【正文】 個(gè)循環(huán)。）計(jì)算保安煤柱。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算公式如下： 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量＝（礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 — 煤柱損失）采區(qū)回采率 其中：煤柱損失包括采空區(qū)煤柱、工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱以及大巷保護(hù)煤柱。 四、工業(yè)儲(chǔ)量 該礦井井田面積為 ,2 號(hào)煤煤層平均厚度為 ，平均容重為 ,因此，該礦井 2 號(hào)煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為： Q＝ S H D/1000＝ 19688000 ／ 1000=76899kt 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 17 3 號(hào)煤層的平均厚度為 ，平均容重為 ,因此，該礦井 3號(hào)煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為： Q＝ S H D/1000＝ 19688000 ／ 1000=67805kt 該礦井的工業(yè)儲(chǔ)量為： Q＝ 76899+67805=144704kt 2 號(hào)煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量為 76899kt， 3 號(hào)煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量為 67805kt。具體范圍由以下4 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定，井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表 211。如井田 走向長(zhǎng)度過(guò)短，則難以保證礦井各個(gè)開(kāi)采水平有足夠的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限，造成礦井生產(chǎn)接替緊張； 三、充分利用自然等條件劃分井田 利用大斷層作為井田邊界，或在河流、國(guó)家鐵路、城鎮(zhèn)等下面進(jìn)行開(kāi)采存在問(wèn)題較多或不夠經(jīng)濟(jì)，須留設(shè)安全煤柱時(shí)，可以此作為井田邊界。 表 132 煤質(zhì)特征表 煤層 編號(hào) 原 煤 水分（ Mad） (%) 灰分（ Ad） (%) 全硫 () (%) 揮發(fā)分(Vdaf)(%) 磷 (Pd) (%) 發(fā)熱量 () (MJ/kg) 牌號(hào) 2 焦 煤 3 肥煤 二、瓦斯、煤層爆炸性及煤的自然 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 14 根據(jù)地質(zhì)資料，本礦瓦斯相對(duì)涌出量為 ，二氧化碳相對(duì)涌出量為 ，為低瓦斯礦井。玻璃、強(qiáng)玻璃光澤，具棱角狀或階梯狀斷口，或均 — 狀結(jié)構(gòu)。上距 K4砂巖 30m 左右，煤厚 — ，平均 ，不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)穩(wěn)定可采。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 11 礦井涌水主要從煤層上部及其頂?shù)琢严稘B入，礦井充水類型應(yīng)為水文地質(zhì)條件中等的裂隙水間接進(jìn)水型礦井。 （ 4）三疊系碎屑巖類含水層組 含水層為其數(shù)層細(xì) 粗粒砂巖，含裂隙水，由于其所處位置高，含水性應(yīng)不大，為自由潛水，局部可具承壓性，溝谷中有泉水出露，流量不大。區(qū)域水文地繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 9 質(zhì)單元屬晉祠泉域南泉大斷裂排泄區(qū)。厚 0 一 30m，不整合于下伏不同地層之上。 上段 (P2s2)：由一套黃綠色砂巖，間夾紫紅色泥巖組成，厚 256m。 （ 2）下石盒子組 (P1x) 連續(xù)沉積于下伏山西組之上，由黃綠、灰黃色 泥巖、砂質(zhì)泥巖及 3— 5層砂巖組成，厚 110m。厚度 90m 左右。本區(qū)及附近地下水發(fā)育良好，但因煤礦開(kāi)采，使?jié)撍獾揭欢ㄆ茐?，不能作為礦區(qū)可靠的生活水源。其間山高坡陡，黃土零星披蓋于緩坡處；基巖大面積裸露，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于西北山梁處，海拔 ，最低點(diǎn)位于靛頭溝谷，海拔 ，最大相對(duì)高差 478m，屬中高山區(qū)。是在靛頭煤礦井田概 況和地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合搜集到的其它相關(guān)原始資料、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、參考《煤礦開(kāi)采學(xué)》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》等參考資料，在輔導(dǎo)老師深入淺出的精心指導(dǎo)下獨(dú)立完成。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我受益非淺。 三、氣象及地震 本區(qū)地處北半球中緯度內(nèi)陸地帶，屬暖溫帶大陸性氣候，冬季短而寒冷，夏季炎熱多雨，春季干旱多風(fēng)，秋季涼爽，四季 分明，氣候干燥。該礦由一眼深井供水，日出水量約 1200 m3／ d,能滿足改擴(kuò)建后的生活用水。 （二）石炭系 (C) 中統(tǒng)本溪組 (C2b) 與下伏地層平行不整合接觸，下部為“山西式鐵礦”及 G 層鋁土；中夾 1— 3 層石灰?guī)r及 1— 2 層不穩(wěn)定煤線；上部為灰黑色泥巖、粉砂巖及淺灰色粘土巖。本組按巖性及色調(diào)的不同以 K5砂巖為界可分為上下兩段。 （ 2）石千峰組 (P2sh) 厚 93m，其底部為紫紅色石英砂巖 (K8)，之上為磚紅、紫紅色砂質(zhì)泥巖與泥巖互層，間夾不穩(wěn)定砂巖。 二、地質(zhì)構(gòu)造 （一）區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 依據(jù) 1986 年《山西區(qū)域地質(zhì)層》，本區(qū)位于“祁呂賀”山字型構(gòu)造帶東翼，其整體為一復(fù)式向斜 ，為軸向近南北的“西山向斜組”構(gòu)造，西陡東緩，兩翼極不對(duì)稱。區(qū)內(nèi)地形切割劇烈，沖溝發(fā)育，較大溝谷有大川河、原平河、獅子河、屯蘭河、天池川、文峪河等，這些溝谷均為汾河支流，由分水嶺向北西，向南東流入汾河，汾河由西向東，由北而南婉蜒穿過(guò)區(qū)域的北部和東部邊緣，溝谷水流攜帶的砂礫在東南邊山地帶傾瀉堆積成大大小小的洪積扇群，相互連接構(gòu)成山前傾斜平原，海拔在 760— 850m 間。 （ 5）第四系松散巖類含水層組 本含水層主要為大溝谷中的窄條帶沖積物，厚度很小，水量不大，礦化度為 ，總硬度為 ，屬 。 （三）礦井涌水量 根據(jù)對(duì)各個(gè)坑口調(diào)查，每個(gè)坑口正常涌水量為 5m3/h 左右，全礦井正常涌水量 30m3／ h，最大涌水量 50m3/h。其頂板為砂質(zhì)泥巖、底板為細(xì)砂巖。 (2)顯微煤巖特征 各可采煤層煤的顯微組成中有機(jī)組份以鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組次之。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，各煤層煤塵均有爆炸性危險(xiǎn)。繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 15 這樣，既降低了煤柱損失，又減少了開(kāi)采技術(shù)上的困難。 表 211 井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)表 標(biāo)號(hào) 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y) 備注 1 4151000 19584000 2 4145000 19583438 3 4145000 19587000 4 4151000 19587000 （面積 = km2，周長(zhǎng) = km） 第二節(jié) 地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算 一、礦井所有資源 /儲(chǔ)量 根據(jù)中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DZ/T02152020《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/《煤炭質(zhì)量分級(jí)第 1 部分：灰分》；中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 《煤炭質(zhì)量分級(jí)第 2 部分：硫分》；中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/《煤炭質(zhì)量分級(jí)第 3 部分：發(fā)熱量》。本礦地質(zhì)儲(chǔ)量共計(jì) 144704kt。 一、礦井工業(yè)場(chǎng)地和巷道保護(hù)煤柱量的計(jì)算 本區(qū)地處山岳地帶，東臨文水平川，總觀全井田，區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，溝壑縱橫，總體趨勢(shì)西高東低，北高南低，東南、南向發(fā)育 5 條相間的沖溝。當(dāng)?shù)V井報(bào)廢時(shí)，預(yù)計(jì)護(hù)巷煤柱損失可回收 50%左右，采區(qū)回采率取 。邊采邊準(zhǔn)，是指三個(gè)采煤班，每班設(shè)備檢修工作約占 2 小時(shí)，采煤、放頂平行作業(yè)，一日完成三個(gè)循環(huán)。兩采一準(zhǔn)，即兩個(gè)采煤班，一個(gè)準(zhǔn)備班。 經(jīng)計(jì)算，礦井服務(wù)年限 年。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 23 。斜井角度的大小由斜井內(nèi)所選擇的運(yùn)輸設(shè)備確定。 ２、具有合理的區(qū)段數(shù)目。用多水平上、下山開(kāi)采的礦井，為了解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助運(yùn)輸?shù)壤щy，也可以考慮設(shè)置輔助水平。 開(kāi)拓巷道布置應(yīng)避開(kāi)應(yīng)力集中區(qū)和活動(dòng)斷層，且不宜沿?cái)鄬硬贾谩? 井筒應(yīng)盡量避免穿過(guò)流沙層、較大含水層、較厚的沖擊層、有煤和瓦斯突 出的煤層以及較大面積的采空區(qū)和大斷層，以減少施工困難，并盡量少壓煤。副立井主要負(fù)責(zé)礦井的輔助運(yùn)輸，也作為礦井的主要進(jìn)風(fēng)通道和一個(gè)安全出口?；緸橐唤矫簩印? 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)移交生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)為 120 萬(wàn) t 以上的礦井： 一、井上，下各生產(chǎn)系統(tǒng)基本建成，并能進(jìn)行安全生產(chǎn)； 二、“三量”達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)； 三、回采工作面長(zhǎng)度一般不小于設(shè)計(jì)回采工作面長(zhǎng)度的 50%； 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 29 四、工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)的行政，公共建筑及其設(shè)施全部建成； 五、居民區(qū)及其設(shè)施基本建成。 破碎機(jī)：選用 石家莊煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的 PEM980 815 型破碎機(jī) ，生產(chǎn)能力為 650t/h。 （二）副立井：井筒直徑 ，垂深 556m。 副立井井深為 556m,采用圓形斷面?；仫L(fēng)井作為礦井的一個(gè)重要安全出口，設(shè)置的梯子間。鋪設(shè)一部帶式輸送機(jī)，并 設(shè)檢修軌道，巷道凈寬為 ，凈高為 ，凈斷面積為 。巷道內(nèi)只鋪設(shè)一水溝，巷道寬為 ，凈高為 ，凈斷面積為 。在兩硐室的通道內(nèi)都設(shè)有防火門和柵欄門。 第二節(jié) 建井工作計(jì)劃 基建工程和礦井工程同時(shí)開(kāi)工，機(jī)電安裝工程根據(jù)建設(shè)周期和資金到位情況統(tǒng)籌考慮，在礦井工程的主副井分別與井底車場(chǎng)、硐室、運(yùn)輸大巷貫通后， 隨施工進(jìn)度工期情況及時(shí)安裝主立井、副立井提升設(shè)備、回風(fēng)立井通風(fēng)機(jī)設(shè)備和中央變電所設(shè)備，使永久生產(chǎn)系統(tǒng)逐步到位。 三、回風(fēng)立井：表土層采用混凝土料石砌碹，基巖端采用錨噴支護(hù)，主要用來(lái)回風(fēng)，并兼做安全出口，井筒一側(cè)安設(shè)梯子間，月進(jìn) 60m，工期13 個(gè)月。 八、 井底煤倉(cāng)：井底煤倉(cāng)采用圓柱型垂直煤倉(cāng)，井底煤倉(cāng)的有效容積為： Qmc=(~)Am 式中： Qmc—— 井底煤倉(cāng)的有效容量（ t） Am—— 礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量 （ t） ~—— 系數(shù)，大型礦井取大值，小型礦井取小值。 （三）依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，充分發(fā)揮第一生產(chǎn)力的作用，積極合理地采用和推廣國(guó)內(nèi)外行之有效的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，選用成套施工設(shè)備，提高機(jī)械化程度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。影響采煤方法的因素很多，概括起來(lái)主要有地質(zhì)構(gòu)造、煤層埋深、煤層賦存狀況 、煤層厚度及硬度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍡l件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力等。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 38 （三）急傾斜煤層的采煤方法 急傾斜煤層應(yīng)優(yōu)先考慮采用偽斜采煤法，其工作面?zhèn)蝺A角一般不小于25176。 四、采區(qū)及工作面回采率 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》， 2 號(hào)煤層為中厚煤層，采區(qū)回采率為80％，工作面回采率為 95％。垂直運(yùn)輸，在采區(qū)內(nèi)布置回采工作面，回采工作面長(zhǎng)度為 200m，工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度約為 2112m，工作面運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷采用雙巷布置、雙巷掘進(jìn)。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 41 采煤機(jī)的進(jìn)刀方式為 工作面端部斜切進(jìn)刀，使用割三角煤進(jìn)刀方法，其進(jìn)刀過(guò)程為：①當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一段下部煤；②調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 42 （一）采煤機(jī) 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，由一個(gè)綜采工作面滿足全礦井生產(chǎn)能力。 采煤機(jī)生產(chǎn)能力為： Q=60VMBRη＝ 60 ＝ 506（ t/h） 式中： Q— 采煤機(jī)小時(shí)割煤量， t/h V— 采煤機(jī)牽引速度，取 M――割煤厚度，取 B――截深，取 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 43 R――煤的容重， η――有效截割系數(shù)，取 考慮上述因素，查閱《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用山西煤機(jī)廠生產(chǎn)的SGB764/264型可彎曲刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 632。 工作面頂板壓力估算 P=8 倍采高巖石容重 工作面采高 ，頂板巖石平均容重取 。液壓支架主要參數(shù)見(jiàn)表 636。 表 633 轉(zhuǎn)載 機(jī)主要技術(shù)特征表 型號(hào) 出廠長(zhǎng)度 (m) 輸送能力 (t/h) 鏈速 (m/s) SZZ730/132 43 630 中部槽 (長(zhǎng)寬高 ) 電機(jī)功率（ kW） 電壓等級(jí)（ V） 備注 1500 764 222 132 1140 中雙鏈 順槽破碎機(jī)的破碎能力亦因不小于工作面的生產(chǎn)能力，并與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)相匹配，為此選用石家莊煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的 PEM980 815 型破碎機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 634。按采高 m、日產(chǎn) 3800t 以上選擇設(shè)備。 （二）移架 液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截深，支架移成一條直線，該方式操作簡(jiǎn)單，容易保證規(guī)格 質(zhì)量，操作安全，工作面環(huán)境好。一采區(qū)采完后，按采區(qū)編號(hào)依次開(kāi)采。 表 611 不同厚度煤層的采區(qū)與工作面回采率 采區(qū)回采率 工作面回采率 厚煤層 75% 93% 中厚煤層 80% 95% 薄煤層 85% 97% 第二節(jié) 確定采區(qū) 巷道布置和要素 一、投產(chǎn)后首采區(qū)位置及布置原則 根據(jù)開(kāi)拓方式，為了節(jié)省初期井巷工程量，減少初期投資和縮短建設(shè)工期，盡快回收資金，設(shè)計(jì)將首采區(qū)布置在一采區(qū)內(nèi)。 靛頭煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn) t/a，為大型礦井。時(shí)，可以考慮采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法開(kāi)采。 （五）盡量利用永久設(shè)施建井，嚴(yán)格控制臨時(shí)工程、充分利用現(xiàn)有施工設(shè)備，提高機(jī)械設(shè)備利用率。工程建設(shè)期間，應(yīng)充分利用時(shí)間、空間，對(duì)礦建、土建、機(jī)電安裝三類工程與礦井配套工程進(jìn)行合理安排， 使三者緊密接合交叉施工。月進(jìn) 250m，繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙