【正文】 向。但是煤層大巷也有下列缺點(diǎn)： A 煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高。我國一些礦區(qū)的實(shí)際情況是層間距小于 50m的煤層一般采用集中布置。開采順序采用下行式開采。 代入數(shù)值，得 ： Ts= /180179。179。 按照規(guī)程規(guī)定，水平高度應(yīng)當(dāng)滿足下表，符合要求。 由以上比較可看出，方案 三 比方案一的綜合費(fèi)用低， （ 選擇方案 三 為最優(yōu)方案 ）兩方案中井底車場的形式和建設(shè)費(fèi)用雖稍有差別，但相對較小，故也未予以比較，本次設(shè)計(jì)即采用方案三。 斜井開掘要比立井簡單得多，且投資小得多。 第三水 平的石門較長，工程量大，運(yùn)輸線路較長。 技術(shù)綜合分析： 方案一有效避免了首 采區(qū)下山采區(qū)的形成，使開采較為容易。主井布置在井田中央。主副井延伸至 300 水平，通過石門找到煤層，布置第二水平大巷。巷道維護(hù)條件好，煤柱損失量小，安全條件好礦井開拓大巷布置在巖層中，留大煤柱護(hù)巷，大巷間距 30m。 井田開拓方式的確定 水平高度的確定 井田主要開采 2號(hào)和 4號(hào)煤層，下部煤層距離較遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且受奧灰水的影響暫不能開采后期可根據(jù)需要進(jìn)行井筒延伸開采 2 號(hào)煤層以下的煤層。 （ 3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。 井井筒斷面見圖 。4 型多繩提升罐籠。4 標(biāo)準(zhǔn)底卸式四繩 16t箕斗。 （ 1）主井 ① 主井井筒裝備采用剛性裝備剛性罐道 ,主井罐道梁采用組合罐道、山形式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接。井筒 位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。從而使礦井建設(shè)投 產(chǎn)后有可能的儲(chǔ)量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計(jì)能力。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。 （ 3）要充分利用地形，少占地，少壓煤。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升 速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。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)。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(gè)問題需認(rèn)真研究。 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表 。礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井加暗斜井多水平開拓（暫定）。 則礦井服務(wù)年限為： T=（ *） = 第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T1 （ 3178。 國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)。 將各數(shù)值帶入，得： 2Q 采 =（ ）179。 ：工業(yè)場地按 II 級保護(hù)，維護(hù)帶寬度 15m，工業(yè)場地面積由表 ，取 18 公頃，工業(yè)場地保護(hù)煤柱如圖 所示， 經(jīng)過計(jì)算工業(yè)廣場保護(hù)煤柱俯視圖面積近似為 ，所以 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 其 2煤質(zhì)量為 ： 179。表土層移動(dòng)角為 45176。 M179。 = 井田工業(yè)儲(chǔ)量 井田勘探類型 本井田勘探類型為二類一型，即簡單構(gòu)造。井田的傾向最大長度為 ，最小長度為 ，平均長度為 ?？刹蓪佑?jì) 6～ 8 層，總厚度 ～ 。 井田范圍 首山一礦位于邯鄲市西約 17 公里，武安市康二城鎮(zhèn)東南 處，中心坐標(biāo)東徑 114176。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 按煤層組與儲(chǔ)量 分布 情況劃分：根據(jù)煤層組（煤層）與儲(chǔ)量分布情況劃分井田，在煤層生產(chǎn)能力高、儲(chǔ)量多且集中的區(qū)域多劃分建設(shè)大型、特大型礦井；在煤層生產(chǎn)能力低、儲(chǔ)量少且分散的區(qū)域，一般多劃分建設(shè)中小型礦井。 礦井未發(fā)現(xiàn)煤（巖）及瓦斯噴出和突出現(xiàn)象。之間。井田北部一般都不可采。煤層內(nèi)普遍存在 ～ 的夾石層。北翼賦存穩(wěn)定，厚度一般 變化不大。 煤系地層及煤層特征 煤層埋藏條件及圍巖性質(zhì) 井田內(nèi)含煤地層主要是上石炭統(tǒng)太原組，下二統(tǒng)山西組。 區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下伏各含水層發(fā)生水力聯(lián)系。 奧陶系石灰?guī)r頂至 9 煤層底板間距離為 ～ 。 下石盒子組砂巖含水層 (Ⅵ ) 巖性為中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)石英 砂巖。鉆孔單位涌水量為 ，滲透系數(shù)為 。觀測水位標(biāo)高 。一是第四系松散砂卵礫石孔隙含水層，二是二疊系砂巖裂隙含水層組，三是石炭系薄層石灰?guī)r及奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組。 E，傾向 NW，傾角 70176。 d. 三疊系 (T) 巖性以薄 — 厚層狀紫色、灰紫色及紫紅色細(xì)粒砂巖為主，夾粉砂巖薄層或粉砂巖透鏡體。 下石盒子組 (P1x)：由灰綠、深灰和帶紫花班狀粉砂巖又淺灰色鋁質(zhì)泥巖組成。 a. 奧陶系中統(tǒng)峰峰組 (O2f) 以巨厚～厚狀灰色、深灰色純灰?guī)r、褐黃色花斑狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，地層厚度 170m 左右。最大積雪厚度150mm。40 ?36 176。 18? 19〞，北緯 36176。 30 ?36 176。 氣象與地震 本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，據(jù)武安氣象站多年觀測資料，年降水量最高為 1026mm，年蒸發(fā)度一般為 2100mm。工業(yè)場地主要建筑物可分為三部：生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)車間、行政管理及生活福利建筑等。主要由深灰色、灰色粉砂巖、泥巖及灰色中～細(xì)粒砂巖組成。 上石盒子組 (P2s)： 由灰、深灰、紫灰花斑色粉砂巖和淺灰、灰白色砂巖組成，砂巖成分以石英為主，總厚度 420～ 647m，平均厚度 517m。即 F F4，均為高角度正斷層。 E，軸長 3Km。鉆孔單位涌水量為 L/，滲透系數(shù)為，水質(zhì)類型為 HC03S04Ca 型，觀測水位標(biāo)高為 。水位標(biāo)高 ～ 。鉆孔單位涌水量為 ～ L/，滲透系數(shù)為。鉆孔單位涌水量為 L/，滲透系數(shù)為 ，水質(zhì)類型為HC03S04CaMg 型，水位標(biāo)高為 ～ 。 野青石灰?guī)r (Ⅳ )與 2 煤層頂板砂巖 (V)間距為 ～ ,平均為，巖性中粉砂巖和泥砂巖占 60％以上，亦具有良好的隔水性能。 d. 充水因素分析 綜上所述，山西組砂巖含水層，是礦井主要充水來源。目前主要可采煤河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 層為 2煤，待開發(fā)的下組煤為 9。南翼最南部一個(gè)采區(qū)變?yōu)? 左右。頂板為粉沙巖，個(gè)別為灰?guī)r，炭質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。 表 首山一礦井田可采煤層一覽表 煤層編號(hào) 一般 真厚 m 一般 間距 m 穩(wěn)定性 巖漿巖 破壞程度 可采程度 煤層結(jié)構(gòu) 1 極不穩(wěn)定 輕微 大部可采 局 部 夾 矸 石 一 2 穩(wěn) 定 輕微 可采 有夾石一層 ～ 4 極不穩(wěn)定 嚴(yán)重 局部可采 無夾石 5 極不穩(wěn)定 中等 局部可采 有夾石一層 ～ 6 不穩(wěn)定 輕微 大部可采 無夾石 7 極不穩(wěn)定 嚴(yán)重 局部可采 有夾石 1 ～ 2 ～ 8 極不穩(wěn)定 輕微 大部可采 局 部 有 夾 石 一 ～ 9 穩(wěn) 定 未破壞 可采 有夾石 1～ 2 層，～ 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 目前開采 2和 4煤層，煤層頂、底板以粉砂巖為主，局部為中、細(xì)砂巖和部分巖漿巖，頂板為巖漿巖時(shí)有下垂現(xiàn)象，巖漿巖為底板時(shí)，有隆起現(xiàn)象，對正常開采影響較大。 目前開采的 2煤層，塊煤可用作化工原料，末煤供電力及民用。一般井田境界劃分的原則有如下幾條： 一、按自然境界 劃分 按地質(zhì)構(gòu)造因素 劃分 ：利用煤田地質(zhì)構(gòu)造作為劃分井田的自然境界，即利用大斷層、褶曲軸線、巖漿巖侵入帶、古河床沖刷帶等地質(zhì)構(gòu)造劃分井田。 按地質(zhì)鉆孔連線 劃分 ：地質(zhì)鉆孔連線劃分，可用在煤層傾斜方向或走向方向上，應(yīng)用時(shí)注意為井田開采創(chuàng)造較好的開采條件。 開采界限 井田內(nèi)含煤地層主要是上石炭統(tǒng)太原組，下二統(tǒng)山西組。之間。 H井田的平均水平寬度， km。綜觀全區(qū)，井田構(gòu)造以斷裂為主，褶曲平緩，井田構(gòu)造中等類型。 。 ：本井田地面無大型村莊，其他零星村莊也大部分處于井田邊界位置，故無需留設(shè)保護(hù)煤柱。 表 保護(hù)煤柱損失量 煤柱類型 2儲(chǔ)量 4儲(chǔ)量 總儲(chǔ)量 /Mt 井田邊界保護(hù)煤柱 斷層保護(hù)煤柱 村莊保護(hù)煤柱 0 0 0 工業(yè)場地保護(hù)煤柱 井筒保護(hù)煤柱 0 0 0 合計(jì) 圖 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱計(jì)算圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 礦井可采儲(chǔ)量 礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算： Q 采 =（ Q 工 P）179。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。 礦 井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。井田內(nèi) 2 號(hào)煤層平均 5m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大； 4號(hào)煤，厚度變化不大，平均 ，局部尖滅變薄 。 通風(fēng)安全條件的校核。 6． 0 及以上 70 35 3． 0～ 5． 0 60 30 1． 2～ 2． 4 50 25 20 15 15 0． 45～ 0． 9 40 20 15 15 第四章 井田開拓 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。 （ 2） 合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 根據(jù)以上所述情況，本礦井采用圓形井筒 。 對井下合理開采的井筒位置： （ 1）井筒沿井田走向的位置 井筒沿井田走向的的有利位置以后應(yīng)在井田中央。 ③ 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼分擔(dān)比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。同時(shí)根據(jù)本井田具體的條件，兩個(gè)立井可以滿足井田運(yùn)輸?shù)囊?，?本礦井設(shè)計(jì)井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)中，將西北部邊界風(fēng)井和主、副井作為礦井的初期工程。N179。 ① 副井井筒裝備采用剛性裝備（剛性罐道） ,罐道梁采用工字鋼、通梁式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接 。 （ 3）風(fēng)井： 風(fēng)井 用于礦井回風(fēng)，兼做安全出口。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合 理選擇。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。 通過以上分析，考慮到首山一礦實(shí)際情況：由于井田西部邊界距京廣鐵路很近，故為便于地面運(yùn)輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 田西部邊界附近。其中 350m 標(biāo)高以上的均采用上山開采， 350m 標(biāo)高以下的采用下山開采。 由于本井田位于平原地帶，地勢平坦，可采煤層埋深大，且傾角不大，在井田各部分的埋深不同，差別比較大，又考慮到本礦井為 大 型礦井，為適應(yīng) 相應(yīng)的提升能力， 和 機(jī)械化程度 ,早投產(chǎn)的要求 , 顯然，采用平硐開拓不現(xiàn)實(shí)，所以，所有方案均采用立井開拓。通過暗斜井找到煤層，布置第二水平大巷。 三個(gè)方案相同的不需參與比較的項(xiàng)目，包括礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、水平劃分。 表 三 種開拓方案技術(shù)比較表 優(yōu)缺點(diǎn) 方案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 方案一 避免了首采區(qū)下山采區(qū)的形成，使開采較為容易。 開采 450 水平時(shí)，煤炭、材料都要經(jīng)過暗斜井，提升環(huán)節(jié)多。并且第一水平兩種開拓相同，只要比較第二水平方式的工程量即可。 式中： H —— 階段垂高 ； AT KSinHL m C? ??? ?河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 A —— 礦井年產(chǎn)量 ； T —— 水平服務(wù)年限 ； α —— 階段內(nèi)煤層平均傾角 ； K —— 儲(chǔ)量備用系數(shù) ； S —— 井田走向長度 ； M —— 階段內(nèi)煤層累計(jì)厚度 ； γ —— 煤的容重，可取 ； C —— 采區(qū)回采率。 第一水平可采面積為 ，真面積 176。 75%= 萬 t。 一般階段高度增大，全井水平數(shù)目減