【正文】 緒論 本設(shè)計為大興礦井的新井設(shè)計，主要設(shè)計內(nèi)容包括：開拓方式、采區(qū)布置、井下運輸、采煤工藝、設(shè)備選型以及礦井的各個系統(tǒng)。共有可采煤層三層，煤層總厚度達 10m。大巷運輸選用 12t蓄電池 電機車牽引 3t底卸式礦車運輸。 由于本人水平有限，設(shè)計中還存在許多不足和錯誤，懇請各位專家和學(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，相距鐵嶺市約 32km，每天有通往沈陽、撫順、彰武等地的客車，另有通往沈陽、遼陽的列車，交通運輸十分便利 。 生活與生產(chǎn)用電均來自鐵煤集團公司。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。本井田該層多被無芯鉆進，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 斷層 編號 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 細砂巖，灰分一般在 20%左右。水文地質(zhì)條件簡單，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 號孔抽水試驗， ｑ ＝ L/s 雖然 白堊系上部風(fēng)化帶含水性較強，又位于地下水位以下，但是由于距煤層較遠，將近 500m，又被致密較厚的泥巖、粉、細砂巖所隔，故對直接充水含水層無影響，斷層又基本上不導(dǎo)水，使之與地表水無水力聯(lián)系。 煤塵爆炸指數(shù)為 ～ ，因此屬于有強爆炸或 有爆炸危險。 煤質(zhì)、牌號及用途 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大樣試驗結(jié)果討論中，煤層灰分達 %，黏結(jié)性很差 ， 進行浮選加工及煉焦用意義不大。 9 第 2 章 井田境界、儲量、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，走向長約 ，寬 ，面積 。 本設(shè)計井田范圍內(nèi)計算的煤層 9三 層， 煤層傾角在 13176。 時，洋感根據(jù)基巖移動角求得垂直與受護邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱。 CPZZ CK ??? )( 式中： KZ —— 可采儲量； CZ —— 工業(yè)儲量； P —— 永久煤柱損失； C —— 采區(qū) 回采 率 詳 見 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)計礦井開拓方式的原因及其具體情況 對本井田開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。煤層走向長度 平均 為 ，傾向 。 礦井開拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 井硐 開拓方式按照井筒的傾角不同分為斜井開拓、平硐開拓、立井開拓和綜合開拓方式。 缺點：多水平開拓，掘進工程量大，立井石門長度大 ， 需要大型的提升設(shè)備 ， 建井期限稍長 。 方案一 15 方案二方案三 圖 31 井田開拓 方案示意圖 16 (2)經(jīng)濟比較 方案二與方案三的經(jīng)濟比較祥見下表 31～表 32 表 31 基建投資費用表 方案 雙 立 井 開 拓 雙 斜 井 開 拓 內(nèi)容 工 程 量 單 價 (元 ) 費用 (元 ) 工 程量 單價 (元 ) 費用 (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 520 3195 1661000 1880 1100 2068000 基 巖段 副井掘進 520 3991 2075320 1880 1011 1900000 基巖段主井輔助費 520 4278 2224560 1880 1477 2720360 基巖段副井輔助費 520 4521 2350282 1880 1477 2720360 主 井提 升費用 560 2030 副 井提 升費用 530 146 1930 132 合計 17 表 32 生產(chǎn)經(jīng)營 費用表 項目 方案二 項目 方案三 運輸提升 經(jīng)營費用 經(jīng)營費用 工程量 大巷及石門運輸 一水平 17310 大巷及石門運輸 一水平 23419 立井提升 26522 立井提升 21398 維護采區(qū)上山 (萬 ) 維護采區(qū)上山 (萬 ) 排水 (m3) 11653 排水 (m3) 14113 合計 55516 合計 從上表可知 ， 立井開拓比斜井開拓投資少，所以 該設(shè)計礦井 選擇方案二 .雙立井開拓方式。 表 33 井筒位置比較 表 井筒位置 優(yōu)點 缺點 井田淺部 煤柱尺寸最小，壓煤最少。 開采水平數(shù)目和標高 本設(shè)計井田水平標高的確定主要考慮了以下幾個因素： ； ； 以及生產(chǎn)成本 ； 根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出水平劃分方案 如下 ： 方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標高 450 m，水平垂高 250 m，二水平標高為 650 m。 表 34 水平開拓方案比較表 方案 開采水平 可采儲量 (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 開拓巷道的布置 開拓巷道是指為全礦井、一個水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場等。 分組集中大巷布置圖 20 集中大巷布置圖 圖 32 開拓巷道布置圖 方案 一 ：分組集中大巷 方案 二 ：集中大巷 二者技術(shù)比較詳見下表 35. 表 35 開拓巷道技術(shù)比較表 特點 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu) 點 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，不適合開煤層上山，所以二者同是巖石 巷道，石門斷面與運輸大巷相同，只計算兩種情況的不同處的巷道長度即可。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井 筒 形式和數(shù)目 本設(shè)計井田采用 雙 立井開拓，即主井、副井。 確定井筒坐標為：①主井井口坐標為： X=22444650 Y=38443800 Z=110 ②副井井口坐標為： 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，對通風(fēng)要求較高，并且首采區(qū)服務(wù)年限長達 年，不適用在煤層中開采，故選擇巖 石大巷。 ，管理方便，彎道及交岔點少 ， 當大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場 ， 當采用底側(cè)卸式礦車時 ， 布置環(huán)形式 車場， 其裝車站 的線路布置必須與其相對應(yīng)。左右 。 相比較，整體灌注式有如下優(yōu)點：整體性好，強度較高，防水性能好便于機 械化，施工方便，勞動強度低。 主井： 井筒內(nèi)裝備一對 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 。由于本礦井對通風(fēng)要求較高，故選擇立井延伸。一臺 12t 蓄電池車牽引。 β o ′ ″B=90R=25 000K p =3927 0α =45 oR=25 000K p =1963 51 23456339。輔助運輸采用 1t 固定式礦車，掘進出煤由副井運至井 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。 開采順序 沿 井田 走向的開采順序 保證開采水平、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)計的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田單翼開采，有利于礦井通風(fēng)、運輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長壁開采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。 詳見表 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)的傾斜長度在 1111m 左右，采煤工作面長度 213m，本礦區(qū)煤層傾角變化不大，因此，采區(qū)斜長和階段斜長變化不大，采區(qū)進行綜合機械化開采時一般沿傾向劃分 5個區(qū)段。 34 采區(qū)車場布置 采區(qū)上部、中部車場均采用平車場。大巷用 12t 蓄電池電機車 牽引，列車由 22個礦車組成。 形式見圖 41 圖41 大巷裝車式線路布置 圖 1運輸上山、 2煤倉、 3空車存車線 4重車存車線、 5裝車點道岔 裝車站線路總長度 L 為： 5321 LLLLL ???? 式中 L —— 車場線路長度， m； 1L —— 空車存車線長度， m； )5~3(1 ??? em LnLL 式中 n —— 列車礦車個數(shù)，個； eL —— 機車長， m； mL —— 礦車長， m； )5~3( —— 制動，安全距離， m； 2L —— 重車線存在長度， m； 35 mLnL ??2 式中 3L —— 煤倉溜煤閘門至渡線道岔長度， m； me LLL ?? 5L —— 單開道岔長度， m。 斜面線路采用 ZDC624315 對稱道岔，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 錨噴 400 68 3 運輸大巷 錨噴 810 139 4 采區(qū)石門 錨噴 420 70 5 軌道上山 錨桿 1031 115 6 區(qū)段 運輸 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 合計 (合計部分加了 10%局部損失 ) 39 表 72 困難時期通風(fēng)阻力表 序 號 巷道名稱 支護 方式 巷道長度(m) 凈斷面積 (m2) 凈周長(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 本礦井沼氣相對涌出量大于 m3/min，有煤塵爆炸危險和自燃傾向 ,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 ,應(yīng)及時組織人員進行安全處理。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)備負責(zé)把全礦或大部分涌水排至地面；輔助排水設(shè)備負責(zé)把下一開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