【正文】 587 井下運(yùn)輸 59 概述 59 井下運(yùn)輸原始數(shù)據(jù) 59 井下運(yùn)輸系統(tǒng) 59 煤炭運(yùn)輸方式和設(shè)備的選擇 61 煤炭運(yùn)輸方式的選擇 61 帶區(qū)煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型及驗(yàn)算 61 運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 63 輔助運(yùn)輸方式和設(shè)備選擇 63 輔助運(yùn)輸方式選擇 63 輔助運(yùn)輸設(shè)備選擇 648 礦井提升 67 礦井提升概述 67 主副井提升 67 主井提升 67 副井提升 68 井上下人員運(yùn)送 709 礦井通風(fēng)與安全 71 礦井概況、開拓方式及開采方法 71 礦井地質(zhì)概況 71 開拓方式 71 開采方法 71 變電所、充電硐室、火藥庫 71 工作制、人數(shù) 71 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 71 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 71 礦井通風(fēng)方式的選擇 72 礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式的選擇 73 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 73 工作面通風(fēng)方式的選擇 74 礦井風(fēng)量計(jì)算 75 工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 75 備用面需風(fēng)量的計(jì)算 76 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 76 硐室需風(fēng)量 77 其它巷道所需風(fēng)量 77 礦井總風(fēng)量計(jì)算 77 風(fēng)量分配 78 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 78 容易和困難時(shí)期礦井最大阻力路線確定 78 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 83 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 84 84 84 84 87 88 88 88 88 89 89 8910 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 90專題部分淺談軟巖巷道支護(hù)理論研究與發(fā)展 93參考文獻(xiàn) 111翻譯部分英文原文 114中文譯文 124致 謝 132 中國礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁一般部分1 礦井概況與地質(zhì)特征 礦井概況東坪煤礦位于盂縣縣城東南3km處一帶，礦區(qū)地理坐標(biāo)北緯，東經(jīng)。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)和東南風(fēng)，冬季常見西風(fēng)、西北風(fēng)，夏季多為東南風(fēng)，最大瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)30m/s，冰凍期為每年11月初至翌年3月底，最大凍土深度88cm，最大積雪深度17cm，年平均無霜期180天左右。下二迭系下統(tǒng)下石盒子組(Pix)連續(xù)沉積于下伏山西組之上，全組厚度150m，根據(jù)巖性特征，自下而上可分為三段：第一段(P1xl )：主要由深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰、灰黃色砂巖組成，下部含1～2層薄煤線，底部以一層灰黃色中粗砂巖(K8)與山西組分界，本段舊稱“綠色地層”，厚度60m左右。 水文地質(zhì)井田位于娘子關(guān)泉城西北部，屬該泉域的徑流區(qū)。（2）太原組灰?guī)r巖溶含水層太原組賦存三層發(fā)育穩(wěn)定的石灰?guī)r，自下而上分別為四節(jié)石灰?guī)r(K2)、錢石灰?guī)r( K3)和猴石灰?guī)r(K4)，～，局部巖溶裂隙較發(fā)育，含水性較強(qiáng)，據(jù)119隊(duì)勘探資料，鉆孔鉆至Kz灰?guī)r層段時(shí)，有不同程度漏水現(xiàn)象，具有一定充水條件。構(gòu)造對(duì)水文地質(zhì)條件的影響井田發(fā)育二個(gè)寬緩的向斜構(gòu)造，向斜聚水條件較好。關(guān)于奧灰水，由于其水位較低，均處于15可采煤層底板以下，中間又有本溪組隔水層，一般不會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)形成威脅。 可采煤層井田內(nèi)可采煤層共4層，為山西組的4煤層及太原組的15煤層。表11 煤層特征一覽表 含煤地 層地層厚度（m）煤層編號(hào)煤層厚度（m）煤層間距（m）夾矸數(shù)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性可采程度備注最小～最大 平均最小～最大 平均最小～最大 平均頂板底板山西（P1S）—— 35 4～ ～ ～ ～ 0～1泥巖泥巖較穩(wěn)定局部可 采二型太原組（C3t） 100～120 100 8～ 0泥巖～沙質(zhì)泥巖泥巖～沙質(zhì)泥 巖穩(wěn)定局部可 采一型 9～ 0泥巖～沙質(zhì)泥巖沙質(zhì)泥巖～中細(xì)砂巖穩(wěn)定局部可 采一型15～ 0～3石灰?guī)r沙質(zhì)泥巖穩(wěn)定全區(qū)可 采一型 煤質(zhì)及用途物理性質(zhì)及煤巖特征 15煤層物理性質(zhì)和煤巖特征基本相近，皆呈黑色、灰黑色，玻璃光澤，具節(jié)理，發(fā)育梯狀、棱角狀斷口，有一定韌性，條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，塊狀或?qū)訝顦?gòu)造。15煤層：水份[Mad]:～%，%，～%，%；灰份[Ad]:～%，%；～%，%；揮發(fā)份[Vdaf]:～，%；～%，%；焦渣特征:原煤2～3，洗煤為2～4；全硫[]:～%，%，～%，%；發(fā)熱量[]～，～ M/kg，；元素分析:碳含(Cdaf)為90. 38 % ；氫( Hdaf )%，氮(Ndaf)%，氧(Odaf)%；膠質(zhì)層厚度Y值為0mm，X值8～11mm。15煤層老頂為K2石灰?guī)r整體強(qiáng)度高，變形特征接近于彈性各向同性體，屬堅(jiān)硬巖石；其底板為砂質(zhì)泥巖，有一定強(qiáng)度，底鼓現(xiàn)象不大，頂?shù)装鍡l件為Ⅰe～Ⅱe。表21 礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表點(diǎn)號(hào)緯距X經(jīng)距Y點(diǎn)號(hào)緯距X經(jīng)距YZ1.00Z2Z3Z4 .00Z5Z6Z7 .20Z8Z9Z10 .00Z11Z12 .00Z13Z14Z15Z16Z17Z18 .00Z19 .00Z20 .00Z21 .00該礦東北接南灣煤礦井田，東為上、下烏沙及路家村煤礦井田，南鄰寨溝、南莊、北婁煤礦井田，西與上、下南莊、小橫溝、南關(guān)煤礦接壤。但是4煤層和8煤層屬于薄煤層，9煤層為不完全發(fā)育煤層，且8和9煤層均為局部可采煤層。 永久煤柱損失量（1）井田境界煤柱可按下列公式計(jì)算： （22）式中：——邊界煤柱損失量，t；——邊界長(zhǎng)度，m；——邊界寬度，斷層邊界50 m，人為邊界20 m；——煤的容重，；——煤層平均厚度，m；由于井田的邊界無斷層，故無須留斷層邊界煤柱。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱煤量工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見表23。煤層厚度/m風(fēng)積沙層厚度/m/176。設(shè)計(jì)開采的15煤層屬于厚煤層。局部?jī)A角最大的地方為23176。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》：計(jì)算礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，～。副井運(yùn)輸采用雙鉤串車提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的運(yùn)輸。～45176。開采部署是對(duì)井田內(nèi)各開采煤層的開采方法和順序做出總體性的安排。（6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。（5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。（2）井筒位置的確定① 筒位置的確定原則：，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；，首采區(qū)少遷村或不遷村；；、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；，少壓煤；、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。⑥ 地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置的影響要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。工業(yè)場(chǎng)地的位置及形狀如圖41所示。由于瓦斯涌出量很小，煤層一般不自燃，因此本設(shè)計(jì)在各水平只布置兩條大巷。在井田南部靠近斷層處是一段長(zhǎng)度為700m，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜巷。北三采區(qū)的運(yùn)輸下山和南二采區(qū)的運(yùn)輸上山與運(yùn)輸大巷接頭處上部巖層中，布置兩分區(qū)的煤倉。北三采區(qū)的運(yùn)輸下山和南二采區(qū)的運(yùn)輸上山與運(yùn)輸大巷接頭處上部巖層中，布置兩分區(qū)的煤倉。如圖45所示。在比較過程中，由于風(fēng)井的布置以及帶區(qū)和采區(qū)的準(zhǔn)備方式在這四個(gè)方案中基本是相同的，因此，沒有列入比較范圍。掘進(jìn)長(zhǎng)度為116。井筒斷面如圖410所示，井筒特征見表48。電機(jī)車選用ZK106/2504直流架線式電機(jī)車，其尺寸為（長(zhǎng)寬高）：461510561600。材料的運(yùn)行路線與矸石空車相同。運(yùn)輸大巷和輔助運(yùn)輸大巷都是沿著煤層底板掘進(jìn)，局部存在半煤巖巷?！?。 水文地質(zhì)15煤層涌水量平常為90 m3 /d，最大涌水量為135 m3 /d。帶區(qū)內(nèi)無斷層，無陷落柱，無特殊地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存情況簡(jiǎn)單。帶區(qū)準(zhǔn)備方式存在的輔助運(yùn)輸和行人困難的問題，本設(shè)計(jì)輔助運(yùn)輸大巷布置為雙軌大巷，用電機(jī)車牽引礦車進(jìn)行輔助運(yùn)輸；工作面運(yùn)料斜巷布置單軌，利用長(zhǎng)距離絞車解決輔助運(yùn)輸問題。 關(guān)于奧灰水，由于其水位較低，均處于15可采煤層底板以下，中間又有本溪組隔水層，一般不會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)形成威脅。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜多含1～3層泥巖夾矸。兩條大巷均選用拱形巷道，錨噴支護(hù)。①井底煤倉主斜井井底煤倉為一垂直斷面煤倉，坐落于主斜井底段，煤倉直徑為6，有效的裝煤高度為18，經(jīng)計(jì)算煤倉容量為702，回采工作面最大瞬時(shí)出煤能力為1800，主斜井輸送機(jī)運(yùn)輸能力為1600,兩者之差為200，故主井井底煤倉的設(shè)置有利于主井運(yùn)輸能力的緩解。故一列車的長(zhǎng)度：L＝＋14＝,所以空、。礦井為雙斜井開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面，人員從副斜井乘坐架空乘人器進(jìn)入井下井底車場(chǎng)的候車區(qū)域，然后乘坐平巷人車到達(dá)各工作區(qū)域；物料經(jīng)副斜井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，再由電機(jī)車牽引礦車運(yùn)至各工作區(qū)域；；矸石由礦車運(yùn)至井底車場(chǎng)，換用串車經(jīng)副斜井運(yùn)至地面。井筒斷面布置如圖447所示。表41 方案一：雙斜井單水平開拓（煤巷）費(fèi)用計(jì)算表 項(xiàng)目數(shù)量（m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）小計(jì)（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主斜井開鑿表土段1164397基巖段3863497副斜井開鑿表土段925058基巖段2614095井底車場(chǎng)巖巷8005965大巷開鑿煤巷52002009小計(jì)（萬元）生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（元）5756排水涌水量(m3/h)時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）8760大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）5756小計(jì)（萬元）總計(jì)費(fèi)用（萬元）表42 方案二：雙斜井單水平開拓（巖巷）費(fèi)用計(jì)算表 項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）小計(jì)（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主斜井開鑿表土段1164397基巖段4253497副斜井開鑿表土段925058基巖段2924095井底車場(chǎng)巖巷8005965大巷開鑿巖巷51685010小計(jì)（萬元）生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（元）5756排水涌水量(m3/h )時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）8760大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）5756小計(jì)（萬元）總計(jì)費(fèi)用（萬元）表43 方案三：主斜井副立井單水平開拓（煤巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）小計(jì)（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主斜井開鑿表土段1164397基巖段3863497副立井開鑿表土段3017690基巖段8512454井底車場(chǎng)巖巷10005965大巷開鑿煤巷52002009小計(jì)（萬元）生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（元）5756排水涌水量(m3/h )時(shí)間（h）服務(wù)年限（a）基價(jià)（元）8760大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）5756小計(jì)（萬元）總計(jì)費(fèi)用（萬元）表44 方案四：主斜井副立井單水平開拓（巖巷）費(fèi)用計(jì)算表項(xiàng)目數(shù)量基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）小計(jì)（萬元）基建費(fèi)用（萬元）主斜井開鑿表土段1164397基巖段4253497副立井開鑿表土段3017690基巖段9512454井底車場(chǎng)巖巷10005965大巷開鑿巖巷51685010小計(jì)（萬元）生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升長(zhǎng)度（km）基價(jià)（元）5756