【正文】 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 “三量”的控制 ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 開(kāi)采順序 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。 I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為 雞西 礦業(yè)集團(tuán) 城子河 煤礦 ，共有 4 層可采煤層，煤層平均 厚度為 ，煤層工業(yè)牌號(hào)為肥氣煤。采用集中大巷布置，大巷采用 10t架線式電機(jī)車牽引 底卸式礦車運(yùn)輸，采煤方法為傾 向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化開(kāi)采，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 井底車場(chǎng)主要硐室 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 V 帶區(qū)位置邊界及范圍 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 帶區(qū)劃分 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 帶區(qū)巷道的斷面圖及支護(hù)方式 .......... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程 ...... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及 CAD 制圖方面的知識(shí)。 我希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固以往的知識(shí)以及學(xué)到更多的專業(yè)知識(shí)，并且能夠更好的運(yùn)用他們，從而為以后了工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 1 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征 井田概況 交通位置 城子河礦其地理座標(biāo)為東經(jīng) 130o33＇ 40＂ ，北緯 45o20＇ 40＂ ,位于雞西車站北約 5 公里。 區(qū)內(nèi)河流工共 三 條即城子河、正陽(yáng)河、白石河。 氣象和地震 礦區(qū)屬于大陸性氣候，最高氣溫 38oC,最低溫度零下 35oC,結(jié)凍期由 11 2 月初至次年 4 月末。生產(chǎn)與生活用電均來(lái)自雞西市供電局 。 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 雞西煤盆地的古構(gòu)造輪廓受近于南北向壓應(yīng)力的影響，大體上可分為二組：一是位于盆地中央的平陽(yáng) — 麻山古背斜，在古背斜軸部發(fā)育一條逆沖斷裂稱平 — 麻斷裂，將雞西煤盆地的基底分成了中間凸起，走向近東西的南北兩個(gè)凹陷盆地。在煤田形成之后，南北向壓力進(jìn)一步加強(qiáng)，使東西向 3 褶皺和北東、北西斷裂進(jìn)一步發(fā)展，形成了煤田的今日構(gòu)造形態(tài)。 本井田儲(chǔ)量較 好 ，煤層均是全井田發(fā)育的可采煤層，可采厚度從 ～ ， 煤層頂板為 中 沙巖，細(xì)砂巖，底板 為粉沙巖及含炭質(zhì)粉沙巖。 2 地面水及各含水層之間的關(guān)系 本井田煤系裂隙水補(bǔ)給條件不好，富水性較小，礦井在開(kāi)采過(guò)程中，排水將以疏干煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主，開(kāi)采初期，礦井涌水量增大，隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗，礦井的涌水量會(huì)逐漸減小，并趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。 3 井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部黏土，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(hào)及用途 本礦井煤屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和 1/3 焦煤，其中 1/3 焦煤占 %，發(fā)熱量一般在 65007500 大卡 /kg。 2 發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量（ QfD）為 65007500 大卡 /kg。 勘探程度及可靠性 本 礦所在地區(qū)，從 1965 年就開(kāi)始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過(guò)普查，詳查一區(qū)精查等階段。 存在問(wèn)題 : 1 瓦斯取樣雖然不少，但是，未作礦井瓦斯涌出量的祥述，也未指出礦井的瓦斯等級(jí)。平均容重 井田走向長(zhǎng)度： 2285m，傾向長(zhǎng)度： 4165m，勘探面積： 井田境界確定的依據(jù) 1 以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2 劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 3 井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的 不斷提高； 4 要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 井田未來(lái)發(fā)展情況 隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。傾角在 25176。 （一）礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算以下儲(chǔ)量： ：勘探（精查）報(bào)告提供的儲(chǔ)量，包括“能利用儲(chǔ)量”和“暫不能利用儲(chǔ)量”； ：勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的 A、B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量， A、 B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算方法，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定； ：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田 境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性 9 煤柱損失量后的儲(chǔ)量； ：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地的保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以回采率。 計(jì)算得： Z=（ ） = 詳見(jiàn)表 21可采煤層儲(chǔ)量總表。 表 21 可采煤層儲(chǔ)量總表 單位： Mt 煤層別 工業(yè)儲(chǔ)量 A B C A+B A+B+C 3A 625 2734 3B 565 2461 4 419 564 2460 29 626 2736 總計(jì) 2380 10390 計(jì)算公式如下 ZK=（ ZC－ P） C 式中 ZK— 可采儲(chǔ)量 ， Mt ZC— 工業(yè)儲(chǔ)量 ， Mt P— 永久煤柱損失 ， Mt C— 帶區(qū) 回采率。由于技術(shù)水平所限，儲(chǔ)量計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定的誤差。 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ) 量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 A： （ A k） =（ ） =； 方案 B： （ A k） =（ ） = 方案 C： （ A k） =（ ） =； 參照 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 規(guī)定，方案 B 較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為 Mt/a；礦井服務(wù)年限為 T=。 影響本礦井開(kāi)拓方式的因 素 及其具體情況 井田開(kāi)拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： (1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是表 土層情況）； (2)地形地貌和地面外部條件 ； (3)煤層賦存和開(kāi)采技術(shù)條件 ； (4)施工技術(shù)和設(shè)備條件 ； (5)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件 ； (6)總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等。 本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在 11176。 確定井田開(kāi)拓方式的原則 (1)必須慣徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 (4)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、 14 投資少 、成本低、效率高創(chuàng)造條件．要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)。合理的開(kāi)拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的多種開(kāi)拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。 ② 斜井開(kāi)拓：對(duì)于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的煤田，一般都可以采用斜井開(kāi)拓。 ④綜合開(kāi)拓 ： 適用于表土層厚、煤層 賦存深 、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的煤田，且煤層深部?jī)A角小。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。 +200+1001002003004005006000圖 31 方案 1 示意圖 +200+1001002003004005006000圖 32 方案 2 示意圖 +200+1001002003004005006000圖 33 方案 3 示意圖 (1)技術(shù)比較 方案一： 雙 斜 井開(kāi)拓方式 16 優(yōu)點(diǎn) ： ① 井筒掘進(jìn)技 術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井度車場(chǎng)及硐室都比投資少； ② 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量??； ③ 膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度； 缺點(diǎn)： ① 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多 ； ② 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力 ； ③ 由于斜井較長(zhǎng) ，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長(zhǎng)度較大； ④ 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開(kāi)專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升； 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，煤層賦存深度為 0－500 米，含水砂層厚度小于 20－ 40 米，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 方案三：立井 加 暗斜井開(kāi)拓方式 優(yōu)點(diǎn)： ①掘進(jìn)速度快； ②可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求； ③有助于輔助運(yùn)輸。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于 29＃ 煤層底板下垂距 40m的 厚巖層內(nèi)。粗略的估算。因此，確定方案 1 為最優(yōu)方案。 (2)地面條件 ① 井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪 、 避開(kāi)地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn) ； ② 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求， 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； ③ 井口位置要布局協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。每個(gè)開(kāi)采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各 帶區(qū) 煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 方案二： 井田劃分三個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高 100 m，二水平標(biāo)高 350 m，三水平標(biāo)高 650 m。故而采用方案 一 的水平劃分方法，即劃 分兩個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高分別 21 為 200 m，一水平垂高為 467m，二水平 標(biāo) 高為 450 m，二水 平 垂高為 717m。 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運(yùn)輸大巷）．采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間用 帶區(qū) 石門聯(lián)系．當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩 種大巷布置方式： 運(yùn)輸大巷運(yùn)輸大巷 圖 38 方案 1 分組集中大巷布置 此方案分別布置大巷于 3B、 29煤層底板， 多水平生產(chǎn)容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的問(wèn)題。 針對(duì)上述情況，方案 2集中大巷布置 ，較為合理。 另外還設(shè)有回風(fēng)井。主井井深 729 m，副井井深 704 m，兩井筒中心線間距為 60 m，主井井筒直徑 m，副井井筒直徑 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度 450 mm。 (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)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；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。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響。 本設(shè)計(jì)井田對(duì)大巷布置提出兩種方案： 方案一：煤層大巷布置 方案二：巖石大巷布置 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn)： ①煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； ②當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí)，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，運(yùn)輸能力降低； ③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； ④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。大巷與石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)基本相同，斷面尺寸詳見(jiàn)斷面圖 有關(guān) 大巷 及 石門斷面 技術(shù)特征 如下 所示。 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)井田煤層群開(kāi)采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，即 3A、 3B、 29煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，準(zhǔn)備巷道為四個(gè)煤層共用，大巷采用集中 28 布置方式。 上述帶區(qū)下部車場(chǎng)、帶區(qū)煤倉(cāng)和帶區(qū)運(yùn)輸斜巷的布置方式，是一種最佳組合，以最少的工程量實(shí)現(xiàn)了集中運(yùn)輸大巷與各煤層的聯(lián)系并保障了各項(xiàng)功能的完善。帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用鑄石刮板運(yùn)輸機(jī)，投資少，運(yùn)營(yíng)費(fèi)低。同理帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷在類似位置也有一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，其功能是在帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負(fù)掘進(jìn)任務(wù)時(shí)為掘進(jìn)工作面回風(fēng)；當(dāng)帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、入風(fēng)和掘進(jìn)任務(wù)時(shí)，回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門關(guān)閉，分帶運(yùn)輸巷的掘進(jìn)工作面的回風(fēng)與兩個(gè)回采工作面串聯(lián)。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法的礦井內(nèi)的劃 分一般是條帶式、帶區(qū)式和盤(pán)區(qū)式。依據(jù)井筒特征及裝備情況，參考地質(zhì)及 水文地質(zhì)資料，對(duì)本設(shè) 計(jì)礦井井硐支護(hù)形式提出 以下 兩種 技術(shù) 可行 方案： 方案一：砌筑式（砂漿砌體） 方案二：整體灌注式 經(jīng)比較，方案二較方案一相比，有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)整體性好，強(qiáng)度較高； (2)防水性能好； (3)便于機(jī)械化，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度