【文章內(nèi)容簡介】 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 16 斷層煤柱： 含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲褐牧粼O(shè)可參照下列經(jīng)驗公式計算： P KpKML ? ≥ 20m 式中 L煤柱留設(shè)的寬度， m； K安全系數(shù)，一般取 25，本設(shè)計取 5； M煤層厚度或采高， 9號煤層在 F1 、 F2斷層附近的煤層最大厚度分別為 ； p水頭壓力， 9號煤層在 F1 、 F2F斷層處的最大水頭壓力為 ； Kp煤的抗拉強度， 9號煤層的抗拉強度最小為 。 根據(jù)以上參數(shù)計算結(jié)果為： 9 號煤層在 F1 、 F2斷層的煤柱寬度分別為 、 。 9 號煤層斷層煤柱寬度均取 20m。 井田邊界煤柱留 20m，工業(yè)場地按Ⅱ級保護 ,立井井筒按Ⅰ級保護，斜井井筒按Ⅲ級保護，再根據(jù)表土層和基巖厚度 (表土移動角 45176。，基巖移動角 70176。 )計算保安煤柱。村莊留設(shè)煤柱：穆家坡村、下垣則村、興家溝村、耀頭寸、車家峁村的 村莊煤柱 10號煤層均為 90105m。當(dāng)?shù)V井報廢時，預(yù)計護巷煤柱損失可回收 50%左右。 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 一、礦井工作制度 根據(jù)中華人民共和國建設(shè)部和中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 2021年制定的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》，確定礦井的工作制度為：年工作日為 330d，井下采用“四六”制，地面采用“三八”制，日凈提升時間 16h。 二、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定 山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā) [2021]33 號文《關(guān)于呂梁市柳林縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案 (部 分 )的批復(fù)》批準(zhǔn)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 17 為 。 三、礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限按下式計算 : 1 2 .6 8 1 0 .10 .9 0 1 .4KZTaAK? ? ?? 式中 : T— 服務(wù)年限 ,a； Zk— 設(shè)計可采儲量 , Mt； A— 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 , Mt /a； K— 儲量備用系數(shù) ,取 。 經(jīng)計算 ,礦井服務(wù)年限 。 第四章 井田開拓 第 一 節(jié) 井田開拓 一、井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、老窯范圍、火區(qū)、煤層及水文條件、兼并重組整合各礦采空區(qū)等對井田開拓開采的影響 兼并重組以后井田地質(zhì)構(gòu)造類型為簡單， 兼并重 組前各礦主要開采 8號煤層， 8 號煤層采空區(qū)主要位于井田東部。 9號煤層?xùn)|北部有采空區(qū)。 9號煤層采空區(qū)沒有火區(qū)分布。礦井水文地質(zhì)類型為中等。 對井田開拓開采有一定的影響。 二、井田開拓方案 1. 井口及 工業(yè)場地位置的選擇 井口及工業(yè)場地位置選擇的主要原則 ⑴充分利用現(xiàn)有地面工程及設(shè)施。 ⑵地面平坦、開闊，場地挖方填方量小，工程地質(zhì)條件好，能夠滿足 求。 ⑶位于儲量中心，減少井下運輸、通風(fēng)、井巷工程費用。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 18 ⑷不受洪水、山體滑坡等自然災(zāi)害的威脅。 ⑸靠近公路、交通方便，運輸距離短，運營費用省 。 ⑹有利于礦井開拓部署，為安全高效穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造條件。 現(xiàn)有兩個工業(yè)場地，分別為原山西成家莊煤礦有限公司工業(yè)場地和原山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司工業(yè)場地，通過多次現(xiàn)場踏勘，井田內(nèi)其他地面難以找到平整地面，考慮到可以利用井下巷道和井筒，以及兼并重組前可利用的地面設(shè)施，確定利用原山西成家莊煤礦有限公司 工業(yè)場地，經(jīng)過挖填方平整后，滿足礦井 求。利用原呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司工業(yè)場地作為兼并重組整合后的風(fēng)井場地。 ⑴礦井設(shè)計開拓方案主要考慮下列原則： ①有完善的采、掘、運輸 、提升、通風(fēng)、排水等生產(chǎn)環(huán)節(jié)及系統(tǒng)。 ②生產(chǎn)系統(tǒng)盡可能簡單、實用，生產(chǎn)工藝先進、合理。 ③井下巷道沿煤層布置，掘進速度快，費用低，并能進一步探明煤層的賦存情況。 ④近期與長遠相結(jié)合，既要考慮當(dāng)前效益，又要有利長遠規(guī)劃。 ⑵開拓方案 兼并重組整合前，原山西成家莊煤業(yè)有限公司礦井現(xiàn)有 3個井筒，分別為主立井、回風(fēng)斜井及進風(fēng)行人斜井（鋪軌），井下布置有兩條南北向的運輸巷及回風(fēng)巷，東西向布置有兩條采區(qū)運輸上（下）山及采區(qū)回風(fēng)上（下）山，現(xiàn)有的井筒中，行人斜井凈寬，回風(fēng)斜井凈寬 ，主立井凈直徑 ， 井下巷道為矩形斷面錨桿支護，凈寬，凈高 。該井田 5 號煤層已采空， 8號煤層為中厚煤層，東部有大面積的風(fēng)氧化帶，北部和中部采空， 9號煤層的井田東北部有采空區(qū)，屬中厚煤層，大部分為薄煤層，只有井田西部的局部為中厚煤層， 10 號煤層屬局部可采的薄煤層，井田內(nèi)無構(gòu)造。根據(jù)地面場地情況、巷道走向及井下采空區(qū)分布情況，本次設(shè)計擬利用已有的行人斜井，回風(fēng)斜井通過刷大斷面可以利用，井下部分巷道加強支護后可以再利用。 兼并重組整合前，原山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井現(xiàn)有 3個井筒，分別為主立井（凈直徑 ）、副立 井（凈直徑 ）及行人斜井（凈寬 ），井下布置有 2 條東西向的上（下）山巷道，分別為運輸上（下）山及回風(fēng)（上下山），井下巷道為矩形斷面錨桿支護，凈寬 ，凈高 。該井田 5號煤層已采空， 8號煤層為中厚煤層， 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 19 東部有大面積風(fēng)氧化帶，西部及東部有采空區(qū)， 9號煤層未采，屬中厚煤層，大部分為薄煤層，只有東部村莊范圍為中厚煤層， 10 號煤層局部可采薄煤層，井田內(nèi)有兩條落差為 2m 的斷層。根據(jù)地面場地情況、巷道走向及井下采空區(qū)分布情況，本次設(shè)計擬利用已有的行人斜井，井下無利用的巷道。 基于上述原則，根據(jù)地質(zhì)條件 和煤層賦存情況，由于井上下采空區(qū)、村莊及煤層賦存的影響，本次設(shè)計開拓方案具體敘述如下： 井田采用斜井開拓方案。 在選定的工業(yè)場地內(nèi)，利用原 山西成家莊煤礦有限公司行人斜井 作為兼并重組整合后的主斜井，凈寬 ，凈斷面 ，傾角 10176。 32′ 22″，井筒斜段長 418m，井筒落底于 10 號煤層下的巖石中，平段長為 130m，裝備帶式輸送機，擔(dān)負(fù)礦井的提煤任務(wù)，井筒另一側(cè)鋪設(shè)軌道，作為主水泵房搶險排水設(shè)備的運輸通道，并作為礦井的進風(fēng)井和安全出口。利用原 山西成家莊煤礦有限公司的 回風(fēng)斜井刷大斷面后作為兼并重組整合 后的副斜井，凈寬 , 凈斷面 ,傾角 18176。，至 8號煤層斜長 129m，裝備單鉤串車，在 8 號煤層設(shè)井底車場，擔(dān)負(fù)全礦井的輔助提升任務(wù) ,設(shè)行人臺階及扶手，為礦井的進風(fēng)井兼做安全出口。利用原 山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司 的行人斜井作為兼并重組整合后的回風(fēng)斜井，凈寬 , 凈斷面 ,傾角 17176。，至 8號煤層斜長 381m，擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)兼做安全出口。 根據(jù)煤層賦存特征， 8 號煤層為中厚煤層， 9 號煤層平均煤厚為 ，屬中厚煤層，但根據(jù)鉆孔資料， 9 號煤層大部分為薄煤層， 9 號煤層的 平均間距為 12m， 10號煤層為局部可采的薄煤層，上距 9號煤層平均間距為 ，設(shè)計確定設(shè)一個水平開采全井田，水平標(biāo)高為 +。 主斜井井筒平段尾部，設(shè)一個下扎式井底煤倉、井底煤倉上口東西向沿 8號煤層底板布置集中運輸上 (下 )山，平行集中運輸上 (下 )山布置集中軌道上 (下 )山和集中回風(fēng)上(下 )山，在井田西部南北向分別布置運輸大巷、軌道大巷及回風(fēng)大巷，回風(fēng)大巷與井田南部的回風(fēng)斜井連接。運輸大巷與集中運輸上 (下 )山連接。軌道大巷與集中軌道上 (下 )山連接。副斜井落底后，沿南北向向南布置集中軌道巷與集中軌道 上 (下 )山連接。 全井田共劃分 5 個采區(qū)，其中 8號煤層劃分一個單翼采區(qū)，即 801 采區(qū)； 9號煤層劃分 2 采區(qū)，即 90 902 采區(qū)， 901 采區(qū)為單翼采區(qū)， 902 采區(qū)大部分為單翼采區(qū)，南部為雙翼采區(qū)； 10號煤層劃分 2采區(qū)，即 100 1002 采區(qū)，均為單翼采區(qū)。 10號 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 20 煤層大巷均利用 8 號煤層巷道。 開拓方案見插圖 34 34 34 344。 三、井口數(shù)目和位置的選擇 山西柳林凌志成家莊煤業(yè)有限公司 礦井為兼并重組整合礦井，整合后共布置有 3個井筒，分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井。其中主斜井、 副斜井所處位置在原 山西成家莊煤礦有限公司礦井 工業(yè)場地，回風(fēng)斜井位于原 山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井工業(yè)場地，上述井筒能夠滿足兼并重組整合后礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的需要。 在兼并重組過渡期間井田內(nèi)保留的礦井為 1座，為 山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司 ，根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā) [2021]33號文《關(guān)于呂梁市柳林縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案 (部分 )的批復(fù)》精神， 山西成家莊煤礦有限公司的主立井、山西呂梁昌盛煤業(yè)有限責(zé)任公司的主立井、副立井 將在 2021年 12 月 31日前按“六條標(biāo)準(zhǔn)”予以關(guān)閉 。 四、水平劃分及階段垂高的確定 根據(jù)煤層賦存特征，設(shè)一個水平開拓全井田，水平標(biāo)高為 +。 五、主要運輸大巷及總回風(fēng)道的布置方式和位置選擇 集中軌道巷、集中運輸上 (下 )山、集中軌道上 (下 )山、集中回風(fēng)上 (下 )山、運輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷均沿 8號煤層底板布置，大巷間距均為 30m，大巷一側(cè)保安煤柱寬均為 30m。集中軌道巷、集中運輸上 (下 )山、集中軌道上 (下 )山、集中回風(fēng)上 (下 )山位于井底煤倉附近，運輸大巷、軌道大巷及回風(fēng)大巷沿井田西部邊界南北向布置。 六、礦 井各水平、煤層、上下山和采區(qū)的開采順序，第一水平采區(qū)劃分和配采關(guān)系 根據(jù)井田開拓布置，按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求，并結(jié)合工作面技術(shù)裝備和管理水平，設(shè)計布置單雙翼采區(qū)。 8號煤層 801采區(qū)在井田中部主斜井井底附近，采區(qū)走向長 1500m，傾斜長 360m； 9號煤層劃分 2個采區(qū)，分別為 901采區(qū)及 902 采區(qū)，901 采區(qū)位于井田北部，采區(qū)走向長 340870m，傾斜長 20785m， 902 采區(qū)位于井田中南部，采區(qū)走向長 855～ 2253m，傾斜長 332995m， 901 及 902 的劃分以集中上（下）山巷道為界； 10號 煤層劃分 2個采區(qū)，分別為 1001 采區(qū)及 1002 采區(qū)， 1001 采區(qū)位于井田北東部，采區(qū)走向長 341138m，傾斜長 151380m， 1002 采區(qū)位于井田中南部，采 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 21 區(qū)走向長 33～ 80m，傾斜長 151380m。 井田共劃分為 5 個采區(qū)，即 80 90 90 100 1002。首采區(qū)為 801 采區(qū)，在8 號煤層布置一個綜采工作面保證礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。 采區(qū)開采順序為先采 8號煤層，再采 9 號煤層，最后才 10 號煤層。采區(qū)接替按編號為 80 90 90 100 1002 采區(qū)順序進行，采區(qū)內(nèi)工作面接替順序采用前 進式。采區(qū)接替詳見表 342。 表 342 采區(qū)接替表 采區(qū)名稱 開采煤層 可采儲量(Mt) 生產(chǎn)能力(Mt/a) 服務(wù)年限(a) 接替采區(qū) 801 8 號 901 901 9 號 902 902 9 號 1001 1001 10 號 1002 1002 10 號 七、“三下”采煤 井田范圍內(nèi)沒有水體和鐵 路，共分布有鄉(xiāng)村 5 個，其中下垣則村、穆家坡村、車家峁村因村莊人口多，占地面積大，難以搬遷，由于柳林縣境內(nèi)煤礦還沒有村莊下采煤的成功經(jīng)驗，所以本次設(shè)計暫不考慮對上述村莊“三下”采煤。 第 二 節(jié) 井 筒 一、井筒用途、布置及裝備 據(jù)開拓布置，投產(chǎn)及達產(chǎn)時布置有 3個井筒，即主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井。 1. 主斜井：凈寬 ，凈斷面 ，傾角 10176。 32′ 22″，井筒斜段長 418m，井筒落底于 10號煤層下的巖石中，平段長為 130m，裝備帶式輸送機，擔(dān)負(fù)礦井的提煤任務(wù)，井筒另一側(cè)鋪設(shè)軌道，作為主水泵房 搶險排水設(shè)備的運輸通道，并作為礦井的進風(fēng)井和安全出口。 2. 副斜井：凈寬 , 凈斷面 ,傾角 18176。，至 8 號煤層斜長 129m，裝備單鉤串車，在 8 號煤層設(shè)井底車場，擔(dān)負(fù)全礦井的輔助提升任務(wù) ,設(shè)行人臺階及扶手，為礦井的進風(fēng)井兼做安全出口。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 —— 采礦工程專業(yè) 22 3. 回風(fēng)斜井：凈寬 , 凈斷面 ,傾角 17176。，至 8 號煤層斜長 381m， 擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)兼做安全出口。 井筒斷面見圖 35 35 35 35 35 356。 井筒特征表，見表 351。 二、井筒井壁結(jié)構(gòu) 主斜井表土段為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護，支護厚度為 500mm；基巖段為錨網(wǎng)噴支護，支護厚度為 150mm。副斜井為刷大斷面，表土段為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支護，支護厚度為500mm；基巖段為錨網(wǎng)噴支護，支護厚度為 150mm?；仫L(fēng)斜井表土段、基巖段均采用荒料石砌碹支護，表土段支護厚度為 450mm，基巖段支護厚度為 350mm。 三、井筒施工方法 根據(jù)地質(zhì)報告提供，該礦的地質(zhì)條件屬于松散層較薄，工