【正文】 is the mineral well first step design make under the condition of original geology of the mine of Jinjialing Coal Mine， This design contents containment: The well farmland general situation and geology characteristic， the mineral wells expand， safe technique measure of well ventilated design， the mineral well， and the feature of understanding on the fully mechanized top coal caving mining method. The field general situation of the well includes geography， topography and traffic of the mining area mainly。但 煤炭是不可再生的寶貴資源，我國雖為萬億噸以上儲量的第三富煤大國，但人均資源僅為世界人均資源的一半。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時，繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝理論。 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 2 1 礦區(qū)概述及井田特征 礦區(qū)概述 交通位置 金家?guī)X井田位于鐵法礦區(qū)東南部，行政區(qū)隸屬于遼寧省調(diào)兵山市，位于調(diào)兵山市的金家?guī)X井田鎮(zhèn)及鐵嶺縣的大青鄉(xiāng)及菜牛鄉(xiāng)境內(nèi)。391 2 3~5739。鐵路及公路網(wǎng)能有利于金家?guī)X的煤炭資源持續(xù)不斷的向外運輸 。 礦區(qū)的氣象及地震 該區(qū)為大陸性寒溫帶干旱半干旱氣候， 風多雨少，春冬兩季多為西北風，夏秋兩季多為西南風， 風力一般 4~3 級， 大者高達 8~7 級， 無風季節(jié)少見。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 井田及其附近的地質(zhì)特征 區(qū)域地層 鐵法煤田為一內(nèi)陸山間盆地。 金家?guī)X 井田作為鐵法沉積盆地的一個次級構(gòu)造單元，除了具有鐵法盆地的沉積特點以外，在沉積建造與構(gòu)造演化上，還有其自身的若干特征。從成因上看，屬于北東向的新華夏系構(gòu)造切割東西向構(gòu)造帶而形 成的斷陷構(gòu)造盆地，且盆地的展布方向為北北東向，盆地的形成和發(fā)展，始終受到新華夏系構(gòu)造的控制，盆地內(nèi)的構(gòu)造形式以斷裂構(gòu)造為主，褶曲構(gòu)造次之，并伴有廣泛的巖漿活動。 區(qū)域地址褶曲特征 鐵法盆地的褶曲構(gòu)造不甚明顯，靠近盆地的西側(cè)，自北而南依次發(fā)育了北西西到近北東向的大明背斜、樸屯向斜、曉明背斜和北東向的大興向斜、曉青向斜和 金 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 4 家?guī)X 井田背斜。 井田的水文情況 1）井田范圍內(nèi)的河流、流量及洪水位 鐵法煤田的水文地質(zhì)條件較為簡單， 煤系地層上覆蓋有它巨厚的白堊系地層，白堊系地層滲透很差，滲透性系數(shù)較低，所以第四系含水層和白堊系上部風化帶含水層中的水不易滲入井下。根據(jù) 165? 孔抽水資料： ?K ， ?q ； 265? 孔抽水資料： ?K ，?q 。井田內(nèi)普遍發(fā)育，起到了一定的隔水作用。煤層變化的總規(guī)律：井田的西部、南部厚，東部、北部及東南部較薄?？傮w規(guī)律為東部煤層傾角較疏緩，向西傾角逐漸增大。研究煤層頂?shù)装鍘r性的變化規(guī)律，離不開對古河流的研究。 瓦斯含量由井田中部及東側(cè)向 金家?guī)X 井田背斜鞍部逐漸增大；由中部向西側(cè)瓦斯含量也是遞增的。結(jié)構(gòu)為 線 理狀，條帶狀及透鏡狀， 原 生裂隙不發(fā)育， 次生裂隙內(nèi)有方解石及粘土礦物充填 。絲炭主要分布在水平層理的表面上，形成薄膜，反映出沼澤盆地小幅度頻繁升降。 浮煤水分綜合平均值為 %~ ，表明該區(qū)煤經(jīng) 45 ℃空氣干燥后，水分可降低 2~1 個百分點。根據(jù)資料統(tǒng)計，煤層灰分每增加 %1 ，發(fā)熱量減少 kgMJ/ 左右。 4）煤 類 金家?guī)X 井田內(nèi)煤質(zhì)牌號以 無煙煤（包括弱粘結(jié)煤） 為主，氣煤次之，各 煤 層灰分在 %20~15 之間，低硫、低磷 。但在火成巖侵入部位有局部的煤質(zhì)變化現(xiàn)象。40123~1539。其中，下含煤段含煤系數(shù)為 ，上含煤段含煤系數(shù)為 。 井田尺寸 井田的走向最大長度為 km5 ，最小長度為 ，平均長 度為 km4 。根據(jù)井田劃分的原則進行劃分。 3）維護帶寬度：風井場地 m20 ，村莊 m10 ，其他 m15 。則工業(yè)場地保護煤柱壓煤量為 。45176。45176。 則礦井設(shè)計可采儲量為： ? ? ? ?tZ K ???? 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 12 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井的年產(chǎn)量 根據(jù)本礦區(qū)的煤層賦存狀況及本井田的儲量，確定本礦井的年生產(chǎn) 量為 240萬噸， 礦井的一般工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，礦井設(shè)計年工作日為 300 天；根據(jù)本礦的煤層狀況、年產(chǎn)量、工人的技術(shù)水平和管理者管理水平，本礦采用“四六制”作業(yè)、三采一準制度，即每班每日工作 6小時，三個采煤班，一個準備班；每晝夜的井提升時間為 16 小時。 平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。主要缺點：立井井筒施工技術(shù)復雜，需要設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面。 2）井筒形式的確定 a）主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑 ，凈斷面積 m ，基巖段毛斷面積 m ，表土段毛斷面積 m 。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 圖 41 主井井筒斷面圖 表 42 主井井筒特征表 b）副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積 m ，井筒內(nèi)裝備一對 雙層四車加寬多繩罐籠，井壁采用混凝土支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設(shè)備，矸石等。 井型 Mt240 提升容器 一對 9箕斗 井筒直徑 井深 m250 凈斷面積 m 井筒支護 混凝土井壁厚 mm500 表土段井壁厚mm2021~1000 基巖段毛斷面積 m 表土段毛斷面積 m 井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 16 圖 42 副井井筒斷面圖 表 43 副井井筒特征表 c）風井 風井采用立井型式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積為 m ，風井 布置 在工業(yè)廣場內(nèi)，不需要留單獨的保護煤柱。井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 18 開采水平的設(shè)計 水平儲量及水平服務(wù)年限 井田主采煤層為 4號煤層，其它煤層均不可采。 主要開拓巷道 4號煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度中等。為便于在巷道交叉時架設(shè)風橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運輸大巷沿底板掘進，回風大巷沿煤層頂板掘進。 1）井底車場的形式和布置方式 井底車場是連接礦井井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。 （ 3） 當大巷采用帶式輸送機運煤，輔助運輸采用無軌系統(tǒng)時，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車場；若輔助運輸采用有軌系統(tǒng) ，則宜采用環(huán)形形式的車場。輔助運輸采用 AMG ? 型 噸固定廂式礦車運輸，其尺寸為 mm1 1 5 08802 0 0 0 ?? 。 副井提升矸石，運輸材料，為使其長度留有調(diào)整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續(xù)，故空、重車線一般不小于 。大巷來的機車直接倒入卸載站然后運走。 ② 水倉布置及清理 水倉布置在井底車場空重車線的一側(cè)，礦井正常涌水量為 hm/6003 ，最大涌水量為 hm/6503 ，所需水倉的容量 為： ? ?30 5 2 0 086 5 0 mQ ??? 根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為： LSQ ?? （ 41） 式中： Q—— 水倉容量， 3m ； S —— 水倉有效斷面， 210m ； L —— 水倉長度， m545 。80080011176。 4） 運料系統(tǒng) 副井 → 軌道 大巷 → 運料石門 → 軌道中巷 → 運料斜巷 → 帶區(qū)回風斜巷 → 工作面 。 9)移交生產(chǎn)時井巷開鑿位置 首先向地下開掘主、副井筒 ， 掘至 225? 米水平后 ， 開掘部分井底車場及大巷 ，同時掘回風道 ，到井田東部再開掘斜巷與東風井打 形成通風系統(tǒng) ， 形成通風系統(tǒng)后 ，再回頭掘進初始未掘出的車場硐室及線路。 2） 運輸系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少，運輸費用低。 根據(jù) 現(xiàn)有 情況，可將井田劃分為 四個帶區(qū) 。隨著通風技術(shù)的發(fā)展 ， 現(xiàn)階段獨頭掘進的距離可達 3000 多米 ， 因此通風問題對帶區(qū)傾斜長度的大小沒有限制。 開采順序 在煤礦開采過程中 ， 煤層與各回采工作面有計劃按一定順序組織開采，才能保證整個井田的均衡生產(chǎn)與正常接替 ， 因此礦井開采順序的確定對礦井開采至關(guān)重要。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 5 帶區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 帶區(qū)位置 設(shè)計首采帶區(qū)（北一帶區(qū)）位于井田中部偏東 部，巖石大巷西南部。 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 煤層頂?shù)装鍘r石為粉砂巖，泥巖，細砂巖，中等穩(wěn)定，煤層特征及頂?shù)装鍘r性見煤層特征表：（表 51） 表 51煤層特征表 水文地質(zhì) 帶區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡單 ，涌水來源主要為 4號 煤層上覆砂巖、粉砂 巖等弱含水層裂隙水，和底板砂巖和石灰?guī)r等強含水層，預計正常涌水量 m ，最大涌水量為 m 。 帶區(qū)巷道布置 1） 帶區(qū)煤柱 由后面第 8 章通風設(shè)計確定工作面采用副井進風，風井回風的布置方式， 每個工作面共布置兩條斜巷，一側(cè)布置一條，一條為進風巷（運輸斜巷 )；另一側(cè)為回風巷。 3） 開采順序 首采帶區(qū)為北一帶區(qū)，然后依次采北二帶區(qū)，南一帶區(qū)，南二帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)輔助運輸采用軌道，電機車牽引，材料車從井底車場出來，經(jīng)軌道大巷和運輸斜巷到工作面。 4) 供電系統(tǒng) 供電：地面變電站 → 副井 → 中央變電所 → 運輸大巷 → 帶區(qū)變電所→帶區(qū)運輸斜巷→工作面 5) 排水系統(tǒng) 在工作面水自流入回風斜巷，回風斜巷設(shè)置排水泵將水排至大巷排水溝，經(jīng)水溝水排入井底車場水倉，然后經(jīng)管道 排到地面。掘進頭利用聯(lián)絡(luò)巷貫通構(gòu)成通風系統(tǒng)，在掘聯(lián)絡(luò)行貫通前的獨頭段采用局部通風機通風。 則： ? ?atA / 4 0 8 01 7 00 萬?????? （ 2）煤巷掘進面生產(chǎn)能力，按下式計算： 111 CHVLA ????? ? （ 53） 式中： 1A —— 掘進面生產(chǎn)能力，萬 t ； L —— 掘進面長度，取區(qū)段斜巷寬掘進寬度 ， m5 ； H —— 煤厚， ； 1V —— 掘進進面年推進長度， ? ?amV /6 6 0 0600111 ??? ； ? —— 煤層容重， 3/ mt ； 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 1C —— 掘進面回采率，取 。 帶區(qū)內(nèi)可采儲量為： t萬4162 帶區(qū)內(nèi)實際采出煤量為： 則：帶區(qū)采出率 %794162/ ?? 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：采（帶）區(qū)采出率：厚煤層不低于 ， 中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 。帶區(qū)變電所應(yīng)布置在穩(wěn)定的且 無淋水，礦壓小及通風良好的地方，并位于帶區(qū)中心，帶區(qū)變電所采用不可燃燒的材料支護。 帶區(qū)巷道支護形式 帶區(qū)巷道斷面尺寸及支護形式的確定依據(jù)： 1) 巷道所處的位置及圍巖的物理力學性質(zhì)及地壓作用的大小。 根據(jù)以上所述及帶區(qū)實際的自然條件，本設(shè)計帶區(qū)進、回風煤層斜巷均采用矩形 斷面 ，工作面帶區(qū)斜巷亦采用矩形斷面 。 2 2 7 3 0 0 錨索排距2 m167。 2 2 M 2 4 2 5 0 0 錨桿 圖 53 運輸帶區(qū)斜巷 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 34 167。 2 2 M 2 4 2 4 0 0 錨桿167。 2) 設(shè) 計應(yīng)盡量采用行之有效的先進技術(shù)，積極提高機械化水平，達到工作面的高產(chǎn)高效。 重點設(shè)計煤層及圍巖條件 本設(shè)計指定重點設(shè)計煤層為 4號煤層，此煤層位于帶區(qū)可采煤層的第一層，煤厚 ，平均傾角 為 ?4 ，煤層頂?shù)装鍘r石為粉砂巖、粗砂巖，中等穩(wěn)定，煤層的瓦斯相對涌出量為 tm / 3 （經(jīng)抽放后），煤層爆炸指數(shù)為 %~% ，有煤層爆炸危險，煤層的自燃發(fā)火期一般為 6~3 個月，屬易燃煤層，本層的煤質(zhì)牌號為無煙煤，煤質(zhì)