【正文】 ................................125 準(zhǔn)備方式 18 盤區(qū)布置 .....................................................18 盤區(qū)尺寸及巷道布置 ...........................................19 盤區(qū)主要設(shè)備選型及生產(chǎn)系統(tǒng) ...................................206 采煤方法 22 采煤工藝方式 .................................................22 連續(xù)采煤機(jī)巷道掘進(jìn)工藝以及回采率 .............................267 井下運(yùn)輸 29 概述 .........................................................29 井下運(yùn)輸 .....................................................29河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄28 礦井提升 31 概述 .........................................................31 主副井提升 ...................................................319 礦井通風(fēng) 32 通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) ...........................................32 礦井總風(fēng)量、負(fù)壓和等積孔的計(jì)算 ...............................33 通風(fēng)設(shè)備選擇 .................................................36 災(zāi)害預(yù)防及安全裝備 ...........................................3810 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 41參考文獻(xiàn) 44謝辭 45河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要I摘 要煤炭工業(yè)幾乎是所有經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，煤炭工業(yè)發(fā)展的狀況直接影響著其它工業(yè)乃至整個(gè)世界的發(fā)展速度。 introduction. After analyse the the original data, the author refers to many design manuals related and rules of law on mine. Furtheremore, the mining development system is designed which is the keystone and the difficulty. Comparing with some accessible projections, a shaft drinking system is found more suitable for the mine. Moreover, the transport system, the drainage system and the haulage system, etc, are all concerned in the design.Keywords: Zhaozhuang Coal Mine ,Development system ,Selection of coal mining methods河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 交通位置趙莊井田位于山西省長(zhǎng)子縣以南 16km 處，行政區(qū)劃為長(zhǎng)治縣、長(zhǎng)子縣、高平市所轄。表 l－1 鐵路、公路交通情況表起止站 鐵路里程（km） 公路里程（km）趙莊～高平 23 19高平～長(zhǎng)治 55 64高平～晉城 39 34高平～太原 335 318高平～焦作 99 125 地形地貌本區(qū)地貌區(qū)劃，北部屬長(zhǎng)治斷陷堆積盆地，中部和南部屬沁河、丹河流域侵蝕中山區(qū)。且多集中在六、七、八、九月，占全年總降雨量的 75%以上；年平均蒸發(fā)量 ，最大蒸發(fā)量 （1981 年） ，最小蒸發(fā)量為（1996 年） ，凍土深度 50～75cm。申村水庫(kù)位于工業(yè)場(chǎng)地以北 12km，輸水線路長(zhǎng)度 16km，水庫(kù)于 1958 年建成，1989～1993 年進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程，防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到百年設(shè)計(jì)、千年校核。以上。 斷層本區(qū)共有斷層 16 條，均為正斷層，其中有 6 條斷層落差及規(guī)模稍大，分述如下：（F 1）2. 興旺莊正斷層（F 2）（F 6）（F 10）（F 15）（F 16）河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4 褶曲區(qū)內(nèi)共有褶曲 33 條，規(guī)模較大的有 6 條，團(tuán)城背斜，西溝向斜，土門嶺背斜，東坡向斜，地河背斜，堡頭向斜。山西組和太原組二者累計(jì)總厚度為～，一般 。 瓦斯井田精查勘探中共采集 3 號(hào)煤層鉆孔瓦斯樣 37 個(gè)，15 號(hào)煤層瓦斯樣 1 個(gè)；詳查階段采取 15 號(hào)煤層瓦斯樣各 23 個(gè)。這是由于隨煤層埋深增大，煤層本身及圍巖的透氣性降低，使得煤中瓦斯難以往外運(yùn)移、排放，從而有利于瓦斯的富集和保存。莊頭正斷層以東為地方煤礦開采區(qū)，以西為趙莊井田，該斷層區(qū)井田內(nèi)長(zhǎng)，往東北向長(zhǎng)治礦區(qū)延伸，與長(zhǎng)治正斷層斜交，全長(zhǎng) 26km。井田的南部為精查區(qū)，歸屬晉城市地方煤礦開采。、構(gòu)筑物保護(hù)煤柱，根據(jù)礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)，表土層移動(dòng)角取 φ=45，巖層移動(dòng)角 δ=γ=70 176。 井田面積 ，3 號(hào)煤層可采儲(chǔ)量 ，其中貧煤 ，無(wú)煙煤 ，服務(wù)年限可達(dá) 。而且當(dāng)我國(guó)洗煤技術(shù)發(fā)達(dá)時(shí)，可以繼續(xù)開采 15 煤層。（2）井下進(jìn)風(fēng)量要求由于主斜井裝備膠帶輸送機(jī)，風(fēng)速不能過大，因此不能作為主進(jìn)風(fēng)井，進(jìn)風(fēng)主要依靠副井。副立井凈直徑 ,深度 。全井田劃分為八個(gè)盤區(qū)，井底車場(chǎng)以北劃分為三個(gè)盤區(qū)，以西劃分為二個(gè)盤區(qū)，以南劃分為三個(gè)盤區(qū)。 礦井基本巷道 井筒裝備及布置、副斜井、副立井、回風(fēng)立井四個(gè)井筒。斜井內(nèi)鋪設(shè) 900mm 軌距、43Kg/m 的單軌，裝備一臺(tái) 單滾筒絞車。河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書14圖 45 副立井井筒端面圖（4）回風(fēng)立井回風(fēng)立井凈斷面 ,深度 。 井底車場(chǎng)和硐室礦井為斜井、立井混合開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面；大型設(shè)備和管道等長(zhǎng)材經(jīng)副斜井運(yùn)至井底，在副斜井井底車場(chǎng)換裝，由無(wú)軌膠輪車運(yùn)至盤區(qū)；3t 以下設(shè)備、材料和人員由副立井下井直接由膠輪車運(yùn)至盤區(qū)；少量矸石由鏟斗車卸入矸石倉(cāng)由副斜井提升至地面。回風(fēng)立井通過馬頭門直接與總回風(fēng)大巷聯(lián)系，井底標(biāo)高按井筒見煤標(biāo)高+ 考慮，不設(shè)車場(chǎng)。故設(shè)計(jì)水倉(cāng)容量有足夠一定的富裕，滿足規(guī)程要求。為充分發(fā)揮礦區(qū)厚煤層的資源優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)推薦礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)共布置 1 個(gè)盤區(qū) 1 個(gè)綜采長(zhǎng)壁工作面另配備 2 個(gè)連續(xù)采煤機(jī)來(lái)保證礦井產(chǎn)量。一般來(lái)說，盤區(qū)尺寸大，則盤區(qū)巷道掘進(jìn)率低；工作面搬家次數(shù)少，工作面單產(chǎn)和綜采設(shè)備利用率高，開采經(jīng)濟(jì)；盤區(qū)服務(wù)年限也較長(zhǎng)，有利于盤區(qū)接替；煤炭損失少，回采率高。初期在低瓦斯區(qū)上區(qū)段的進(jìn)風(fēng)順槽留一條作為下區(qū)段的回風(fēng)順槽。 盤區(qū)車場(chǎng)及硐室本井田煤層賦存平緩，輔助運(yùn)輸采用內(nèi)燃無(wú)軌膠輪車連續(xù)運(yùn)輸，人員、材料、設(shè)備等從＋560m 水平井底車場(chǎng)（或副立井井底）直接運(yùn)往工作面等各使用地點(diǎn)。井下運(yùn)輸?shù)淖畲蠹檫B續(xù)采煤機(jī)。左右，屬近水平煤層，僅局部撓曲帶傾角達(dá) 10176。生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)管理方面采煤方法的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)決定了工作面生產(chǎn)管理的難易程度，放頂煤綜采回采工藝相對(duì)復(fù)雜，既有前方采煤機(jī)割煤，又有支架后方放煤。表 61 回采率對(duì)比表比較內(nèi)容 大采高綜采 放頂煤綜采 煤炭工業(yè)技術(shù)政策規(guī)定采高 （m） 工作面回采率 93% 80% 93%盤區(qū)回采率 85% 71% 75%綜上所述，采用長(zhǎng)壁大采高綜采，以實(shí)現(xiàn)工作面單產(chǎn) 。裝機(jī)功率 1700KW 以上，截深 ，牽引速度0～31m/min，采高 ～，額定生產(chǎn)能力為 2500t/h 以上，牽引方式為鏈軌式或銷排式無(wú)鏈電牽引，額定電壓 3300V，頻率 50Hz。故工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)要求如下：刮板輸送機(jī)：運(yùn)輸長(zhǎng)度 250m，運(yùn)輸能力 2500t/h，交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭，雙速電機(jī)牽引，額定電壓 3300V，功率 1400KW 以上。支架支撐高度的確定：最大高度 H 大 =m 大 +S1式中：m 大 煤層最大采高，取 ； S1偽頂或浮煤冒落厚度，一般取 H 大 =m 大 +S1=+=。機(jī)尾自行，電壓等級(jí) 3300V。工作面的日循環(huán)數(shù)及年推進(jìn)度計(jì)算結(jié)果見表 63。這種錨桿機(jī)可在厚 ～ 的煤層中使用，鉆臂推力 2284kN。梭車的裝機(jī)總功率為河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書26157kW。連續(xù)采煤機(jī)正在第一條巷道作業(yè)，工作面梭車往返于連續(xù)采煤機(jī)和給料破碎機(jī)之間進(jìn)行運(yùn)煤，錨桿機(jī)在第五巷道打眼安裝錨桿，因?yàn)樗蔷o跟連續(xù)采煤機(jī)的后續(xù)工序。 使用連續(xù)采煤機(jī)的盤區(qū)產(chǎn)量高的一個(gè)不可忽視的重要因素，是采用了配套恰當(dāng)?shù)溺P車清理底板浮煤，掃清道路，保障連續(xù)采煤機(jī)、梭車和錨桿機(jī)暢通無(wú)阻。河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書287 井下運(yùn)輸 概述礦井為斜井、立井混合開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面；大型設(shè)備和管道等長(zhǎng)材經(jīng)副斜井運(yùn)至井底，在副斜井井底車場(chǎng)換裝，由無(wú)軌膠輪車運(yùn)至盤區(qū)；3t 以下設(shè)備、材料和人員由副立井下井直接由膠輪車運(yùn)至盤區(qū)；少量矸石由鏟斗車卸入矸石倉(cāng)由副斜井提升至地面?；仫L(fēng)立井通過馬頭門直接與總回風(fēng)大巷聯(lián)系，井底標(biāo)高按井筒見煤標(biāo)高+ 考慮，不設(shè)車場(chǎng)。主斜井裝備一臺(tái)鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)礦井原煤的提升任務(wù)，副斜井、副立井各裝備一套提升裝置擔(dān)負(fù)人員、設(shè)備及材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)。河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書319 礦井通風(fēng) 通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)礦井采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方式，初期為中央并列式通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)。礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置 1 個(gè)長(zhǎng)壁綜采工作面（為使礦井通風(fēng)能力留有余地，并考慮到工作面接替時(shí)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)計(jì)算通風(fēng)時(shí)按 1 個(gè)長(zhǎng)壁綜采工作面和 1 個(gè)長(zhǎng)壁綜采接替工作面考慮） 、二個(gè)連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)工作面。Q 礦進(jìn) =（ΣQ 采 +ΣQ 掘 +ΣQ 柴 +ΣQ 硐室 +ΣQ 其它 ）K式中：Q 礦進(jìn) ——礦井總供風(fēng)量，m 3/s；ΣQ 采 ——回采工作面所需風(fēng)量之和，m 3/s；ΣQ 掘 ——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m 3/s；ΣQ 柴 ——稀釋柴油機(jī)車廢氣需風(fēng)量之和，m 3/sΣQ 硐室 ——獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量之和，m 3/s；河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書33ΣQ 其它 ——其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m 3/s；K——礦井內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)，取 。 風(fēng)量分配礦井總風(fēng)量按井下各工作用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量進(jìn)行分配，余者風(fēng)量為漏風(fēng)和其他風(fēng)量，礦井風(fēng)量分配見表 92。S 2/m4)； L——井巷長(zhǎng)度，m； P——井巷凈斷面周長(zhǎng)， m； Q——通過井巷的風(fēng)量，m 3/s； S——井巷凈斷面積， m2。采用的通風(fēng)設(shè)施有風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)墻、風(fēng)橋和風(fēng)簾等。 推薦通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)計(jì)算考慮通風(fēng)裝置的入口損失、消聲器損失、卡諾損失、擴(kuò)壓器損失、彎道損失、出口擴(kuò)壓器損失、出口動(dòng)壓損失后，通風(fēng)機(jī)全壓升為：初期 H 初全 = H 初 + ∑△H =+=2176Pa后期 H 后全 = H 后 + ∑△H =+=3444Pa通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)： 221 ????QR自后 全后 自初 全初河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書37通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程： 災(zāi)害預(yù)防及安全裝備 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施（一）預(yù)防瓦斯爆炸的措施趙莊礦井為高瓦斯礦井，應(yīng)對(duì)瓦斯危害引起足夠的重視。隨時(shí)監(jiān)測(cè)工作面上隅角、采空區(qū)邊界、采煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)附近、膠帶機(jī)頭附近、工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭附近、頂板冒落空洞內(nèi)、低風(fēng)速巷道頂板附近等處的瓦斯?jié)舛?，及時(shí)處理這些地點(diǎn)積聚的瓦斯，防止?jié)舛瘸?。（二）預(yù)防煤塵爆炸的措施井下煤塵主要是由于采煤機(jī)高速切割煤體所產(chǎn)生的。經(jīng)常檢測(cè)風(fēng)流中的粉塵含量，定期清掃和沖洗巷道周壁，減少粉塵積存。井下爆破材料庫(kù)采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)和隔爆設(shè)施。河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書39正確選擇和合理使用電氣設(shè)備，加強(qiáng)維護(hù)，保證輸電線路完好，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生事故。按規(guī)定設(shè)置隔爆設(shè)施。在一定的條件下，煤塵會(huì)燃燒或爆炸。采煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)割煤時(shí)，如遇夾石或切割頂?shù)装鍟r(shí)，在開機(jī)前應(yīng)測(cè)定工作面瓦斯?jié)舛?，使之不超過《煤礦安全規(guī)程》允許值，以免切割巖石時(shí)發(fā)生的火花引起瓦斯爆炸。防止瓦斯爆炸的根本措施是防止瓦斯的積聚和引燃。礦井通風(fēng)方式為抽出式通風(fēng)。計(jì)算機(jī)根據(jù)用風(fēng)地點(diǎn)需要的風(fēng)量和每段巷道中的風(fēng)阻，對(duì)巷道中的風(fēng)量進(jìn)行分配試算，經(jīng)過若干次疊代計(jì)算后，使每條風(fēng)路中的通風(fēng)阻力趨于平衡，并據(jù)此計(jì)算出礦井的通風(fēng)風(fēng)壓。在回風(fēng)立井服務(wù)范圍內(nèi)，最大風(fēng)壓時(shí)開采北一盤區(qū)，其服務(wù)年限 15 年左右。所以：ΣQ 采 =801+301 =110m3/s(2) ΣQ 掘 的確定 設(shè)計(jì)共配備了 2 個(gè)掘進(jìn)工作面，其中 1 個(gè)為連續(xù)采煤機(jī)大巷掘進(jìn)工作面，1 個(gè)為連續(xù)采煤機(jī)順槽掘進(jìn)工作面。根據(jù)計(jì)算，礦井生產(chǎn)能力為 ，設(shè)計(jì)確定的井筒斷面能夠滿足風(fēng)量的要求（見表 91） 。 中央并列通風(fēng)方式優(yōu)點(diǎn)充分考慮了礦井開拓布置和高瓦斯礦井的特點(diǎn)；通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定并易于管理；使用專用通風(fēng)巷道的數(shù)目較少，風(fēng)路較短，貫通