【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 t，可采儲(chǔ)量為 萬 t。因地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，同時(shí)煤田范圍較大，開采技術(shù)好的礦井應(yīng)建設(shè)大型礦井，故本設(shè)計(jì)初步確定礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第三章（礦井開拓）與第四章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知，該礦由于煤 層地質(zhì)條件較好， 3號(hào)煤厚度較厚，布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為 一 對(duì) 8t底卸式提升箕斗，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力也很大，自動(dòng)化程度較高。輔助運(yùn)輸采用雙層罐籠，大巷輔助運(yùn)輸采用 600mm 軌距的 固定車廂式礦車，同時(shí)本礦井井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn) 能力的要求。 （ 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井有煤塵爆炸性，瓦斯含量一水平低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。礦井采用采區(qū)式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井，可以滿足要求。井田內(nèi)大斷層有 Fj F6，對(duì)于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。 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 （ 4）儲(chǔ)量條件校核 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。 礦井井型和服務(wù)年限應(yīng)滿足表 2— 3— 1 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能 力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第三章（礦井開拓）與第四章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知，該礦由于煤層地質(zhì)條件較好， 3號(hào)煤厚度較厚，布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為 一 對(duì) 8t底卸式提升箕斗，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力也很大，自動(dòng)化程度較高。輔助運(yùn) 輸采用雙層罐籠，大巷輔助運(yùn)輸采用 600mm 軌距的 固定車廂式礦車，同時(shí)本礦井井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 （ 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井有煤塵爆炸性，瓦斯含量一水平低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。礦井采用采區(qū)式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井，可以滿足要求。井田內(nèi)大斷層有 Fj F6，對(duì)于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。 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 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。 礦井井型和服務(wù)年限應(yīng)滿足表 2— 3— 1 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第三章（礦井開拓）與第四章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知，該礦由于煤層地質(zhì)條件較好， 3號(hào)煤厚度較厚， 4 布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓 ，主井提升容器為 一 對(duì) 8t底卸式提升箕斗，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力也很大，自動(dòng)化程度較高。輔助運(yùn)輸采用雙層罐籠，大巷輔助運(yùn)輸采用 600mm 軌距的 固定車廂式礦車，同時(shí)本礦井井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 （ 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井有煤塵爆炸性，瓦斯含量一水平低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。礦 井采用采區(qū)式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井，可以滿足要求。井田內(nèi)大斷層有 Fj F6，對(duì)于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。 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 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。 礦井井型和服務(wù)年限應(yīng)滿足表 2— 3— 1 表 2— 3— 1 礦井井型和服務(wù)年限 井型 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（ Mt/a） 新礦井服務(wù)年限（ a） 擴(kuò)建后礦井服務(wù)年限（ a） 大型 及以上 ～ ～ 70 60 50 60 50 40 中型 ～ 40 30 小型 及以下 由各省煤炭廳自定 同左 注：改礦井的服務(wù)年限，不應(yīng)低于同類型新建礦井服務(wù)年限的 50%。 礦井服務(wù)年限的計(jì)算，根據(jù)公式： ZT AK? ? 式中： T — 礦井服務(wù)年限，年； Z — 礦井可采儲(chǔ)量，萬噸； 4 A — 礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K — 儲(chǔ)量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 由此驗(yàn)算礦井服務(wù)年限如下： 120 ? ? = 年 基本符合 礦井設(shè)計(jì)的要求 第一水平服務(wù)年限應(yīng)滿足表 232 的要求。 礦井服務(wù)年限的計(jì)算，根據(jù)公式： ZT AK? ? 式中： T — 礦井服務(wù)年限，年； Z — 礦井可采儲(chǔ)量，萬噸； A — 礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K — 儲(chǔ)量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 由此驗(yàn)算礦井服務(wù)年限如下： ? ? = 年 基本符合礦井設(shè)計(jì)的要求 第一水平服務(wù)年限應(yīng)滿足表 232 的要求。 表 232 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 （ Mt/a） 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 緩斜煤層 傾斜煤層 急斜煤層 及以上 35 — — ～ 30 — — ～ 25 20 15 ～ 20 15 15 本設(shè)計(jì)中第一水平傾斜范圍為 40m～ 250m，第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： 1 4 5 2 4 . 7 0 . 8 2 3 . 21 2 0 1 . 3ZT AK? ?? ? ??? 4 式中 : T1—— 第一水平服務(wù)年限， a 本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計(jì)服務(wù)年限基本符合規(guī)定。 4 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田 開拓方式的確定 一 、 開拓方式選擇 原礦井采用的是立井多水平開拓方式，二、三水平采用延深暗主井。立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；立井的井筒短，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利。而斜井開拓掘進(jìn)和施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，初期投資少，建井期短，掘進(jìn)石門的工程量少，延深井筒的施工方便。石臺(tái)礦區(qū)表土層厚度在 60m～ 80m 之間 ,流沙層較多，水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，巖層傾角平均為 16176?？紤]到以上條件，在井筒的建設(shè)中需要特殊法施工，另外由于煤層的埋藏較深，采用斜井開拓井筒較 長(zhǎng)，煤的提升費(fèi)用較高，且井筒的維護(hù)費(fèi)用也很高；本井田的走向長(zhǎng)度大，采用斜井開拓會(huì)造成通風(fēng)路線長(zhǎng)，通風(fēng)問題不好解決，尤其到礦井的深部開采時(shí)問題更難解決。綜合考慮本設(shè)計(jì)采用立井多水平開拓方式。 二 、 影響礦井開拓的主要因素分析 影響礦井設(shè)計(jì)開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖擊層構(gòu)造、表土層厚、地形以及水文地質(zhì)條件等。 本礦井煤層埋藏深度為 — ～ — 850m，煤層傾角在 8176?！?22176。，平均 16176。，表土層 60m～80m，走向長(zhǎng)度較大，井田中央有一大斷層 Fj2 斷層 ,落 差在 40m～ 90m,該斷層將井田分為兩部分。礦井正常涌水量 M3/h,最大涌水量 M3/h。瓦斯相對(duì)涌出量在 250m水平以上為 ，屬于低瓦斯區(qū)；在 250m 水平以下為 ，屬于高瓦斯區(qū)域。煤層的富存情況不太穩(wěn)定，在730m 等高線以上煤層的厚度平均在 左右屬于中厚煤層，在 730m 等高線以下煤層變薄厚度在 左右，根據(jù)煤炭法的規(guī)定在可采儲(chǔ)量范圍內(nèi)。因此在開拓時(shí)要考慮到如何過斷層；隨著向深部的開采，瓦斯涌出量的增大和礦井涌水量的增加，在水 平延深上如何更好的解決；在 730m 等高線以下煤層帶在開采時(shí)采用何種開拓方式都是影響設(shè)計(jì)的主要問題。 三 、 井田開拓方式 由于本井田地勢(shì)平坦，表土層一般，流沙層較多，根據(jù)煤層埋藏的條件，井田內(nèi)巖石的傾角平均為 16176。比較緩和，況且煤層的底板巖石性質(zhì)比較穩(wěn)定，按照工業(yè)廣場(chǎng)少壓煤或者不壓煤及井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則，考慮到井田的中央有一個(gè)落差 40m～ 90m 的 Fj2 斷層，根據(jù)礦井設(shè)計(jì)安全考慮將井筒的位置布置在斷層的上盤內(nèi)。因?yàn)閿鄬有枰粼O(shè)一定的保護(hù)煤柱，可考慮將工業(yè)廣場(chǎng)煤柱和斷層保護(hù)煤柱留設(shè)在一起，可以節(jié)省 4 40m 的 煤柱損失。石臺(tái)礦井田內(nèi)的走向長(zhǎng)度較大，況且第一水平內(nèi)煤層埋藏較淺，同時(shí)在井田的北部煤層露頭處風(fēng)氧化帶面積大，綜合考慮礦井的遠(yuǎn)期開采時(shí)的通風(fēng)線路問題，采用采區(qū)式通風(fēng)；考慮后期開采時(shí)采用中央對(duì)角式通風(fēng)，在 Fj2 斷層的東西兩翼各布置風(fēng)井，風(fēng)井位于煤層露頭處，這樣由于煤層露頭處的煤不采，風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。同時(shí)為了減少煤柱保護(hù)的損失和保護(hù)大巷維護(hù)條件，把運(yùn)輸大巷 和軌道大巷分別 布置在煤層底板下垂距 20m 和 30m 的巖層中。 根據(jù)石臺(tái)礦區(qū) 3 號(hào)煤層的賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可以劃分為 2～3 個(gè)水平（即 3～ 4個(gè)階段），階段內(nèi)采用帶區(qū)式或采區(qū)式準(zhǔn)備。水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說明。 第二節(jié) 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)工作面的配備 第五章 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 第一節(jié)井筒 、 石門和大巷 一 、 井硐形式的確定 斜井與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較 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(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(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?gòu)木渤冯x。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力 小 ，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。 根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮石臺(tái)煤礦的實(shí)際情況：第三、第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工；地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均 +33m 左右，煤 層埋藏較深；礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，為大型礦井。 綜上所述， 本礦采用一對(duì) 立井開拓 。 4 二 、 主、副井井筒位置的選擇 ①井筒位置的確定原則 Ⅰ、有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少； Ⅱ、有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； Ⅲ、井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； Ⅳ、工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； Ⅴ、 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤； Ⅵ、水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 ② 井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形狀 北窄南寬 ，儲(chǔ)量分布 不 均勻，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央 ，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 ③ 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)， 本井田中部有大的斷層構(gòu)造，需要考慮，井筒布置在井田的中央斷層上盤靠上部位。 ④ 有利于礦井初期開采的井筒位置 礦井應(yīng)盡快達(dá)產(chǎn)，使井筒布置在第一水平的位置最優(yōu)。 ⑤ 盡量不壓煤或少壓煤 合理布置井筒 ⑥ 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 本礦井在 3號(hào)煤層底板下部 240m 處有一太原組灰?guī)r承壓含水層，壓力大，水量也較大，設(shè)計(jì)時(shí)須使井筒、井底車場(chǎng)與該承壓水之間有一定厚度的保護(hù)層，在確定延伸方式時(shí)應(yīng)綜合考慮，盡量使井底車場(chǎng)避開該含水層。因此，為避開太原組承壓含水層的影響，一水平以下延伸方式的不同，將會(huì)選擇不同的井筒坐標(biāo)。 ⑦ 井口位置應(yīng)便于布置工 業(yè)場(chǎng)地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。