【文章內(nèi)容簡介】 ， 礦井涌水量較大。 井田開拓 自然地質(zhì)條件 由地質(zhì)報告知，該井田煤層傾角平均為 4176。，平均厚度 ，單一開采 9煤層，煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大斷層，礦井涌水量較大。瓦斯涌出量大。煤層走向長度長，傾斜長度較長。 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 井田內(nèi)劃分及開采水平數(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，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。即采用傾斜長壁采煤法。 由于井田地質(zhì)條件，走向長度不受規(guī)定限制。 水平標(biāo)高的確定： 為了有利于整個井下開拓布置帶區(qū)的開采，減少巖石工程量，減少初期投資，縮短建井工期，設(shè)計單水平開采，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。決定采用立井開拓方式。這樣井筒短，提升速度快，提升能力大。立井開拓的適應(yīng)性很強，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、對輔助提升特別有利。 （ 2） 井筒數(shù)目 采用立井開拓時，一般只開鑿一對提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個數(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)計礦井為高瓦斯礦井，煤層賦存深，考慮經(jīng)濟因素，礦井初期可設(shè)一個風(fēng)井為全礦服務(wù)，后期可另外建設(shè)一個風(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點上。選擇井筒位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開掘和維護。本設(shè)計井田中部地勢平坦。因 此，設(shè)計將井筒位置布置在井田的中部。 運輸大巷和總回風(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巷道，將運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，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置，同時還應(yīng)避開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)為比較堅硬的無煙煤，將巷道布置在煤層中維護并不困難。 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 開拓方案提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列三種： 立井單水平，見圖 3－ 2－ 1； 斜井單水平，見圖 3－ 2－ 2。開采近水平煤層時，斜井從頂板穿入。對中型斜井，主井可采用膠帶輸送機，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） 20 方案 I 和方案 Ⅲ 的區(qū)別在于方案 I 為 立井 單水平上下山開采 ,方案 Ⅲ為主井單水平加 加暗斜井二水平延伸 上山開采 ,兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡單可靠 .兩方案對比 , 方案 Ⅲ 多開一個水平，相應(yīng)的要設(shè)立兩個井底車場，雖然生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，但井巷工程量大，運輸距離大，井巷維護費用及開拓費用相對很大，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 水平上下山開采 ,方案II為斜井單水平上下山開采 ,兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡單可靠 .兩方案對比 ,開立井生產(chǎn)系統(tǒng)井筒短，提升速度快，提升能力大，運輸環(huán)節(jié)少。方案 II井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備簡單，掘進速度塊，無須大型提升設(shè)備，投產(chǎn)早。雖然說方案 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都比較簡單、工程量少，但是斜井的井筒長，維護費用高，各種管線敷設(shè)長度大，通風(fēng)阻力大，人員進出井和材料設(shè)備等輔助運輸時間長，增加了不少費用。所以方案 I 與方案 II 要通過經(jīng)濟比較才能確定出最優(yōu)方案。 粗略估算表明 ,兩方案費 用相差不大 . I、 II 兩個方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求。因此兩方案要通過經(jīng)濟比較才能夠確定其優(yōu)劣。 方案經(jīng)濟比較 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，方案比較法在對不同的開拓方案進行比較時，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） 21 進行比較，于是我們在對方案 I 和方案 II 兩個方案進行比較時，可以只將兩個方案中有差別的建井工程量 ,生產(chǎn)經(jīng)營工程量 ,基建費 ,生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結(jié)果 ,分別計算匯總于表 321—— 325 (1)兩方案的各條帶均布置一個運輸順槽 ,一個回風(fēng)順槽 ,且這些順槽的開掘單價近似相同 . (2)立井、大巷及順槽里的輔助運輸費用均按占運輸費用的 20%進行計算 表 3－ 2－ 1 基建工程量 時期 項目 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 /m 800 500 主石門 /m / / 運輸大巷 /m 1150 1150 表 3－ 2－ 2 基建費用表 方案 項目 方案 I 方案 II 工程量/m 單價 / 1m?元 費用 /萬元 工程量/m 單價 / 1m?元 費用 /萬元 早期 主井井筒 360 3754 副井井筒 345 4081 井底車場 800 27970 281 主石門 / / / / / / 運輸大巷 1150 231 1150 231 小計 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 表 323 方案 I生產(chǎn)經(jīng)營費用表 工程項目名稱 費用（萬元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ = 井巷維護 ⅹ （ 340+340+200） ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ ⅹ ⅹ 104= 合計 表 324 方案 II生產(chǎn)經(jīng)營費用表 工程項目名稱 費用（萬元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ =3770 井巷維護 ⅹ (1214+1214+200)ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ 42. 8ⅹ ⅹ 104= 合計 表 325 費用匯總表 方案 項目 方案 I 方案 II 費用 /萬元 費用 /萬元 基建工程費 生產(chǎn)經(jīng)營費 總費用 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） 23 從前述技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果來看：方案 1的初期建井費、基建工程費、生產(chǎn)經(jīng)營費都明顯低于方案 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、基建工程費、生產(chǎn)經(jīng)營費都明顯低于方案 2。所以決定采用方案 1，即礦井分為一 個水平，第一水平 +540。采用 立井單 水平開拓。 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 6t箕斗 一對雙層單車罐籠 梯子間 井筒裝備 主井：主井負(fù)責(zé)提煤。井筒裝備一對 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— 通過井筒的風(fēng)速， m/s； Q— 通過井筒的風(fēng)量， m3/s； 河南理工大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 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涌出量計算： Q= T—— 礦井設(shè)計日產(chǎn)量， 3000 t； q—— 瓦斯相對涌出量， ； K—— 備用系數(shù)，可取 ； Q=TqK Q= 3000 =V=Q/MS= =＜ 8m/s 經(jīng)驗算，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） 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） 26 井壁的支護材料 及井壁厚度 根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗數(shù)據(jù)選擇井壁的支護材料為混凝土支護，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采水平的井筒長度外，還需要加井窩的深度。 井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺下再設(shè)≥ 4m 井底水窩。故一般井筒需要開挖到井底車場水平以下 3040m。如井底裝載硐室設(shè)于開采水平以上時，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） 27 井底車場 設(shè)計要求 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運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工作服務(wù)。 設(shè)計依據(jù)： ① 設(shè)計礦井基本概況：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a，年工作日330 天，日提升時間 16 小時，矸石系數(shù)為 20%。 ② 主井采用 JL6t 箕斗，副井采用罐籠提升。 、 ③ 大巷運輸設(shè)備的型號及外形尺寸 主井凈直徑 ，裝備有一對 6t 箕斗，副井凈直徑 ，裝備一對1t 雙層單車罐籠。井下主要運輸大巷采用 3t底卸式礦車運煤， 8t 架蓄電池式電機車牽引，輔助運輸采用 1t固定式礦車。 設(shè)計要求： ① 井底車場富裕通過能力，一般大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的 30%。 ② 設(shè)計井底車場時，應(yīng)烤爐增產(chǎn)的可能性。 ③ 盡可能地提高井底車場的機械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)。 ④ 應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時短路貫通。 ⑤ 在確定井筒位置和水平標(biāo)高時，要注意 井底車場所處的圍巖情況及巖層的含水情況，一般應(yīng)避開破碎帶或強含水層。 ⑥ 對于大型礦井或高沼氣含量礦井在確定井底車場型式時，應(yīng)盡量減少交岔點的數(shù)量和減少跨度，并考慮施工和維護方便。 、 ⑦ 井底車場布置應(yīng)緊湊，應(yīng)注意節(jié)省工程量。 井底車場型式的確定 影響井底車場型式的選擇的因素有： 開拓方式： 井底車場的形式隨井筒形式的改變，同時還取決于主副井井筒和主要運輸巷道的相互位置，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） 28 大巷運輸方式及礦井生產(chǎn)能力： 年產(chǎn) 90萬 t及其以上礦井，通常采用底卸式礦車運煤 ，應(yīng)選折返式車場。 地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)