【正文】 77第八章 礦井排水 79 概述 79 排水系統(tǒng)的確定 79 中央水泵房和水倉的布置 79 礦井排水設備選型 79 水泵的初選 79 管路的確定 81 管道特性曲線及工況的確定 81 檢驗計算 83 水倉及水泵房 83 83 水泵房 83 經(jīng)濟指標 84 全年排水電耗 85 排1m179。 井田地質(zhì)特征 地質(zhì)特征本區(qū)基本為一單斜構(gòu)造，以斷裂為主，伴隨有寬緩的波曲和火成巖的侵入，地層在第17勘探線以北近南北走向，向東傾斜。以斷層走向論，大體上可分為兩組，14勘探線以北除F12斷層為北北西之外，其余均為北北東；南部多為北東向。石灰?guī)r中含海百合莖礁科等動物化石。4）上石河子組一段以灰，灰綠及紫花斑色含植物化石粉砂巖為主。9) 新生界 主要為灰色，肉紅色石英質(zhì)，石灰質(zhì)卵石及粘土，亞粘土組成。小構(gòu)造比較發(fā)育，走向與其鄰近的大中型斷層基本一致，但延伸不遠即消失。煤層總厚度約15m，可采或部分可采煤層有9等七層。含煤23層。—，屬厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)復雜，—，煤層傾角10～30186。煤層結(jié)構(gòu)復雜，中下部有一層夾矸，～， m，夾矸巖性為粉砂巖，局部變相為炭質(zhì)泥巖。與此相反，固定含炭量較低，發(fā)熱量在8400－8500之間。，發(fā)熱量平均為8324，煤的膠結(jié)性指數(shù)，收縮度XMM為8－17，膠結(jié)層厚度YMM 為0，粘結(jié)性亦為粉狀至粘著，煤的物理特性于野青相似，按主要指標揮發(fā)分在10－14之間皆為貧煤。，灰分小于40%。2. 井田邊界煤拄：按50 m（水平距離）留設。其質(zhì)量為 16000=1352萬噸 礦井工業(yè)場地占地指標表 表22井 型大 型 井中型井小 型 井生產(chǎn)能力（萬噸/年）1150、180、240460、901230占地指標（公頃/10萬噸）———井田邊界的周長為22429米,邊界煤柱寬為50米,所以邊界煤柱為：2242950=1346萬噸西部的煤柱為：419230=150萬噸東部上的煤柱為。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 礦井工作制度根據(jù)有關規(guī)定，達到礦井設計生產(chǎn)能力時按年工作日330天，采煤為晝夜工作制，分三班工作，每班工作6小時。 煤層賦存狀況該井田含煤11—16層,煤層總厚度約15m，可采或部分可采煤層有9等七層。/h，且主要集中在井底車場附近P2S地層。⑤ 井筒應盡量避免穿過流沙層、含水層、較厚的沖擊層，有煤和瓦斯突出危險的煤層。如要降低風壓，就要增加巷道斷面，增加掘進工程量。㈢ 對掘進與維護有利的井筒位置為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。方案3：用立井單水平加暗斜井進行開拓。1. 100水平以下都要采用下山開采，提升、運和掘進工作量較大。2. 主井兼做回風井，井塔封閉要求高，漏風率大。煤炭上運，運輸費用高。而且方案一比方案二的綜合費用低。 。提升設備、矸石等。圖43 風井井筒斷面（1:50） 開采水平的設計 水平高度的確定應考慮如下因素根據(jù)水平服務年限 根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定，為使每個開采水平有足夠的儲量保證服務年限，可按下式計算必須的階段高度。我國大多數(shù)礦井過去的階段高度偏小，水平儲量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復雜化。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和地質(zhì)條件的不同，大巷可選不同的運輸設備和運輸方式，而不同的運輸設備又對大巷提出了不同的要求。所以本井田采用集中分組布置。④ 當煤層有自然發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就必須封閉大巷，導致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受采動影響破壞，密閉效果不好，處理火災更困難。 井底車場 確定井底車場的形式㈠ 井底車場的選擇原則：1. 車場的通過能力，應比礦井生產(chǎn)能力有30%以上的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；2. 調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交叉點少；3. 操作安全，符合有關規(guī)程、規(guī)范要求；4. 井巷工程量小，建設投資??；便于維護；生產(chǎn)成本低；5. 施工方便，各井筒間、井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設時間。5. 礦井沼氣涌出量及通風系統(tǒng)。副井空、重車線長度：L=mnl1+Nl2+l3=米取整數(shù)為64米。（3） 道岔：1噸礦車的井底車場，選用4號道岔。 凡一臺電機車（或列車）未駛出之前，另一臺電機車（或列車）不能駛?cè)氲木€路，應劃分為一個區(qū)段。（4） 通過能力計算N=（1+k）ta=153/(1+)64=，滿足設計規(guī)范要求。水泵房尺寸見第七章第四節(jié)。煤倉容積：Q=2401042/（30014）＝816m3煤倉直徑:D=7m煤倉高度：H=816/（D/2）2＝21m 調(diào)度室和保健站調(diào)度室和保健站采用聯(lián)合布置，采用擴散通風，長度5米，鋪設厚的混凝土地板或木地板。各生產(chǎn)系統(tǒng)如下： 1. 運煤系統(tǒng)：由工作面采出的煤裝入刮板式輸送機運至分帶運輸巷道，經(jīng)轉(zhuǎn)載機至膠帶輸送機運至煤倉在運輸大巷裝車，有電機車牽引至井底車場，噢通過主井提到地面。屬于緩傾斜煤層， 煤質(zhì)與地質(zhì)情況 1. 煤層情況根據(jù)礦井地質(zhì)勘探資料，本帶區(qū)內(nèi)所采煤層為2，灰黑色，含炭質(zhì)，泥質(zhì)膠結(jié)，局部變相為炭質(zhì)泥巖，直接頂為粉砂巖，灰黑色，含黃鐵礦及云母碎片，局部變相為細粒砂巖。礦井水文地質(zhì)類型為中等。在受褶曲、斷裂影響的地段，須防片幫。主、副、風井及部分大巷貫通形成通風回路之后就可以布置回采巷道。 （五）帶區(qū)運輸 帶區(qū)內(nèi)分帶運輸順槽鋪設B=1320 mm的膠帶輸送機，運輸煤炭到大巷膠帶運輸機，帶區(qū)內(nèi)輔助運輸采用固定車廂式礦車運輸，材料車從井底車場出來，經(jīng)輔助運輸大巷到回采工作面的軌道運輸順槽，再到工作面。每個掘進工作面配備兩臺FDⅡ型255 kW局部通風機，通風方式為壓入式。根據(jù)實際情況，分。M工作面運輸巷，凈寬3500mm，凈高2800mm。帶區(qū)煤倉采用垂直煤倉，斷面為圓形，煤倉高度為25m，用混凝土砌碹支護，壁厚300mm。全區(qū)厚度無明顯變化。屬于不穩(wěn)定煤層帶區(qū)：179。 回采工作面參數(shù)的確定影響工作面長度的因素有設備、煤層地質(zhì)條件、瓦斯涌出量及生產(chǎn)技術管理的難度等。則，t綜合以上多種因素，確定工作面長度為120 m，現(xiàn)驗算工作面生產(chǎn)能力。確定首采帶區(qū)工作面平均推進長度為800 m。 ，日進度3m，每天進5刀，為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，用一個工作面保產(chǎn)。采煤機端頭斜切式進刀，雙向割煤，往返一次進兩刀，兩刀放一次頂煤。工作面推采出切眼，架后頂煤冒落即開始放煤，放煤要從工作面一端開始單向進行，不得雙向進行。 回采工作面支護方式1. 支護方式 本采區(qū)煤平均厚度6m，因此，采用自移式液壓支架支護，完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護幫、支架前移，以及推拉工作面刮板輸送機等一套動作。生產(chǎn)班組隨循環(huán)推進，將排頭支架前回掉的單體柱向前打，使超前支護20m內(nèi)始終保持每排3柱，同時又不影響轉(zhuǎn)載機推拉，柱子要用8鐵絲連鎖防倒。架間距要均勻，中心距偏差不超過177。(2)移架質(zhì)量標準 移架質(zhì)量標準：支架拉過后必須成一直線，其偏差不得超過177。（2）斜巷超前支護 超前支護布置形式采用長鋼梁下套打單體柱，每排三根，點柱為DZ30/110型液壓單體柱。在移架結(jié)束后就接著放煤。（4）放煤頂煤由頂板壓力，支架反復支撐，尾梁上下擺動等綜合方式進行松動，支架收回插板，下擺尾梁放煤。圖61 采煤機進刀方式示意圖 回采工藝 1. 工藝流程：割煤→移架→推前溜→拉后溜→割煤→移架→推前溜→放煤→拉后溜→割煤。工作面配套設備表 表61煤電鉆單體支柱刮板輸送機MZ12DWX31SGB 630/150 回采工作面破煤、裝煤方式的確定1. 工作面落煤方式 自移式液壓支架支撐頂板，綜合機械化放頂煤采煤法。（二）工作面推進方向和推進長度為減少巷道維護工程量以及獲得良好的通風效果，工作面采用從邊界向大巷推進的后退式開采順序。本礦井工作制度為四六制，三班采煤一班檢修，采煤班每班采2刀，日進度為3m，即工作面的推進速度為3m/天；每年按330天計，年推進長度為990m/年。 采煤方法及其機械化程度的確定本帶區(qū)地質(zhì)條件簡單，要求工作面生產(chǎn)能力比較大，機械化程度比較高，根據(jù)煤層厚度條件，本礦采用綜合機械化采煤的回采工藝，全部垮落法管理頂板，經(jīng)濟效果明顯。煤層可采性指數(shù)74％，煤層厚度變異系數(shù)32％。硐室與通道的連接處，設有向外開的防火柵欄兩用門。在帶區(qū)車場下部停車線上，礦車與電機車脫鉤，小礦車和材料車通過提升絞車提至平車場的平臺摘鉤，然后沿著礦車行進方向進入帶區(qū)煤層運料平巷。 及時支護形式1. 巷道斷面形狀及尺寸帶區(qū)內(nèi)大巷、工作面巷道、開切眼均采用矩形斷面。L T空= L1/V空 (52) =24/6=4(分) 式中：V空——采煤機空刀運行時的牽引速度，取6m/分。錨桿機完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作；選用手持風動鉆機來完成幫錨桿的打眼和安裝工作。帶區(qū)內(nèi)分帶之間沒有留設煤柱，只是在每兩個分帶之間留設了15 m款的煤柱，故每兩個分帶之間跳躍開采，首采工作面為1201213工作面，然后跳躍開采下一個分帶。 帶區(qū)巷道布置 （一）帶區(qū)煤柱 由后面第9章通風設計確定工作面采用兩進一回的布置方式，每個工作面共布置兩條巷道，一側(cè)布置一條皮帶運輸順槽，為回風巷；另一側(cè)布置一條軌道運輸順槽，為進風巷。⑥、開采技術條件：當煤層偽頂較厚時，易發(fā)生片幫、冒頂、支護變形。/h，且主要集中在井底車場附近P2S地層。第五章 采煤方法和帶區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征 煤層埋藏條件本井田主采煤層為2號6號層煤，6號煤厚度3米；煤層傾角8～12176。 電機車庫及電機修理間布置在井底車場或大巷等進出車方便、干燥的地方，此礦井布置在進入車場的道岔前。 卸載站硐室設于主井重車線末端。 中央水泵房和中央變電所中央水泵房和中央變電所聯(lián)合布置在車場繞道附近，分別有一條通道與井底車場連接。井底車場坡度設計：井底車場坡度可按表410選用。經(jīng)計算，鋼軌單重需要18公斤/米。（3） 副井材料線設在出車側(cè)，即在副井出車線旁增設一股道，其長度：中型礦井應容納5~10個以上材料車。,裝備一對8噸雙箕斗；，裝備雙層單車（3噸）罐籠提升?？稍谳^長距離 內(nèi)直線布置，彎曲轉(zhuǎn)折少，利于提高列車運行速度和通過能力；巷道維護條件好，維護費用底，并可少留或不留煤柱，對預防火災及安全生產(chǎn)也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設置采區(qū)煤倉。② 當煤層起伏，褶曲較多時，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進，則巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機車運行速度受到限制，將減低運輸能力。2＃和6＃間距平均40m。 設計水平的巷道布置㈠ 對大巷布置的一般要求 大巷的主要任務是擔負煤矸、物料和人員的運輸，以及通風，排水、敷設管線。用盤區(qū)石門溜煤眼開采時盤區(qū)斜長可按條件而定。井筒特征表 表42圖42 主井井筒斷面(1:50)風井：風井除用作通風外，一般又可作安全出口。此外尚有動力信號及通訊電纜等。 ,井下運輸、通風合理。（3）運輸費用中運距不包括準備巷道，只包括大巷和石門的運輸。上山開采，在提升、運輸、通風、排水和掘進等方面比下山開采更優(yōu)越，整體運輸費用減小，便于后期生產(chǎn)管理。1. 提升相對復雜，提升環(huán)節(jié)較多。2. 提升能力大，機械化程度高。方案一： 主、副井井筒都設于井田中部，都打到第一水平井底車場，采用上、下山開采。井筒設在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量??；井筒設在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復雜，環(huán)節(jié)較多。井田偏于一側(cè)時，一翼通風距離較長，風壓較大。③ 要充分利用地形，少占地，少壓煤。 水文地質(zhì)情況井田內(nèi)含水層自下而上有奧灰強含水層，厚度大，富水性較強；大青灰?guī)r含水層厚度5—6m，為較強含水層；，為較強含水層；野青灰?guī)r含水層含水性差，一般不含水；，含水性弱到中等；上石盒子組細砂巖以上含水層厚度大于100m，雖含水性不強，但靜儲量比較大；第四系砂礫石層最厚94m，一般50—60m，富水性較強。以NNE及NE為主，斷層面一般不寬，井田南部斷層較多且落差大，北部構(gòu)造相對簡單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。～45176。α煤層真傾角4. 在井田開采初期, 由于工業(yè)廣場范圍內(nèi)布置主、副井和其他相關的建筑，根據(jù)下表確定工業(yè)廣場面積為100160=16000m2，井田范圍內(nèi)的松散層大于100米，φ=40， 經(jīng)過計算，得工業(yè)廣場保護煤柱為1） 式中 Q儲量（萬t）；S煤層水平投影面積（m2）；M煤層平均厚度（m）；γ煤的容重(t/m3)。井田的水平面積按下式計算：S=H L （）式中： S——井田的面積，km2； H——井田的水平寬度，km；