【正文】 c．采煤機所需裝機功率根據(jù)《綜采技術(shù)手冊（上）》，電動機功率為300kW，煤層高度增加10%，電動機功率增加3%左右，又考慮到留一定的富裕系數(shù)，使采煤機在保證產(chǎn)量的前提下有較長的使用壽命，選擇采煤機的裝機功率600kW。 采煤方法的選擇，應(yīng)根據(jù)煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、地面保護要求、設(shè)備供應(yīng)狀況以及設(shè)計生產(chǎn)能力、效率、成本和煤的回收率等因素，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。 采用錨網(wǎng)支護，錨索補強，這種支護方式的優(yōu)點是經(jīng)濟效益好，且掘進速度快。 鑒于以上條件，我們決定采用下行開采方式來采煤，這次設(shè)計主要是只對9號煤層來進行開采設(shè)計。本礦井設(shè)計井型為120萬t/年，出矸量為14萬t/年。輔助運輸難以維持一恒定運輸量持續(xù)運輸，而是具有間斷性特點。從技術(shù)經(jīng)濟合理性上看，間斷式運輸適合于不宜布置煤層大巷的條件，以及老礦改造與礦井生產(chǎn)能力不是很大的礦井，或初期運輸距離很長的平硐開拓。為了更好地連接煤倉和搭接皮帶，同時兼顧架線電機車的運行和排水需要，其坡度控制在小于3‰～5‰的范圍之內(nèi)。（1）主井主井井筒采用立井形式，圓形斷面，井筒內(nèi)裝備兩套12t的雙箕斗，井壁采用混凝土砌碹支護方式。圖23 方案一立井單水平開拓圖24 方案二主斜副立單水平開拓圖25 方案三斜井單水平開拓（2）技術(shù)比較
以上所提三個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置不同及部分基建、生產(chǎn)費用不同。不僅要考慮有利于第一水平，還應(yīng)兼顧其他水平，適當考慮井筒延伸的影響。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。多水平開拓時，石門的掘進量和運輸量均比立井開拓要少，就水平延伸方便，特別是采用膠帶輸送機提升時，提升能力與深度無關(guān)，增產(chǎn)潛力大，可連續(xù)運輸，易于實現(xiàn)自動化。（2）確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。(1)礦井開采能力校核礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，該礦井由于煤層地質(zhì)條件好,構(gòu)造簡單，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。否則應(yīng)縮小規(guī)模；(3)國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；(4)投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 工業(yè)場地占地面積指標井 型（萬t/a）占地面積指標（公頃/10萬t）240及以上1201804590930以指標規(guī)定白洞礦工業(yè)場地計算為：①占地面積指標?。孩诿娣e計算：120萬t 2）礦井保護煤柱量（1）邊界斷層保護煤柱邊界保護煤柱損失量可按下列公式計算P=LBMR （）其中：P——邊界煤柱損失量，m； L——邊界保護煤柱寬度，m； B——邊界長度，m； M——煤層厚度，m； R——煤的容重，t/m3，取R= t/m3。平均為4176。C，自燃傾向性為一類容易自燃類型，一般貯煤露天堆放6～12個月既有煤炭自燃發(fā)生。（4）全硫分：%，均以低硫煤為主，但有部分中低硫和中硫煤；%屬中硫煤；%%，5號煤層屬中高硫煤。 煤層特征表煤層號煤層厚度最小~最大層間距最小~最大巖 性夾矸穩(wěn)定性及可采性頂板底板平均平均30~~炭質(zhì)泥巖、細砂巖炭質(zhì)泥巖1~5較穩(wěn)定大部可采90~炭質(zhì)泥巖、細砂巖炭質(zhì)泥巖、粉砂巖0~4穩(wěn)定可采2）煤層頂?shù)装迩闆r各煤層頂?shù)装鍘r性：石炭系上部煤層的頂板受到山西組不同程度的沖刷，巖性變化大，而且3～5～8～9煤層之間局部為近距離煤層，層間距變化亦較大。大氣降水是不同類型地下水的補給來源，太原組煤系地層埋藏深，大氣降水只能通過井田東部以外的露頭區(qū)順層補給煤系地層，是礦井充水的間接因素；山西組、太原組含水層是3和9煤層直接充水含水層，煤層開采后砂巖裂隙水通過冒落帶以淋水、滴水或滲水的方式進入礦井，是礦井充水的主要因素；奧陶系灰?guī)r巖溶水位底部煤層間接充水含水層，只有當隔水層厚度小于臨界隔水層厚度時，或由導(dǎo)水斷層存在的前提下，才可能以突水的方式進入礦井，本區(qū)缺少奧灰水位資料，分析以往資料，在井田的東南部8＃煤層底板隔水層厚度較薄，有突水的可能性，煤層開采到該地段時，應(yīng)提前做好超前探水工作。2）隔水層井田內(nèi)主要隔水層為石炭系中統(tǒng)本溪組，上部多為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，下部為鐵鋁質(zhì)泥巖，夾12層石灰?guī)r。經(jīng)過多年的開采及勘探實踐表明，除第四系沖積層和基巖風化殼含水量相對較大外，其下伏的中生界、古生界地層，巖石堅固致密，裂隙、巖溶不甚發(fā)育巖石一般不含水或含水微弱，由于侏羅紀煤層的開采，第四系沖積層潛水和基巖風化殼裂隙水已處于疏干狀態(tài)。與下伏本溪組地層整合接觸。（4）風力：有風的日數(shù)占全年的75%以上，風向以北、北西向最多，～，～。0′42″。 白洞至各大城市距離起止距離/km起止距離/km白洞礦大同市30白洞礦秦皇島673白洞礦北京市374白洞礦塘沽港517白洞礦太原市365白洞礦朔州市159本區(qū)位于大同煤田東北部，為丘陵地帶。本區(qū)域受到的主要自然災(zāi)害威脅是地震，偶然也遇風災(zāi)和雹災(zāi)。（1）斷層構(gòu)造區(qū)內(nèi)石炭紀煤層在白洞礦、四老溝礦的開采中共揭露斷層5條。203號鉆孔抽水試驗，水質(zhì)類型為HCO3[K+Na].Mg型。大同組煤層經(jīng)多年的開采，在地表形成了大范圍的地表塌陷和裂縫，大氣降水經(jīng)導(dǎo)水裂隙滲入礦井而成為礦井充水的直接補給來源石炭二疊系地層埋藏較深，裂隙發(fā)育甚微弱，而且地表出露面積小，因而其補給條件和逕流條件均較差。7）礦井巖層地溫情況根據(jù)山西煤田地質(zhì)勘探115隊2005年5月提交的《山西省大同煤田白洞井田（石炭二疊系）煤炭資源勘探地質(zhì)報告》資料表明，該礦井無高溫熱害區(qū)。底板為炭質(zhì)泥巖或粉砂巖。從上述煤質(zhì)資料及經(jīng)濟效益考慮，主要可作動力用煤及工業(yè)鍋爐和民用燃煤，也可用于氣化和煉焦配煤。2）開采界限本井田的主要含煤地層由老至新為：太古界集寧群、寒武系、奧陶系馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。（1）工業(yè)儲量依據(jù)勘探鉆孔見煤厚度，采用平均煤厚計算，則井田的工業(yè)儲量為： = ()式中： ——工業(yè)儲量，萬t；——塊段水平投影面積，m2；——塊段內(nèi)鉆孔見煤厚度的均值，m；——塊段內(nèi)煤層的平均傾角，176。P3=10320（+）/cos4176。K)其中：T設(shè)計服務(wù)年限，a；A設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt/a；Z設(shè)計可采資源量，Mt；K資源量備用系數(shù)。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。4)必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。當傾角較大時，采用與煤層角度一致的斜井，提升方式和提升能力均受到限制；當斜井從頂板進入的穿層斜井，井筒保安煤柱將需增大。③ 盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。綜合以上因素，結(jié)合礦井實際情況，提出本礦井井筒布置位置如下： 井筒位置坐標井筒名稱XYZ副井441970054256001450主井442000054255101450風井4419620542546014503）工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（3）盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標高要高于最高洪水位；（4）盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果。（3）風井風井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為5m，采用混凝土支護方式，井壁厚度為500mm，備有安全出口。圖212 膠帶運輸大巷斷面表219 巷道特征表(2)輔助運輸大巷本礦的輔助運輸大巷設(shè)計為半圓拱形斷面，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，全斷面布置錨桿和掛網(wǎng)，采用Φ20M222600 mm高強度螺紋鋼樹脂錨桿，間排距為800800 mm三花型布置，錨深2000 mm，采用Φ2283001錨索，噴射混凝土厚度為100 mm，強度為C20，采用鋼筋焊接5050 m的金屬網(wǎng)；巷道底板鋪設(shè)300 mm后的混凝土，混凝土強度為C30。綜合分析開拓部署，帶區(qū)巷道布置體系與運輸方式的使用條件，確定采用連續(xù)式運輸方式，即用膠帶運輸機運輸。⑥具有雙向運輸?shù)奶攸c，即設(shè)備、材料、人員等所運貨物，既需向井下作業(yè)地點運輸又需由井下作業(yè)地點運往井底或地面。（1）主井提升礦井年產(chǎn)量為120萬t，井型較大，所以主井采用一對20t底卸式箕斗進行提升，提升機選用洛陽礦山機器廠生產(chǎn)的JKMD—54(Ⅲ)C型落地式多繩摩擦式提升機。綜合考慮煤層開采條件、開采順序、運輸能力、機械化程度、管理水平、采掘接替等因素，當采用綜采時，帶區(qū)內(nèi)布置一個工作面。 1）帶區(qū)生產(chǎn)能力, 運用的綜采采煤方式，布置一個工作面，下面來進行計算。的近水平煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較簡單厚度屬于厚煤層，因此最后選擇采用一次采全高采煤法。表33 刮板運輸機主要技術(shù)特征一覽表項 目單 位數(shù) 目型 號SGZ880/800制造廠家河北張家口煤礦機械有限公司生產(chǎn)能力t/h1500運輸機長度m200電壓等級V 1140功 率kW 2400鏈 速m/s中部槽尺寸mm1503800344由于9號煤賦存穩(wěn)定，煤層傾角平緩，采煤機采用端部割三角煤斜切進刀、往返一次割兩刀的割煤方式。由采煤機螺旋滾筒完成破煤、裝煤過程，部分遺留碎煤由輸送機上的鏟煤板來裝入溜槽，刮板輸送機完成運煤。屬于近水平煤層。變電所應(yīng)符合通風良好，便于維護，干燥的周邊環(huán)境，在主運輸大巷和回風大巷之間。局部含夾石，大部可。工作面刮板運輸機與分帶膠帶斜巷膠帶運輸機采用轉(zhuǎn)載機連接，轉(zhuǎn)載機選型的原則如下：①轉(zhuǎn)載機的運輸能力應(yīng)大于工作面刮板運輸機的運輸能力（~），它的溜槽寬度或鏈速應(yīng)大于工作面刮板運輸機；②轉(zhuǎn)載機的機型，應(yīng)盡量與工作面運輸機的機型一致，以便于日常維護及配件管理；③轉(zhuǎn)載機尾部與工作面運輸機的連接處要配套。輔助運輸?shù)奶攸c：①貨物品種多，有重型設(shè)備、長材料、松散物品、液體材料、危險物品及人員等，使輔助運輸車輛、容器的規(guī)格、性能不一。布置巖層大巷，再加上采區(qū)煤倉，工程量大，開拓準備時間長，投資大，礦井生產(chǎn)初期效益比較差。調(diào)車方式主要是機頭從一側(cè)將重車推入副井，然后繞道另一側(cè)拉上材料車或是空車。/h）時間（h）服務(wù)年限（年）基價（元/）190876057⑦大巷運輸系數(shù)煤量（萬t）平均運距（km）基價（元/）6000⑧小計合計⑨費用（萬元） 方案三 雙斜井單水平開拓項目數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）基建費用（萬元）①主井開鑿表土段549基巖段955411②副井開鑿表土段基巖段1015411③井底車場巖巷100④小計生產(chǎn)費用（萬元）⑤斜井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價（元/）6025⑥排水涌水量（m179。大巷布置在煤層底板的巖層中，沿底板掘進。⑤ 便于布置地面工業(yè)場地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在本井田的上部設(shè)立主副井井筒各一個。如表26。 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。25176。礦井每晝夜凈提升時間為16小時。 工業(yè)場地占地面積指標井 型（萬t/a）占地面積指標（公頃/10萬t）240及以上1201804590930以指標規(guī)定白洞礦工業(yè)場地計算為：①占地面積指標?。孩诿娣e計算：120萬t 所以把工業(yè)廣場設(shè)計成矩形，長和寬都是380m.,布置在井田中央2） 礦井保護煤柱量1）安全煤柱留設(shè)原則（1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱，搬遷井田內(nèi)地表的小村莊；（2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。下部邊界：人為劃分的下部井田邊界。根據(jù)大同煤礦集團通風處2005年9月對白洞煤礦石炭系9號和3號煤層進行取樣鑒定結(jié)果，%，%，兩煤層均有煤塵爆炸性。～%，屬II變質(zhì)階段。1）煤層情況區(qū)內(nèi)太原組可采煤層分述如下。從構(gòu)造上看，井田內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育缺少地下水賦存、遠移的空間。203號鉆孔抽水試驗抽干，水質(zhì)類型為HCO3[K+Na].Mg型。在侏羅系白洞井田開采過程發(fā)現(xiàn)了輝綠巖，以巖墻的形式侵入。1）地層該區(qū)域內(nèi)發(fā)育地層由老至新為：太古界集寧群、寒武系、奧陶系馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、第四系中、上更新統(tǒng)、全