【正文】 識，掌握礦井設計的方法、步驟及內(nèi)容，培養(yǎng)實事求是、理論聯(lián)系實際的工作作風和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，培養(yǎng)自己的科學研究能力，提高了編寫技術文件和運算的能力，同時也提高了計算機應用能力及其他方面的能力。同時說明書圖文并茂，使設計的內(nèi)容更容易被理解和接受。井田南北走向長約5km（含備用區(qū)），東西傾斜寬約3km，面積約為15km2。 礦區(qū)地形地貌百靈礦井田內(nèi)為低矮丘陵地形，丘陵多呈北西～南東走向。此外，在井田西部的邊界附近，有一座中田水庫，現(xiàn)已干涸廢棄不用。日溫差最高達27℃。根據(jù)國家地震局和建設部1990年發(fā)布的《中國地震烈度區(qū)劃圖》，本地區(qū)的地震烈度值為Ⅶ度區(qū)。表1～1，圖1～2。其構造形成原屬向斜，后被F1 、 F2兩斷層切割成一扇形盆地，含煤地層由東南走向（N 15176。E），呈弧形展布，煤系地層呈緩單斜構造，傾角6176。地質條件簡單。WSW55176。風化帶分布于煤層露頭一帶，其深度在原風化剝蝕帶的底界基礎上，再向下延伸15m，因而確定風化帶為20m，不計儲量。b、基巖孔隙裂隙含水層（1）白堊系礫巖孔隙裂隙含水層：超復煤系之上，厚度0～500m，礫石成分主要為變質巖礫，泥質膠結。該區(qū)斷層落差較少，破碎帶為砂質泥充填根據(jù)簡易水文，其沖洗液消耗量甚小，礦井見斷層時水量不會有顯著變化，斷層透水性微弱。左右，可采煤層間距見圖1～3。區(qū)內(nèi)雖然巖性變化大，但有一定規(guī)律，即由南往北，由下向上巖性逐漸由細變粗，北部和中部較穩(wěn)定，各類砂巖層理不甚發(fā)育，破碎易風化，具有較強的膨脹性，遇水后即軟化，斷裂帶附近層間滑動發(fā)育，其內(nèi)的巷道圍巖不穩(wěn)定，易冒落變形，位于煤層間的巷道有不同程度的移動和破壞。煤的工業(yè)分析見表1～4。井田境界：東部（淺部）以煤層露頭為界；西部（深部）以F44，F(xiàn)46及無煤帶為界；南部及北部人為定界。c) 斷層煤柱每側各為20m。井田內(nèi)有足夠的儲量和合理的服務年限。2) 開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨布置采區(qū)。2）、儲量計算的最大垂深與勘探深度一致，對于大、中型礦井，一般不超過100m。6）、煤層傾角大于15176。井田的工業(yè)儲量礦井的工業(yè)儲量：勘探地質報告中提供的能利用儲量中的A、B、C三級儲量。 其中P= Z5所以，井田的可采儲量： =（18963－） =14434 萬t 礦井生產(chǎn)能力及服務年限 礦井的年產(chǎn)量，并確定礦井的服務年限礦井的年產(chǎn)量礦井的設計生產(chǎn)能力宜按工作日330天計算，每天凈提升時間為16小時。由礦井的服務年限計算公式： （23）式中：——礦井的可采儲量； A——礦井的年產(chǎn)量； K——礦井儲量備用系數(shù)，；所以，T=14434／180 =因為服務年限大于50年，所以符合《設計規(guī)范》的要求。4) 采取地質構造簡單，儲量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲量及較好的開采條件。 井田開拓本井田采用斜井單水平開拓，對于井田內(nèi)的煤層采取集中聯(lián)合的布置，由于本井田最底層煤為厚煤層所以只能在各采區(qū)最底層煤的底板下14m的巖石中布上山（軌道上山和運輸上山），然后用運輸石門和軌道石門連接煤層。2）運輸系統(tǒng)：工作面采出煤→工作面溜槽→區(qū)段運輸平巷→區(qū)段運輸石門→溜煤眼→采區(qū)運輸上山→采區(qū)煤倉→運輸大巷→井底煤倉→主斜井→地面。由于本礦井煤層發(fā)火期為2～3個月比較短所以需要消火灌漿。B、它能把廢棄在采空區(qū)的易燃碎煤、浮煤包裹起來，隔絕外部空氣，延緩氧化自然的速度。等工作面推進一定距離后，就對采空區(qū)進行灌漿。 井田開拓井筒形式的確定井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉，是全礦的樞紐。平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開掘平硐的高地勢，也是要有高于工業(yè)廣場以上的一定煤炭儲量，這是主要的方面，可就是這一點，本井田不能滿足要求，本井田井筒的標高最高為+530m，沒有高于工業(yè)廠地的煤。而且越是這種情況就越顯示出豎井的優(yōu)越性。下面就列出三種開拓方案進行經(jīng)濟比較來確定開拓方案。技術經(jīng)濟比較根據(jù)本井田特點，對井筒形式提出三種方案：I方案： 雙立井 主井箕斗 副井罐籠 圖3~1II方案： 雙斜井 主井皮帶 副井串車 圖3~2III方案：主斜副立 主井箕斗 副井罐籠 圖3~3圖3~1雙立井開拓方案 圖3~2雙斜井開拓方案圖3~3主斜副立井開拓方案表3~1三種方案技術分析表I方案II方案III方案方案特征主井皮帶運煤副井串車人車提矸運料入風通風方式為分區(qū)式主井箕斗運煤副井罐籠提矸運料運人兼入風通風方式為分區(qū)式主井皮帶運煤副井罐籠提矸運料運人兼入風通風方式為分區(qū)式優(yōu)缺點 施工簡便建井快，投資少，不需專業(yè)施工隊伍 井筒裝備及地面建筑少，不需大型提升設備 井筒提升方便，并能減少井下石門長度 提升、維護、排水費用大，管路電纜鋪設長 人員升降慢 工業(yè)廣場不壓煤 地面運輸環(huán)節(jié)少，管理集中 運煤距國鐵近 井筒有效斷面小，通風條件差 施工受地質條件限制 施工復雜，建設慢，投資高，需專業(yè)施工隊伍 井筒裝備及地面建筑多，需大型立井提升設備 井筒延伸復雜，二水平井下石門較長 提升、維護、排水費用小，管路、電纜鋪設短 人員升降快 工業(yè)廣場壓煤 地面運輸環(huán)節(jié)少，管理集中 運煤距國鐵近 井筒有效斷面大，通風條件好 施工不受地質條件限制 主井同I副井II 主井同I副井II 主井同I副井II 主井提升維護費用大排水費用低，管路電纜鋪設短。 運煤距國鐵近，但運料距國鐵遠。另對立井增一項井筒裝備費，對斜井增加一項井筒鋪軌費用，列入其他費用，單價為立井主井4000元，副井3785元。第二方案的井筒位于井田邊界的煤層露頭附近，第一方案需要掘石門長度大，而第二方案井筒距離煤層近不需要掘石門而直接有大巷連接到井底煤倉。e、生產(chǎn)經(jīng)營費用：經(jīng)過經(jīng)濟比較。而工業(yè)廣場壓煤不利于井下采區(qū)巷道的布置。綜上分析，斜井更為有優(yōu)勢，尤其是在運輸環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)連續(xù)運輸、并且行人出口多，還是雙斜井井開拓較為合理。Ⅰ方案的優(yōu)點是：處于儲量中央，兩翼產(chǎn)量分配均衡，使井田走向方向噸煤運輸費用低。通過以上分析，又因為實際儲量中央與幾何中央相差不太多，所以決定采用Ⅱ方案，沿井田走向方向處于井田幾何中央位置。井筒傾角：主井采用皮帶提升，大致與煤層角度相當，176。由于井田內(nèi)無河流通過，沒有洪水的威脅，所以對井口的位置選擇沒有考慮是否處于最大洪水水位之上，（當?shù)貨]有最大洪水水位記載），井口標高只需高出當?shù)厮幍乇順烁呒纯伞?76。WN 61176。一階段斜長為911m，二階段斜長為800m，依設計規(guī)范緩傾斜綜采工作面長度150～240m，劃分區(qū)段數(shù)為3～5個，符合規(guī)范要求，本設計采用單水平開采水平的依據(jù)是：水平儲量滿足規(guī)范要求，階段斜長符合機械化采煤要求，可布置綜采工作面，水平巷道利用率高，能緩解采區(qū)接續(xù)緊張和井筒延伸頻繁不足，并且二階段為下山開采，可不做井筒延伸，由運煤運料直接與運輸大巷相連接，直接省了井筒的延伸費用。表3~5水平內(nèi)劃分情況階段階段斜長階段煤柱區(qū)段煤柱巷道寬工作面長區(qū)段斜長區(qū)段數(shù)一上山911m30m10m4m200m218m4二下山800m30m10m4m190m208m4 設計水平的巷道布置 h 由于本井田煤層間距較近，見圖1～3 ，層間距＜50m，故采用集中大巷布置，由于紅廟礦區(qū)屬軟巖，為便于維護，將大巷布置到6～4煤層底板巖層中，又由于設計中通風方式為分區(qū)式，所以只采用單大巷布置，大巷距煤層底板間距一般10～30m下式計算：h=( H/10 )K1 K 2式中H=250m K1 — K 2 — 176。大巷設在距底板巖石25m中，受采動影響小。2) 調車簡單，管理方便，彎道及岔道少。6) 大巷或石門離井筒較遠，能布置下存、調車線時，可選用立式，較近時，可選用臥式或斜式。回風采用分區(qū)通風，回風邊界在+530。 圖3～11中央變電所和中央水泵房聯(lián)合硐室 開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置合理的煤層開采順序應該是在考慮煤層采動影響關系的條件的前提下，保證開采水平、采區(qū)、回采工作面的正常接替，保證礦井的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，最大限度的開采煤炭資源，減少巷道掘進及維護工程量，合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設備能力，提高技術經(jīng)濟效益，便于防治災害，保證生產(chǎn)安全可靠。煤層間下行式。2）“三個煤量”達到規(guī)定標準。有了以上的移交生產(chǎn)標準也就決定了礦井在移交生產(chǎn)時井巷的開鑿位置。其中一、二隊施工主井和副井。施工速度根據(jù)給定的施工速度進行施工。 礦井提升設計依據(jù)：1），礦井年工作日為330天，日提升16小時。 串車可用來做提升設備，提升矸石，以及下放材料等。 大巷運輸 大巷運輸方式由于電機車具有良好的性能，它的行駛速度快、效率高、維護方便、運行可靠，而當?shù)V井產(chǎn)量和運輸距離發(fā)生變化時，只需要增加電機車的臺數(shù)即可滿足要求，且適于長距離的大巷運輸工作。3）達到設計產(chǎn)量生產(chǎn)采區(qū)為一采區(qū)，其初期運輸距離為2800m。工作面單翼推進約1100m，需鋪設皮帶長度在1100m左右。擬選用SGZ—730/320型刮板輸送機，其運輸能力為700t/h。 礦井排水礦井開采劃分一個水平兩個階段 ，一階段為一次排水 ，二階段為二次排水。 排水設備選型選擇（一）水泵型號幾臺數(shù)主排水的垂高度: H＝530－330＝200 ，對排水管路無腐蝕作用。大型礦井應以綜合機械化采煤工藝為主。2）國家關于煤炭生產(chǎn)的方針政策。1）經(jīng)濟合理經(jīng)濟效益是評價采煤方法好壞的重要依據(jù)。2) 技術發(fā)展及裝備水平的影響技術發(fā)展及裝備水平可以直接影響巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)，在選擇系統(tǒng)方法時必須認真考慮。、煤層結構及圍巖情況設計采區(qū)的埋藏深度為+145～+530，區(qū)內(nèi)煤層平坦，無構造，176。在本設計中，為了一個工作面達產(chǎn)，經(jīng)反復計算，確定工作面的長度為200m，下面按工作面長度200m進行校核。 （42）式中：L——依采煤機能力確定工作面的長度；Q——采煤機日生產(chǎn)能力，Q=2460= t/d；K——開機率，； N——晝夜循環(huán)進刀數(shù)，9刀；M——采高，；B——滾筒截深， m；γ——煤的容量，㎡；C——工作面回采率，；所以 ，L== m因此按采煤機能力校核工作面的長度是合理的。煤塵有爆炸性危險，爆炸指數(shù)為55％。二、本采區(qū)煤層頂板為砂泥巖，底板為細砂粉砂巖，煤層厚度見第一章圖1～3。 采區(qū)上（下）山數(shù)目、位置及用途由于該采區(qū)賦存四層煤，層間距不大，一般4～7 m，采區(qū)服務年限長，故采用兩巖石上山，采區(qū)聯(lián)合布置雙翼采區(qū)。采區(qū)上山數(shù)目定為兩條，一條為軌道上山，運料、運矸、行人，另一條為運輸上山，運煤、兼回風巷，兩條上山間距取20m，距6～4煤層底板法線距離為14m，上山傾角與煤層傾角相同為13176。 工作面長度：根據(jù)一工作面的產(chǎn)量公式： （4—8） 式中：L——每個工作面的長度；V——工作面年進度；M——采高；R——容重；C——工作面回采率；=1760616/9330=200 m根據(jù)規(guī)程并結合我國的實際情況和實踐生產(chǎn)經(jīng)驗，傾斜的合理范圍在200～350之間。雖然采用雙巷布置有其局限性，我們還應該看到它的優(yōu)點，采用雙巷布置時，從回采順序要求來看，宜上區(qū)段采煤工作面聯(lián)絡后立即轉到下區(qū)段進行回采，以減少軌道巷的維護時間。 采區(qū)上、中、下部車場形式a、采區(qū)上：由于采區(qū)上山與區(qū)段平巷采用區(qū)段石門聯(lián)系，故上部車場采用平車場。采區(qū)車場形式詳見圖4～5。表4～4采區(qū)絞車房斷面主要尺寸絞車型號寬度mm高度mm長度mm斷面支護JT16001200—20左側人行道右側人行道凈寬自地面起壁高拱高凈高前面人行道寬后面人行道寬凈長半圓拱料石砌碹70010505800120029004100120015607600 采準系統(tǒng)及主要生產(chǎn)系統(tǒng)采準系統(tǒng)：首先在井田中部煤層露頭外開鑿主斜井，+330m開采水平后開掘井底車場及主要石門，接著在6～4層煤的底板巖層中開主要的運輸大巷，當掘至采區(qū)中部時，開掘采區(qū)下部車場、期間掘出出風井，接著掘出采區(qū)運輸上山、采區(qū)軌道上山與回風井連通形成通風系統(tǒng)，在從采區(qū)上山依據(jù)掘進開采區(qū)段的區(qū)段石門、煤層的區(qū)段運輸平巷、區(qū)段回風平巷，最后掘開切眼，完成采準工作。各設備的技術特征如下表：表4～5 ZY3500/25/47型掩護式液壓支架主要技術特征型式高度mm寬度m中心距m初撐力Kn工作阻力Kn支護強度MPa對頂板比壓MPa適應煤層傾角176