案第一方案比第二方案增減主井形式及設(shè)施井筒位置主副井筒位于井田中央傾斜偏上部主斜井和副斜井均位于井田邊界煤層露頭附近井筒形式與斷面主副井筒均為立井，㎡，+44㎡至第一水平長度主井井筒長度350m，需要140萬元副井井筒長度310m，主斜井至開采水平長度為814m，+主提升設(shè)備及容器主井采用一對(duì)16噸多繩箕斗 . 電動(dòng)機(jī)ZD315/49與膠帶配套電機(jī)速度4 m/s m/s能力1000 t/h1200 t/h200 t/h輔助提升副井采用一對(duì)1噸礦車雙層四車道多繩罐籠，一個(gè)材料罐籠帶平衡錘副斜井安設(shè)絞車，串車提升井底車場(chǎng)形式及工程量主副井比較接近，車場(chǎng)采用環(huán)形立式車場(chǎng)。 主井同I副井II施工受地質(zhì)條件限制。 人員升降快。根據(jù)本井田地質(zhì)情況，煤層賦存較淺，在+145～+530m，沖積層較薄，～，水文地質(zhì)條件簡單，無流砂層，除斷層外無其它地質(zhì)構(gòu)造。混合式：如主井為斜井和副井為立井開拓，對(duì)于本礦井來說，工業(yè)廣場(chǎng)不易布置 ，主副井距離遠(yuǎn)管理不集中。很顯然，利用平硐開拓對(duì)于本井田來說是不可行的。井筒選擇應(yīng)綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本，并結(jié)合開拓的具體條件選擇井筒。泥漿水土比的確定要看具體情況而定。C、灌漿回水在采空區(qū)過濾時(shí)，能帶走大量的熱量，沉積下來的泥漿還能夠繼續(xù)起冷卻的作用。6）灌漿系統(tǒng)：風(fēng)井→區(qū)段回風(fēng)石門→區(qū)段回風(fēng)平巷→采空區(qū)。3）運(yùn)料、行人系統(tǒng)：材料由地面→副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→采區(qū)軌道上山→區(qū)段回風(fēng)石門→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面。本礦井采用單水平開拓，第一階段+515—+330水平采用上山開采，+330以下采用下山開采。 礦井的一般工作制度本礦井的工作日按每年330天計(jì)算。 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性建井后產(chǎn)量出現(xiàn)增大，其可能性為：1) 投產(chǎn)后，由于技術(shù)管理水平的提高，綜采設(shè)備開采能力大，故產(chǎn)量會(huì)增大。根據(jù)設(shè)計(jì)，工作面長200m，滾筒采用600mm，一個(gè)工作面生產(chǎn)，一天進(jìn)9刀，工作面的采出率為95%。工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算公式[3]： （21）式中： ——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，t——可采煤層總厚度，mS——井田面積，㎡r——煤的容重， t/所以，Zg=5559929（+++）=20455 萬t其中 ：61煤儲(chǔ)量：5559929= 萬t62煤儲(chǔ)量：5559929= 萬t63煤儲(chǔ)量：5559929 = 萬t 64煤儲(chǔ)量：5559929= 萬t礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量井田東部以煤層露頭為界，需留設(shè)50m淺部防水煤柱，Z1=447650=823 萬t井田南部以人為定界，需留設(shè)30m保護(hù)煤柱，Z2=90230=100 萬t井田西部以F44，F(xiàn)46及經(jīng)線69000為界，需留設(shè)30m保護(hù)煤柱，Z3=422930=467萬t井田北部以人為定界，需留設(shè)30m保護(hù)煤柱，Z4=92730=102 萬t總計(jì)永久煤柱損失：Zy = Z1+ Z2 +Z3+ Z4 =823+100+467+102=1492萬t礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：Zs= Zg－Zy=204551492=18963 萬t礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量[2]礦井的設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量是指礦井的設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)廣場(chǎng)，礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱量后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積來計(jì)算儲(chǔ)量。3）、精查階段的煤炭儲(chǔ)量計(jì)算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界相一致。3) 開采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開采，一般不得分采分運(yùn)。井田走向長度大于傾斜長度，有四層煤，可保證礦井各個(gè)開采水平有足夠的服務(wù)年限。d) 階段保護(hù)煤柱留設(shè)60m?！?km， km2。表 1～4煤的物理化學(xué)性質(zhì)目項(xiàng)值數(shù)原 煤 工 業(yè) 分 析水分灰分揮發(fā)分粘結(jié)性發(fā)熱量發(fā)熱量Wg %Ag %Rr %Qf D WQ r D W最小135206600最大159767452平均149556902值數(shù)目項(xiàng)原 煤 元 素 分 析硫碳?xì)涞猄g%Cr%Hr%Nr%最小最大平均煤的容重:本井田的第六煤組煤質(zhì)基本一致，都為褐煤。 百靈礦礦區(qū)大部分巖石為軟巖，風(fēng)化巖硬為松軟，含水率一般在14%左右，孔隙率一般在31%左右，抗壓強(qiáng)度在39㎏/cm2 ，含煤系內(nèi)巖石多數(shù)遇水軟化，泥巖中含有大量蒙脫石，其膨脹性強(qiáng)，水穩(wěn)性差，詳見巖石物力力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表1～3表1～3 巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)類別巖性數(shù) 值比重g/Cm3開然容重g/Cm3含水率 %孔隙率 %抗壓強(qiáng)度Mpa普氏系數(shù) f備 注風(fēng)化帶砂巖最大風(fēng)化帶位于第四系與基巖界面以下20—40m最小算術(shù)平均泥巖最大最小算術(shù)平均一般砂巖最大本欄為風(fēng)化帶以下的抗壓強(qiáng)度小于100kg/cm2的巖石最小算術(shù)平均泥巖最大最小算術(shù)平均硬巖砂巖最大指抗壓強(qiáng)度大于100kg/cm2的巖石最小算術(shù)平均 煤的含瓦斯性、自燃性、爆炸性和含水性本井田煤層瓦斯含量較小，據(jù)化驗(yàn)資料， % CO % %，生產(chǎn)礦井測(cè)定為低沼氣礦井，本區(qū)由于煤燃點(diǎn)低，易自燃發(fā)火，煤塵試驗(yàn)結(jié)果為火焰長度40mm，巖粉量55%，具有爆炸性。圖1～3可采煤層及間距 各煤層賦存狀態(tài)六煤組共分6～6～6～6～4分層，6～1全區(qū)發(fā)育，6～，以上兩分層從走向看中部厚，往南北逐漸變薄，6～，平均9m，6～。 煤質(zhì)及煤層特征 井田內(nèi)煤層及埋藏條件煤層走向主體為南北走向，由南北走向分別逐漸偏為南西和北西方向，整體呈弧形，井田中央傾向基巖本為正西，呈扇形狀態(tài)，傾角在6176。（2）煤系地層砂巖孔隙裂隙含水層：主要由細(xì)砂巖、粉砂巖組成，變化規(guī)律為中、北部顆粒粗，東南部變細(xì)，全區(qū)含水層平均厚度129m。 煤層總數(shù)及可采總數(shù)本區(qū)煤層巖性變化大，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含煤地層最大深度452 m，一般300m，共含六個(gè)煤組，其中一、二、三、四、五煤組均不可采，本設(shè)計(jì)的第六組煤全區(qū)發(fā)育，六煤組分為6～6～6～6～4分層，均為可采煤層。0~30300基本可靠 含煤系及地層特征本設(shè)計(jì)的六組煤中上五組不可采，六組可采。表1～2 斷層特征表斷層編號(hào)性質(zhì)產(chǎn)狀落差走向長度備注走向傾向傾角MmF44走向正斷層N25176。~15176。~40176。表1～1井田地質(zhì)特征表地 層 時(shí) 代地 層 特 征界系統(tǒng)組新生代第四系全新統(tǒng)全區(qū)普遍發(fā)育，上部為風(fēng)積沙（局部賦存）中部為黃褐色亞沙土，下部為褐色亞沙土（含鈣質(zhì)結(jié)核）~，一般10m中生界白堊系下統(tǒng)孫家灣組本組地層普遍發(fā)育，巖性以紫紅色、灰綠色礫巖為主，夾薄層細(xì)砂巖及砂礫質(zhì)泥巖，最大控制厚度為500m侏羅系上統(tǒng)元寶山組以粉砂巖泥巖及煤層為主，夾薄層中～粗礫巖，局部有砂礫巖，為本區(qū)主要含煤地層，從上至下有5～1，5～2 ，5～3煤層，層間夾有黑色泥巖，灰色粉砂巖及薄層粗砂巖，全組總厚度約231~363m，一般為300m，其下與杏園組正合接觸。圖1～1交通地理圖 礦區(qū)的勘探程度和開發(fā)現(xiàn)狀百靈礦礦區(qū)歷經(jīng)三次及局部補(bǔ)勘、井檢，㎡，本設(shè)計(jì)主要依據(jù)是一九八五年四月由內(nèi)蒙古勘探公司一九七七年以前提出的三個(gè)精查報(bào)告基礎(chǔ)上重新編制的“百靈礦礦區(qū)＋140水平地質(zhì)報(bào)告”，本設(shè)計(jì)的第六組煤共四個(gè)分層，分為6～1 ，6～2 ，6～3 ，6～4分層，總的工業(yè)儲(chǔ)量20455萬t作為本次設(shè)計(jì)的主要資料依據(jù)。極限最低溫度為27℃，極限最高溫度為33℃。 氣象與地震本區(qū)屬大陸性氣候，常年干旱，雨量稀少，年降雨量在150～200mm左右，雨季約在七、八、九月份之間。北西高程最高+1600m左右，南東高程最低+1510m左右。礦井工業(yè)場(chǎng)地位于呼魯斯太鎮(zhèn)北約2km處。在設(shè)計(jì)過程中，得到了指導(dǎo)老師的詳細(xì)指導(dǎo)和同學(xué)的悉心幫助，在此表示感謝。，在所收集地質(zhì)材料的前提下，由指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)，并合理運(yùn)用平時(shí)及課堂上積累的知識(shí)，查找有關(guān)資料，力求設(shè)計(jì)出一個(gè)高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化礦井。煤炭發(fā)展的快慢，將直接關(guān)系到國計(jì)民生。煤炭是工業(yè)的糧食，我國一次能量消費(fèi)中，煤炭占75%以上。學(xué)生通過設(shè)計(jì)能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知