【正文】 井田的傾向長度最大約 ，最小長度約 ，平均長度約 。可通過塊段法（煤 層傾角小于 15176。 當(dāng)?shù)谝凰綖椋?480 米時(shí)，其服務(wù)年限為： T= Zk/A K = 8840 = 34 年 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 26 條的規(guī)定。為了保證礦井投產(chǎn)后的 可靠性，在確定井筒位置時(shí)要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。 （ 2） 有利于采區(qū)正常接替 階段斜長增長，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)服務(wù)年限長對采區(qū)接替有利?？梢灾辣镜V井的服務(wù)年限為 60a，本井田的主要可采煤層為二 2煤層，為單一的煤層開采，為了減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件 ，大巷布置在煤層底板下的砂巖內(nèi)，其它采區(qū)上山均布置在煤層中，最后再加以回收，第二水平開采時(shí)，再在工業(yè)廣場掘一風(fēng)井變主要的通風(fēng)方式為中央并列式，因此在確定開拓方案時(shí)，風(fēng)井的比較方案將在第九章做進(jìn)一步的討論。具體的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用比較項(xiàng)目如表 4表 4單水平立井開拓 440 水平 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 表 4表 4表 4表 48。 表 49 各 井筒風(fēng)速驗(yàn)算表 通過風(fēng)量 巷道斷面積 巷道風(fēng)速 允許風(fēng)速 井筒 名稱 m3/min m2 m/s m/s 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 副井井筒 4024 8 風(fēng)井 4024 15 經(jīng)驗(yàn)算，井筒風(fēng)速符合《煤礦安全規(guī)程》之規(guī)定。水倉入口在空車線上，入口處標(biāo)高為井底車場標(biāo)高最低處，以便水倉能裝滿水。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，人行道寬 840mm，非人行道一側(cè)寬 400mm，及 600mm雙軌巷道中心線距必須在 1300mm 以上，所選巷道斷面均滿足要求。 上述硐室的布置，主要取決于地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，確定井筒位置時(shí)，要注意將箕斗裝載硐室在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室位置則由線路布置所定 。井筒內(nèi)還設(shè)有排水管、灑水管及敷設(shè)動(dòng)力、通訊、信號和安監(jiān)電纜等 ， 平面布置見圖 42。因此排除了斜井開拓的可能性。 井田開拓方案的確定 本井田地形平坦，表土較厚且有流沙層，所以采用立井開拓，并按流沙層較薄，井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則確定了井筒位于井田走向中部流沙層薄處。 綜合以上五條原則，結(jié)合本礦的具體情況，井田中部的地面標(biāo)高為最高并且遠(yuǎn)離村莊，因此把工業(yè)廣場選在井田的中部。 （ 2） 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠上時(shí)，可以使石門長度較短，沿石門的運(yùn)輸工作量較小。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 圖 21 垂直剖面法計(jì)算工廣保護(hù)煤柱 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 確定礦井的年生產(chǎn)能力 參考《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要類型有： 大型礦井： 、 、 、 、 （ Mt/a）及以上 中型礦井： 、 、 （ Mt/a） 小型礦井： 1 2 30（萬噸 /年） 在大型礦井中不能出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的中間井型，經(jīng)勘測表明本井田的礦井工業(yè)儲(chǔ)量為 萬噸，若采用 180 萬噸 /年，礦井的服務(wù)年限為 49 年達(dá)不到《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的服務(wù)年限 60 年，若采用 120萬噸 /年的井型，礦井的服務(wù)年限達(dá) 75年，因此確定本礦井的井型為 150萬噸 /年，服務(wù)年限為 60 年。其落差為 42— 135m，也是較大的斷層，故設(shè)定其保護(hù)煤柱的寬度為 50m。 2 井田境界和 儲(chǔ) 量 井田境界 井田邊界 井田劃分的原則有： （ 1） 要充分利用自然條件劃分井田； （ 2） 要有與礦區(qū)開發(fā)強(qiáng)度相適應(yīng)的礦井?dāng)?shù)目和井田范圍； （ 3） 照顧全局； （ 4） 為礦井發(fā)展留有余地； （ 5） 直（折）線原則； （ 6） 安全經(jīng)濟(jì)效果好； 根據(jù)以上的劃分原則，再結(jié)合城郊礦的實(shí)際情況，將其邊界做如下劃分：北西以正斷層 F14 為邊界； 南東以正斷層 F5 為邊界； 北東以煤層露頭和永城集團(tuán)人為劃分的井田邊界線 280m 等高線為界；南以永城集團(tuán)人為劃分的 580m等高線井田邊界線作為邊界； 井田邊界擴(kuò)大的可能性 由于本井田邊界一部分以自然條件為劃分依據(jù)，另一部分以永城集團(tuán)根據(jù)礦井的發(fā)展戰(zhàn)略而劃分的。下二疊統(tǒng)山西組（ P1s）含二煤組，由 1～ 3個(gè)分層組成，分層編號從下至上分別為二 二 二 3，煤層平均總厚度為，含煤系數(shù)為 %。為一東盤下降的正斷層。 ～ 176。 井田內(nèi)地勢平坦、交通方便。中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 礦井概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 地理位置與交通 城郊井田位于河南省永城市境內(nèi)，覆蓋城關(guān)鄉(xiāng)、城廂鄉(xiāng)的全部及侯嶺、雙橋、十八里、將口鄉(xiāng)的一部分。永城市 西北至隴海鐵路商丘東站約 95km，夏邑東站 62km；東北至京滬鐵路徐州車站約 100km，東南至宿州車站約 75km，距京九鐵路的亳州車站 55km，且均有柏油公路相通。井田內(nèi)大部分區(qū)段發(fā)育有寬緩褶曲，局部地層走向和傾向有波狀起伏現(xiàn)象?？傊?，北北東向斷層構(gòu)造居主導(dǎo)地位，其次是近東西 向構(gòu)造，局部發(fā)育有北西向構(gòu)造。下石 盒子組（ P1x）含三煤組，由 4～ 7 個(gè)分層組成，分層編號從下至上分別為三 三 2三 2三 三 、三 、 、 三 6及三7。在以兩個(gè)正斷層劃分的邊界處， F14 斷層落差達(dá) 17107m， F5 斷層落差達(dá) 42135 m，并且這兩處的煤層不很穩(wěn)定，由此可見，這兩處的邊界均無擴(kuò)大的可能性。北東邊界部分有風(fēng)氧化帶，留設(shè)其保護(hù)煤柱為 30m。 第一水平的服務(wù)年限 計(jì)算礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，可以用下式： T=Zk/(A K) （ 31） 式中 T— 礦井第一水平服務(wù)年限， a A— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬 t/a K— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般采用 ～ ，本井田地質(zhì)條件及其它條件簡單因此取下限 Zk— 礦井可采儲(chǔ)量，萬 t 計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量時(shí)，可用下式： Zk/（ Zg－ P） C （ 32） 式中 Zg— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬 t/a P— 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流建筑物等留置的永久煤柱損失，萬 t/a C— 采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ，中厚煤層不小于 ，薄煤層不小于 ，本礦取 C= 在本煤礦中， P 為邊界保護(hù)煤柱、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、斷層保護(hù)煤柱之和。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小。 確定開采水平位置、標(biāo)高及水平垂高 本礦井為中型礦井，井田可采儲(chǔ)量有限，故借鑒現(xiàn)有礦井的經(jīng)驗(yàn)確定開采水平的數(shù)目為兩個(gè)。采用一個(gè) 主立井和一個(gè)副立井，為了減少穿越流沙層開鑿風(fēng)井的數(shù)目和限于本井田的儲(chǔ)量而少壓煤采用風(fēng)井布置在煤層露頭之外，并且整個(gè)礦井服務(wù)年限中采用混合式通風(fēng)方式，立井井筒采用特殊方法施工。因本井田涌水很大，使用上下山開采在技術(shù)上的困難較多并且排水費(fèi)用也很高，尤其是在下山掘進(jìn)的過程中排水困難更多。 （ 3） 風(fēng)井 風(fēng)井擔(dān)負(fù)著全礦井回風(fēng)的任務(wù)，并在井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)作為一個(gè)安全出口。 ② 副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室有馬頭門，中央水泵房，水倉及清理水倉硐室，中央變電中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 所及等候室等 。 。為了便于設(shè)備的檢修及運(yùn)送，水泵房靠近副井空車線一側(cè)。 （ 4） 各開拓井筒的風(fēng)速驗(yàn)算 根據(jù)第九章的有關(guān)數(shù)據(jù)可知，井筒的風(fēng)速校驗(yàn)如表 49。上述的五種方案除方案 Ⅴ 技術(shù)上不可行以外，其余方案均屬技術(shù)上可行，那么下面就其余的四個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，以確定經(jīng)濟(jì)上合理的一個(gè)方案，使礦井的總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用達(dá)到優(yōu)化的目的。 根據(jù)煤 層賦存情況和礦井可采儲(chǔ)量，遵照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井生產(chǎn)能力確定為 150 萬 t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)按 計(jì)算，因?yàn)楸揪镏萍s備用系數(shù)的因素相對較少。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下因素： （ 1） 階段斜長 目前，煤炭運(yùn)輸、輔助提升、行人條件和合理的區(qū)段數(shù)目是制約階段斜長的主要因素，階段斜長在隨著先進(jìn)設(shè)備的不斷出現(xiàn)有加大的趨勢，目前一般可達(dá)到 1500m，少數(shù)能達(dá)到 2021m。 （ 4） 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱。當(dāng)?shù)谝凰綖椋?440m時(shí)，中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 其服務(wù)年限為 ： T= Zk/A K = (－ 504) = 30 年 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。由本井田的走向長度為 ，傾向長度為 ，主要可采煤層的厚度為 7米。 井田邊界的特征 本井田的走向長度最小約 ，最大長度約 ，平均長度約 。井田內(nèi)二 三 三2三 4煤層為可采煤層，詳見《煤層情況一覽表》。北部由于受小褶曲的影響，呈波狀起伏，走向變化較大。全井田共穿煤層 729 層次，見煤點(diǎn)質(zhì)量評級結(jié)果，甲級 249 個(gè)，占 %，乙級 479 個(gè)，占 %，丙級 1 個(gè)，占 % 。 地形地貌 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 城郊井田位于淮河沖積平原的東部 ，地勢平坦，海拔標(biāo)高在 +31～ +35m之間，相對高差 2～ 3m，微向東南傾斜。00′20′40′34176。53′52″～ 34186。永城地區(qū)受地震影響不大，地震烈度小于 6度。 F5 斷層位于井田東部，控制長度約 5km，北端延出井田外趨于消失，走向北北東 15176。 礦井正常涌水量 1180m3/h，考慮上段灰?guī)r突水，最大涌水量為 1917m3/h，中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 目前礦井涌水量為 1100m3/h。井田的平均地濁梯度為，從地溫梯度看，淺部地溫梯度較高，深部地溫梯度較低。 再結(jié)合本礦井的垂高和煤層厚度，按不同的標(biāo)高計(jì)算的工業(yè)儲(chǔ)量為： 風(fēng)氧化帶下界 280m～ 440m，工業(yè)儲(chǔ)量為 萬 t； 440m～ 480m，工業(yè)儲(chǔ)量為 萬 t； 480m～ 580m，工業(yè)儲(chǔ)量為 萬 t； 礦井可采儲(chǔ)量 井田內(nèi)各保護(hù)煤住 （ 1） 井田邊界保護(hù)煤住 本井田北西邊界以 F14 斷層為界，其落差為 17107m，屬于較大的斷層，參考《礦井設(shè)計(jì)指南》的有關(guān)章節(jié)，設(shè)定其保護(hù)煤柱寬度為 50m。取 h— — 煤層的厚度， m，為 7 將數(shù)據(jù)帶入式（ 21）得 : Q= 105 7 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 = 萬 t γβΦΦα αΦ 3 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能 力及服務(wù)年限 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 24 條：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 300天計(jì)算，每天 3 班作業(yè)，每天凈提升時(shí)間為 14 小時(shí)。故本礦井在井筒形式上采用立井。 （ 4） 盡量布置在地勢比較平坦、地質(zhì)條件較好的區(qū)域