【文章內(nèi)容簡介】 ； γ — 煤的容重 。 經(jīng)計(jì)算得 SQ = M γcosα = ? ??= 萬 t。 2． 可采儲量計(jì)算 ： 計(jì)算工式如下： Z＝（ ZcP） 179。 C 式中： Z— 可采儲量， Mt cz — 工業(yè) 儲量 ,Mt P— 永久煤柱， Mt C— 采區(qū)回采率。 得： Z= 萬 t 10 表 21 可采煤層儲量總表。 單位：萬 t 序號 煤層號 工業(yè)儲量 損失量 設(shè)計(jì)采出率 可采儲量 1 3上 83% 2 6A 83% 3 6B 83% 4 11 83% 5 17 480 83% 6 23 83% 合計(jì) 回采要求： 厚煤層不小于 75%中 最煤層不 小于 80%，薄煤層不小于 85%。 儲量計(jì)算評價 東山礦礦井的各類儲量計(jì)算嚴(yán)格 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲量的計(jì)算所得到的各種儲量與實(shí)際可能有一定誤差。 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 礦井工作制度 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、 《煤礦生產(chǎn)許可法》和《勞動法》 有關(guān)規(guī)定，結(jié)合東山礦的實(shí)際情況，擬制定工作制度： 設(shè)計(jì)年工作日 330d，日提升 16h，采用“四 .六”作業(yè)制，三 個半 班生產(chǎn)，半個班準(zhǔn)備。 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來確定，還應(yīng)考慮當(dāng)前及今后市場的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案， 具體如下 ： 方案 A： ； 方案 B： ； 11 方案 C： 。 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來確定。 礦井服務(wù)年限的確定 礦井 服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： Ｔ＝Ｚ／（Ａ179。Ｋ） 式中： Ｚ － 礦井設(shè)計(jì)可采儲量， Mt； Ａ － 生產(chǎn)能力， Mt／ a； Ｋ － 礦井儲量備用系數(shù)， K＝１ .3～ 。 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況， K 值取 。礦井服務(wù)年限 。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 A： Mt/a T＝ Z／（ A179。 K） ＝ （ 300179。 ） 方案 B： T＝ Z／（ A179。 K） =（ 300179。 ） 方案 C： T＝ Z／（ A179。 K） =（ 300179。 ） 參照《煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 （見表 22）。 表 22 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限表 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（ Mt/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 及以上 60～ 70 ～ 50～ 60 ～ 40～ 50 即礦井 生產(chǎn)能力： B＝ ／ a，礦井服務(wù)年限Ｔ＝ 63a。 12 第 3 章 井田開拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 礦井機(jī)械化程度的高低的直接影響井型和經(jīng)濟(jì)效果， 礦井開拓方式必須充分主井工藝系統(tǒng) 的機(jī)械化裝備水平。由于提升，運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展，開拓本身發(fā)生變化 。 東山礦 井田開拓嚴(yán)格按照《煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》， 并對臨近多個地質(zhì)條件相似礦井的實(shí)地考察 ，擬定雙立井開拓 。 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 確定井田開拓方式的原則 根據(jù) 《 煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 1. 貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策 ,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高，創(chuàng)造條件。 要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)； 2. 要適應(yīng) 當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供 應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動化創(chuàng)造條件； 3. 合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件； 4. 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失 ； 5. 根據(jù)需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開采。 礦井開拓方案的選擇 井筒形式和井筒位置 １ ． 井筒形式的確定 東山井田的 煤層 賦存深度在 +250m～ 600m,所以不具備平硐開拓條件，平硐開拓方式否定。依據(jù)東山礦井田的實(shí)際地形、地質(zhì)及賦存等因素，提出三種開拓方式： 方案 I— 雙斜井開拓 ； 13 方案 II— 雙立井開拓 ； 方案 III— 主斜井副立井開拓 。 以上三種井筒開拓方案技術(shù)比較如下： （ 1）立井開拓（如圖 31） 圖 31 雙立井開拓示意圖 優(yōu)點(diǎn)： ① 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利； ② 機(jī)械化程度高，易于自動控制； ③ 井 筒為圓形斷面結(jié)構(gòu) 合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 缺點(diǎn)： 立井開拓的優(yōu)點(diǎn)與斜井開拓優(yōu)點(diǎn)相反 。 適用條件：煤層賦存深度 200－ 1000m，含水砂層厚度 20－ 400m,立井開拓 的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制。 技術(shù)上 也比較可靠。 技術(shù)評價：根據(jù)井 田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，采用雙立井開拓方案可行。 東山 礦井田 條件 適合采用雙立井開拓，故此方案在技術(shù)上可行。 （ 2） 雙斜井開拓（如圖 32） 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： ① 筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都比投資少； 14 圖 32 雙斜井開拓示意圖 ② 筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量?。? ③ 帶 式 輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 缺點(diǎn)： ① 自然條件相同時，斜井要比立井長得多； ② 圍巖不 穩(wěn)固時，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時，提升速度低，能力小鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力； ③ 由于斜井較長，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長度較大； ④ 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長，對瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升； ⑤ 當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層 時 ,斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜 ,有時難以通過。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為0～ 500m，含水砂層厚度小于 20m～ 40m，表土層不厚，水 文地質(zhì)情況簡單的煤層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術(shù)評價 ：東山礦一水平設(shè)在 +50m 水平標(biāo)高。 東山礦井田賦存深度為＋ 250m～ 600m。 在技術(shù)上是可行的。 （ 3） 主 斜 井副立井開拓 （如圖 32） 優(yōu)點(diǎn)：兼有斜井和 立井的優(yōu)點(diǎn)，主井采用斜井開拓，井筒施工簡單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低。 副井采用立井開拓，井筒容易維護(hù)，有效斷面大，有利于通風(fēng)，提升 速度快 。 缺點(diǎn)：如果井口相近，則井底相距較遠(yuǎn)，井底車場布置，井下的 15 聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠(yuǎn)，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應(yīng)地增加了煤柱損失 。 圖 33 主斜井副立井開拓 適用條件：介于雙立井與雙斜井之間 。 技術(shù)評價：根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場的布置等實(shí)際情況，綜合開拓不利于地面工業(yè)廣場的布置，井底車場的布 置比較困難，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣，故該方案在技術(shù)不合理，不適合東山 礦礦井 設(shè)計(jì) 。 所以本井田不利于用綜合開拓 。 根據(jù)上述井硐 開拓方案的技術(shù)比較，確定雙立井開拓與雙斜井開拓方案在技術(shù)上可行。 根據(jù)規(guī)定，對技術(shù)可行的方案還應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 （見表 31） 表 31 開拓方案 經(jīng)濟(jì)比較費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案 I 方案 II 基建費(fèi) /萬元 立井開鑿 石門開鑿 井底車場 2? 200? =150 300179。 =24 1000179。 =90 斜井開鑿 石門開鑿 井底車場 179。 1200179。 2=264 200179。 =16 800179。 =72 生產(chǎn)費(fèi) /萬元 立井提升 石門運(yùn)輸 179。 179。 179。= 179。 179。 179。= 斜井提升 石門運(yùn)輸 179。 179。 = 179。 179。 = 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 百分率 100% 百分率 133% 依據(jù)表上述各種方案比較，得知立井 開拓最經(jīng)濟(jì)。 16 結(jié)合東山礦井田的實(shí)際情況以及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較東山礦立井開拓最為合理，采用立井開拓 。 2． 井筒的位置 依據(jù) 東山礦 井田的儲量分布圖， 及 勘探線剖面圖。確定井田的儲量中心 考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個井田的儲量中央， 擬定了三種方案 方案一：井筒建在煤層深部（如圖 35） 。 建在深部可以減少石門長度，減少石門的運(yùn)輸和維護(hù)的費(fèi)用。 但壓煤量大不利于生產(chǎn) ； 圖 35 井筒建在煤層深部示意圖 方案二：井筒建在煤層淺部（如圖 36） 。井筒建在淺部可以有效的減少壓煤量但石門長度增加是運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用提高不利于煤的提升； 圖 36 井筒建在煤層淺部示意圖 方案三：井筒建在煤層中部（如圖 37） 。優(yōu)缺點(diǎn)在深部和淺部之間，比較中庸。比較利于礦井的整體發(fā)展，井筒建在中不比較合理。 17 圖 37 井筒建在中部示意圖 經(jīng)過比較確定井筒 坐標(biāo)為： 主井： 4158 503480 副井： 41450、 503525 開采水平的數(shù)目及 高 開采水平的尺寸以水平垂高表示．水平垂高是指該水平開采范圍的垂高．合理的水平垂高的要求： 1. 要有利于采區(qū)的正常接替 ； 2. 具有合理的區(qū)段數(shù)目 ； 3. 具有合理的階段斜長 ； 4. 要保證開采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲量 ； 5. 經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 。 根據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 年限應(yīng)在 30a 及 以上 ?？刹蓛α?126Mt/a,工業(yè)儲量滿足 。東山礦煤層平均傾角 11。 ，傾向長 5102m 各方面原因 東山礦 井田的實(shí)際情況， 經(jīng)計(jì)算 現(xiàn)確定一水平 開采到 100。 劃分方案如下： 表 32 礦井的階 段高度 井型 開采緩斜煤層的礦井 開采傾斜煤層的礦井 開采急傾斜煤層的礦井 大、中型礦井 200～ 350 200～ 350 100～ 250 小型礦井 60～ 100 80～ 120 80～ 120 東山礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ～350m。擬定兩種方案 18 方案一：單水平上下山開采 水平標(biāo)高 — 200m 階段垂高 — 450m 儲 量 — 萬噸 服務(wù)年限 — 63 年 方案二：兩水平上山開采 水平標(biāo)高 — +50m,290m 階段垂高 — 200m 一水平儲量 — 萬噸 二水平儲量 — 萬噸 一水平服務(wù)年限 — 37a 二水平服務(wù)年限 — 26a 參照上述二種方案的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，各方案評價如下： 方案一：該方案的階段垂高，設(shè)計(jì)不符合《 煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，初期投資大，見效慢， 斜長太長 本方案不可取。 方案二：該方案的一水平服務(wù)年限及垂高均符合《煤炭 工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)本井田的實(shí)際情況 ，本方案技術(shù)上可行 。 開拓巷道的布置 水平運(yùn)輸大巷的主要任務(wù)是運(yùn)煤排矸，物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)，排水，敷設(shè)管線。對大巷的基本要求是便于運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井通風(fēng)安全的需要 。 3上6A6B111723。 圖 38 開拓巷道布置示意圖 19 根據(jù)煤層埋藏特征和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，并考慮到各煤層的間距較小，宜采用集中大巷，采區(qū)聯(lián)合布置方式，為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，運(yùn)輸大巷布置在 23煤層的底板下的厚砂巖中。 各煤層的煤質(zhì)相同， 可采煤層集 中開采 。 （如圖38）。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 東山礦 根據(jù)井田的地形地勢，煤層賦存，地質(zhì)構(gòu)造等因素， 采用雙立井開拓即一主一副兩個井筒。主井擔(dān)負(fù)煤炭的運(yùn)輸，副井用于 排矸、運(yùn)料和人員的的提升 。 井筒位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件： （ 1） 煤的運(yùn)輸方向； （ 2） 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置； （ 3） 工業(yè)場地占地面積； （ 4） 地形與工程地質(zhì)條件。 2. 井下條件 （ 1）按運(yùn)輸量確