【正文】 采煤機(jī)及刮板輸送機(jī)技術(shù)特征見表。結(jié)合礦井實(shí)際條件，瓦斯涌出量大，采用放頂煤工藝工作面瓦斯易超限，煤質(zhì)硬度較大，頂煤放煤困難，且放頂煤回采率低，本煤層平均厚 ，工作面回采率比放頂煤要高很多。礦井屬高瓦斯礦井，煤塵具有爆炸危險和自燃發(fā)火傾向。 設(shè)計煤層的首采帶區(qū)工業(yè)儲量為 63522900t。 （ 3）故障時間 故T 根據(jù)大量調(diào)查，綜采設(shè)備機(jī)電事故影響時間平均每割一刀煤影響時間為 15~25min。因此，本帶區(qū)工作面的生產(chǎn)能力必須達(dá)到 300 萬 t/a（礦井設(shè)計生產(chǎn)能力）。帶區(qū)內(nèi)的開采采用俯仰結(jié)合式開采。 （ 5）首采區(qū)應(yīng)盡量布置在有鄰近礦井生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的煤層中，以保證礦井盡快達(dá)產(chǎn)。 此外，經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明，原煤著火溫度為 292℃～ 319℃。 131煤層直接頂以砂質(zhì)粘土巖和粘土巖為主 ,局部 為中砂巖，其類型多為 2～ 3類；老頂多為Ⅱ級 ,局部為Ⅲ級；直接底以粘土巖和砂質(zhì)粘土巖為主，局部為粉砂巖，其類型基本屬Ⅲ b，局部為Ⅳ類。 ，結(jié)構(gòu)簡單～較簡單，夾矸為巖質(zhì)泥巖，少有泥巖。 經(jīng)回歸分析，焦油產(chǎn)率與揮發(fā)份和煤巖組份有關(guān)，隨揮發(fā)份增加而加大，穩(wěn)定組份含量越大，焦油產(chǎn)率越高。灰熔點(diǎn)隨組份變化而變化，隨易熔組份Fe2O CaO、 MgO、或 S含量的增加而降低。 131 煤 以中灰為主； 131 下煤 為中～富灰煤。 惰質(zhì)組：大多為有結(jié)構(gòu)的絲炭和半絲炭，亮白～灰白 色，灰度較低，突起明顯，占組份的 ～ %。井田內(nèi)二疊系含煤層段總厚 734m，含煤 33層，煤層總厚度為 ，含煤系數(shù)為 %，自下而上依次分為 7個含煤段。提升機(jī)和罐籠參數(shù)見表 2— 2— 4 和表 2— 2— 5。 礦井運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用 3t礦車運(yùn)輸，具體型號和參數(shù)見本章。 （ 5）貨物量向重型發(fā)展。 輔助運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)： (1) 貨物品種多，有重型設(shè)備、長材料、松散物品、液體材料、危險物品及人員等，使輔助運(yùn)輸車輛、容器的規(guī)格、性能不一。 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 目前，國內(nèi)外井下煤炭運(yùn)輸主要采取礦車及膠帶輸送機(jī)兩種方式。 井底車場通過能力按下式計算： N= TGn?? 式中： N— 井底車場通過能力， kt/a； 252— 年工作時間與 kt 換算系數(shù) 1 103的乘積；按年工作 300d，日工作 14h 計算， min； — 運(yùn)輸不均衡系數(shù)； G— 每列矸石凈載重量， G= 25=； n— 每循環(huán)列車數(shù)， n=2； T— 每循環(huán)的循環(huán)時間， min；根據(jù)列車運(yùn)行 圖表，每循環(huán)的循環(huán)時間為 。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》 : 井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并符合下列規(guī)定： 1）大巷采用固定式礦車運(yùn)輸時，宜采用環(huán)形車場。副井井筒斷面和井筒特征表分別見圖和表 。主井主要用于提升煤炭。 ②在以上方案經(jīng)濟(jì)比較中，所列各項(xiàng)工程造價是根據(jù)市場價格而統(tǒng)一確定的。暗斜井開拓延深與生產(chǎn)互不干擾，原井筒提升能力不降低，暗斜井的位置不受原井筒限制，可選在對開采下部煤層有利的位置上。 3）經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高 我國多年的生產(chǎn)建設(shè)實(shí)際表明，開采水平垂高 過小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。 雖然初期開采水平較深，初期采煤工作面集中布置于礦井北翼，但由于該井位具有表土層薄、已施工的井筒檢查鉆及三維地震資料揭露該井位處地質(zhì)條件簡單且可靠，首采塊段開采條件好， 131煤層生產(chǎn)能力大，初期大巷不需穿過復(fù)雜構(gòu)造帶，鐵路專用線短，工程量少，工期短等諸多優(yōu)點(diǎn) 。 3） 工業(yè)場地應(yīng)盡量靠近地質(zhì)構(gòu)造簡單、塊段完整且儲量豐富的塊段，以利于首采區(qū)位置選擇和首采工作面布置，并盡量減少初期工程量，減少投資，縮短建井工期； 盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。 立井開拓的缺點(diǎn)有： （ 1）立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平； （ 2）井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。但在解決具體問題時，必須從自然地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì) 條件各個方面綜合考慮。 。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。本井田采用“地震先行、鉆探驗(yàn)證、測井定厚”的綜合勘探方法進(jìn)行了精查地質(zhì)勘探，基本控制了井田構(gòu)造形態(tài)，查明了主要斷層、褶曲、煤層及煤質(zhì)等技術(shù)特征。 得出工業(yè)廣場安全煤柱面積為 公頃，因此工業(yè)廣場的煤柱量為： 2Q =S h R= = 410? t (26) 3 其他永久煤柱損失（包括水平煤柱，采區(qū)煤柱，隔離煤柱，地址構(gòu)造帶煤柱等煤柱損失），按約占工業(yè)儲量的 5%計算， 3Q = %5?CZ = ? 610 ?5%=1953 410? t Q = 321 Q ?? =（ ++1953） 410? = 410? t CPZZ CK ??? )( 式中： KZ 可采儲量， t； CZ 工業(yè)儲量， t； P 儲量損失， t； C 回采率 ,本煤層取 85％ 這樣， KZ =（ ） 410? 85%= 410? t 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 本礦井設(shè)計年工作日為 330天。 可采儲量 1 邊界斷層保護(hù)煤柱 邊界保護(hù)煤柱損失量可按下列公式計算 1Q =L B M R (22) 其中： 1Q —— 邊界煤 柱損失量， m； L—— 邊界保護(hù)煤柱寬度， m； B—— 邊界長度， m； M—— 煤層厚度， m； R—— 煤的容重， t/m，取 R= 3/mt 。 131下煤層系131 煤層的下分層，兩者呈合并分叉關(guān)系。 ， 平均 5176。根據(jù)本井田主要煤層瓦斯測試成果與潘謝礦區(qū)生產(chǎn)礦井瓦斯資料綜合分析，本礦井應(yīng)屬高瓦斯礦井。在中、下部厚約 490m 的一～五含煤段中，集中分布 9 層可采煤層，平均總厚 。 （二）礦井涌水量預(yù)計 本次設(shè)計的礦井涌水量預(yù)計范圍為一水平（ 一水平標(biāo)高 780m，112煤層下山采至 920m）的首采區(qū)。其中第 5和 12層灰?guī)r分布穩(wěn)定 ,并以第 4 和 12層灰?guī)r厚度較大。 （一）主要充水因素 本井田基巖被厚度介于 ～ 、東南薄的新生界松散層所覆蓋。煤系地層總體形態(tài)為一走向近南北、傾向東、傾角多為 5176。其中地質(zhì)孔 407 個，工程量；水文孔 37個，工程量 ，抽水 25 次。新生界第二含水組水質(zhì)均符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，含水組沙層較厚，水量豐富，水質(zhì)優(yōu)良，可作為礦井飲用水等生活用水水源；另外，礦井井下排水量較大，正常涌水量為 850m3/h，經(jīng)深度凈化處理后也可滿足礦井生產(chǎn)用水的要求，因此礦井供水水源豐富可靠。 五、供電電源 礦區(qū)附近有田家庵、平圩及洛河 3座電廠，井田附近有張集、蘆集 2座 220kV區(qū)域變電所，礦井電源充足，供電可靠。平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 20m/s。此外，井田內(nèi)尚有縱橫交錯的人工溝渠。 井田范圍：北起 F81斷層，南止 F211斷層，西自 1煤層隱伏露頭，東至三十一勘探線和 131煤層 1000m底板等高線地面垂直投影線。第一章 礦區(qū)概述 機(jī)井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 礦區(qū)的地理位置、地形特點(diǎn)、交通條件及居民點(diǎn)分布情況 一、位置與交通 顧橋井田位于安徽省淮南市鳳臺縣城西北約 20km處，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 116176。全井田南北走向 長平均約 13km，東西傾斜寬平均 11km 左右，面積約140km2。 三、氣候與氣象 本區(qū)屬季風(fēng)溫暖帶半濕潤氣候，季節(jié)性明顯，夏季炎熱，冬季寒冷。年初霜期在 11月上旬，終霜期為次年 4月中旬，無霜期 191～ 238天。 經(jīng)計算，顧橋礦井及同建的選煤廠的最大用電負(fù)荷為 100000kW，其中礦井10000kW。 井田地質(zhì)特征 地 形 本井田地形平坦，地面標(biāo)高一般為＋ 21～＋ 24m。此外，還施工了供水水源詳勘孔 56個，工程量 。～15176。按松散沉積物組合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分為 4 個含水組、 4 個隔水組和 1 個碎石層。該含水組上距 1 煤層較近，一般為 16～ 20m，且灰?guī)r水壓較高，如果直接開采 1煤層，必將因太灰的水壓超過 1煤層底板隔水層抗壓強(qiáng)度而引發(fā)突水事故。 礦井初期開采 41～ 172煤時正常涌水量為 850m3/h，最大涌水量為 1330m3/h；開采 1 煤時，經(jīng)蔬水降壓后，另增太灰涌水量 805m3/h。其中 13 11 62和 1煤層為主 要可采煤層，平均總厚 ； 17 131下 、 72和 41為局部可采煤層，平均總厚 。隨著礦井開采深度的增加，局部可能出現(xiàn)煤與瓦斯突出現(xiàn)象。 。最大厚度 ，平均厚。 保護(hù)煤柱留設(shè)原則 、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的 村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； 。每天三班作業(yè)，其中二班生產(chǎn)、一班檢修。 目前，又基本完成了井田首采塊段的三維地震勘探，大大提高了礦井初期投產(chǎn)采區(qū)的可靠性。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 一般來說 平硐開拓的優(yōu)點(diǎn) 是 運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)別少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低，工業(yè)設(shè)施簡單，井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用，施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期，煤損少。 適用條件： 對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。 開采水平劃分 1 開采水平劃分依據(jù)及原則 開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響 建井初期工程量，影響基建投資。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時生產(chǎn)的水平數(shù)目。但增加了上部車場工程量及運(yùn)輸提升環(huán)節(jié)和設(shè)備。 由對比結(jié)果可知，在初期建井費(fèi)上，兩個方案差別不大，用那個都可以。 主井井筒采用立井形式，圓形 斷面，凈直徑為 6m，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備一對 20t箕斗，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護(hù)方式。 副井井筒斷面圖 副井井筒特征 310036425700 1502714300 271700142017201720500138620211918480D800055012005050井筒中心線井筒中心線井型 3 Mt 提升容器 一對 3t 雙層 單車罐籠帶平衡錘 井筒直徑 井深 630m~880 凈斷面積 井筒支護(hù) 鋼 筋 混 凝 土 及 砌 碹 厚500mm 基巖段毛斷面積 表土段毛段面積 ~ （ 3）風(fēng)井 風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6m，斷面面積為，采用混凝土支護(hù)方式，備有安全出口。 2）當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式及固定式礦車運(yùn)輸時，宜采用折返與環(huán)形相結(jié)合形式的車場，并應(yīng)與采區(qū)裝車站形式相協(xié)調(diào)。 N= ? ??=3468（ kt/a） 按 8%的矸石系數(shù)，則車場的富裕系數(shù)為： K=%850003468?=4003468= 由此可以看出，井底車場的通過能力很大，完全能夠滿足礦井輔助運(yùn)輸?shù)男枰?。兩種運(yùn)輸方式相比，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸具有運(yùn)量大、運(yùn)輸連續(xù)、轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少、運(yùn)營費(fèi)用低等主要優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)集中控制和自動化管理，特別是適合于安全高效工作面及大、中型礦井。 （ 2）運(yùn)輸量小，工作量大。隨著采煤機(jī)機(jī)械化程度的提高，重型設(shè)備在井下運(yùn)用越來越廣，運(yùn)輸最大件所占比例增大，對輔助運(yùn)輸設(shè)備的性能、質(zhì)量提出了新的要求。 礦井工作 制度為 “ 三八 ” 制，兩班采煤，一班檢修，最大下井人數(shù)為 140 人。 表 2— 2— 4 罐籠參數(shù) 型號 GDG3/9/2/2K 參數(shù) 單位 技術(shù)特征 裝載礦車 型號 — 9 數(shù)量 個 2 乘人數(shù) 人 76 罐籠裝載量 KN 罐籠質(zhì)量 t 最大終端載荷 KN 提升首繩 數(shù)量 根 4/6 直徑 mm 41/ 尾繩數(shù) 根 2 表 2— 2— 5 多繩摩擦式提升機(jī)參數(shù) 型號 JKD4000 6 項(xiàng)目 單位 技術(shù)特征 摩擦輪直徑 m 4 導(dǎo)向輪直徑 m 3 鋼絲繩 最大靜張力 KN 950 最大靜張力差 KN 200 最大直徑 mm 根數(shù) 根 6 間距 mm