【文章內(nèi)容簡介】 對雙層 雙 車（ ）罐籠。井筒凈直徑 6m，井筒內(nèi)裝備為金屬罐道梁、金屬罐道，端面布置；設(shè)梯子間、管子間。主副井均采用混凝土砌壁，支護(hù)厚度取 350mm。 運(yùn)輸大巷布置在煤層底板中，標(biāo)高為 +980m。采用膠帶輸送機(jī)，輔助運(yùn)輸采用電機(jī)車。風(fēng)井布置 、通風(fēng)方式及輔助水平的建設(shè) 同第一方案 ，詳見 圖 324 開拓方式 平 面圖 和圖 325 開拓方式剖面圖 。 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖 326。 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 324 開拓方式 平 面圖 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 325 開拓方式剖面圖 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 走向剖面ⅠⅠq k45176。80176。q12q3qk 12k3k傾向剖面ⅡⅡm n45176。51176。45176。80176。 1mm 2n 21n13176。平面圖ABCDa bcda 39。 b 39。c 39。d 39。副井主井ⅠⅠⅡ Ⅱ 圖 326 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 第三方案：斜井雙水平上 、下 山開拓 ， 本方案 第一水平布置同方案一，利用第一水平開采北翼一、二階段和南翼第一階段。 然后在井底車場附近打一對暗斜井，在 +750m水平開鑿第二水平運(yùn)輸大巷。 利用第二水平開采南翼第二階段和第三階段。 第四方案 ：立井雙水平上 、下 山開拓 ，本方案分以下兩種情況： 第一水平布置同方案二，也是利用第一水平開采北翼一、二階段和南翼第一階段。然后在井底車場附近打一對暗斜井，在 +750m水平開鑿第二水平運(yùn)輸大巷。利用第二水平開采南翼第二階段和第三階段。 第一水平布置也同方案二，同樣利用第一水平開采北翼一、二階段和南翼第一階段。第二水平是直接延伸主、副井筒到 +750m水平，在 +750m 開鑿第二水平運(yùn)輸大巷，服務(wù)南翼第二、三階段。 由于第三方案 和第四方案 采用的是兩個(gè)水平， 且第三方案需要單獨(dú)打河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 一對暗斜 井，第四方案也要單獨(dú)打一對暗斜井或是延伸主、副井筒（需要128m石門來連接）， 相應(yīng)的增加了基建投資和設(shè)備投資（第二水平 暗斜井、井底車場、 大巷 及石門 施工量 ，開鑿費(fèi)用和 設(shè)備 購買費(fèi)用 等等）， 而第一方案和第二方案是利用南翼下山兼作暗斜井 ，不需要專門打暗斜井 。 與第三方案和第四方案相比減少了打暗斜井和第二水平大巷的費(fèi)用，而且第二水平井底車場也比第三方案和第四方案簡單。 因此本設(shè)計(jì)不采用 第三方案和第四方案。下面只比較第一方案和第二方案 方案一 井筒掘進(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、井筒裝備都比方案二簡 單，因而初期投資較少，建井期較短。地面工業(yè)廣場 %的部分布置在風(fēng)氧化帶外，這樣大大減少了壓煤量，工業(yè)廣場加上井筒保護(hù)煤柱總共壓煤 萬噸。方案二井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較復(fù)雜，掘進(jìn)速度較慢，斷面利用率低。但服務(wù)年限長，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用少。地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比較復(fù)雜，地面工業(yè)廣場壓煤 萬噸，相對于方案一多出了 萬噸。 方案一中主 、 副斜井斜長都較長，主井采用的是鋼絲繩牽引皮帶，購置、安裝費(fèi)用較高，副井采用絞車提升，提升速度較低、能力較小、鋼絲繩磨損嚴(yán)重、 動力消耗大、提升費(fèi)用較高，由于斜井較長，沿井筒敷設(shè)管路、電纜所需的管線長度較長，并且通風(fēng)風(fēng)路較長，井筒斷面小，通風(fēng)阻力大。方案二適應(yīng)性很強(qiáng)， — 般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。井筒較方案一短、施工費(fèi)用低，因而井筒內(nèi)所敷設(shè)管路、電纜所需的線路長度較方案一短。而且方案二提升速度快，對輔助提升特別有利，井筒的斷面很大，可滿足大風(fēng)量的要求，由于井 筒 短， 通 風(fēng)阻力也就較小。 方案二井筒受地壓作用均勻而且壓力較小，相對于方案一好維護(hù)。 從技術(shù)上看，這兩個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此很難確定選擇哪一個(gè)方案，需要 從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)一步比較。 方案一、方案二的 第一水平和第二水平的 大巷及采區(qū)巷道布置 、基建、維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電系統(tǒng)和 設(shè)備以及風(fēng)井位置、建設(shè)費(fèi)用等基本一樣，因此這些不參與經(jīng)濟(jì)比較。這里只比較兩方案不同部分，即河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 井筒和井底車場的基建費(fèi) 和經(jīng)營費(fèi) 。 方案 一和 方案二 的 工程量 見表 321，方案一 、方案二 基本建設(shè)費(fèi)用 分別 見 表 322 和表 324， 方案一 、方案二生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 分別見 表 323 和表 325， 費(fèi)用匯總 見表 326。 表 321 工程量 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 主井井筒 （ m） 1369 330+30 副井井筒 （ m） 1019 330+5 井底車場 （ m） 1187 1250 注： 井底車場、 硐室工程量折算成巷道工程量（按照立方折算） 表 322 方案一基 本 建 設(shè) 費(fèi)用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 斜井單水平（含輔助水平）上、下山開拓 總工程量 （ m） 單價(jià)（元 m1） 費(fèi)用 （萬元） 直接費(fèi) 輔助費(fèi) 管理費(fèi) 合計(jì) 1 主井井 筒 1369 1630 2 副井井 筒 1019 1630 3 井底車 場 1187 基本費(fèi) 合計(jì) 其中管理費(fèi)為 直接費(fèi) 和 輔助費(fèi) 總和的 31%。 表 323 方案一生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 工程量 單價(jià) 費(fèi)用（萬元） 1 2 3 提升 （萬 tkm） 元 /tkm 井 筒 維護(hù) （ am） 萬元 / am 排水 （萬 tkm） 元 /tkm 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)合計(jì) 10460 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 表 324 方案二 基本建設(shè)費(fèi)用 表 方案 項(xiàng)目 立井單水平 （含輔助水平） 上 、 下山開拓 總 工程量 （ m） 單價(jià) （元 m1） 費(fèi)用 （萬元） 直接費(fèi) 輔助費(fèi) 管理費(fèi) 合計(jì) 主井井筒 360 副井井筒 335 井底車場 1250 總合計(jì) 其中管理費(fèi)為 直接費(fèi) 和 輔助費(fèi) 總和的 31%。 表 325 方案二生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 工程量 單價(jià) 費(fèi)用（萬元） 1 提升（萬 tkm） 元 /tkm 2 井筒維護(hù)（ am） / am 3 排水 （萬 tkm） 元 /tkm 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)合 計(jì) 表 326 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （ %） 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （ %） 基本建設(shè)費(fèi) 100% 138% 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 10460 287% 100% 總費(fèi)用 207% 100% 在上述經(jīng)濟(jì)比較中需說明以下幾點(diǎn)； 兩方案的第一水平均為 +980m，大巷及上山的開掘量費(fèi)用近似相同，河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 考慮到全井田中第一水平及輔助水平大巷的開掘長度相同，即開掘總費(fèi)用近似相同，故未對此進(jìn)行比較計(jì)算，另外，采區(qū)上部、中部、下部車場數(shù)目兩方案也相 同，也未予以計(jì)算。 方案一、方案二的大巷、石門及采區(qū)上山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用都相同，此處也不需要進(jìn)行比較。 綜合以上 比較結(jié)果 來看： 基建總投資 方案一比方案二多了 萬元，相差了 37%；生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)方案一比方案二多了 萬元，相差了107%。從中明顯可以看出 方案二大大優(yōu)于方案一 ， 因此 本設(shè)計(jì)確定選擇方案 二 ，即 ： 立井 單水平上下山開拓，開采整個(gè)井田。 井筒特征 一般來說，立井井筒的斷面形狀有圓形和矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用底等優(yōu)點(diǎn)，因此 主、副井筒均采用圓形斷面。而煤層上部距地表較淺，為便于施工和安全起見，風(fēng)井采用 斜井， 半圓拱形斷面。 ○ 1 主井 主井井筒采用立井形式， 本設(shè)計(jì)中礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 120 萬噸，所需提升量較大，因此，根據(jù)我國現(xiàn)行技術(shù)裝備，主井中亦采用一對 12t 箕斗用于提煤。 斷面 采用圓形 ，凈直徑為 5m,井壁采用混凝土及砌壁支護(hù)方式。此外，還布置有檢修道、動力電纜、照明電纜、 通訊信號電纜和梯子間等設(shè)施。主井井筒斷面和 井筒特征表分別見圖 331 和表 331。 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 331 主井?dāng)嗝鎴D 表 331 井筒特征表 井型 120 萬 t 井筒直徑 5m 井深 360m 凈斷面積 ○ 2 副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，井筒內(nèi)裝備一套 雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌壁支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。采用金屬罐道梁，行鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道等設(shè)備。 副井井筒斷面和井筒特征河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表分別見圖 332 和表 332。 40041204700555030016501650280020704001200 16506000 圖 332 副井?dāng)嗝鎴D 表 332 井筒特征表 井型 120 萬 t 井筒直徑 6m 井深 335m 凈斷面積 提容器升 一對 9t箕斗 井筒支護(hù) 混凝土砌壁 ○ 3 風(fēng)井 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 本設(shè)計(jì)采用分區(qū)式通風(fēng)，北翼和南翼各設(shè)一個(gè)風(fēng)井。井田內(nèi)煤層賦存條件簡單，地質(zhì)條件也較簡單，表土層很薄，因此本設(shè)計(jì)風(fēng)井井筒傾角采用 25176。由于其服務(wù)年限較長，宜采用拱形斷面。風(fēng)井除用于回風(fēng)外，還兼做礦井的安全出口，通過風(fēng)速為 8m／ s，內(nèi)設(shè)水溝，因傾角為 25176。，必須設(shè)置人行臺階及扶手。其斷面特征 見圖 333， 材料消耗量 見表 333。 3000123250500200200R15001300 圖 333 風(fēng)井?dāng)嗝鎴D 圖中： 1— 水溝； 2— 人行臺階； 3— 人行扶手 表 333 材料消耗 表 井筒凈寬（ m） 凈斷面（ m２ ） 凈周長 （ m） 允許通過最大風(fēng)量 普氏系數(shù) 全混凝土砌旋 掘進(jìn)斷面 （ m２ ） 支護(hù)厚度 （ mm） 材料消耗量 （ m３ ／ m） 井筒 基礎(chǔ) 拱 壁 拱 壁 基礎(chǔ) 4 200 250 ○ 4 風(fēng)速驗(yàn)算 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 副井作為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井作為回風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。由第 六 章《礦井通風(fēng)及安全技術(shù)》的風(fēng)速驗(yàn)算可知，所選擇的井筒符合風(fēng)速 要求。 井壁是井筒的重要組成部分，其主要作用是承載地壓，防止圍巖風(fēng)化等。主、副井均采用混凝土砌旋支護(hù)，支護(hù)厚度為 500mm，風(fēng)井井筒也采用混凝土砌旋。具體的支護(hù)方式及井壁厚度等見井筒特征表 334。 表 334 井筒特征 井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井 井口坐標(biāo) X（ m） 36381181 36380063 Y（ m） Z（ m） 1310 1310 1344 用途 提煤 提料、矸、人 、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 、安全出 口 提升設(shè)備 9t 箕斗 雙層兩車罐 籠 —— 井筒傾角（176。） 90 90 25 斷面形狀 圓 圓 半圓拱 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） 500 500 250 提升方位角（176。） 213 213 107 井筒深度（ m） 360 335 96 斷面積 凈（ m2 ） 掘（ m2 ）