【正文】 瓦斯礦井。 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井 硐 形式和井 口 位置 1. 井筒形式的確定 根據(jù) 富強(qiáng) 礦井 田內(nèi) 的地表 狀況 及煤層 貯存情況可知 ，平硐開(kāi)拓方式 在 技術(shù)上 肯定不合理，予以直接否定。 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù) 本設(shè)計(jì)礦井所在井田具體的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造和 煤層賦存 情況等因素，采用雙立井開(kāi)拓方案 也 可行．富強(qiáng) 礦井田的地表，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，此方案在技術(shù)上可行。 (2) 井筒沿煤層傾斜方向 的位置，應(yīng)使總的石門(mén)工程量小， 礦井的 初期工程量 和初期 投資小，建井期 短，且 井筒的壓煤量少 。 井 硐 位置及坐標(biāo) 井筒 在井田中 位置 的選擇， 就是確定井筒 距離礦井儲(chǔ)量中心的尺寸，并用經(jīng)緯線來(lái) 表示 它的具體位置 ，選擇井筒位置的條件： 1 . 地 面條件 (1) 地面 工業(yè) 廣場(chǎng)的 占地面積 盡量小。 石門(mén)、大巷數(shù)目及布置 根據(jù) 本 設(shè)計(jì)礦井 的所有客觀條件再比較現(xiàn)有的先進(jìn)的運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備和開(kāi)拓巷道布置方案的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)比較 ［ 16］ ，確定本設(shè)計(jì)礦井采用集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門(mén)的布置方式 。 主要運(yùn)輸 巷道 的 斷面設(shè)計(jì)合理與否， 將直接影響礦井的生產(chǎn) 經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件， 大巷斷面設(shè)計(jì)的基本原則 24 是在滿足通風(fēng)安全與技術(shù)要求的前提下，爭(zhēng)取 提高 巷道 斷面 的利用率，降低斷面造價(jià) ［ 9］ ，并有利于加快開(kāi)拓速度。 (3) 地面煤倉(cāng)與外運(yùn)鐵路的連接 (4) 礦井的 工業(yè)廣場(chǎng) 與 生活區(qū)的 位置 2 . 井下條件 (1) 如果自然條件較好，地質(zhì)構(gòu)造不是很復(fù)雜，盡量把井筒布置在井田儲(chǔ)量的中央。 方案二： 該方案也符合《規(guī)程》的規(guī)定，但是本方案沒(méi)有方案一可行。 適用條件和 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地表狀況 和 煤層賦存 情況等 ， 不太適合選用綜合開(kāi)拓方式， 本設(shè)計(jì)礦井的開(kāi)拓方式 應(yīng)該 在雙立井和雙斜井之間進(jìn)行選擇。 礦井的通風(fēng)的摩擦阻力也會(huì)相應(yīng)增加，對(duì)于瓦斯相對(duì)涌出量較大的時(shí)候，有必要的開(kāi)鑿回風(fēng)或進(jìn)風(fēng)井立井 ； 適用 的 條件 ：煤層賦存 深度 較淺，煤層賦存 的 深度 在 +200～ 400，含 流 砂層厚度小于 m40 ，表土層不厚，水文地質(zhì)情況 也比較 簡(jiǎn)單的煤層。之間，煤層都呈單 斜構(gòu)造，通風(fēng)方式為混合式。 礦井每日凈提升時(shí)間為h16 。 保安煤柱 為了保證礦井的安全生產(chǎn)且依據(jù)《規(guī)程》的 有關(guān) 規(guī)定，本設(shè)計(jì)礦井所留設(shè)的保安煤柱 的寬度 如下： (1) 各煤層在地面的露頭處留設(shè) m5030? 的保安煤柱 ； (2) 井田邊界的斷層留設(shè) m5030? 保安煤柱 ； (3) 井田內(nèi)部的斷層 和采區(qū)邊界 留設(shè) m20 保安煤柱 ； (4) 河流的保安煤柱要根 據(jù)各煤層的埋藏深度的不同，而有變化 ； 儲(chǔ)量計(jì)算方法 礦井儲(chǔ)量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要以《儲(chǔ)量管理規(guī)程》為依據(jù)，計(jì)算的方法這里采用底板等高線水平投影分水平 塊 段法。井田四周均由落差很大的斷層為邊界，與臨近的礦井 沒(méi)有采動(dòng)影響。 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 情況 ： 本礦井范圍內(nèi)主要是主焦煤，還有少量的無(wú)煙煤，貧煤和瘦煤。 詳細(xì)情況可 見(jiàn)煤層特征表 123： 表 123 煤層特征 層 次 煤厚（ m） 層平均間距 （ m） 穩(wěn)定性 頂板 底板 最小 最大 平均 7 較穩(wěn)定 中細(xì) 砂巖 細(xì) 砂巖 15 11 穩(wěn)定 細(xì)砂 巖 粉砂巖 24 15 較穩(wěn)定 粉砂 巖 細(xì) 砂巖 110 17 較穩(wěn)定 細(xì)砂巖 粉砂巖 35 23 穩(wěn)定 粉砂巖 細(xì)砂巖 38 33 穩(wěn)定 細(xì)砂巖 粉砂巖 10 35 穩(wěn)定 粉砂巖 細(xì)砂巖 8 巖石性質(zhì) 厚度特征 表 124 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 名稱(chēng) 容重 kg/cm3 孔隙度 抗壓強(qiáng)度 102 kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102 kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 ? 255? 202? ? ? 101? 礫巖 ? 155? 151? ? ? 82? 灰?guī)r ? 205? 205? ? 81? 105? 頁(yè)巖 ? 3016? 101? ? ? 82? 石英長(zhǎng)石 ? ? 3515? ? 206? 206? 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 據(jù) 本井田的 精查地質(zhì)報(bào)告水文部分的論述，本井田開(kāi)采的煤層位于 淺部和中 深部。各個(gè)斷層的具體情況見(jiàn)表 221 ?? ： 經(jīng)過(guò) 詳細(xì)的地質(zhì)勘探 及綜合分析，本井田有 5 條大斷裂，都為正斷層。 3 富強(qiáng)礦新富礦區(qū)南外環(huán)路東風(fēng)礦新建礦新立礦火車(chē)站新興礦桃山礦勃利哈爾濱雞西牡丹江佳木斯北外環(huán)路茄子河詳查區(qū)龍湖礦北興農(nóng)場(chǎng)雙鴨山寶清紅衛(wèi)礦區(qū)東方紅礦區(qū)鹿山礦八五五農(nóng)場(chǎng)鐵南礦區(qū)鐵西礦區(qū) 鐵東礦大豐礦區(qū)元煙礦北 圖 111 交通位置圖 河流 區(qū)內(nèi)只有茄子河河流，河床的最高標(biāo)高為 m187 ，平均 m180 ，茄子河從本區(qū)東部流入西部流出，匯入桃山水庫(kù)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的對(duì)整個(gè)礦井的開(kāi)拓、準(zhǔn)備、回采、通風(fēng)安全、運(yùn)輸和排水做了詳細(xì)的說(shuō)明。 風(fēng)速的驗(yàn)算 ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 礦井提升設(shè)備選擇及計(jì)算 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 三 、 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》、《開(kāi)題報(bào)告》和《畢業(yè)設(shè)計(jì)文件匯編》等文件要求，以七臺(tái)河精煤集團(tuán)富強(qiáng)煤礦 地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)任務(wù)期內(nèi)完成 富強(qiáng) 礦 新井設(shè)計(jì)。 VIII 礦井井下運(yùn)輸 ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 概述 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 礦井等積孔的計(jì)算 ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。南部邊界 為 5F 斷層 與 鐵東 礦的深部區(qū)相鄰 。 4 井田 附近工礦農(nóng)業(yè) 經(jīng)濟(jì)狀況 區(qū)內(nèi) 的 鎮(zhèn)、 連 隊(duì)以農(nóng)業(yè) 種植 為主，其次種 植少量經(jīng)濟(jì)作物如蔬菜、黃煙等；井田 中流過(guò)的茄子 河的河砂、礫巖可供建筑之用。 (3)15號(hào)煤層：煤厚 ? ，平均 ，屬于穩(wěn)定的煤層，煤層結(jié)構(gòu)單一，容重為 3/ mt ，頂板為粉砂巖，底板為細(xì)砂巖。 2. 在井田范圍內(nèi)，由于邊界和中部大斷層的作用，使得煤層和巖層內(nèi)的裂隙比較發(fā)育，這些裂隙使得礦井在 垂深 400 以內(nèi)（包括風(fēng)化裂隙帶）礦井 的 涌水量有 些增加 。 勘探程度及可靠性 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià) 1. 本井田的精查工作量 和結(jié)構(gòu)規(guī)模較大 ， 在 最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了近百個(gè)鉆 孔， 對(duì)本井田的煤層賦存情況和一般的地質(zhì)構(gòu)造情況有了一定的掌握，不過(guò)由于本井田的走向長(zhǎng)度較大，并且在勘探過(guò)程中難免會(huì)有的鉆孔孔斜較大，對(duì)構(gòu)造的推定也有一定的影響。 井田未來(lái)發(fā)展情況 本設(shè)計(jì)礦井為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 aMt/ 的礦井，由勘探 精查報(bào)告 資料可知，井田內(nèi)的煤層發(fā)育較好，煤層均為單斜構(gòu)造， 并且傾角都在 ?19 左右， 預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后不久的核定生產(chǎn)能力會(huì)大于設(shè) 計(jì)生產(chǎn)能力，隨著科學(xué)技術(shù)尤 其是煤炭開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的 提高， 可以采出 和探測(cè)出 埋藏較深的煤炭 。 2. 可采 儲(chǔ)量的計(jì)算 公式如下 ： 12 CPZZ ck ??? )( 式中： kZ — 可采儲(chǔ)量， Mt cZ — 工業(yè)儲(chǔ)量， Mt P — 永久煤柱損失， Mt ； C — 采區(qū)回采率 表 2－ 1 可采煤層儲(chǔ)量表 對(duì) 回采 率的 要求：中厚煤層不應(yīng)小于 %80 ，薄 煤層不應(yīng)小于 %85 。 礦井服務(wù)年限的確定 礦井服務(wù)年限 的確定和礦井生產(chǎn)能力的確定是息息相關(guān)的 ［ 17］ ，受很多相同因素的影 響， 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井 的 實(shí)際情況和礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式， )/( KAZT ?? 式中： Z — 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt A — 生產(chǎn)能力， aMt/ K — 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)， ??K K 值取 1． 當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ， aKAZT 75)(12500)/( ????? 2． 當(dāng)?shù)V井的生產(chǎn)能力為 ， aKAZT 60)(12500)/( ????? 3．當(dāng)?shù)V井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ， aKAZT 50)(12500)/( ????? 參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 ， 再通過(guò)以上計(jì)算可知，礦井 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。 先進(jìn)的煤炭開(kāi)采技術(shù)對(duì)礦井開(kāi)拓開(kāi)采方式的選擇有很大影響。 （ 2） 雙立井開(kāi)拓 立井開(kāi)拓的 優(yōu)點(diǎn)： ① 立井 開(kāi)拓時(shí)， 井筒 的長(zhǎng)度相對(duì)斜井要短很多 ， 礦井生產(chǎn)出的煤炭 及矸石 和上下的人員和材料 的 提升 運(yùn)行的 速度快，提升 的能力大，對(duì) 提升特別有利 ； ② 現(xiàn)有的立井提升的機(jī)械化的程度高于斜井，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，數(shù)字化，對(duì)機(jī)械的自動(dòng)控制較容易 ； ③ 井筒 的斷面為圓形，對(duì)施加在井筒上的地應(yīng)力的抵抗能力較大，生產(chǎn)過(guò)程中的維護(hù)費(fèi)用較底， 有效 的通風(fēng)斷面較大 ， 井筒內(nèi)鋪設(shè)的各種管線相對(duì)較短 ； 缺點(diǎn)： 立井開(kāi)拓的缺點(diǎn) 與斜井 開(kāi)拓的 優(yōu)點(diǎn) 基本上 相對(duì)應(yīng)。 表 31 開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 項(xiàng)目名稱(chēng) 方案一（萬(wàn)元） 方案二（萬(wàn)元） 方案三（萬(wàn)元） 井筒 主井 1425 700 1425 副井 1275 680 680 總計(jì) 2700 1380 2105 由于三種開(kāi)拓方式的井底車(chē)場(chǎng)，風(fēng)井，大巷和石門(mén)的開(kāi)拓工程量基本相同，這里就不做經(jīng)濟(jì)比較了，只對(duì)井筒的布置方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 ［ 4］ 。每種大巷布置 方式的適用條件如下 所述 ： （ 1） 適用 于 分煤層大巷 主要石門(mén) 布置方式 的 條件 ① 開(kāi)采 煤層 的 數(shù) 目較少 ， 煤 層間距 較 大，石門(mén) 較 長(zhǎng)； ② 井田 的 走向長(zhǎng)度 較 短， 礦井的 服務(wù)年限不長(zhǎng)； ③ 井田內(nèi)的各個(gè)煤層的煤質(zhì)牌號(hào)不同，為了不把煤炭混合在一起，要求分采，分運(yùn)的時(shí)候； ④ 當(dāng)?shù)V井的產(chǎn)量對(duì)風(fēng)量的要求較大的時(shí)候，瓦斯涌出量較大的井田 ； ⑤ 各個(gè)煤層底板的巖石性質(zhì)比較堅(jiān)硬，有利于大巷的布置和維護(hù) ； （ 2） 分組集中大巷 主要石門(mén) 適用 的 條件 ① 煤層 的 數(shù) 目 多， 并且有一部分煤層距離較近，并且它們和另外幾層煤的距離較大，這樣就可以分為兩組 ； ② 根據(jù)具體的情況，選擇對(duì) 礦井運(yùn)輸和通風(fēng) 干擾較小 的方式 ； （ 3） 集中運(yùn)輸大巷 采區(qū)石 門(mén)方式的 適用條件 ① 適于煤層層數(shù) 較 多，層間距不大的礦井； ② 井田 的 走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； ③ 煤層 的 底板有堅(jiān)硬 的 巖層 ，有利于大巷的布置 ， 維護(hù)也比較容易 ； ④ 各個(gè)煤層的 煤質(zhì)牌號(hào)相同， 開(kāi)采過(guò)程中不 要求分采分運(yùn) 的情況下 ； ⑤ 煤層的 自然發(fā)火 情況比較 嚴(yán)重， 布置采區(qū)進(jìn)行回采的時(shí)候 便于分區(qū)，分段 的 處理事故； ⑥ 采區(qū) 的 尺寸大，石門(mén) 的 長(zhǎng)度短 或者石門(mén)長(zhǎng)一些但是同時(shí)服務(wù)于幾個(gè)采區(qū) ； 本設(shè)計(jì) 礦井 的可采煤層 有 7， 11， 15， 17， 23， 33， 35共七 煤層，各煤層間距有大有小，由于本礦井內(nèi)煤層的特 點(diǎn)是分布在井田的南北兩部分 ，井筒就布置在這兩部分之間， 也是井田的儲(chǔ)量中央 ［ 14］ ，結(jié) 合本設(shè)計(jì)礦井的 21 具體情況，對(duì)礦井的開(kāi)拓方式的方案提出兩種 ［ 9］ ，方案一： 采用主要運(yùn)輸大巷采區(qū)石門(mén)的開(kāi)拓方式，方案二 ： 采用分組 集中 運(yùn)輸大巷主要石門(mén)的開(kāi)拓方式， 詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)圖 3 33和表 32。 (4) 根據(jù)勘探程度的不同，應(yīng) 該將井筒布置在勘探的比較明了的地方，降低礦井的基建投資，最好是等出來(lái)煤炭以后，有一定的收益以后再投資井田的另