【正文】 緒論 本設(shè)計(jì)為大興礦井的新井設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：開(kāi)拓方式、采區(qū)布置、井下運(yùn)輸、采煤工藝、設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。共有可采煤層三層，煤層總厚度達(dá) 10m。大巷運(yùn)輸選用 12t蓄電池 電機(jī)車牽引 3t底卸式礦車運(yùn)輸。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中還存在許多不足和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位專家和學(xué)者給予指正。 21′ 36″ ～42176。另外該區(qū)有瀝青路面公路多條，四通八達(dá)，相距鐵嶺市約 32km，每天有通往沈陽(yáng)、撫順、彰武等地的客車，另有通往沈陽(yáng)、遼陽(yáng)的列車，交通運(yùn)輸十分便利 。 生活與生產(chǎn)用電均來(lái)自鐵煤集團(tuán)公司。下部以灰綠色、暗褐色砂礫巖為主，分選不好，礫石成分以花崗片麻巖、石英巖礫為多，礫徑一般為 20～ 25cm，最大 1m 左右。僅在井田西部和南端巖石為雜色，深灰色的粗砂巖，含礫砂巖及砂礫巖和少許泥巖、煤層，其巖石碎屑以長(zhǎng)石、石英巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)，并有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入。局部亦有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入該段。本井田該層多被無(wú)芯鉆進(jìn)，厚約 150～ 300m。井田南翼較陡，傾角一般在 20176。之間，東翼平緩伸至?xí)阅暇?，西翼轉(zhuǎn)陡約40176。 表 11 主要斷裂構(gòu)造表 序 號(hào) 斷層 編號(hào) 斷層 性質(zhì) 走向 (176。 (2)4：煤厚 ～ m，平均 ，屬于穩(wěn)定的煤層，煤層，煤層結(jié)構(gòu)單一， 視密度 為 t/ m3，頂 板中部為粉砂巖，南北部為中粗砂巖，底板為 細(xì)砂巖，灰分一般在 20%左右。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦井涌水量主要受下列因素的影響： ：本井田構(gòu)造 復(fù)雜，有向斜和較多的斷層相互切割。據(jù) 632 號(hào)孔抽水試驗(yàn)， ｑ ＝ L/s 雖然 白堊系上部風(fēng)化帶含水性較強(qiáng)，又位于地下水位以下，但是由于距煤層較遠(yuǎn)，將近 500m，又被致密較厚的泥巖、粉、細(xì)砂巖所隔，故對(duì)直接充水含水層無(wú)影響，斷層又基本上不導(dǎo)水，使之與地表水無(wú)水力聯(lián)系。 煤塵爆炸指數(shù)為 ～ ，因此屬于有強(qiáng)爆炸或 有爆炸危險(xiǎn)。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本井田煤層碳的含量由上往下逐漸增高，其平均含量在 82～ 93%，有機(jī)硫的含量較低，平均在 ～ %間，一般在 %左右。厚煤發(fā)熱量一般大于 23768kj/kg,凈煤發(fā)熱量大于 32540kj/kg。 9大樣試驗(yàn)結(jié)果討論中，煤層灰分達(dá) %，黏結(jié)性很差 ， 進(jìn)行浮選加工及煉焦用意義不大。 9 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 井田境界 井田 周邊情況 本礦西起 F2斷層，東和小南井田相連，北起大隆井田，走向長(zhǎng)約 ，寬 ，面積 。 本設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層 9三 層， 煤層傾角在 13176。 時(shí)，洋感根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保護(hù)煤柱。 CPZZ CK ??? )( 式中： KZ —— 可采儲(chǔ)量； CZ —— 工業(yè)儲(chǔ)量； P —— 永久煤柱損失； C —— 采區(qū) 回采 率 詳 見(jiàn) 表 21。 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 礦井工作制度 本設(shè)計(jì)礦井工作制度：年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升 16d，采用三八工作制制度。 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的原因及其具體情況 對(duì)本井田開(kāi)拓方式的影響因素主要包括 ： 井田水文地質(zhì)條件；煤層賦存條件；施工技術(shù)、設(shè)備等。煤層走向長(zhǎng)度 平均 為 ，傾向 。 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 井硐 開(kāi)拓方式按照井筒的傾角不同分為斜井開(kāi)拓、平硐開(kāi)拓、立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)拓方式。 缺點(diǎn)：多水平開(kāi)拓，掘進(jìn)工程量大，立井石門(mén)長(zhǎng)度大 ， 需要大型的提升設(shè)備 ， 建井期限稍長(zhǎng) 。 方案一 15 方案二方案三 圖 31 井田開(kāi)拓 方案示意圖 16 (2)經(jīng)濟(jì)比較 方案二與方案三的經(jīng)濟(jì)比較祥見(jiàn)下表 31～表 32 表 31 基建投資費(fèi)用表 方案 雙 立 井 開(kāi) 拓 雙 斜 井 開(kāi) 拓 內(nèi)容 工 程 量 單 價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (元 ) 工 程量 單價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (元 ) 單位 名稱 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 基 巖段 主井掘進(jìn) 520 3195 1661000 1880 1100 2068000 基 巖段 副井掘進(jìn) 520 3991 2075320 1880 1011 1900000 基巖段主井輔助費(fèi) 520 4278 2224560 1880 1477 2720360 基巖段副井輔助費(fèi) 520 4521 2350282 1880 1477 2720360 主 井提 升費(fèi)用 560 2030 副 井提 升費(fèi)用 530 146 1930 132 合計(jì) 17 表 32 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 費(fèi)用表 項(xiàng)目 方案二 項(xiàng)目 方案三 運(yùn)輸提升 經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 工程量 大巷及石門(mén)運(yùn)輸 一水平 17310 大巷及石門(mén)運(yùn)輸 一水平 23419 立井提升 26522 立井提升 21398 維護(hù)采區(qū)上山 (萬(wàn) ) 維護(hù)采區(qū)上山 (萬(wàn) ) 排水 (m3) 11653 排水 (m3) 14113 合計(jì) 55516 合計(jì) 從上表可知 ， 立井開(kāi)拓比斜井開(kāi)拓投資少，所以 該設(shè)計(jì)礦井 選擇方案二 .雙立井開(kāi)拓方式。 表 33 井筒位置比較 表 井筒位置 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 井田淺部 煤柱尺寸最小，壓煤最少。 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素： ； ； 以及生產(chǎn)成本 ； 根據(jù)上述因素，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案 如下 ： 方案一：井田劃分兩個(gè)開(kāi)采水平；一水平標(biāo)高 450 m，水平垂高 250 m，二水平標(biāo)高為 650 m。 表 34 水平開(kāi)拓方案比較表 方案 開(kāi)采水平 可采儲(chǔ)量 (Mt) 服務(wù)年限 (a) 方案一 一水平 54 二水平 95 方案二 一水平 54 二水平 45 三水平 40 從該表中可知，方案一比方案二少開(kāi)一條大巷，但是本井田的地質(zhì)資料是高瓦斯，高煤塵的雙突礦井。 19 開(kāi)拓巷道的布置 開(kāi)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(chǎng)等。 分組集中大巷布置圖 20 集中大巷布置圖 圖 32 開(kāi)拓巷道布置圖 方案 一 ：分組集中大巷 方案 二 ：集中大巷 二者技術(shù)比較詳見(jiàn)下表 35. 表 35 開(kāi)拓巷道技術(shù)比較表 特點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu) 點(diǎn) 生產(chǎn)比較集中，采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置，通風(fēng)條 件好。由于是高瓦斯礦井，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定，不適合開(kāi)煤層上山，所以二者同是巖石 巷道，石門(mén)斷面與運(yùn)輸大巷相同，只計(jì)算兩種情況的不同處的巷道長(zhǎng)度即可。 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 井 筒 形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用 雙 立井開(kāi)拓，即主井、副井。 確定井筒坐標(biāo)為：①主井井口坐標(biāo)為： X=22444650 Y=38443800 Z=110 ②副井井口坐標(biāo)為： X=22444800 Y=28443600 Z=80 主井井筒直徑 m，副井井筒直徑 m，井壁厚度 450 mm， 均采用整體式混凝土井壁。 本井田屬于高瓦斯礦井，對(duì)通風(fēng)要求較高，并且首采區(qū)服務(wù)年限長(zhǎng)達(dá) 年，不適用在煤層中開(kāi)采，故選擇巖 石大巷。 ，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少 ， 當(dāng)大巷或石門(mén)與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場(chǎng) ， 當(dāng)采用底側(cè)卸式礦車時(shí) ， 布置環(huán)形式 車場(chǎng)， 其裝車站 的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。左右 。 相比較，整體灌注式有如下優(yōu)點(diǎn)：整體性好，強(qiáng)度較高，防水性能好便于機(jī) 械化，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 主井： 井筒內(nèi)裝備一對(duì) 12t 剛性罐道立井多繩箕斗 (TDS12/110 4)，采用 180 180 10mm 方形 空心型鋼罐道，端面布置采用樹(shù)脂錨桿固定拖架。井筒延伸方案主要有以下兩種 。由于本礦井對(duì)通風(fēng)要求較高，故選擇立井延伸。一臺(tái) 12t 蓄電池車牽引。 β o ′ ″B=90R=25 000K p =3927 0α =45 oR=25 000K p =1963 51 23456339。輔助運(yùn)輸采用 1t 固定式礦車，掘進(jìn)出煤由副井運(yùn)至井 外，每列車由 28輛車組成。則列車數(shù)比 ＝ 4： 2 每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有 4 列 3t 底卸式礦車和 2 列 1t 固定式礦車組成。 副井系統(tǒng)硐室有主排水泵房，主變電所等。 開(kāi)采順序 沿 井田 走向的開(kāi)采順序 保證開(kāi)采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn) 的前提下， 結(jié)合設(shè)計(jì)的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田單翼開(kāi)采，有利于礦井通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。 詳見(jiàn)表 37。西部以正 F2 斷層為界， 北 部以 大興礦邊界 為采區(qū)邊界。 采區(qū) 的 地質(zhì)和煤質(zhì)情況 本區(qū)地層傾角平緩，走向變化不大，采區(qū)內(nèi)無(wú)斷層， 純煤厚平均 ，結(jié)構(gòu)單一，視密度 。 采區(qū)巷道布置 區(qū)段劃分 一水平采區(qū)的傾斜長(zhǎng)度在 1111m 左右，采煤工作面長(zhǎng)度 213m，本礦區(qū)煤層傾角變化不大，因此，采區(qū)斜長(zhǎng)和階段斜長(zhǎng)變化不大，采區(qū)進(jìn)行綜合機(jī)械化開(kāi)采時(shí)一般沿傾向劃分 5個(gè)區(qū)段。 34 采區(qū)車場(chǎng)布置 采區(qū)上部、中部車場(chǎng)均采用平車場(chǎng)。大巷用 12t 蓄電池電機(jī)車 牽引，列車由 22個(gè)礦車組成。 形式見(jiàn)圖 41 圖41 大巷裝車式線路布置 圖 1運(yùn)輸上山、 2煤倉(cāng)、 3空車存車線 4重車存車線、 5裝車點(diǎn)道岔 裝車站線路總長(zhǎng)度 L 為： 5321 LLLLL ???? 式中 L —— 車場(chǎng)線路長(zhǎng)度， m； 1L —— 空車存車線長(zhǎng)度， m； )5~3(1 ??? em LnLL 式中 n —— 列車礦車個(gè)數(shù)，個(gè)； eL —— 機(jī)車長(zhǎng)， m； mL —— 礦車長(zhǎng)， m； )5~3( —— 制動(dòng)，安全距離， m； 2L —— 重車線存在長(zhǎng)度， m； 35 mLnL ??2 式中 3L —— 煤倉(cāng)溜煤閘門(mén)至渡線道岔長(zhǎng)度， m； me LLL ?? 5L —— 單開(kāi)道岔長(zhǎng)度， m。 斜面線路采用 ZDC624315 對(duì)稱道岔，α =18186。 an 1 ?? ?D? 則高道豎曲線回轉(zhuǎn)角 3039。342539。s 2/m4) 風(fēng)速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 530 2 井底 車場(chǎng) 錨噴 400 68 3 運(yùn)輸大巷 錨噴 810 139 4 采區(qū)石門(mén) 錨噴 420 70 5 軌道上山 錨桿 1031 115 6 區(qū)段 運(yùn)輸 平巷 錨桿 1720 46 125 7 回采 工作 面 液壓支架 213 33 8 區(qū)段 回風(fēng) 平巷 錨桿 1756 46 128 9 回風(fēng)大巷 錨噴 835 98 10 風(fēng)井 井筒 錨噴 275 15 小計(jì) 合計(jì) (合計(jì)部分加了 10%局部損失 ) 39 表 72 困難時(shí)期通風(fēng)阻力表 序 號(hào) 巷道名稱 支護(hù) 方式 巷道長(zhǎng)度(m) 凈斷面積 (m2) 凈周長(zhǎng)(m) 風(fēng)量(m3/s) 通風(fēng)阻力系數(shù)(N 電壓： 6000V。 礦井安全技術(shù)措施 本礦井沼氣相對(duì)涌出量大于 m3/min，有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃傾向 ,為了保證安全生產(chǎn)必須制定預(yù)防措施 。 ,如果出現(xiàn)煤壁片幫時(shí) ,應(yīng)及時(shí)組織人員進(jìn)行安全處理。主要特征是煤層位于地下水位以上或季節(jié)變化帶內(nèi)，以大氣降水為主要充水水源，直接充水層單位涌水量q()。 ，其中工作水管的能力，應(yīng)能配合工作水泵在20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量。 ，其電氣設(shè)備應(yīng)是防爆型的。主排水設(shè)備負(fù)責(zé)把全礦或大部分涌水排至地面；輔助排水設(shè)備負(fù)責(zé)把下一開(kāi)采范圍的水排至主排水設(shè)備所在的水平。水平設(shè)在－ 450m, －650m，－ 850m