【正文】 鍵詞 ： 開拓 ； 帶區(qū) ； 傾 向長壁 。 年工作日為 330 天，采用“三 八”式工作制，工作面長為 200m，每刀進(jìn)度為 1m，每日割 六 刀。 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井 開拓方式， 集中布置。服務(wù)年限為 57a。設(shè)計(jì)井田的可采儲量為 。屬于緩傾斜煤層。 采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 礦井的通風(fēng)方式為中央并列抽出式。 alignment long wall III 緒論 本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)， 希望通過本次設(shè)計(jì)對大學(xué)四年里所學(xué)的知識進(jìn)行實(shí)實(shí)踐。 用實(shí)地收集到的資料結(jié)合自己所學(xué)的知識爭取把此次設(shè)計(jì)做到理論與實(shí)際都符合要求 。 井底車場形式的選擇 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) ........ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 井底車場形式的確定及論證 ............ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 33′ 40″，北緯 45176。 滴道礦城子河礦正陽礦杏花礦東海礦通密山雞東通密山雞西雞西礦務(wù)局張新礦二道河子礦小恒山礦恒山礦水源地通樺木林場石墨礦柳毛礦至牡丹江滴道至林口交通位置圖比例尺 1：6 00 00 0 圖 11 交通位置圖 地形 地勢 城子河礦 地形呈丘陵?duì)?。對本井田開拓影響不大。 水電的供給情況 礦 區(qū) 電源來源于雞西發(fā)電廠，電壓 35 千伏。 第 三系地層處均廣泛分布，該地區(qū)由粉沙巖，泥巖組成，巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變化不大。 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組， 本井田具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層均集中在 雞西群城子河組，可采的煤層有 4 4 2 24上 、24五 個(gè)煤層，平均厚度 ，各煤層傾角在 5～ 7186。低灰低磷，低硫 Ⅰ ～Ⅱ氣煤 可 做為優(yōu)良的配焦和化工精練。 水文地質(zhì)情況 井田范圍 內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡單。 石英砂巖 石英砂巖 Ⅰ Ⅱ氣煤 F3 單一煤層較穩(wěn)定 2 43＃ 37 6176。 細(xì)砂巖 粉砂巖 Ⅰ Ⅱ氣煤 F3 單一煤層穩(wěn)定 6 表 12 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 容重 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102kg/c3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 ～ 5～ 25 2～ 20 ～ ～ 8 1～ 10 礫巖 ～ 5～ 15 1～ 15 ～ ～ 8 2～ 8 泥巖 ～ ～ ～ 2～ 7 5～ 10 灰?guī)r ～ 5～ 20 5～ 20 ～ 1～ 8 5～ 10 頁巖 ～ 16～ 30 1～ 10 ～ 1～ 2～ 8 石英 ～ ～ 15～ 35 ～ 6～ 20 6～ 20 ，亞黏土，中部黏土，亞黏土層和第三系泥巖，砂巖層。 煤質(zhì)、牌號及用途 本礦井煤屬低變質(zhì)煤， 煤的揮發(fā)分一般大于 40％ ， 個(gè)煤層 Y值平均為 5～9m/m，粘結(jié)性較低，煤種在垂向上無明顯變化。 各煤層煤的平均發(fā)熱量為 3063～ 6849 千 卡 /kg。 勘探程度及可靠性 本礦井所在地區(qū)從 1965 年就開始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對比資料。 井田走向 ,傾向 5km,井田面積約 13km2。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計(jì)儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲量。 9 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，設(shè)保安煤柱如下： ① 各煤層在露頭處留設(shè) 20 m 保安煤柱； ② 界斷層留設(shè) 20m 保安煤柱； ③ 井田內(nèi)部斷層留設(shè) 20m保安煤柱； ④ 河流兩側(cè)各留設(shè) 20m 保安煤柱； ⑤ 地面建筑物留設(shè) 50m 保安煤柱。 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)能力的確定 確定原則 10 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 應(yīng)根據(jù) 地質(zhì)條件，國民發(fā)展需要和國內(nèi)外市場需求，技術(shù)裝備和管理水平等因素，依據(jù)投資少，出煤快，經(jīng)濟(jì)效益好的原則合理確定。 礦井服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 P=Z/AK 式中， P—— 為礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限， a； Z—— 井田的可采儲量 ,Mt； A—— 為礦井生產(chǎn)能力 ,Mt/a； K—— 為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 ； 計(jì)算得： p= Z/AK=（ 90 ） =。 對 以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素 分為以下兩個(gè) ： 地表因素 和 煤層賦存情況 。煤層走向長度為 ，傾向 5km。本設(shè)計(jì)井田煤層為近水平煤層， 斜井開拓在技術(shù)上不可行。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布 置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則有以下幾點(diǎn) ： (1)井下條件 ①井田走向儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼 可采儲量基本平衡； ② 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； (2)地面條件 ① 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)； 12 ② 工業(yè)場地不占或少占用良田； ③ 井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 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。 在 煤礦科技迅猛發(fā)展 的今天 ，在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平， 1～ 2 個(gè)工作面生產(chǎn)。在條件適宜時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用上下山開采。 方案二： 井田劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高 150 m，二 水平標(biāo)高 350 m，三水平標(biāo)高 550 m。故而采用方案 一 的水平劃分方法，即劃分兩個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高分別為 250 m 和 450 m。 開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、井底車場、主要石門、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回 風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。 (2)分組集中大巷適用條件 ① 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； ② 按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利； ③ 多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾 。 2． 集中大巷布置。 針對上述情況， 本礦井采用方案二 。 井硐位置及坐標(biāo) (1)井筒位置 地處井田儲量中央 ； 井筒距北部邊界 公里，南部邊界 公里，西部邊界 公里，東部邊界 公里； (2)有較好的地形條件：井口處標(biāo)高 +207 m，地面坡度不足 2176。各列車運(yùn)行詳見井底車場運(yùn)行 表 310 表 310 井底車場運(yùn)行 表 井底車場通過能力驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，日產(chǎn)煤 2727t，矸石量占 20%，日運(yùn)量為 2727 17 20%=545t；掘進(jìn)煤占 5%，日運(yùn)量為 2727 5%=136 t；井底車場線路布置采用， 10t 蓄電池電機(jī)車牽引，每列車內(nèi)由 17輛礦車組成；輔助運(yùn)輸采用 固定式礦車， 每日 t 底卸式列車數(shù) =2864/（ 3 17） =列；每日煤矸混合列車數(shù)（ 545＋ 1364） /（ 179+91 ）＝ 則列車數(shù)為 ：＝ 4： 1。主井井底散煤采用礦車處理，用絞車提升至車場水平。 其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、電機(jī) 車 車庫及修理間、 以 及充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫、消防材料庫、人車站等。詳見采區(qū)接續(xù) 表。合理的 帶 區(qū)接續(xù)應(yīng)有如下要求： 、帶 區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，從而保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)； ，最大限度采出煤炭資源； ，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，減少巷道維護(hù)費(fèi)； ，有利于巷道維護(hù) 。采用分組集中大巷和主石門開拓 .《煤炭工業(yè) 礦井 設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 ,開拓煤量可采期一般為 3~5 年以上。掘進(jìn)工程所圈定的可采儲量 ,也就是礦井已生 產(chǎn)和準(zhǔn)備的采區(qū)包有的可采儲量。 回采煤量是準(zhǔn)備煤 量范圍內(nèi)已為采煤巷道所圈定的可采儲量。 Q 回 =L h m D K 式中 Q 回 — 回采煤量， t； L— 工作面長度， m； 22 h— 工作面傾斜長度， m； m— 設(shè)計(jì)采高， m； K— 帶區(qū)的回采率 。（ ） = 年 5 年，滿足要求； （ 2）準(zhǔn)備煤量可采期 =期未準(zhǔn)備煤量 247。 當(dāng)年平均月計(jì)劃產(chǎn)量或平均月計(jì)劃能力 =247。 23 第 4 章 帶 區(qū)巷道布置 帶 區(qū)概 述 設(shè)計(jì) 帶 區(qū) 的位置 邊界 范圍 帶區(qū)煤柱 初期采區(qū)位置選擇要求： ，賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，上面的薄煤層盡量少壓煤或不壓煤的中厚煤層。 本設(shè)計(jì)首采區(qū)為中一上 采區(qū)，位于井田 北 部，北部以 +150m 標(biāo)高為界，南部以 300m 為界，西部以 距井田內(nèi)部斷層 F1 400M 處人為邊界 為界，東部以 F1斷層為界。 帶 區(qū)生產(chǎn)能力 儲量及服務(wù)年限 帶 區(qū)煤層全部可采，根據(jù)幾何法求得工業(yè)儲量為 ,可采儲量為，本 帶 區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，則本 帶 區(qū)服務(wù)年限 Tn＝ Z/(A k)，經(jīng)計(jì)算得服務(wù)年限為 。 該帶 區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 ， 一 個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，扣除掘進(jìn)煤的產(chǎn)量，即工作 面 產(chǎn)量為 。 本設(shè)計(jì) 帶 區(qū)采用 三八 工作制， 兩班半采煤半 班準(zhǔn)備，日進(jìn) 6刀。 帶區(qū)斜巷傾角均取最佳角度 24176。 帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷與煤層群最下部煤層有一交點(diǎn)，自交點(diǎn)沿最下部煤層施工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與處在最下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連，構(gòu)成回風(fēng)回路，這條回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始終擔(dān)負(fù)回風(fēng)的任務(wù)。 運(yùn)輸大巷位于煤層底板巖石內(nèi)，大巷中心處軌道面水平至煤層底版垂直距離 8～ 10m,上山與大巷交角 90186。在煤倉容量和斷面一定的情況下，當(dāng)煤倉高度不受限制時(shí)，宜采用垂直式；當(dāng)煤倉高度受到限制時(shí)，傾斜式和混合式可增加倉體的長度，由于本采區(qū)采用溜煤眼溜煤，煤倉高度不會(huì)受到限制，所以煤倉形式采用垂直式。按《煤炭工業(yè) 礦井 設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，帶區(qū)煤倉容量一般應(yīng)為帶區(qū)上山輸送機(jī) 小時(shí)左右的運(yùn)量。 煤倉的結(jié)構(gòu)包括煤倉上部接口、倉身、下口漏斗及溜門基礎(chǔ)、溜口和閘門裝置，為了保護(hù)煤倉和改善煤倉上口的受力情況需要用混凝土收口注成圓臺體，煤倉上口應(yīng)高出倉道底板，防止水進(jìn)入煤倉，一般采用錨噴支護(hù)，煤倉下口要用混凝土砌注圓臺體收口，四周鋪設(shè)鋼梁灌入混凝土并與大倉支護(hù)連為一體。 高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備分別集中在一側(cè)布置，硐室寬度為 ～ 3m左右，硐室中主要人行道寬度為 。硐室與通道的餓連接處，須設(shè)向外開的放火柵欄兩用門。絞車房的平面尺寸一般根據(jù)絞車基礎(chǔ)尺寸和與四周硐壁的距離確定，絞車基礎(chǔ)前面和右側(cè)與硐壁的距離要考慮能進(jìn)出電機(jī)，后面能布置部分電器設(shè)備后尚能適應(yīng)司機(jī)活動(dòng)；并能從后面行人，左側(cè)只考慮行人方便與安全。機(jī)電硐室的溫度不要超過 30。 28 表 42 帶 區(qū)工作面接續(xù) 表 生產(chǎn)采區(qū)工作面號儲量/Mt生產(chǎn)能力Mt/a服務(wù)年限/a中一上區(qū)10012 4 6 1 73 5100210031004100510061007100810091010 帶 區(qū)準(zhǔn)備 帶 區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 首先，在 帶 區(qū)沿走向的中部位置，由運(yùn)輸大巷開掘 帶 區(qū) 施工 車場，并由此開掘帶區(qū)運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)斜巷，掘進(jìn)到煤層后， 在煤層中開掘 條帶 運(yùn)輸 進(jìn)風(fēng) 巷 ；在距帶區(qū) 施工 車場 200m 處開掘帶區(qū)材料車場，并由此開掘帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷，至煤層處，開掘條帶運(yùn)料回風(fēng)巷，并在帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷中開掘回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與回風(fēng)大巷相連 。 各巷道及硐室的規(guī)格質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)合格后，即可安裝機(jī)電設(shè)備移交生產(chǎn)。 我國常用的幾種中厚煤層采煤方法有如下兩種： 表 51。采用端頭斜切進(jìn)刀，雙向割煤，往返一次割兩刀。 (3)運(yùn)煤 由刮板輸?shù)罊C(jī) → 轉(zhuǎn)載機(jī) → 分帶運(yùn)輸入風(fēng)巷的膠帶運(yùn)輸機(jī) → 帶區(qū)入風(fēng)斜巷的刮板運(yùn)輸機(jī) → 帶區(qū)煤倉，然后由帶區(qū)大巷裝車站 → 井底車場。 1． 循環(huán)工藝流程 工作面采用分段追機(jī)作業(yè)，全工作面分為三段，具體流程為： 采煤機(jī)端頭進(jìn)刀 ? 割煤 ? 移架 ? 推移 ? 移輸送機(jī) ? 采 煤機(jī)在機(jī)尾進(jìn)刀 ? 割 33 煤 ? 移架 ? 推