【正文】 田煤層埋藏深度為300~750標(biāo)高之間。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》[1]的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1) 首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護(hù)煤柱邊界線。由《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場地占地面積：4590萬t/年，～；120180萬t/年，～；240300萬t/年，～，400600萬t/年。自燃發(fā)火期為36個月。表 13 煤的容重 Bulk density of coal容重最小最大平均t/m3本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為KKK6，其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖，時而接近鈣質(zhì)粘土巖。全礦預(yù)測涌水量：最大涌水量 m3/h正常涌水量 m3/h 煤質(zhì)及煤層特征 井田內(nèi)煤層及埋藏條件煤層走向主體為東西走向，整體近似于長方形，煤層賦存比較穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育，平均傾角為14176。表11 井田地質(zhì)特征表Tab. 11 Well field geological feature table界系統(tǒng)年代組厚度/m新生界第四系Q~~~~~~不整合~~~~~~洼里組0～890上古生界二疊系上統(tǒng)P222800P21古冶組346下統(tǒng)P12唐家莊組180P11大苗莊組79石炭系上統(tǒng)C32趙各莊組74C31開平組70中統(tǒng)C2唐山組平行不整合馬家溝組65下古生界奧陶系中統(tǒng)O2345下統(tǒng)O12亮甲山組115O11冶里組203寒武系上統(tǒng)?33鳳山組68?32長山組48?31崮山組82中統(tǒng)?2張夏組120下統(tǒng)?12饅頭組150?11景兒峪組263元古界震旦系上統(tǒng)Z2W迷霧山組1200Z2Y楊莊組400下統(tǒng)Z1K高于莊組600Z1T+H大紅峪黃崖關(guān)組~~~~~~不整合~~~~~~五臺群450太古界前震旦Ar 含煤系及地層特征開平煤田構(gòu)造形式以褶皺為主，線型排列比較明顯，向斜背斜多呈相間平行排列，區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側(cè)的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車軸山向斜、卑子院背斜、彎道山～西缸窯向斜、鳳山～缸窯背斜、開平向斜。煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成。雨季集中在七、八、九三個月。在雙橋村一帶有水庫。公路：北距10km與京沈高速公路、102國道相聯(lián)，南距7km經(jīng)開平與205國道、津秦高速公路相聯(lián)，形成了比較完整的交通網(wǎng)，四通八達(dá)。由于設(shè)計時間和本人能力有限，難免有錯誤和疏漏之處，望老師給予批評指正。作為采礦專業(yè)的一名學(xué)生，我很榮幸能夠?yàn)樽鎳禾渴聵I(yè)盡一份力。畢業(yè)設(shè)計是畢業(yè)生把大學(xué)所學(xué)專業(yè)理論知識和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，使所學(xué)知識一體化，是我們踏入工作崗位的過度環(huán)節(jié)，設(shè)計過程中的所學(xué)知識很可能被直接帶到馬上的工作崗位上，所以顯得尤為重要。1 礦區(qū)概述及井田特征 概述 礦區(qū)的地理位置及行政隸屬關(guān)系礦區(qū)位于唐山市東北約13km處的荊各莊村附近，在開平煤田鳳山西北側(cè)。井田內(nèi)共有8個自然村，主要從事農(nóng)業(yè)，除東新莊外其它7個村莊已搬遷完畢。陡河最高水位+?！?。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r，分布于煤田周邊地帶，與煤系地層呈不整合接觸，見井田地質(zhì)特征表11。本設(shè)計的十組煤分四個分層，走向中部厚，沿走向往兩側(cè)逐漸變薄，但從鉆孔看，變化不大，整個十組煤厚度均勻。左右，可采煤層間距見表12。特點(diǎn)是含灰白色的動物介殼，富集成層，與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)帶狀，形成明顯的水平層理和水平波狀層理，極易區(qū)別于其它石灰?guī)r。 井田的勘探程度及進(jìn)一步勘探要求目前，勘探程度已達(dá)到精查，確定了高級儲量為50%以上，但為了滿足以后生產(chǎn)要求，應(yīng)提高一水平的勘探程度，使高級儲量達(dá)到70%以上。本礦井設(shè)計年產(chǎn)90萬t，則工業(yè)廣場占地面積為S=（90/10）*==108000m2。2) 開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨(dú)布置采區(qū)。工業(yè)儲量為: Eg＝11000000（4+3）2）井田永久煤柱井田永久煤柱損失包括鐵路、井田境界、斷層防護(hù)煤柱，和淺部礦井水下開采防水煤柱。cos14＝ tPz＝＋＝設(shè)計可采儲量：Ek =（Es－Pz）=（－ ）＝ 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 礦井的年產(chǎn)量礦井的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要。境內(nèi)鐵路公路交織成網(wǎng)，交通發(fā)達(dá)，為煤炭資源的運(yùn)輸提供了便利條件。 礦井的工作制度結(jié)合本礦井煤層條件、儲量情況、以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時間；同時考慮設(shè)備檢修以及工人工作時間等實(shí)際的因素，在滿足《煤礦安全規(guī)程》的條件之下，本礦井工作制度安排如下：礦井工作日為330天。要建立完善的通風(fēng)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)。本井田地勢比較平緩，高低地的最大高差也不過幾十米，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開拓對于本井田來說是沒有可行性的。而且立井開拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時，開鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零，本井田采用立井開拓時，對于煤炭的提升也較合適。d 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山，低洼地和采空區(qū)，不受滑坡和洪水威脅。因此，井筒沿傾斜方向位于井田中上。有條件時風(fēng)井的井口也可以布置在煤層露頭以后。 2）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造煤層的傾角不同對階段高度的影響較大，本井田的屬于緩傾斜煤層，其平均傾角為14176。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》：當(dāng)煤層傾角大于12度時，宜采用走向長壁采煤法。 綜上所述，本設(shè)計采用單水平上下山聯(lián)合的方式。3)大巷的規(guī)格因?yàn)榇笙锏姆?wù)年限都較長，所以都采用錨噴支護(hù)。因此將井田共劃分四個采區(qū)，其中一階段兩個上山采區(qū)，北一采區(qū)和北二采區(qū)，均為雙翼采區(qū)。所以，一個采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時間。１――主井　?。波D―副井　　３――井底煤倉　?。川D―水倉5――水泵房　6――中央變電所 7――清煤斜巷圖 47 井底車場示意圖 Shaft station abridged general view cross—section distinction 井底車場主要硐室根據(jù)《礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，井下硐室應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝尺寸進(jìn)行布置，并應(yīng)便于操作、檢修和設(shè)備更換，符合防水、防火等安全要求。水泵房及變電所通往井底車場的通道應(yīng)設(shè)置密閉門。 2)生產(chǎn)系統(tǒng)：a 通風(fēng)系統(tǒng)：由副井進(jìn)風(fēng)，主回風(fēng)井回風(fēng)。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)確定井巷的開鑿位置。屬于緩傾斜煤層，采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤質(zhì)較好，～％,／t，煤塵無爆炸性危險自然發(fā)火期為36個月，煤層頂?shù)装遢^為穩(wěn)定。軌道上山鋪設(shè)軌道作為采區(qū)的輔助運(yùn)輸，運(yùn)送矸石、設(shè)備、材料、兼作行人。3) 下部車場：本下部車場的繞道屬于頂板繞道，從上山來看，通過豎曲線落平后摘鉤，沿車場的高道自動滑行到下部車場存車線。 運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面出煤→區(qū)段運(yùn)輸平巷→運(yùn)煤上山→采區(qū)煤倉→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→從主井提到地面；排矸系統(tǒng)：掘進(jìn)巷道時所出的矸石由軌道上山運(yùn)到軌道大巷之后到井底車場，然后從副井提至地面；運(yùn)料系統(tǒng)：副井→井底車場→軌道大巷→軌道上山→區(qū)段回風(fēng)平巷→使用地點(diǎn)。5）盡可能采用機(jī)械化采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效。本井田內(nèi)可采煤層均為褐煤，煤的工業(yè)分析，元素分析和其他煤質(zhì)試驗(yàn)證實(shí)，原煤的發(fā)熱量較高，屬于中灰煤，硫磷含量低，易篩分，是良好的發(fā)電和工業(yè)用煤。 C ——工作面回采率 L≤ 按刮板輸送機(jī)能力校驗(yàn)工作面長度 L≤nn1q/（BNCP） （63） 式中：n —晝夜出煤班數(shù)，2班； n1—每班運(yùn)煤時間，7小時 q —輸送機(jī)每h輸送能力，1100t/h； B —截深，； N —每天進(jìn)刀數(shù)，4刀； C — P —煤層生產(chǎn)率 ， ∴L≤271100/（0. 84）=1032（m）因此按刮板輸送機(jī)能力校驗(yàn)工作面長度也是滿足要求。具體技術(shù)特征見下表[5]表62 轉(zhuǎn)載機(jī) Table 62 reproduced machine型號裝機(jī)功率輸送能力設(shè)計長度SZZ764/315315kw1000t/h40m表63 破碎機(jī)Table 63 crusher型號功率破碎能力破碎粒度PEM1000650315kw1200t/h300mm表64 膠帶輸送機(jī) Table 64 belt conveyor型號功率帶寬帶速輸送能力DSJ120/200/2222220kW1200m1200t/h表65 乳化液泵站 Table 65 emulsion pumping station乳化液泵型號工作壓力功率乳化液箱泵站流量S300型3 30KW一臺300m/min 回采工藝方式的確定回采工藝是人們根據(jù)回采工作面煤層的賦存條件，運(yùn)用某種技術(shù)裝備進(jìn)行的生產(chǎn)方式，在回采工作面進(jìn)行破煤、裝煤、運(yùn)煤、支架及處理采空區(qū)等各種工藝。b 調(diào)整滾筒位置，前滾筒下降，后滾筒上升，并沿輸送機(jī)彎曲段反向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止，然后將輸送機(jī)移直，如圖b所示。[9]工作面布置圖如下圖 圖62 工作面布置圖[12] Acting surface arrangement fig 循環(huán)方式選擇及循環(huán)圖表的編制 確定循環(huán)方式循環(huán)方式是循環(huán)進(jìn)度和晝夜循環(huán)總數(shù)。建井施工隊(duì)?wèi)?yīng)盡量平行作業(yè)，采用多頭掘進(jìn)，同時應(yīng)抓好巷道定向工作。 工程排隊(duì)及施工組織排隊(duì)工作面接替：工作面結(jié)束前十天至十五天，完成其接續(xù)工作面掘進(jìn)和設(shè)備安裝工程。回采工作面的循環(huán)作業(yè)是回采工作面在規(guī)定時間內(nèi)保質(zhì)保量、安全地完成采、裝、運(yùn)、支、處這樣一個采煤全過程。d 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒位置，返程正常割煤，如圖d所示。b 勞動安全條件好。 采煤機(jī)械選擇和回采工藝確定根據(jù)本設(shè)計的實(shí)際情況：煤層平均厚度4m，傾角為14176。根據(jù)實(shí)際情況及設(shè)備能力已經(jīng)確定工作面長度為180m。表61 全井田各采區(qū)采煤方法Table 61 entire mining area of the mine mining method采區(qū)采煤方法落煤方式頂板管理一采區(qū)走向長壁采煤法綜采局部普采全部垮落法二采區(qū)走向長壁采煤法綜采局部普采全部垮落法三采區(qū)走向長壁采煤法綜采局部炮采全部垮落法四采區(qū)走向長壁采煤法綜采局部炮采全部垮落法 開采技術(shù)條件兩層煤在井田內(nèi)全區(qū)發(fā)育，煤層賦存穩(wěn)定，是井田的主要可采煤層，煤層頂?shù)装宥酁樯绊搸r、泥巖或石灰?guī)r，底板為粉砂巖、細(xì)砂巖。 采區(qū)巷道斷面 根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，綜采工作面膠帶輸送機(jī)順槽巷道凈斷面不宜小于12㎡，回風(fēng)順槽凈斷面不宜小于10㎡，輸送機(jī)上下山的凈斷面不宜小于12㎡，運(yùn)料、通風(fēng)、和行人上山的凈斷面，不宜小于10㎡。根據(jù)軌道上山起坡點(diǎn)到大巷的距離，本車場屬于斜式頂板繞道。 采區(qū)車場及硐室 車場形式區(qū)段上部車場為順向平車場，中部為單向甩車場，下部為直向平車場。1) 采區(qū)生產(chǎn)能力A：　 （51） 式中：L—回采工作面長度，取180m V—工作面年推進(jìn)度，工作面每日進(jìn)4刀，因此年推度為1056m 　 M—采高，4m r —煤的容重， 　 C—工作面回采率，則: A=18011884 =同時考慮5％的掘進(jìn)出煤。煤層運(yùn)輸平巷、回風(fēng)平巷已掘完并通過區(qū)段石門與上山相連，然后掘開切眼，貫通上下順槽。 火藥庫通風(fēng)：副井入風(fēng)，采用鉆孔立眼回風(fēng)。中央變電所和中央水泵房建成聯(lián)合硐室，具體見圖49：圖 49 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合硐室 Substation capacity and water pump house union booth3)火藥庫由于本礦井采用全部機(jī)械化采煤，所以相對用火藥較少，選用儲量較小的壁槽式火藥庫就可以滿足井下正常工作的需要。井底車場的主要硐室包括煤倉、箕斗裝載硐室、中央變電所、中央水泵房及火藥庫。煤層間下行式，區(qū)段內(nèi)后退式回采。表46 井田各采區(qū)技術(shù)特征表 Table 46 Mine technical characteristics of the mining area Table采區(qū)走向長度/m傾斜長度/m工業(yè)儲量/萬t采煤方式落煤方式準(zhǔn)備方式N124161197走向長壁綜采雙翼上山采區(qū)N218461038走向長壁綜采雙翼上山采區(qū)S12281756走向長壁綜采雙翼下山采