【文章內容簡介】 90萬 t/a。4）井田再劃分（1）井田階段劃分和開采水平設置一般情況下井田的范圍都比較大，為了有計劃、按順序、安全合理地開采井田內的煤層，以獲得好的技術經濟效果，必須將井田劃分為若干個小的部分，然后有序地進行開采?；靖拍睿孩陔A段在井田的范圍內沿傾斜方向，按一定標高將井田劃分成若干長條部分以便開采，這樣的長條部分稱為階段。階段的走向長度等于井田走向全長。階段的傾斜長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水平通過運輸或通風平巷的某一標高的水平面稱為水平。水平通常以標高、用途、開采順序來表示。開采水平是指具有井底車場及主要運輸大巷的水平，稱為開采水平，簡稱水平。一般研究和討論的水平主要是指開采水平。一個井田可以用一個水平開采或者用幾個水平開采，前者稱為單水平華北科技學院通風設計說明書 16開拓，后者稱為多水平開拓。③單水平開拓用一個開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個階段，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?。?6176。以下），井田傾斜長度也比較小的地方。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多水平開拓用兩個以上開采水平來開采整個井田的，稱為多水平開拓。按開采水平服務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。所以一個礦井的水平數和階段數是不一定相等的，因為一個水平既可以為一個階段服務，也可以為兩個階段服務。因為采用兩個水平的開拓方式，避免了下山開拓，井田的管理和生產更為安全，所以本礦采用了兩個水平的多水平開拓方式?，F對本井田進行再劃分：由于井田走向長 ，傾斜長 ，又煤層傾角約為在 8176。，計算得煤層最高端與最低端高差△H，計算公式如下：△H=2800sin8176。=根據井田條件，考慮將本井田劃分為三個階段，設置兩個水平，階段垂高△H’=△H/3=。由此得斜長 L=129/tan8176。=924m，所以階段斜長為924m。華北科技學院通風設計說明書 17因井田內瓦斯和涌水量問題，若采用上下山開采，開采下山部分在技術上困難較多，故決定階段內均采用上山開采。由于井田斜長較大，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置采用三個階段，兩個水平方案，即每階段傾斜長 924m。（2）階段內布置井田劃分成階段后，階段內范圍仍然較大，一般情況下井田范圍內整階段開采在技術有一定難度，通常階段內要再劃分，以適應開采技術的要求。由于井田走向較長，故每個階段又可劃分為若干采區(qū)，根據井田范圍，初步設計每個階段為四個采區(qū)，除去工業(yè)廣場和井田邊界固定煤柱，則單向開采的采區(qū)走向長度為 800m，雙向開采為 1600m，傾斜長 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。因為在這些采區(qū)上面的地質情況不好，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①階段垂高△H’=△H/2=129m；②階段服務年限第一、第二、第三階段 ③區(qū)段數目及區(qū)段斜長每個采區(qū)劃分為 6 個區(qū)段，區(qū)段斜長為：924/6=154m 井田開拓方式1）井田開拓方案開拓方式是指進入礦體的方式、井田及階段內的劃分方式。如用華北科技學院通風設計說明書 18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。根據本礦的地質等條件，正對選定的工業(yè)場地，和既有的井下工程設施，結合礦井的建設規(guī)模、煤層賦存條件、井筒提升方式和建設投資等因素，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、回風立井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃為三個個階段，每個階段又劃分為四個采區(qū)。該種方式不受表土、煤層、地質構造等條件限制，適應性較強，同時，井筒斷面大，可以滿足通風的要求，尤其對深井更有煤柱丟失少，鑿井施工難度小，投資少，系統(tǒng)簡單，主提升時間短。其缺點是施工技術、井筒裝備復雜，不能躲開煤層頂板的含水層及流沙層，施工困難，掘進速度慢。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，開采技術上也比較簡單。在階段內部不論分區(qū)式或分段式一般也采用下行開采順序，因為其不管是技術上和在安全維護上，都較為可行。而當在近水平煤層開采時，上、下行開采均可以。（2）沿煤層走向的開采順序在井田內，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。在井田的一翼內無論是分區(qū)式開采或者是分段式開采，由于沿煤層走向開采方向華北科技學院通風設計說明書 19不同可分為前進式和后退式的開采順序。前進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。對于上山階段來說，一般都采用前進式。而對于采區(qū)內部來說，一般都采用后退式，即所謂采區(qū)前進式、區(qū)內后退式。對于下山階段可以采用前進式也可以采用后退式。據此，可將本礦井設計為沿煤層走向的開采順序為：采區(qū)前進式，采面后退式。3）煤層群開拓當若干煤層或煤組由一個礦井開采時，稱為煤層群開拓。為了盡量減少開拓工程量，改善開采的技術經濟指標，通常根據煤種、煤質、厚度及層間距等因素，按照開采技術的要求，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管理，同組煤組的煤種和煤質應盡可能相同；同組煤層的層間距應當較小，以便于生產管理和減少石門的掘進量；力求各煤組煤層的有利于配采和均衡生產；將含沼氣等級相同或相近的煤層盡量劃分為一組，以便于通風管理；應考慮同組煤采用相同采煤方法的可能性；煤層間的聯系方式。開拓煤層群時，無論是煤組或是煤層之間都需要用巷道聯系，以構成全礦完整的生產系統(tǒng)。煤層之間的聯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，溜井的長度隨煤層傾角的增大而增長，而石門長度則隨傾角增大而縮短，傾斜巷道的長度介于溜井與石門之間。根據本礦的地質條件和煤層賦存條件，本礦煤層群開拓選用石門聯系的煤層群分組聯合開拓。兩煤層為一組采用共用運輸上山的聯合開拓。4）主、副井及風井設計華北科技學院通風設計說明書 20（1）井筒數目位置的確定①井筒數目鄧家莊煤礦設計生產能力為 90 萬噸/年，生產能力大，服務年限長，因而，在投產初期確定一個主井，擔負礦井的主提升；一個副井，擔負礦井的輔助運輸及升降人員。為了滿足通風及輔助運輸的需要，又鑿一新風井，同時兼作副提。②井筒位置為了使井下各翼儲量分布均衡，減少運輸費用和通風阻力， 將主副井筒布置在井田中央。這種布局有以下優(yōu)點：工業(yè)廣場煤柱損失比布置在井田中央少；投產初期開拓工程量少；投產后短期內能達到設計生產能力，使運輸、通風、井巷維護等費用最低。（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②副井井筒凈斷面面積 178。副井提升能力 噸/次③風井斷面面積、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 10m179。箕斗和通訊電纜一條，通風水平以上，設行人梯子間。安裝 480mm（外徑）排水管三條。動力電纜兩條，并予留 1 條管路和兩條動力電纜的位置。副井凈直徑 6m，安裝金屬罐道、罐道梁、行人梯子間。一對滾動罐耳3T。單層普通罐籠，鋼絲繩防墜器，準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 條和動力電纜的位置兩條。華北科技學院通風設計說明書 21井筒特征、用途及裝備見表 21 井筒特征表。華北科技學院通風設計說明書 22表 21 井筒特征表井筒名稱 主立井 副立井 回風立井 1緯距 X 3974225 3974225 3972365井口坐標 經距 Y 19672430 19672480 19673750井口標高（m） + + +第一階段（m ） 269 269 140第二階段（m ） 398 398 269井底標高第三階段（m ） 527 527 398井筒傾角（176。） 90 90 90第一階段（m ） 300 300 200第二階段（m ） 429 429 329井筒垂深第三階段（m ） 558 558 458井筒凈徑（m） 凈斷面（m178。） 支護材料 噴漿支護 噴漿支護 噴漿支護井筒支護 支護厚度（mm ） 500 450 400井筒裝備 裝備兩對 12t 箕斗一對 3t 雙層單車普通罐籠裝備兩臺風機，一臺工作，一臺備用井筒用途擔負礦井煤炭提升兼做進風井擔負礦井矸石、材料、設備和人員的升降任務兼做進風井和安全出口擔負礦井回風任務華北科技學院通風設計說明書 23 主要巷道設計 運輸大巷設計1）巷道位置主要運輸大巷一般布置在最下一個可采煤層底板下不受開采影響的較堅硬的巖石中以保證開采水平和采區(qū)有一定的儲量。鄧家莊煤礦煤層有自然發(fā)火傾向，因此采用了集中運輸大巷采區(qū)石門的布置方式，將運輸大巷均布置在最下一個可采煤層底巖石中，這種布置方式有以下特點：（1）大巷布置在底板巖石中，可以避免支承壓力對大巷在影響，大大改善了巷道維護條件，降低了生產期間的維護費用。（2）集中開拓可采煤層，生產能力大。（3）大巷布置在巖石中，不受煤層起伏及走向變化的影響，可按開采技術要求直線掘進，易于掌握工程質量，便于采用大型運輸設備，特別是皮帶運輸。（4）各煤層可同時進行回采準備，開采順序靈活，開采強度大。（5）煤層內可不留煤柱，煤柱損失少，提高了回收率。（6）便于布置采區(qū)煤倉，有利于均衡生產。2）巷道選型根據礦井產量和地質條件仍選巷道斷面形狀為半圓拱形，支護方式為噴漿支護，其斷面圖如圖 21。華北科技學院通風設計說明書 24圖 21 巷道斷面形狀3）巷道的高度和寬度H0=h0+h2 （24）式中 H 0—巷道的凈高度（指除去支護厚度后，可能利用的最大空間高度） ，設計規(guī)定，運輸巷道的凈高度不小于 1900mm；h0—為拱的高度；h2—巷道的墻高。取 h0 為 ，h 2 為 ，則 H0 為 ；由于巷道為半圓拱形，拱高h0=，則寬度 B=。4）巷道的凈斷面積巷道的凈斷面積可用公式：S 凈 =B（h2+B） （25）可得：S 凈 =B（h2+B）=178。 井底車場巷道1）巷道選型由于井底車場為環(huán)行臥式井底車場，故可設計其巷道斷面形狀為半圓拱形形狀，支護方式為噴漿支護。其斷面圖如圖 21 巷道斷面形狀所示。2）巷道的高度和寬度：利用公式（24）計算，取 h0為 ，h 2為 ，則 H0為 ；由于巷道為半圓拱形，拱高 h0=，則寬度 B=。華北科技學院通風設計說明書