【文章內容簡介】 Table 44 Comparison of the two tables 工程項目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 費用 (萬元 ) % 費用 (萬元 ) % 初期建井費用 100 116 基建工程費 102 100 生產經營費用 108 100 合計 103 100 本經濟比較只通過比較基建費用和維護費用，可以得出方案二優(yōu)于方案一，而且方案二的總石門長度短，運輸費用也較低。由以上分析看出，方案二為最優(yōu)方案，即 井筒位置在井田的中部偏上方，第一水平車場布置在煤層上部，石門穿過頂板 與大巷相連，第二水平立井延伸 。 阜新集團海州西井 20 本井田邊界不規(guī)則，所以儲量中心只能近似確定，經近似計算及綜合考慮以上各因素 ,最后確定井筒的具體位置，把井筒布置在這個位置，使兩側儲量近似平衡，通風運輸費用都比較低。地表范圍的標高為 ++，均高于最高洪水位 (+)，因此，井筒位置不受洪水的威脅。 井筒數目及 設備 的確定 本設計中井筒數目定為兩個，主井采用箕斗提升，副井采用罐籠升降人員、提矸、運料、入風，由于采用對角方式通風，礦井生產能力大，所需風量也大，故設有邊界風井。井筒特征見表 45及井筒斷面見圖。 表 45 井筒斷面特征表 Table 45 Ｗ ell cashing cross—section mark sheet 主 井 副 井 風 井 用 途 提 煤 提矸、運料、運人、入風 回風兼安全出口 凈 斷 面 掘進斷面 坐 標 X 402922 402865 404067 Y 77061 77056 77806 Z +25 ＋ 25 +32 主井凈直徑 米 ，提升容器為 JDSY—16/150 4 型 16t 箕斗一對，采用 Jkm4 4（Ⅱ）型多繩磨擦輪提升機，配 JRZ170/49—16 型繞線式異步電動機兩臺，每臺 1000KW。最大提升速度為 ，該提升設備擔負本礦全部煤炭提升。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 21 圖 44 主井斷面圖 Figure 44 crosscut of main shaft 副井凈直徑 米，提升容器為一噸雙層四車多繩罐籠一對（一寬一窄），采用 4（Ⅱ）型多磨擦輪提升機，配 JRZ500—12 型繞線異步電動機兩臺，每臺 500KW，最大提升速度 。 副井每次提升或下放四輛重車時，另一側必須配四輛空車，下放液壓支架時其重量限制在 以內（包括平板車重），另一側必須配兩輛重車。 阜新集團海州西井 22 灑水管壓風管信號通訊電纜排水管動力電纜 圖 45 副井斷面圖 Figure 45 crosscut of auxiliary shaft 風井位于井田北部邊界，凈直徑 米用于排風，同時做為安全出口。 圖 46 風井斷面圖 Figure 46 crosscut of air shaft 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 23 開采水平的設計 水平高度的確定 本井田煤層底板標高在 100～ 750米，垂高為 650米，傾角平均為 14176。斜長為 2700米，依設計規(guī)范階段斜長一般為 300~1500米， 緩傾斜煤層 垂高為 200～ 350米， 可將井田劃分為三個階段兩個開采水平， 350水平，為上山開采，階段垂高為 250米，平均斜長為 1040米，550水平，為上、下山開采，垂高均為 200米，這樣均符合設計規(guī)范要求。 第一階段斜長最大為 1100米 ，最小 990米，依設計規(guī)范綜采工作面長度不小于 150米，則劃分區(qū)段數為 3～ 5個，符合規(guī)范要求， 150萬噸 /年，傾角小于 25176。礦井一水平服務年限不小于 25年，本設計第一水平服務年限滿足規(guī)范要求。 用二個階段一個開采水平的依據是：階段斜長符合機械化采煤要求，可布置綜采工作面或高檔普采工作面，水平巷道利用率高，能緩解采區(qū)接續(xù)緊張和井筒延伸頻繁不足。盡管在下山開采時存在通風排水的困難，但由于三階段儲量低，采區(qū)服務年限短，故影響不大，而且第三階段如果另設一個開采水平上山開采，井筒需向下延伸 200多米，又增加了800多 米的石門工程量，所以采用二、三兩個階段用一個開采水平而不采用兩個階段兩個開采水平。 由于本井田煤層屬緩傾斜煤層，故采用采區(qū)式劃分階段。詳見表 46和表 47。 表 46 階段內劃分情況表 Table 46 phase of table 水平 階段 斜長 階段 煤柱 防水煤柱 區(qū)段 煤柱 巷道寬 工作 面長 區(qū)段 斜長 區(qū)段數 350水平 1040米 30米 60米 10米 5米 222米 242米 4 設計水平的巷道布置 由于本井田煤層間距較近，見表 13。層間距＜ 50米，故采用集中大 巷布置，由于荊唐礦區(qū)巖性比較軟，大巷服務年限較長，為便于維護，減少維護費用，將大巷布置到 93煤層底板巖層中，又由于設計中通風方式為中央邊界式，所以只采用兩條大巷布置，大巷距煤層底板間距一般 10～ 30米，取 30米。 大巷支護方式掘進時期及時支護采用錨桿支護，后期采用混凝土砌碹， 巷道斷面特征阜新集團海州西井 24 見圖 47。 大巷的位置、數目、用途和規(guī)格 1)大巷的位置 選擇大巷位置的原則：掘進量少，費用少，維護條件好，煤柱損失少，有利于通風和防火，運輸方便。 本礦井的可采煤層有 三 層，運輸石門布置在煤層底板 350 水 平處，直接通過采區(qū)下部車場與上山相連，運輸上山與軌道上山分別布置在煤層底板巖石中，相距 20 米遠，上山上端與回風 大巷 相連，回風 大巷通過小石門 與 回風井 連接 ，風井位于井田走向中央的上部邊界 。 具體情況見開拓平面圖。 2)大巷的數目和用途 根據運輸和通風條件，本礦井供布置 三 條大巷：運輸大巷（皮帶大巷）、軌道大巷 、回風大巷 。 a 皮帶大巷：將采區(qū)采出的煤運至 井底 煤倉，完成運輸任務。 b 軌道大巷：承擔整個水平進風、運料、排水、排矸等任務。 c 回風大巷：承擔整個礦井回風的任務。 3)大巷的規(guī)格 因為大巷的服務年限都較長，所以 都采用錨噴支護。各大巷具體斷面如下： 圖 47 運輸大巷斷面圖 Figure 47 Crosscut of mine haulage roadway 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 25 圖 48 軌道大巷斷面圖 Figure 48 Crosscut of mine railway transportation roadway 圖 49 回風 大巷斷 面圖 Figure 49 Crosscut of mine returned air roadway 阜新集團海州西井 26 大巷運輸方式采用皮帶運輸 ， 鐵軌為 18公斤 /米。軌道大巷軌距 600mm， 對大巷運輸方式選擇的依據是 ： 由于設計生產能力較大，采用此種運輸方式能滿足要求。 較礦車運輸費用低，井底車場布置簡單，設備投資少。 對大巷坡度沒大限制，可沿著與煤層底板 30米距離掘運輸大巷，要求將大巷取直。 采用兩條大巷能解決煤、矸、物、人同時運輸問題，與副井運輸設備配套。 大巷有效斷面大，行人通風非常有利。 采區(qū)劃分及開采順序 采區(qū)形式及尺寸的確定 根據井田地質情況，煤層賦存較穩(wěn)定，三個可采煤層均為中厚煤層為主，井田走向長度 公里，井田內四條大的斷層構造，以上條件很適合布置綜合機械化采煤。而設計規(guī)范規(guī)定綜采工作面雙翼采區(qū)走向長度應超過 1500~2021 米。因此將井田共劃分六個采區(qū)，其中第一階段兩個上山采區(qū)，東一采區(qū)和西一采區(qū)，均為雙翼采區(qū)。第二階段兩個上山采區(qū)，分別在工業(yè)廣場保護煤柱兩側：東二采區(qū)和西二采區(qū)，均為單翼開采。第三階段兩個下山采區(qū)：東三采區(qū)和西三采區(qū)，其中東三采區(qū)為單翼開采， 西三采區(qū)為雙翼開采。各采區(qū)技術特征見表 47。 表 47 井田各采區(qū)技術特征表 Table 49 Mine technical characteristics of the mining area Table 采區(qū) 走向長度 米 傾斜長 度 工業(yè)儲量 萬噸 采煤方式 落煤方 式 準備方式 備注 E1 2100 1040 走向長壁 綜采 雙翼上山采區(qū) E2 1770 810 走向長壁 綜采 單翼上山采區(qū) E3 1670 870 走向長壁 綜采 單翼下山采區(qū) W1 2300 1100 走向長壁 綜采 雙翼上山采區(qū) W2 1840 840 走向長壁 綜采 單翼下山采區(qū) W3 2300 760 走向長壁 綜采 雙翼下山采區(qū) 局部普采 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 27 開采順序 合理的開采順序是考慮煤層在采動影響的前提下，有步驟、有計劃的按照一定的順序進行，保證采區(qū)、工作面的正常接替，以保證安全、均衡、高效的生產，并且有利于提高技術經濟指標。合理的開采順序可以保證開采水平、采區(qū)、回采工作面的正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)定生產，最大限 度地采出煤炭資源，減少巷道掘進率及維護工程量；合理的集中生產，充分發(fā)揮設備能力，提高技術經濟效益，便于防止災害，保證生產安全可靠。 根據《 煤炭工業(yè) 礦井設計規(guī)范》規(guī)定，新建礦井采區(qū)開采順序必須遵循先近后遠，逐步向井田邊界擴展的前進式開采。多煤層開采時，一般先采上層，后采下層的下行式開采，還應厚、薄煤層合理搭配開采；開采有煤與瓦斯突出煤層時，應按開采保護層、抽放瓦斯及單獨開采等技術措施要求，順序開采。為保證均衡生產 ,一個采區(qū)開始減產 ,另一個采區(qū)即應投入生產。為此，必須準備好一個新的采區(qū)。所以，一個采區(qū)的服務年限 應大于一個采區(qū)的開拓準備時間。 由于雙翼兩個采區(qū)條件相近，大巷長度又大致相等，所以采區(qū)開采順序可任選一個先采，本設計開采順序為：先采距工業(yè)廣場保護煤柱近、煤層傾角較小的東一采區(qū)，順序是E1采區(qū)， W1采區(qū)， E2采區(qū)， E3采區(qū)， W2采區(qū)， W3采區(qū)。煤層間下行式，區(qū)段內后退式回采。 開采水平井底車場形式的選擇 開采水平井底車場選擇的依據 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升的樞紐，是礦井生產的咽喉。因此，井底車場設計是否合理，直接影響著礦井的安全 和生產。 根據《 煤炭工業(yè) 礦井設計規(guī)范》規(guī)定，井底車場布置形式應根據大巷運輸方式、通過井底車場的貨載運量、井筒提升方式、井筒與主要運輸大巷的相互位置、地面生產系統布置和井底車場巷道及主要硐室處圍巖條件等因素，經技術經濟比較確定。當大巷采用帶式輸送機運煤，輔助運輸采用有軌系統時，宜采用環(huán)形車場。 由于本設計中主井提升方式為箕斗提升，大巷采用皮帶運輸，又由開拓圖看到，井底車場與大巷需用石門聯系，從主副井井底車場到大巷均與石門聯系，所以井底車場型式選為立式車場中的刀式車場，如圖 410。 本礦井是 多 水平開采，水平設 置 于 350 米 和 550 處 ，并 布置井底車場及運輸石門。 阜新集團海州西井 28 1)礦井設計能力： 150 萬噸／年，每年的工作日為 330 天，每日凈提升時間為 16 小時。 2)立井開拓：井田兩翼運輸量大致相等。 3)主井凈直徑 米，副井凈直徑 米風井 凈 直徑 米，井下主要運輸大巷采用皮帶運輸機運輸，其輔助運輸采用一噸標準式固定礦車、平板車和材料車。 4)巖巷布置，矸石量為產量的 20％，由副井提升。 5)礦井為 低 瓦斯礦井， 絕對涌出量為： ～ 立方米／ 分， 平均 立方米／ 分，相對涌出量為： ～ 立方米／ 噸 ， 平均 立方米／噸 。 6)選擇井底車場的形式為環(huán)行臥式井底車場，由主要石門及其他巷道相連。年通過能力完全能夠滿足 《煤炭工業(yè) 礦井設計規(guī)范 》 要求的必須大于年產量的 30﹪的通過能力。根據具體條件，選擇車場形式如圖 410。 7312654 １ ―― 主井 ２ ―― 副井 ３ ―― 井底煤倉 ４ ―― 水倉 5―― 水泵房 6―― 中央變電所 7―― 清煤斜巷 圖 410 井底車場示意圖 Figure 410 Schematic figure of shaft bottom 井底車場主要硐室 根據《 煤炭工業(yè) 礦井設計規(guī)范》規(guī)定，井下硐室應根據設備安裝尺寸進行布置，并應便于操作、檢修和設備更換，符合防水、防火等安全要求。井下主要硐室位置的選擇，應符合下列規(guī)定： a 應選擇在穩(wěn)定堅硬巖層中，應避開斷層、破碎帶、含水巖層； 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 29 b 井下硐室不的布置在煤與瓦斯突出危險煤層中和沖擊地壓煤層中。 井底車場的主要硐室包括煤倉、箕斗裝載硐室、中央變電所、中央水泵房及火藥庫。 1)井底煤倉及裝載硐室 井底煤倉位置應根據大巷運輸方式、裝載硐室位置、圍巖條件及裝載膠帶機巷與裝載硐室相互聯系等因素比 較確定。 井底煤倉宜選用圓形直倉，井底煤倉的有效容量按下式計算： Ｑ mc=(～ )Amc