【正文】 m。以礦井水平延深為例采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計目錄1 礦井概述…………………………………………………………2 礦區(qū)概況 井田地質(zhì)及煤層特征 井田開拓方式 礦井延深的必要性2 開采范圍與生產(chǎn)能力………………………………………… 開采范圍及儲量 生產(chǎn)能力與服務(wù)年限3開拓準(zhǔn)備…………………………………………………………11 水平延深方案的選擇 井筒及井底車場 水平接續(xù)時的技術(shù)措施4 采區(qū)設(shè)計………………………………………………………25 采區(qū)地質(zhì)特征 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 采煤方法及采區(qū)參數(shù) 采區(qū)巷道布置 采區(qū)車場及硐室 采煤工作面配備和生產(chǎn)能力驗(yàn)算 采掘工作5 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)及主要機(jī)械設(shè)備………………………………33 礦井通風(fēng) 礦井運(yùn)輸提升 礦井排水 礦井壓氣6 礦井供電………………………………………………………38 礦井供電系統(tǒng) 供電設(shè)備選型 照明與通訊7 安全技術(shù)措施…………………………………………………39 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸 防止水患 預(yù)防火災(zāi) 其它事故的預(yù)防8 勞動定員及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)………………………………42 勞動定員及勞動生產(chǎn)率 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1 礦井概述 礦區(qū)概況 交通位置某煤礦位于某市石橫鎮(zhèn)境內(nèi)，肥城煤田的西端， 區(qū)內(nèi)有鐵路支線可通達(dá)津浦鐵路的泰安站，泰（安）湖（屯）鐵路支線經(jīng)過該礦區(qū)至西部石橫電廠。年平均溫度+℃，最高氣溫+℃，最低氣溫20℃。礦井改擴(kuò)建工程已全部竣工，兩個采區(qū)早已投產(chǎn)。太原群厚約180～190m，平均為185m。 56 主 要 斷 層 特 征 表 表121序號名稱走向傾向傾角（176。煤層上部含穩(wěn)定的褐黑色炭質(zhì)細(xì)砂巖一層，該煤層屬于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定中厚煤層。10Ⅱ?qū)用海骸?，區(qū)內(nèi)鉆孔見煤點(diǎn)全部可采，煤層厚度變化較大。（8102注14孔）， m3/h（89水1），由于受F5及F51斷層影響，在F5與F40之間形成了不對稱的向斜褶曲，向斜的軸部煤層底板張裂隙發(fā)育，易造成導(dǎo)水，淺部聊城（現(xiàn)馬坊）8408408工作面底板突水均在向斜軸部。經(jīng)開采證明在沒有五、奧灰水補(bǔ)給的條件下，四灰水可以疏干。對礦井威脅較大。㈣ 安全水壓及安全掘進(jìn)標(biāo)高根據(jù)斯列沙遼公式計算掘進(jìn)時各煤層允許掘進(jìn)標(biāo)高。西部邊界雖為補(bǔ)給邊界，但補(bǔ)給量不大。其它斷層，目前尚未發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)水跡象?！瑢俚屯咚沟V井高瓦斯異常區(qū)，開采本水平7層煤時，也會出現(xiàn)類似條件。目前無實(shí)測的地壓資料。5039。(3)為數(shù)不多和方向單一的寬緩褶皺。(2)形態(tài)復(fù)雜特殊的褶皺，斷層發(fā)育。第四型　　極不穩(wěn)定煤層：煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊段分布零星，或無法進(jìn)行分層對比，且層組對比也有困難的復(fù)雜煤層。2. 根據(jù)礦井內(nèi)不同塊段煤層地質(zhì)情況被查明的程度，把儲量原標(biāo)準(zhǔn)A、B、C、D四級(A、B級稱高級儲量，C、D級稱低級儲量)換算成新標(biāo)準(zhǔn)，列表表示(參見《采礦工程設(shè)計手冊》P903)。其中Ｍi＝(Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３＋…＋Ｍn)/n，式中Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、…、Ｍn為該塊段中各見煤點(diǎn)的煤層真厚度，m，　　　　n—參加計算的見煤點(diǎn)數(shù)(塊段中的鉆孔數(shù))計算煤層厚度時，應(yīng)扣除夾矸厚度?！捌渌鼡p失”一般指的是地面鐵路、河流等的保護(hù)煤柱。2. 礦井每晝夜三班工作，采用“三八”制，綜采工作面可采用“四六”制，也可借鑒所實(shí)習(xí)礦井的工作制度。表23 礦井生產(chǎn)能力礦山規(guī)模煤 礦黑色金屬礦有色金屬礦礦井生產(chǎn)能力(104t/a)礦井服務(wù)年限(a)礦井生產(chǎn)能力(104t/a)礦井服務(wù)年限(a)礦井生產(chǎn)能力(104t/a)礦井服務(wù)年限(a)缺煤地區(qū)非缺煤地區(qū)大型300、400、＞400≮50≮60＞100＞30＞100＞301150、180、2≮40≮50中型460、90≮30≮4030～100＞2020～100＞20小型1230≮20≮30＜30＞1015＜20＞1015礦井服務(wù)年限是指礦井正常生產(chǎn)的時間，以年計。②　礦床賦存條件：指影響礦床開采的工業(yè)特征。③ 比較以上兩個能力，一般取較小的一個值作為礦井生產(chǎn)能力。分段式分段走向長與井田一致，傾向人為劃分。金 屬 礦盤區(qū)長度與井田(礦體)走向長一致，寬度人為劃分。表33給出了單筒絞車的容繩量，可供確定階段斜長時參考。③礦井瓦斯和煤層自然發(fā)火條件，以及自然發(fā)火防治措施。煤礦采區(qū)走向長度的經(jīng)驗(yàn)值一般為800～1 500m。 2. 下山開采應(yīng)用條件①當(dāng)煤層傾角小(近水平以下)且礦井涌水量比較小時，下山的掘進(jìn)施工、下山的運(yùn)輸?shù)榷疾皇鞘掷щy，在這種情況下一般都會采用下山開采。輔助水平一般用于如下條件：①在煤礦，當(dāng)采用平硐開拓時，平硐以上的礦體的垂高(斜長)比較大，可以劃分為兩個以上的階段，設(shè)若干輔助水平，各輔助水平只擔(dān)負(fù)本階段的輔助運(yùn)輸任務(wù)，其煤炭通過各采區(qū)運(yùn)輸上山下放到平硐集中運(yùn)出。而水平標(biāo)高是指階段大巷和井底車場所在位置的標(biāo)高，大巷是為階段開采服務(wù)的，大巷的位置由階段的開采邊界決定，因此確定水平標(biāo)高時應(yīng)根據(jù)大巷位置和階段的開采邊界確定。優(yōu)點(diǎn)是掘進(jìn)可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，掘進(jìn)速度快、費(fèi)用低，便于探明煤層變化。巖石大巷的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用條件正好與煤層大巷相反。一般大型膠帶輸送機(jī)均設(shè)檢修軌道，設(shè)檢修軌道的大巷膠帶檢修方便，但斷面大。煤礦井下都采用窄軌線路運(yùn)輸，其軌距有600mm和900mm兩類，礦車有1t、3t、5t四種，牽引設(shè)備有蓄電池電機(jī)車和架線式電機(jī)車兩類，每類機(jī)車又根據(jù)其粘滯重量分為許多種。對選取的每一個斷面根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖描繪一張斷面圖，所有斷面參數(shù)和特征應(yīng)按表36的格式列表表示。當(dāng)然，運(yùn)輸大巷的布置方式還與許多因素有關(guān)，如礦井運(yùn)輸量和運(yùn)輸費(fèi)用，煤柱損失量，巷道維護(hù)費(fèi)用，生產(chǎn)管理等。但從排水出發(fā)，應(yīng)按一定的排水坡度布置，不應(yīng)有大的起伏；從工作面布置講，應(yīng)按一定的方向布置，最好與運(yùn)輸大巷平行布置。若某個局部問題與其它問題相關(guān)聯(lián)(如井筒位置和井筒形式)時，應(yīng)將相關(guān)聯(lián)的問題作為一個整體考慮。(4)經(jīng)濟(jì)比較，主要比較下列費(fèi)用：① 基本建設(shè)費(fèi)用是指按照設(shè)計規(guī)定的全部工程項(xiàng)目(包括井巷工程、土建工程、設(shè)備購置、安裝工程及其它工程)所需的費(fèi)用。 井筒及井底車場1. 設(shè)計任務(wù)① 根據(jù)條件，確定主井、副井分別采用立井、斜井、平硐、斜坡道中的一種。b、 松散層較薄且無流沙層和特殊地質(zhì)構(gòu)造。e、 高瓦斯礦井的通風(fēng)要求。表39 斜井傾角與用途、提升方式、提升設(shè)備及布置的關(guān)系用途提升方式提升設(shè)備設(shè)備布置斜井傾角(176。③ 立井立井用途、提升設(shè)備及布置與適用井型見表310。即布置成走向平硐。④當(dāng)煤層埋藏淺，采用分區(qū)式通風(fēng)時，可布置數(shù)個回風(fēng)井。④盡量靠近礦體賦存的淺部，不壓礦或少壓礦。①主、副井的位置確定時應(yīng)考慮：a、有利于地面生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)場地的布置。對多個同類井筒還需對井筒進(jìn)行編號或命名并對其位置分別加以描述。c、操作安全，符合規(guī)程、規(guī)范要求。b、井筒形式和提升方式，主、副井筒間距，井筒與大巷的位置關(guān)系等。礦井生產(chǎn)能力是井底車場選擇的重要依據(jù)。② 從井底車場圖冊中選擇標(biāo)準(zhǔn)的車場圖并加以描繪。 c、風(fēng)井工程量小。⑧便于井下開采。②確定井筒位置，給出井口坐標(biāo)。當(dāng)提升井兼作風(fēng)井時，應(yīng)遵守《煤礦安全規(guī)程》第一百一十條：“箕斗提升井或裝有帶式輸送機(jī)的井筒兼作風(fēng)井使用時，應(yīng)遵守下列規(guī)定：(一)箕斗提升井兼作回風(fēng)井時，井上下裝、卸載裝置和井塔(架)必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不得超過15%，并應(yīng)有可靠的防塵措施。4. 平硐的方位到達(dá)礦體的一段平硐是真正意義上的井筒，平硐方位是指該段巷道的方位。因此無極繩提升只有在一些小型礦井采用。3. 井筒提升(運(yùn)輸)方式的選擇和提升(運(yùn)輸)設(shè)備的布置① 平硐平硐的運(yùn)輸方式有軌道運(yùn)輸和膠帶運(yùn)輸兩種。③ 若有以下條件或要求，應(yīng)優(yōu)先考慮立井：a、 礦體賦存較深。b、地面工業(yè)場地距離礦體的水平距離合適，平硐掘進(jìn)工程量合適。具體方法可參閱《礦井開采設(shè)計》P66—P70內(nèi)容。2 要求(1)提出方案要全面，應(yīng)作到一個不落。(b)若上部沖積層厚、含水豐富時，要在井田上部沿煤層侵蝕帶留防水煤柱，這時可將階段回風(fēng)大巷布置在防水煤柱中。第一水平的回風(fēng)大巷通常沿煤層的淺部邊界布置，是專門用于回風(fēng)的一條階段大巷(有時也作輔助運(yùn)輸大巷用)。在給定的煤層條件下，是采用集中布置還是分層布置，主要要比較掘進(jìn)一條運(yùn)輸大巷和掘進(jìn)數(shù)條采區(qū)石門哪個工程量和費(fèi)用更大，若采區(qū)石門的累計工程量和費(fèi)用大于掘一條大巷的工程量和費(fèi)用，則采用分層布置合理，否則采用集中布置合理。其它巷道也有風(fēng)速要求，設(shè)計中也應(yīng)進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算。機(jī)車牽引一般允許大巷在平面有彎曲，其曲率半徑應(yīng)符合列車運(yùn)行要求，但在縱向不能有起伏。目前我國階段運(yùn)輸大巷煤炭運(yùn)輸方式主要有兩種：膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸與軌道運(yùn)輸。采用煤層大巷是煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的一條經(jīng)驗(yàn)和重要途徑。④確定大巷的數(shù)目和布置方式。這些硐室的工程量大，硐室的施工和設(shè)備安裝技術(shù)要求高。這時采用下山開采是解決礦井開拓延深問題，提高礦井效益的有效途徑。 開采水平的劃分及水平標(biāo)高確定 1. 設(shè)計任務(wù)①確定是否采用下山開采。一個井田內(nèi)劃分的各采區(qū)走向長度應(yīng)該基本一致。確定階段斜長時，還應(yīng)考慮滿足水平服務(wù)年限的要求。③采礦方法。區(qū)段走向長與盤區(qū)一致，傾向人為劃分。 表31 緩傾斜及以上礦體的劃分礦種第一級劃分第二級劃分第三級劃分單元名稱范 圍劃分方法單元名稱范 圍單元名稱范 圍煤 礦階段走向長與井田一致，傾向人為劃分。(2)礦井生產(chǎn)能力的確定① 根據(jù)礦井儲量，按照礦井生產(chǎn)能力與服務(wù)年限的匹配關(guān)系進(jìn)行確定。 礦井儲量、生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的關(guān)系式中：A——礦井生產(chǎn)能力，t/a；ZK——礦床可采儲量，t；T——礦井服務(wù)年限，a；K——儲量備用系數(shù)。礦井生產(chǎn)能力是一個定值，而不是變量，礦井生產(chǎn)能力和礦井實(shí)際產(chǎn)量不同，礦井實(shí)際產(chǎn)量是指礦井每年實(shí)際生產(chǎn)的礦石量，可能高于生產(chǎn)能力，也可能低于生產(chǎn)能力，一般每年產(chǎn)量不同。各水平的可采儲量要待第四章開拓方案比較后，根據(jù)確定的水平標(biāo)高，才能計算出水平可采儲量。地面永久煤柱，可參考《煤炭工業(yè)設(shè)計文件匯編》所介紹的內(nèi)容繪制或采用實(shí)習(xí)礦井實(shí)際效果。等高線法是在煤層底板等高線圖上，按煤層厚度或傾角大致穩(wěn)定的范圍內(nèi)，沿煤層底板等高線劃分為若干塊段，分別計算各塊段的儲量。(3)地質(zhì)填圖的實(shí)測地質(zhì)剖面以及槽探等山地工程的間距，按《地質(zhì)填圖規(guī)程》的規(guī)定。第二型　　較穩(wěn)定煤層：煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)構(gòu)簡單至復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，可采范圍內(nèi)厚度變化不大。第三類　　復(fù)雜構(gòu)造：含煤地層沿走向、或?yàn)樾螒B(tài)簡單的褶皺，斷層發(fā)育，有時受巖漿沿的嚴(yán)重影響，主要包括：(1)受幾組斷層嚴(yán)重破壞的斷塊構(gòu)造。5039。 階段劃分與上(下)山開采，開采水平的數(shù)目和位置 井筒形式、數(shù)目、位置，井筒斷面和裝備(附井筒斷面圖)序號名 稱單位主 井 副 井中央風(fēng)井北 風(fēng) 井1井口坐標(biāo)緯距(Y)m2045936204593802045954020460995經(jīng)距X)m40100504010180401005040122002井口標(biāo)高(Z)m++++3提升方位角度1802704井底車場標(biāo)高m2172505井筒深度至井底車場水平m至井底m3554286凈直徑m()7凈斷面m28井壁結(jié)構(gòu)表土段鋼筋混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土基巖段混凝土混凝土混凝土混凝土9井壁厚度表土段mm3006001200350600基巖段mm350(300)45035040010設(shè)計掘進(jìn)斷面表土段m2～基巖段m211 備 注由原副井改建立 井 井 筒 特 征 表 表311二水平暗斜井井筒特征表 312井 筒名 稱上部標(biāo)高(m)提升方位井筒傾角(176。7層、8層為不易自燃煤層。附：斷層防水煤柱寬度計算表126鉆孔封閉情況三水平延深范圍內(nèi)共施工地質(zhì)鉆孔35個，其中終孔層位至煤10Ⅱ有24個鉆孔（729孔、63水21孔、6318孔、811孔、801孔、306孔、榮751孔、3619孔、751孔、752孔、榮752孔、榮661孔、榮7410孔、59孔、63水28孔、301孔、351孔、339孔、7310孔、663孔、664孔、749孔、991孔、992孔）；終孔層位至煤11有3個鉆孔（6375孔、7213孔、6369孔）；終孔層位至五灰有2個孔（183孔、6378孔）；終孔層位至奧灰有5個孔（風(fēng)檢88751孔、6317孔