【正文】 水平的服務(wù)年限生產(chǎn)水平水平標(biāo)高/m可采儲量 /104t服務(wù)年限 /a一水平380二水平750三水平1000四水平1200 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓的基本問題 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)(包括主井、副井和風(fēng)井) 井筒形式的選擇井筒的形式主要有平硐、斜井、立井三種，根據(jù)三種形式的適用條件，結(jié)合本井田的實(shí)際情況：該井田表土層較厚，煤層埋藏較深，需要特殊鑿井法施工井筒，因此，該礦井宜采用立井開拓方式。這種方式優(yōu)點(diǎn)是：工業(yè)廣場布置集中，管理方便，井筒保護(hù)煤柱損失少，缺點(diǎn)是通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，井下漏風(fēng)多。Ⅱ、采用多水平開采，布置400m和800m兩水平。井筒井壁為混凝土砌碹井壁，厚550mm，充填混凝土厚50mm。各段巷道風(fēng)速驗(yàn)算各段巷道的通風(fēng)驗(yàn)算結(jié)果見下表。預(yù)計此采區(qū)生產(chǎn)時，250m以上礦井最大涌水量為270m3/h,正常涌水量為180 m3/h，450m以上礦井最大涌水量為180 m3/h，正常涌水量為120 m3/h。圖51 采區(qū)上部車場—甩車場1運(yùn)輸上山 2軌道上山 3繞道 4甩車道5絞車房 6回風(fēng)巷 7風(fēng)門 8風(fēng)窗調(diào)車方式：來料時，通過絞車房絞車鋼絲繩牽引運(yùn)料車，由人工將運(yùn)料車推到繞道3中，進(jìn)入甩車道3中，再區(qū)段軌道平巷中；空車運(yùn)行方向與來料時相反。lAB—豎曲線高低道坡度點(diǎn)水平距離 ，設(shè)計為1m。L2= n圖510 采區(qū)運(yùn)輸上山斷面尺寸圖 各巷道的掘進(jìn)速度巷道的掘進(jìn)速度關(guān)系到采煤工作面的正常接替，各巷道的掘進(jìn)速度也不近相同，各巷道掘進(jìn)速度安排見表57。(2b1+b2) =(+) () (230+25)= t 式中： L2—采區(qū)傾向長度 ，m 。滾筒直徑m滾筒轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）40牽引力KN350440牽引速度m/min煤質(zhì)硬度中硬硬到中硬牽引型式銷軌銷軌機(jī)面高度mm14321900臥底量mm340526噴霧方式內(nèi)、外噴霧內(nèi)、外噴霧裝機(jī)功率KW2300+2402450+55+30機(jī)重t4662配套輸送機(jī)SGZ764/400SGZ1000764/1050（2）綜采液壓支架根據(jù)煤層賦存厚度的變化，綜采液壓支架選型為：2煤層工作面是ZZ4800/22/42；7煤層工作面是ZZ4000/17/35，其技術(shù)特征見表62。綜采工作面巷道布置、端頭支架及加強(qiáng)支護(hù)（1）綜采工作面巷道布置（見工作面層布置圖）（2）端頭支護(hù)：區(qū)段軌道平巷采用工作面液壓支架作端頭支護(hù)；區(qū)段運(yùn)輸平巷靠近轉(zhuǎn)載機(jī)處采用2部端頭支架，并且落后工作面液壓支架一個截深，其余端頭支架仍為工作面液壓支架。二、煤層及煤質(zhì)采區(qū)下石盒子組2煤層：黑至褐黑色，半亮～半暗淡型煤。根據(jù)已知推導(dǎo)公式： Qzh≤Fch/［1000a(wzh id)gτ1/2］P =4320247。此布置方式的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，搬運(yùn)設(shè)備方便，煤柱損失少；缺點(diǎn)：巷道斷面大，維護(hù)困難。其過程如下：①當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時，其后的輸送機(jī)已移近煤壁，采煤機(jī)身處尚留下一段下部煤［圖61（a）］。根據(jù)工作面煤層厚度及移支架的速度，確定采煤機(jī)的牽引速度為34 m/min,采煤機(jī)生產(chǎn)能力為：400 t/h。 L1—采區(qū)走向長度 ，m 。表56 寬度（毫m）高度（毫m）長度（毫m）左側(cè)人行道左側(cè)人行道凈寬自地面起墻高拱高凈高前面人行道寬后面人行道寬凈長13001700570014502850430010008009000采區(qū)變電所采區(qū)變電所布置在圍巖穩(wěn)定、地壓小、通風(fēng)良好、無淋水的地點(diǎn)，設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷中心，每煤層各布置1個采區(qū)變電所，共計2個采區(qū)變電所，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，變電所硐室為直墻拱型，其尺寸為長為10m。調(diào)車方式：來料時，來料車由機(jī)車牽引至采區(qū)下部車場c2中，摘掉機(jī)車，機(jī)車通過道岔駛?cè)肓硪卉壍郎?，礦車由于慣性在原線路上行駛至d段，由絞車房絞車通過鋼絲繩牽引礦車；空車運(yùn)行方向與來料時方向相反。圖53 單開道岔平行線路連接表55 道岔型號及其主要參數(shù)道岔型號道岔名主要參數(shù) （m）轍叉角αabLTL0ZDK638/5/15ZDK638/5/15單開道岔11018/36//（） 采區(qū)下部車場線路設(shè)計礦井第一水平為380m水平，350～，采區(qū)下部車場采用底板繞道式，示意圖 54，其設(shè)計線路示意圖見圖55，道岔型號及其主要參數(shù)見表55。在同一采區(qū)內(nèi)需要 開采上、下煤層時，應(yīng)使上一煤層的回采工作面超前于下一煤層工作面，其超前距為：Lmin=M/tgθ+K+b=96/tg75+25+5=式中：Lmin上、下煤層回采工作面的最小錯距，m 。該區(qū)內(nèi)無褶皺，無斷層和其它地質(zhì)構(gòu)造的存在。副井空、重線長度 L=mnL1+L2+L3=20++15= m經(jīng)驗(yàn)算，所選井底車場滿足生產(chǎn)要求，各列礦車能容納下，能調(diào)車。表44：主井、副井、風(fēng)井?dāng)嗝娉叽缂安牧? 井筒名稱項(xiàng)目主井副井風(fēng)井單位井筒凈直徑5m表土層井筒荒直徑6m基巖段井筒荒直徑m井筒凈斷面m2表土段井筒掘進(jìn)斷面m2基巖段井筒掘進(jìn)斷面m2表土層壁厚m基巖段壁厚m井壁材料鋼筋砼鋼筋砼鋼筋砼主井如圖41，主井井筒斷面形狀為圓形，井深463m。各井筒的坐標(biāo)見表41表41：井 筒 坐 標(biāo) 表井筒名稱坐 標(biāo)(X)坐 標(biāo)(Y)標(biāo)高主井+副井+東風(fēng)井+西風(fēng)井+二、工業(yè)廣場的位置、形狀和面積工業(yè)廣場布置成長方形，并且使長邊垂直于煤層走向方向，由設(shè)計規(guī)范知：150萬t/a的礦井，工業(yè)廣場的占地面積為15000m2。②井底車場位于九煤底板，首采工作面是七煤，投產(chǎn)期短，有利于提前見效益。lij+1/2S礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果，鑒定等級為低瓦斯礦井。山西組7煤層：黑色，半亮型煤，玻璃光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，具平坦?fàn)钪霖悮顢嗫?。第三?jié) 煤層特征煤層走向不穩(wěn)定，淺部為東西走向，至深部時變化為東北、西南走向，傾向淺部為南北走向，至深部為東南、西北走向。一、二層灰?guī)r；五、六、七、八層灰?guī)r間距小，水力聯(lián)系好，其余各層灰?guī)r間距較大，水力聯(lián)系較差。2煤回采裂隙帶波及該含水層時曾多次發(fā)生涌水，如20202602612工作面回采時涌水30～200m3/h，影響工作面正?；夭伞ｃ@孔抽水資料：q=?m K= 礦化度：M=：HCO3—Mg煤系地層上有較厚的第四系沖積層覆蓋。上二疊系上石盒子組（P21）為陸相沉積，整合于下石盒子組之上，由雜色、灰綠色、灰色頁巖、砂頁巖及灰綠色、灰色、灰白色細(xì)中粒砂巖組成。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一、井田的勘探程度 夾河井田先后由一六九煤田勘探隊(duì)和徐州礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)以及安徽省煤田地質(zhì)物探測量隊(duì)和江蘇省煤田物探測量隊(duì)在井田內(nèi)進(jìn)行過鉆探和地震勘探工作。 氣溫： 0C， 0C, 0C。礦區(qū)煤炭主要流向是南、北方向。居民分布比較多，但達(dá)到設(shè)計能力時需要遷移的村莊有河頭和解場，其戶數(shù)240戶，面積13200㎡及人數(shù)1484人。夾灰?guī)r13層，含煤410層，總厚約159m。F1號斷層上盤地層走向18～19線NE400，19～23線的淺部由NE700漸轉(zhuǎn)為NE200，深部為NE600，23～27線NE600，27～29線總體NE200。在礦區(qū)外圍東南～西南部奧灰出露于地表，可以接受大氣降水及地表水的入滲補(bǔ)給，礦區(qū)生活用水皆取用該含水層水。含水性和透水性均較強(qiáng)。鉆孔抽水試驗(yàn)資料：q=～Mg 型該含水層段屬含水小～中等含水層。表13 可采煤層特征表序號煤層名稱煤層厚度/m層間距m傾角（0）圍巖情況煤層牌號硬度f容重t /m3煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性最大最小平均頂板底板12108350m以上為250、350m～、450m～550m為250，550m以下為ad） 原煤分析基彈發(fā)熱量2煤層平均在25 MJ/kg， MJ/kg；各主采煤層精煤發(fā)熱量均大于30 MJ/kg。其地質(zhì)特點(diǎn)是位于穩(wěn)定臺塊的大、中型沉降區(qū)，結(jié)晶基底較深，其上形成古生界、中生界、新生界沉積盆地。表21 地表層移動角及巖層移動角地表層厚度（m）φ(0)γ(0)δ(0)β(0)5045757570 圖22 工業(yè)廣場壓煤煤炭損失量計算圖根據(jù)圖22及各數(shù)據(jù)、三角函數(shù)的關(guān)系，求得LAB=708m,LEF=728m,LCD=886m,LHI=701m,LIJ=356m。 礦井每晝夜凈提升時間為16h。合理的井筒位置，應(yīng)對井下開采有利，對掘進(jìn)和維護(hù)井筒有利，且便于地面工業(yè)廣場的布置，所以應(yīng)沿走向和傾向兩個方面來考慮。c)對角式通風(fēng)：主、副井設(shè)在井田中央，副井兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井設(shè)在井田的上部邊界，成對角式布置。不予考慮。 圖4—1：主井井筒斷面布置圖表45：主井井筒特征井型180萬t/a提升容器兩對16t長型箕斗多繩摩檫輪提升機(jī)井筒直徑井深463m凈斷面積井筒支護(hù)混凝土砌碹厚450mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積表土段毛斷面積圖4—2：副井井筒斷面布置圖表46：副井井筒特征井 型180萬t/a提升容器；一個帶平衡錘的加寬雙層四車罐籠井筒直徑井 深凈斷面積井筒支護(hù)混凝土砌碹厚550mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積表土段毛斷面積圖43：西風(fēng)井井筒斷面布置圖表47：西風(fēng)井井筒特征井 型180萬t/a凈斷面積井筒直徑5m基巖段毛斷面積井 深表土段毛斷面積圖44：東風(fēng)井井筒斷面布置圖表48：東風(fēng)井井筒特征井 型180萬t/a凈斷面積井筒直徑5m基巖段毛斷面積井 深表土段毛斷面積(二)井筒風(fēng)速驗(yàn)算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：無提升設(shè)備的風(fēng)井風(fēng)速不得超過15m/s，升降人員和物料的井筒風(fēng)速不得超過8m/s。表51 煤層基本情況序號煤層名稱煤厚(m)最大最小（平均）傾角結(jié)構(gòu)層間距(m)穩(wěn)定性12煤層（）80～350m為250，350～較復(fù)雜96較穩(wěn)定27煤層（）80～350m為250，350～較簡單較穩(wěn)定%%，有爆炸危險性，7煤層均有自然發(fā)火性，一般發(fā)火期為4～5個月，著火溫度為345～3850C。表54 采區(qū)煤層巷道護(hù)巷煤柱尺寸巷道類別煤層巷道一側(cè)/m備注水平大巷35主要回風(fēng)巷布置在防水煤柱中采區(qū)上（下）山30區(qū)段平巷采用沿空掘巷采區(qū)邊界目前不留邊界煤柱二、采區(qū)走向長度第一水平上山部分井田走向長度大約為5 km，本采區(qū)內(nèi)無斷層、褶皺和其它地質(zhì)構(gòu)造的存在，煤層傾角為250，除去井田境界煤柱分別為30m和50m,工作面為雙面布置，首采區(qū)的走向長度確定為2500m。 單開道岔平行線路連接設(shè)計單開道岔平行線路連接設(shè)計圖見圖53，經(jīng)查找資料，道岔主要參數(shù)見表55。 Lg=d+l5+c2 =++3= m式中： l5—單開岔道線路連接長度 ，m 。,根據(jù)查找資料確定2煤層采區(qū)煤倉容量為500t。工作面落煤損失工作面落煤損失約占3%～7%，此處按5%進(jìn)行估算P1 。L1以滿足生產(chǎn)的要求。（1）循環(huán)作業(yè)按正規(guī)循環(huán)作業(yè)組織生產(chǎn)，每完成一刀為一個循環(huán)，每生產(chǎn)班各完成2個循環(huán)，總計每天完成6個循環(huán)。（++）7= t式中： P—機(jī)車質(zhì)量 ，t ； Qzh重車組質(zhì)量 ，t ；ψ1—啟動粘著系數(shù)， ；w/zh—重列車啟動時的阻力系數(shù)， ；i軌道的平均坡度 ， ；a—列車啟動的加速度，m/s2 , m/s2 （2）按牽引電動機(jī)溫升條件計算 列車往返一次的運(yùn)行時間