【文章內(nèi)容簡介】 安全煤柱留設(shè)原則 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定，用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖層移動角為 ?75 ，表土層移動角為 ?45 。 3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地 m20 ，村莊 m10 ，其他 m15 。 4）斷層煤柱寬度 m20 ，井田境界煤柱寬度為 m30 。 5）工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)表見（表 21）。 表 21工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井型 / 不設(shè)選煤廠 /公頃 設(shè)選煤廠 /公頃 90 9 120 10 150 180 240 礦井永久保護(hù)煤柱損失量 1）井田邊界保護(hù)煤柱：井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè) m20 寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失為 2）斷層保護(hù)煤柱：斷層煤柱留設(shè) m20 寬，但本設(shè)計井田內(nèi)無斷層，則斷層保護(hù)煤柱損失為 0 3）工業(yè)場地保護(hù)煤柱：工業(yè)場地按二級保護(hù)，維護(hù)帶寬 m15 ，工業(yè)場地面積由表 確定，取 16 公頃。則工業(yè)場地保護(hù)煤柱壓煤量為 。 kqnmd cba620 580 540 500 460 42058050042075176。45176。75176。45176。75176。75176。45176。45176。 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 10 圖 22工業(yè)場地保護(hù)煤柱 4）大巷保護(hù)煤柱：大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱各為 15米，但本設(shè)計大巷為巖石大巷，所以大巷保護(hù)煤柱損失量為 0。 5）井筒保護(hù)煤柱：風(fēng)井 .主副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)場地保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，井筒煤柱損失為 0。各種保護(hù)煤柱損失量見（表 22） 表 22保護(hù)煤柱損失量 煤柱類型 儲量 /萬噸 井田邊界保護(hù)煤柱 454 斷層保護(hù)煤柱 0 工業(yè)場地保護(hù)煤柱 683 大巷保護(hù)煤柱 0 井筒保護(hù)煤柱 133 合計 1270 礦 井可采儲量 礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，可按下式計算： ? ? CPZZ GK ??? （ 23） 式中： KZ 礦井可采儲量，萬 t ； 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 GZ 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑 物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬 t ； C 帶區(qū)采出率，厚煤層不小于 ，中厚煤層不小于 ，薄煤層不小于 。 則礦井設(shè)計可采儲量為： ? ? ? ?tZ K ???? 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 12 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井的年產(chǎn)量 根據(jù)本礦區(qū)的煤層賦存狀況及本井田的儲量，確定本礦井的年生產(chǎn) 量為 240萬噸， 礦井的一般工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，礦井設(shè)計年工作日為 300 天；根據(jù)本礦的煤層狀況、年產(chǎn)量、工人的技術(shù)水平和管理者管理水平，本礦采用“四六制”作業(yè)、三采一準(zhǔn)制度，即每班每日工作 6小時，三個采煤班，一個準(zhǔn)備班；每晝夜的井提升時間為 16 小時。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲量 KZ 、設(shè)計生產(chǎn)能力 A 和 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： AKZT K/? （ 31） 式中： T —— 礦井服務(wù)年限， a ； KZ —— 礦井可采儲 量， t萬 ； A —— 設(shè)計生產(chǎn)能力， t萬 ； K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取 . 則礦井服務(wù)年限： ? ? ? ?aT 4 0/1 5 5 1 3 ??? 礦 井 服 務(wù) 年 限 符 合 井 型 并 且 符 合 設(shè) 計 規(guī) 范 。遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 4 井田開拓 井筒形式及井筒位置的確定 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，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資低；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的 威脅；主提升膠帶有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長，阻力大，管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層，施工技術(shù)復(fù)雜。 立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需要風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利，當(dāng)表土層為富含水層 或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)：立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需要設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。 本礦井煤層傾角小，平均為 ?4 ，為近水平煤層；但表土層有流沙層；水文地質(zhì)情況比較復(fù)雜；井筒需要特殊法施工，因此本礦井采用立井開拓。由于本礦屬高瓦斯礦井，除主副井外還要設(shè)置風(fēng)井，共三個。（井筒參數(shù)見表 41） 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 14 表 41井筒參數(shù) 井筒名稱 用途 井筒長度 /m 提升方法 斷面尺寸 直徑 /m 凈斷面積 / 2m 主井 提升煤炭 250 箕斗提升 副井 進(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸 220 罐籠提升 風(fēng)井 回風(fēng)兼作 安全出口 200 井筒位 置及形式的確定 1）井筒位置的確定原則： a) 井筒沿井田走向的位置應(yīng)在井田中央，當(dāng)井田儲量不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，以次形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面。 b) 井筒設(shè)在井田中央時，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。 c) 井筒設(shè)在井田中央時，兩翼分配產(chǎn)量比較均衡，兩翼開采結(jié)束的時間比較接近。 d) 井筒設(shè)在井田中央時，兩翼風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小 經(jīng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，本礦井采用中央并列式通風(fēng)。 2）井筒形式的確定 a）主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑 ，凈斷面積 m ，基巖段毛斷面積 m ，表土段毛斷面積 m 。井筒內(nèi)裝備一對 9的箕斗，井壁混凝土壁厚 mm500 。此外，還布置有檢修道，動力電纜，照明電纜，通迅信號電纜，人行臺階等設(shè)施。主井?dāng)嗝嫒鐖D 41，主要參數(shù)見表 42。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 圖 41 主井井筒斷面圖 表 42 主井井筒特征表 b）副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積 m ，井筒內(nèi)裝備一對 雙層四車加寬多繩罐籠，井壁采用混凝土支護(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，型鋼組合罐道，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。副井井筒斷面如圖 42所示，主要參數(shù)見表 43。 井型 Mt240 提升容器 一對 9箕斗 井筒直徑 井深 m250 凈斷面積 m 井筒支護(hù) 混凝土井壁厚 mm500 表土段井壁厚mm2021~1000 基巖段毛斷面積 m 表土段毛斷面積 m 井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 16 圖 42 副井井筒斷面圖 表 43 副井井筒特征表 c）風(fēng)井 風(fēng)井采用立井型式，圓形斷面，凈直徑為 ，凈斷面積為 m ，風(fēng)井 布置 在工業(yè)廣場內(nèi)，不需要留單獨(dú)的保護(hù)煤柱。井筒采用混凝土 支護(hù)，井壁厚度 mm400 。風(fēng)井井筒斷面如圖 48 所示，主要參數(shù)見表 410。 井型 Mt240 提升容器 一對 1t雙層四車加寬多 繩罐籠 井筒直徑 井深 m220 凈斷面積 m 井筒支護(hù) 混凝土井壁厚 mm500 表土段井壁厚mm2021~1000 基巖段毛斷面積 m 表土段毛斷面積 ~ m 井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 圖 43 風(fēng)井井筒斷面圖 表 44 風(fēng)井井筒特征表 井型 井筒直徑 井深 凈斷面積 基巖段毛斷面積 表土段毛斷面積 Mt240 m200 m m m 根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計部分的風(fēng)速驗算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定 。井 筒 中 心 線井 筒 中 心 線 金家?guī)X井田 240萬噸 /年新井設(shè)計 18 開采水平的設(shè)計 水平儲量及水平服務(wù)年限 井田主采煤層為 4號煤層，其它煤層均不可采。 4 號煤層厚度為 ，煤層傾角小，平均 ?4 ，為近水平煤層，故設(shè)計為立井單水平開采。一水平標(biāo)高 m225? ，可采儲量為 。主要開采方式為帶區(qū)式開采，服務(wù)年限 a50 。 主要開拓巷道 4號煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度中等。礦井軌道大巷、運(yùn)輸大巷布置均布置在巖石中，大巷間距 m20 。由于礦井瓦斯涌出量大，為滿足回風(fēng)需要，在巖石中再布置一條回風(fēng)大巷。軌道大巷，運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，共三條巖石大巷。為便于在巷道交叉時架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運(yùn)輸大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿煤層頂板掘進(jìn)。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，局部半煤巖及巖巷，運(yùn)輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，一般 ，軌道大巷巷道水平掘進(jìn)坡度為千分之三到千分之五，便于排水。各大巷的斷面形式、特征及所需工程量見圖 44，表 45，表 46； 圖 45，表 47，表 48； 圖 46。 井底車場及硐室 礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場，在井底車場換裝，由電機(jī)車運(yùn)到帶區(qū)或帶區(qū)。 1）井底車場的形式和布置方式 井底車場是連接礦井井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、 供電和升降人員等 各項工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》要求 :井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并符合下列規(guī)定： （ 1） 大巷采用 底卸 式礦車運(yùn)輸時，宜采用 折返式 車場。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 （ 2） 當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式礦車運(yùn)輸時，宜采用折返式的車場。 （ 3） 當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無軌系統(tǒng)時，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車場；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng) ，則宜采用環(huán)形形式的車場。 （ 4） 采用綜合開拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。 根據(jù)礦井開拓方式，立井和大巷的相對位置關(guān)系，確定為折返梭式井底 車場（圖 47），副井、井底車場鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為電機(jī)車。 2）空重車線長度 對于采用固定式礦車作為輔助運(yùn)輸?shù)拇笾行偷V井，空、重車線的長度應(yīng)為~ 列車長。輔助運(yùn)輸采用 AMG ? 型 噸固定廂式礦車運(yùn)輸，其尺寸為 mm1 1 5 08802 0 0 0 ?? 。電機(jī)車選用 KBTXK ?? 140/68 蓄電池電機(jī)車。每列車 14節(jié)車廂。 空、重車線的長度應(yīng)不小于 33。 副井提升矸石，運(yùn)輸材料，為使其長度留有調(diào)整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續(xù)，故空、重車線一般不小于 。這就要求井底車場空、重車線的長度應(yīng)不小于 ，即 。 所選車場的空 車線的長度 L副空 ?? ，所選車場的重車線的長度 L副重 ?? ，符合要求。 3）調(diào)車方式 井底車場內(nèi)設(shè) 2 臺架線式機(jī)車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平 板車