【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1200，工業(yè)儲(chǔ)量為： Zg3=179。 1000179。 900179。 179。 = 礦井可采儲(chǔ)量 1）邊界煤柱可按下列公式計(jì)算 Z=L179。 b179。 M179。 R 22 其中： Z—— 邊界煤柱損失量； L— 邊界長(zhǎng)度 b—— 邊界寬度； 50m M—— 煤層厚度； R— — 煤的容重， 則井田的邊界煤柱為： 179。 104179。 50179。 179。 179。 103+2179。 179。 50179。 179。 179。 103179。 104 = 斷層： 50179。 500179。 8179。 179。 179。 104= Mt； 2）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 522 條規(guī)定：工業(yè)廣中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 場(chǎng)的面積為 平方公頃 /10 萬(wàn)噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為 400m179。 450m 的長(zhǎng)方形。煤層的平均傾角為 18 度，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為590m，該處表土層厚度為 280300m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按 Ⅱ 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見(jiàn)表 21。 表 22 巖層移動(dòng)角 由此根據(jù)上述以知條件，畫(huà)出如圖 21 所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸： 圖 21 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為： S=梯形面積 =（上寬 +下寬） 179。高 /（ 2179。 cos18176。） 23 = ㎡ 則：工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為： Zi=S179。 M179。 R 廣場(chǎng)中心深度 /m 煤層傾角 煤層厚度 /m 沖擊層厚度/m ф δ γ β 700 18176。 290 45 70 75 57 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 式中： Zi工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量； S 工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積， ㎡； M 煤層厚度， ； R 煤的容重 , 。 則： Zi=179。 179。 179。 104 = 3）總煤柱量 邊界煤柱 : 。 斷層： 50179。 500179。 8179。 179。 179。 104=； 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 :。 總煤柱量 =++ = 4）礦井的可采儲(chǔ)量 礦井的可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zk=(ZgP)179。 C 24 其中： Zk礦井的可采儲(chǔ)量； Mt Zg礦井的工業(yè)儲(chǔ)量， ； P 保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量， ； C 采區(qū)采出率，厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 ，本礦取 則： Zk=（ ）179。 = 5) 分水平計(jì)算可采儲(chǔ)量 第一水平標(biāo)高為 590，由 精查地質(zhì)報(bào)告提供的 1： 5000 煤層底板等高線圖估算得： 邊界煤柱： 100179。 1050179。 179。 = 斷層煤柱：： 50179。 500179。 179。 = 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱： 第一 水平可采儲(chǔ)量： Zk1=（ Zg1 ） 179。 = 第二水平標(biāo)高為 900，可采儲(chǔ)量為： 邊界煤柱： 100179。 1000179。 179。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 = 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱： 第二水平可采儲(chǔ)量： Zk2 =（ Zg2 ） 179。 = 第三水平標(biāo)高為 1200，工業(yè)儲(chǔ)量為： 邊界煤柱： 50179。 179。 1000179。 179。 + 100179。 900179。 179。 = 第三水平可采儲(chǔ)量： Zk3 =（ Zg3 ） 179。 = 礦井儲(chǔ)量計(jì)算匯總表 表 23 礦井儲(chǔ)量計(jì)算匯總表 水平數(shù) 工業(yè)儲(chǔ)量 /Mt 可采儲(chǔ)量 /Mt 第一水平 590m 第二水平 900m 第三水平 1200m 合計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說(shuō)明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為 16h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 因?yàn)楸揪镌O(shè)計(jì)豐富，主采煤層賦存條件簡(jiǎn)單，井田內(nèi)部 無(wú)較大斷層，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 180 萬(wàn)噸 /年。 下面通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)煤層開(kāi)采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型加以校核。 (1)礦井開(kāi)采能力校核 桃園礦區(qū) 7 10 煤層均為中厚煤層，煤層平均傾角為 18 度，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定，但礦井瓦斯含量及涌水相對(duì)較大，工作面長(zhǎng)度不一過(guò)大，考慮到礦井的儲(chǔ)量可以布置兩個(gè)綜采工作面同采可以滿(mǎn)足礦井的設(shè)計(jì)能力。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開(kāi)拓方式為立井開(kāi)拓，主井提升容器為兩對(duì) 9 噸底卸式提升箕 斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力很大，自動(dòng)化程度很高，原煤外運(yùn)不成問(wèn)題。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時(shí)本設(shè)計(jì)的井底車(chē)場(chǎng)調(diào)車(chē)方便，通過(guò)能力大，滿(mǎn)足矸石、材料及人員的調(diào)動(dòng)要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 （ 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量相對(duì)較高，屬于高瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。礦井通風(fēng)采用對(duì)角式通風(fēng)，礦井達(dá)產(chǎn)初期對(duì)首采只需先建一個(gè)風(fēng)井即可滿(mǎn)足礦井的通風(fēng)需求，后期再建一個(gè)風(fēng)井，可以滿(mǎn)足整個(gè)礦井通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在若 干小斷層，已經(jīng)查到且不導(dǎo)水，不會(huì)影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會(huì)影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 （ 4）儲(chǔ)量條件校核 井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。 礦井服務(wù)年限的公式為： T=Zk/(A179。 K) 31 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 其中： T 礦井的服務(wù)年限， a； Zk礦井的可采儲(chǔ)量， ； A 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)努力， ； K 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 則： T=（ 179。 ） = 既本礦井的開(kāi)采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。 注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少，有的礦井由于技術(shù)原因使采出率降低，從而減少儲(chǔ)量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時(shí)，必須考慮備用系數(shù)。 5）第一水平服務(wù)年限校核 由本設(shè)計(jì)第四章井田開(kāi)拓可知，第一水平到達(dá) 590m，可采儲(chǔ)量 由第二章計(jì)算知為 萬(wàn)噸。第一水平的服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T1=(180179。 ) = 即本設(shè)計(jì)第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的的要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 4 井田開(kāi)拓 井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱(chēng)為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開(kāi)拓主要 研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。 、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； ； ； ，做好開(kāi)采水平的接替； 、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造； 、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 本井田開(kāi)拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素： 1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在 290m，最深處到 1250m 表土層厚度大，平均厚度為 280m。 2)本井田瓦斯及涌水比較大 ,對(duì)開(kāi)拓方式的選擇影 響較大。 3）本礦地表地勢(shì)平坦，且多為農(nóng)田，無(wú)大的地表水系和水體，地面平均標(biāo)高為 +。 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 由于本礦表土層較厚，水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，井筒需要才用特殊法施工，故第一水平采用立井開(kāi)拓。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在本井田的中上部設(shè)立主副井筒各一個(gè)。主井用來(lái)提升煤炭，副井用來(lái)運(yùn)送人員、材料、矸石及通風(fēng)等。 本礦井的瓦斯含量比較大，井田的走向長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，平均為 ，經(jīng)比較采用對(duì)角式通風(fēng)，礦井第一水平生產(chǎn)初期在第一水平的南一和南三兩采區(qū)邊界連接處布置南風(fēng)井，后期另在北二和北四兩采區(qū)的邊界連接處打北風(fēng)井 ,擔(dān)負(fù)整個(gè)礦井的回風(fēng)任務(wù)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 井筒位置的確定 本礦井走向長(zhǎng)度較大地勢(shì)平坦 ,主副井筒布置在儲(chǔ)量中央 ,且兩井筒的地面標(biāo)高大于歷年最高洪水位標(biāo)高。 風(fēng)井井筒位置的選擇應(yīng)在滿(mǎn)足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本井田東西無(wú)其它礦井決定將本礦井的風(fēng)井布置在井田上部邊界不壓本井田的煤層。 工業(yè)場(chǎng)地的位置 工業(yè)場(chǎng)地 的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西翼中部。 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 18 公頃，形狀為矩形，長(zhǎng)邊垂直于井田走向， 長(zhǎng)為 450m,寬為400m。 表 41 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井 型（萬(wàn) t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬(wàn) t） 240 及以上 120180 4590 930 開(kāi)采水平的確定 本礦井 主采煤層為 72, 10 號(hào)煤層， 其它 煤層 屬急薄且不穩(wěn)定煤層 ，近期暫不開(kāi)采 可作為后備儲(chǔ)量 。 72, 10號(hào)煤層 屬緩斜煤層 ， 平均傾角 為 18176。,煤層露頭標(biāo)高 290m，煤層埋藏最深處達(dá) 1250m，垂直高度達(dá) 960m，因此必須采用分水平開(kāi)采。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200— 350m，針對(duì)于本礦井的實(shí)際條件，決定煤層的階段垂高為 300m左右。 由于本礦井瓦斯 ,涌水及煤層傾角比較大 ,所以否定了上下山的開(kāi)采方案 ,考慮到階段垂高不能太大 ,所以本礦井最終采用三水平的開(kāi)采方式。采用三個(gè)水平劃分時(shí)，立井開(kāi)拓第一水平 ,二、三水平的延伸可以考慮采用立井延伸或暗斜井延伸以及另開(kāi)主副井。 運(yùn)輸大巷和井底車(chē)場(chǎng)的布置 1）運(yùn)輸大巷的布置 運(yùn)輸大巷的布置考慮以下四種技術(shù)上可行的方案 : ① 分煤層布置各煤層大巷 ② 分煤層底板布置各巖石大巷 ③ 布置一條巖石集中大巷在 10 煤層底板巖石中 ④ 布置一條煤層集中大巷在 10 煤層中 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)