【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 減少。 礦井服務(wù)年限可用下式計(jì)算： T=Zk/(AK) （ 23） 式中 T— 服務(wù)年限， a； Zk— 可采儲(chǔ)量， t； A— 礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量， t/a； K— 儲(chǔ)量備用系數(shù)。（ 《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定儲(chǔ)量備用系數(shù) 一般取，按本礦井地質(zhì)條件取中間值 ） 由于煤層賦存條件較好，根據(jù)儲(chǔ)量情況，可預(yù)設(shè)礦井為大型礦井。按大型礦井服務(wù)年限下限要求 [2]， T 取 60 年，儲(chǔ)量備用系數(shù) K 取 ，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A： A=Zk/（ TK） [1]=(60)= 萬(wàn) t/a； 可見，不能保證大型礦井的產(chǎn)量，設(shè)計(jì)為大型礦井不合理?？紤]改設(shè)為中型礦井。同理，按中型礦井服務(wù)年限下限要求 [2]， T 取 50 年，儲(chǔ)量備用系數(shù) K 取 ，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A： A=Zk/（ TK） =(50)= 萬(wàn) t/a； 根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 90 萬(wàn) t/a，計(jì)算服務(wù)年限： 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 15 T=Zk/(AK)=(90)= 通過上述計(jì)算，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 確定為 90 萬(wàn) t/a 時(shí) ，服務(wù)年限T=50a 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 要求，因此設(shè)計(jì)本礦井產(chǎn)量為 90 萬(wàn)t/a。 4） 井田再劃分 （ 1）井田階段劃分和開采水平設(shè)置 一般情況下井田的范圍都比較大，為了有計(jì)劃、按順序、安全合理地開采井田內(nèi)的煤層，以獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，必須將井田劃分為若干個(gè)小的部分，然后有序地進(jìn)行開采。 基本概念： ② 階段 在井田的范圍內(nèi)沿傾斜方向，按一定標(biāo)高將井田劃分成若干長(zhǎng)條部分以便開采，這樣的長(zhǎng)條部分稱為階段。階段的走向長(zhǎng)度等于井田走向全長(zhǎng)。階段的傾斜長(zhǎng)度由階段的垂直高度決定，一般可以走一百米到一千米以 上。 ② 水平 通過運(yùn)輸或通風(fēng)平巷的某一標(biāo)高的水平面稱為水平。水平通常以標(biāo)高、用途、開采順序來表示。開采水平是指具有井底車場(chǎng)及主要運(yùn)輸大巷的水平，稱為開采水平，簡(jiǎn)稱水平。一般研究和討論的水平主要是指開采水平。 一個(gè)井田可以用一個(gè)水平開采或者用幾個(gè)水平開采，前者稱為單水平開拓，后者稱為多水平開拓。 ③單水平開拓 用一個(gè)開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個(gè)階段，水平以上稱為上山階段，水平以下稱為下山階段。單水平開拓一般用在煤層傾角較?。?16176。以下），井田傾斜長(zhǎng)度也比較小的地方。 如果本井田用單水平開拓，就需要有下山階段 ，而由于下山開拓的防治華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 16 水害工程量大，且不易開展；另外有下山階段的話，容易造成跑車事故。故本井田不采用單水平開拓。 ④多水平開拓 用兩個(gè)以上開采水平來開采整個(gè)井田的，稱為多水平開拓。按開采水平服務(wù)的階段布置方式的不同，可分為多水平上山開拓、多水平上、下山開拓和多水平混和開拓。多水平開拓一般用在井田的傾斜長(zhǎng)度比較大或者煤層傾角大的地方。由于本礦井的傾角是 8176。，所以可以采用多水平開拓的方式。 所以一個(gè)礦井的水平數(shù)和階段數(shù)是不一定相等的，因?yàn)橐粋€(gè)水平既可以為一個(gè)階段服務(wù)，也可以為兩個(gè)階段服務(wù)。因?yàn)椴捎脙蓚€(gè)水平的開拓 方式，避免了下山開拓，井田的管理和生產(chǎn)更為安全，所以本礦采用了兩個(gè)水平的多水平開拓方式。 現(xiàn)對(duì)本井田進(jìn)行再劃分： 由于井田走向長(zhǎng) ，傾斜長(zhǎng) ，又煤層傾角約為在 8176。，計(jì)算得煤層最高端與最低端高差 △ H，計(jì)算公式如下： △ H=2800sin8176。= 根據(jù)井田條件，考慮將本井田劃分為三個(gè)階段，設(shè)置兩個(gè)水平，階段垂高 △ H’=△ H/3=。由此得斜長(zhǎng) L=129/tan8176。= 924m，所以階段斜長(zhǎng)為924m。 因井田內(nèi)瓦斯和涌水量問題，若采用上下山開采，開采下山部分在技術(shù)上困難較多， 故決定階段內(nèi)均采用上山開采。由于井田斜長(zhǎng)較大，傾角在 8176。左右，因此排除了單水平上下山開采的開拓方案。這樣，井田階段劃分和開采水平設(shè)置采用三個(gè)階段，兩個(gè)水平方案，即每階段傾斜長(zhǎng) 924m。 （ 2） 階段內(nèi)布置 井田劃分成階段后，階段內(nèi)范圍仍然較大，一般情況下井田范圍內(nèi)整階段開采在技術(shù)有一定難度，通常階段內(nèi)要再劃分，以適應(yīng)開采技術(shù)的要求。 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 17 由于井田走向較長(zhǎng)，故每個(gè)階段又可劃分為若干采區(qū)，根據(jù)井田范圍，初步設(shè)計(jì)每個(gè)階段為四個(gè)采區(qū)，除去工業(yè)廣場(chǎng)和井田邊界固定煤柱，則單向開采的采區(qū)走向長(zhǎng)度為 800m，雙向開采為 1600m， 傾斜長(zhǎng) 924m。本礦井的東一、二，西一、二均為單翼開采，東三、四、五、六，西三、四、五、六均為雙翼開采。因?yàn)樵谶@些采區(qū)上面的地質(zhì)情況不好，而且上面還有村莊等建筑，不適宜開采。 （ 3） 階段和開采水平參數(shù) ①階段垂高 △ H’=△ H/2=129m； ②階段服務(wù)年限 第一、第二、第三階段 ③區(qū)段數(shù)目及區(qū)段斜長(zhǎng) 每個(gè)采區(qū)劃分為 6 個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長(zhǎng)為： 924/6=154m 井田開拓方式 1） 井田開拓方案 開拓方式是指進(jìn)入礦體的方式、井田及階段內(nèi)的劃分方式。如用立井 —單水平 — 分區(qū)式、斜井 — 多水平 — 分段式等表示井田開拓方式。通常以井峒形式把井田開拓方式分成平峒開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓四種形式。 根據(jù)本礦的地質(zhì)等條件，正對(duì)選定的工業(yè)場(chǎng)地，和既有的井下工程設(shè)施，結(jié)合礦井的建設(shè)規(guī)模、煤層賦存條件、井筒提升方式和建設(shè)投資等因素，采用立井兩水平分區(qū)是開拓方式，即： 全井田采用主立井、副立井、回風(fēng)立井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃為三個(gè)個(gè)階段，每個(gè)階段又劃分為四個(gè)采區(qū)。該種方式不受表土、煤層、地質(zhì)華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 18 構(gòu)造等條件限制，適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)，井筒斷面大，可以滿足通風(fēng)的要求，尤其對(duì)深井更有煤柱丟失少，鑿井施工難度 小，投資少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，主提升時(shí)間短。其缺點(diǎn)是施工技術(shù)、井筒裝備復(fù)雜，不能躲開煤層頂板的含水層及流沙層，施工困難，掘進(jìn)速度慢。 2）煤層開采順序 （ 1）沿煤層傾斜方向的開采順序 沿煤層傾斜方向，一般是自上而下按階段依次進(jìn)行回采，稱為下行開采順序。反之，則為上行開采。下行開采順序，由于它的開采順序是由淺及深，初期工程量小，投資低，建井快，開采技術(shù)上也比較簡(jiǎn)單。 在階段內(nèi)部不論分區(qū)式或分段式一般也采用下行開采順序，因?yàn)槠洳还苁羌夹g(shù)上和在安全維護(hù)上，都較為可行。而當(dāng)在近水平煤層開采時(shí)，上、下行開采均可以。 （ 2） 沿 煤層走向的開采順序 在井田內(nèi)，由于主井在煤層沿其走向方向的位置不同，可將井田分為雙翼井田與單翼井田。 一般將井筒所處的位置看作后，而將井田邊界的位置看作前。在井田的一翼內(nèi)無(wú)論是分區(qū)式開采或者是分段式開采，由于沿煤層走向開采方向不同可分為前進(jìn)式和后退式的開采順序。 前進(jìn)式具有初期工程量小，建井期短，出煤快，初期投資小等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于上山階段來說，一般都采用前進(jìn)式。而對(duì)于采區(qū)內(nèi)部來說，一般都采用后退式，即所謂采區(qū)前進(jìn)式、區(qū)內(nèi)后退式。對(duì)于下山階段可以采用前進(jìn)式也可以采用后退式。 據(jù)此，可將本礦井設(shè)計(jì)為沿煤層走向的開采 順序?yàn)椋翰蓞^(qū)前進(jìn)式，采面后退式。 3） 煤層群開拓 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 19 當(dāng)若干煤層或煤組由一個(gè)礦井開采時(shí)，稱為煤層群開拓。 為了盡量減少開拓工程量，改善開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通常根據(jù)煤種、煤質(zhì)、厚度及層間距等因素，按照開采技術(shù)的要求，將煤層群劃分為若干煤層組。 煤層群的分組要盡量為了便于煤質(zhì)管理，同組煤組的煤種和煤質(zhì)應(yīng)盡可能相同；同組煤層的層間距應(yīng)當(dāng)較小，以便于生產(chǎn)管理和減少石門的掘進(jìn)量；力求各煤組煤層的有利于配采和均衡生產(chǎn)；將含沼氣等級(jí)相同或相近的煤層盡量劃分為一組，以便于通風(fēng)管理；應(yīng)考慮同組煤采用相同采煤方法的可能性；煤層間的 聯(lián)系方式。 開拓煤層群時(shí)，無(wú)論是煤組或是煤層之間都需要用巷道聯(lián)系，以構(gòu)成全礦完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。煤層之間的聯(lián)系方式可以利用直立的溜井或暗井、傾斜的巖石巷道或水平的石門等。這些方式的選擇主要取決于煤層傾角和煤層層間距離。層間距不變時(shí)，溜井的長(zhǎng)度隨煤層傾角的增大而增長(zhǎng)，而石門長(zhǎng)度則隨傾角增大而縮短，傾斜巷道的長(zhǎng)度介于溜井與石門之間。 根據(jù)本礦的地質(zhì)條件和煤層賦存條件，本礦煤層群開拓選用石門聯(lián)系的煤層群分組聯(lián)合開拓。兩煤層為一組采用共用運(yùn)輸上山的聯(lián)合開拓。 4） 主、副井及風(fēng)井設(shè)計(jì) （ 1） 井筒數(shù)目位置的確定 ①井筒數(shù)目 鄧家莊 煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn)噸 /年，生產(chǎn)能力大，服務(wù)年限長(zhǎng)，因而，在投產(chǎn)初期確定一個(gè)主井，擔(dān)負(fù)礦井的主提升；一個(gè)副井，擔(dān)負(fù)礦井的輔助運(yùn)輸及升降人員。為了滿足通風(fēng)及輔助運(yùn)輸?shù)男枰骤徱恍嘛L(fēng)井，同時(shí)兼作副提。 ②井筒位置 為了使井下各翼儲(chǔ)量分布均衡，減少運(yùn)輸費(fèi)用和通風(fēng)阻力， 將主副井華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 20 筒布置在井田中央。這種布局有以下優(yōu)點(diǎn)：工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失比布置在井田中央少；投產(chǎn)初期開拓工程量少；投產(chǎn)后短期內(nèi)能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，使運(yùn)輸、通風(fēng)、井巷維護(hù)等費(fèi)用最低。 （ 2） 井筒斷面與提升能力 ①主井井筒凈斷面面積 178。 主井提升能力 噸 /時(shí) ②副井井筒凈斷面面積 178。 副井提升能力 噸 /次 ③風(fēng)井?dāng)嗝婷娣e、提升能力與副井相同 （ 3） 井筒裝備 主井凈直徑 5m，安裝金屬罐道、罐道梁、一對(duì) 10m179?；泛屯ㄓ嶋娎|一條，通風(fēng)水平以上，設(shè)行人梯子間。安裝 480mm（外徑）排水管三條。動(dòng)力電纜兩條，并予留 1 條管路和兩條動(dòng)力電纜的位置。 副井凈直徑 6m，安裝金屬罐道、罐道梁、行人梯子間。一對(duì)滾 動(dòng)罐耳3T。單層普通罐籠，鋼絲繩防墜器，準(zhǔn)備改鋁合金雙層罐籠，以便雙層提升人員，單層絞材料及矸石。外徑 419mm，排水管路 3 條，動(dòng)力電纜 4 條和通訊電纜一條，并予留后期排水管路 1 條和動(dòng)力電纜的位置兩條。 井筒特征、用途及裝備見表 21 井筒特征表。 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 21 表 21 井筒特征表 井筒名稱 主立井 副立井 回風(fēng)立井 1 井口 坐標(biāo) 緯距 X 3974225 3974225 3972365 經(jīng)距 Y 19672430 19672480 19673750 井口標(biāo)高（ m） + + + 井底 標(biāo)高 第一階段（ m） 269 269 140 第二階段（ m） 398 398 269 第三階段（ m） 527 527 398 井筒傾角（ 176。） 90 90 90 井筒 垂深 第一階段（ m） 300 300 200 第二階段（ m） 429 429 329 第三階段（ m） 558 558 458 井筒凈徑（ m） 凈斷面（ m178。） 井筒 支護(hù) 支護(hù)材料 噴漿支護(hù) 噴漿支護(hù) 噴漿支護(hù) 支護(hù)厚度 （ mm） 500 450 400 井筒裝備 裝備兩對(duì) 12t 箕斗 一對(duì) 3t 雙層單車 普通罐籠 裝備兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用 井筒用途 擔(dān)負(fù)礦井煤炭提升兼做進(jìn)風(fēng)井 擔(dān)負(fù)礦井矸石、材料、設(shè)備和人員的升降任務(wù)兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口 擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù) 主要巷道設(shè)計(jì) 華北科技學(xué)院通風(fēng)設(shè)計(jì)說明 書 22 運(yùn)輸大巷設(shè)計(jì) 1） 巷道位置 主要運(yùn)輸大巷一般布置在最下一個(gè)可采煤層底板下不受開采影響的較堅(jiān)硬的巖石中以保證開采水平和采區(qū)有一定的儲(chǔ)量 。 鄧家莊 煤礦煤層有自然發(fā)火傾向 ，因此采用了集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式，將運(yùn)輸大巷均布置在