【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 礦井涌水量較大。 井田開(kāi)拓 自然地質(zhì)條件 由地質(zhì)報(bào)告知，該井田煤層傾角平均為 4176。，平均厚度 ，單一開(kāi)采 9煤層，煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大斷層，礦井涌水量較大。瓦斯涌出量大。煤層走向長(zhǎng)度長(zhǎng)，傾斜長(zhǎng)度較長(zhǎng)。 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 井田內(nèi)劃分及開(kāi)采水平數(shù)目及位置： 根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角 4176。，為傾斜煤層。井田走向長(zhǎng)，傾向的高差較小，可將井田直接劃分為帶區(qū)，采煤工作面沿煤 層傾向推進(jìn)。即采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。 由于井田地質(zhì)條件，走向長(zhǎng)度不受規(guī)定限制。 水平標(biāo)高的確定： 為了有利于整個(gè)井下開(kāi)拓布置帶區(qū)的開(kāi)采，減少巖石工程量，減少初期投資，縮短建井工期，設(shè)計(jì)單水平開(kāi)采，標(biāo)高為 +540m。 井筒形式、數(shù)目及其配置 （ 1）井筒形式的選擇 該井田內(nèi)北部為山地?？刹擅簩勇癫厣?，煤層傾角變緩，為 4176。左右。決定采用立井開(kāi)拓方式。這樣井筒短，提升速度快，提升能力大。立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。立井的井筒短、提升能力大、對(duì)輔助提升特別有利。 （ 2） 井筒數(shù)目 采用立井開(kāi)拓時(shí)，一般只開(kāi)鑿一對(duì)提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多用的原則合理確定。本設(shè)計(jì)礦井為高瓦斯礦井，煤層賦存深，考慮經(jīng)濟(jì)因素，礦井初期可設(shè)一個(gè)風(fēng)井為全礦服務(wù)，后期可另外建設(shè)一個(gè)風(fēng)井。并采取邊界式通風(fēng)， （ 3）井筒位置的選擇 井筒位置的選擇應(yīng)首先滿足水平的開(kāi)采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運(yùn)點(diǎn)上。選擇井筒位置既要力求做到對(duì)井下開(kāi)采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開(kāi)掘和維護(hù)。本設(shè)計(jì)井田中部地勢(shì)平坦。因 此，設(shè)計(jì)將井筒位置布置在井田的中部。 運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)大巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式 為了減少煤柱損失和便于維護(hù)巷道，將運(yùn)輸大巷布置在距離煤層 15m處的煤層底板巖石中。布置巖石大巷時(shí)，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置，同時(shí)還應(yīng)避開(kāi)支承壓力的不利影響。 考慮到煤層不具有自燃發(fā)火傾向，且煤質(zhì)為比較堅(jiān)硬的無(wú)煙煤，將巷道布置在煤層中維護(hù)并不困難。 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 開(kāi)拓方案提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案有下列三種： 立井單水平，見(jiàn)圖 3－ 2－ 1； 斜井單水平，見(jiàn)圖 3－ 2－ 2。開(kāi)采近水平煤層時(shí)，斜井從頂板穿入。對(duì)中型斜井，主井可采用膠帶輸送機(jī)，副井則采用串車提升。井筒傾角 18 度。 立井一水平加暗斜井二水平延伸，見(jiàn)圖 3－ 2－ 3。 +910+680+540+47018176。+ 4 7 0+ 5 4 0+ 6 8 0+ 8 8 0河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 方案 I 和方案 Ⅲ 的區(qū)別在于方案 I 為 立井 單水平上下山開(kāi)采 ,方案 Ⅲ為主井單水平加 加暗斜井二水平延伸 上山開(kāi)采 ,兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠 .兩方案對(duì)比 , 方案 Ⅲ 多開(kāi)一個(gè)水平，相應(yīng)的要設(shè)立兩個(gè)井底車場(chǎng)，雖然生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但井巷工程量大，運(yùn)輸距離大，井巷維護(hù)費(fèi)用及開(kāi)拓費(fèi)用相對(duì)很大，所以決定選擇方案Ⅰ。 方案 I 和方案 II 的區(qū)別在于方案 1 為 立井 單 水平上下山開(kāi)采 ,方案II為斜井單水平上下山開(kāi)采 ,兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠 .兩方案對(duì)比 ,開(kāi)立井生產(chǎn)系統(tǒng)井筒短，提升速度快，提升能力大，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少。方案 II井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度塊，無(wú)須大型提升設(shè)備，投產(chǎn)早。雖然說(shuō)方案 I 與方案 II 相比，在施工技術(shù)、設(shè)備器材、地面設(shè)施、井筒裝備和井底車場(chǎng)都比較簡(jiǎn)單、工程量少，但是斜井的井筒長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用高，各種管線敷設(shè)長(zhǎng)度大，通風(fēng)阻力大，人員進(jìn)出井和材料設(shè)備等輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，增加了不少費(fèi)用。所以方案 I 與方案 II 要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較才能確定出最優(yōu)方案。 粗略估算表明 ,兩方案費(fèi) 用相差不大 . I、 II 兩個(gè)方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求。因此兩方案要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。 方案經(jīng)濟(jì)比較 由于方案 I 和方案 II 在第一水平內(nèi)的準(zhǔn)備方式和采煤方法都完全相同，方案比較法在對(duì)不同的開(kāi)拓方案進(jìn)行比較時(shí)，一些相同的部分可以不+880+680+540+470河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 進(jìn)行比較，于是我們?cè)趯?duì)方案 I 和方案 II 兩個(gè)方案進(jìn)行比較時(shí)，可以只將兩個(gè)方案中有差別的建井工程量 ,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 ,基建費(fèi) ,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果 ,分別計(jì)算匯總于表 321—— 325 (1)兩方案的各條帶均布置一個(gè)運(yùn)輸順槽 ,一個(gè)回風(fēng)順槽 ,且這些順槽的開(kāi)掘單價(jià)近似相同 . (2)立井、大巷及順槽里的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按占運(yùn)輸費(fèi)用的 20%進(jìn)行計(jì)算 表 3－ 2－ 1 基建工程量 時(shí)期 項(xiàng)目 方案 I 方案 II 早期 主井井筒 /m 340+20 1214 副井井筒 /m 340+5 1214 井底車場(chǎng) /m 800 500 主石門 /m / / 運(yùn)輸大巷 /m 1150 1150 表 3－ 2－ 2 基建費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案 I 方案 II 工程量/m 單價(jià) / 1m?元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 工程量/m 單價(jià) / 1m?元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 早期 主井井筒 360 3754 副井井筒 345 4081 井底車場(chǎng) 800 27970 281 主石門 / / / / / / 運(yùn)輸大巷 1150 231 1150 231 小計(jì) 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 表 323 方案 I生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用表 工程項(xiàng)目名稱 費(fèi)用（萬(wàn)元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ = 井巷維護(hù) ⅹ （ 340+340+200） ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ ⅹ ⅹ 104= 合計(jì) 表 324 方案 II生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用表 工程項(xiàng)目名稱 費(fèi)用（萬(wàn)元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ =3770 井巷維護(hù) ⅹ (1214+1214+200)ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ 42. 8ⅹ ⅹ 104= 合計(jì) 表 325 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方案 I 方案 II 費(fèi)用 /萬(wàn)元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 基建工程費(fèi) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 總費(fèi)用 百分率 100% 105% 綜合比較 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 從前述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來(lái)看：方案 1的初期建井費(fèi)、基建工程費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)都明顯低于方案 2。 綜上所述，可認(rèn)為方案 1和方案 2在技術(shù)方面均不相上下，但方案 1的初期建井費(fèi)、基建工程費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)都明顯低于方案 2。所以決定采用方案 1，即礦井分為一 個(gè)水平，第一水平 +540。采用 立井單 水平開(kāi)拓。 井筒特征 井筒斷面尺寸 井筒斷面的確定依據(jù) 提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸；井筒裝備的類型、規(guī)格、最小允許間隙；井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸。 本設(shè)計(jì)礦井年量為 ，初選立井井筒裝備如下表 331所示 表 331 立井井筒裝備 礦 井 生 產(chǎn)能力 立井 副井 風(fēng)井 Mt/a 一對(duì) 6t箕斗 一對(duì)雙層單車罐籠 梯子間 井筒裝備 主井：主井負(fù)責(zé)提煤。井筒裝備一對(duì) 6t箕斗，剛性罐道。 副井：主要用于礦井升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。井筒內(nèi)裝備一對(duì)雙層單車 1t 罐籠，布置排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線和梯子間，剛性罐道。 井筒斷面確定 根據(jù)井筒斷面確定原則，確定井筒凈直徑如下 : 主井井筒： ； 副井井筒： ； 風(fēng)井井筒： 。 風(fēng)速校核 V=Q/MS≤ Vmax 式中： V— 通過(guò)井筒的風(fēng)速， m/s； Q— 通過(guò)井筒的風(fēng)量， m3/s； 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 S— 井筒的凈斷面積， m2； M— 井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為 ； Vmax— 《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。 礦井風(fēng)量可初步按瓦斯相對(duì)涌出量計(jì)算： Q= T—— 礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量， 3000 t； q—— 瓦斯相對(duì)涌出量， ； K—— 備用系數(shù)，可取 ； Q=TqK Q= 3000 =V=Q/MS= =＜ 8m/s 經(jīng)驗(yàn)算，所選井筒直徑能夠滿足規(guī)程規(guī)定，符合要求。 井筒斷面圖如下圖 33 332和 333 所示 圖 331主井?dāng)嗝娌贾脠D 主井?dāng)嗝鎴D13002100570500020604002200河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 圖 332 副井?dāng)嗝娌贾脠D 1 圖 333 回風(fēng)井?dāng)嗝娌贾?圖 風(fēng)井?dāng)嗝鎴D副井?dāng)嗝鎴D5000河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 井壁的支護(hù)材料 及井壁厚度 根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇井壁的支護(hù)材料為混凝土支護(hù)，井壁厚度主井副井為 350mm。副井以及風(fēng)井為 350mm，充填混凝土均為 50mm。 井筒深度 井筒深度除自井口至開(kāi)采水平的井筒長(zhǎng)度外，還需要加井窩的深度。 井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺(tái)下再設(shè)≥ 4m 井底水窩。故一般井筒需要開(kāi)挖到井底車場(chǎng)水平以下 3040m。如井底裝載硐室設(shè)于開(kāi)采水平以上時(shí)，可以不設(shè)水窩，編制井筒特征表如下表 331所示： 表 3－ 3－ 1 井筒特征 井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井 井口坐標(biāo) X（ m） 3941435 3941420 3942635 Y（ m） 515880 515820 516525 Z（ m） +880 +880 +910 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 6t 箕斗 1t 雙層 單 車罐籠 —— 井筒傾角（176。） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 350 350 350 提升方位角（176。） 180 180 —— 井筒深度（ m） 370 365 350 斷面積 凈（ m2 ） 掘（ m2 ） 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 井底車場(chǎng) 設(shè)計(jì)要求 井底車場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 設(shè)計(jì)依據(jù)： ① 設(shè)計(jì)礦井基本概況：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t/a，年工作日330 天，日提升時(shí)間 16 小時(shí)，矸石系數(shù)為 20%。 ② 主井采用 JL6t 箕斗，副井采用罐籠提升。 、 ③ 大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸 主井凈直徑 ，裝備有一對(duì) 6t 箕斗，副井凈直徑 ，裝備一對(duì)1t 雙層單車罐籠。井下主要運(yùn)輸大巷采用 3t底卸式礦車運(yùn)煤， 8t 架蓄電池式電機(jī)車牽引，輔助運(yùn)輸采用 1t固定式礦車。 設(shè)計(jì)要求： ① 井底車場(chǎng)富裕通過(guò)能力，一般大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%。 ② 設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)時(shí)，應(yīng)烤爐增產(chǎn)的可能性。 ③ 盡可能地提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)。 ④ 應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時(shí)短路貫通。 ⑤ 在確定井筒位置和水平標(biāo)高時(shí)，要注意 井底車場(chǎng)所處的圍巖情況及巖層的含水情況，一般應(yīng)避開(kāi)破碎帶或強(qiáng)含水層。 ⑥ 對(duì)于大型礦井或高沼氣含量礦井在確定井底車場(chǎng)型式時(shí)，應(yīng)盡量減少交岔點(diǎn)的數(shù)量和減少跨度，并考慮施工和維護(hù)方便。 、 ⑦ 井底車場(chǎng)布置應(yīng)緊湊，應(yīng)注意節(jié)省工程量。 井底車場(chǎng)型式的確定 影響井底車場(chǎng)型式的選擇的因素有： 開(kāi)拓方式： 井底車場(chǎng)的形式隨井筒形式的改變，同時(shí)還取決于主副井井筒和主要運(yùn)輸巷道的相互位置，即井筒距主要巷道的距離及提升方向。 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 大巷運(yùn)輸方式及礦井生產(chǎn)能力： 年產(chǎn) 90萬(wàn) t及其以上礦井，通常采用底卸式礦車運(yùn)煤 ，應(yīng)選折返式車場(chǎng)。 地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)