【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 位置井筒沿傾斜方向的位置分析①多水平開采時(shí)，井筒設(shè)在井田的中部，可使石門總長(zhǎng)度比較短，沿石門的運(yùn)輸工作量較少；井筒位于井田的淺部，總的石門長(zhǎng)度稍大，但初期工程量及投資較少、建井期較短；井筒位于靠近深部，初期工程量較大，石門總長(zhǎng)度較大，沿石門運(yùn)輸工作量也較大，但對(duì)井田深部開采及向下擴(kuò)展有利。②從井筒和工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失來看，愈靠近淺，煤柱損失愈少，反之愈大。③對(duì)多水平開采緩斜或傾斜煤層群的礦井，如煤層的可采厚度大，為減少保護(hù)井筒和工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱損失及適當(dāng)減少初期工程量，可考慮使用井筒設(shè)在沿傾斜中部靠上方的適當(dāng)位置。根據(jù)以上原則，結(jié)合本井田的實(shí)際情況，可將主、副井筒布置在沿走向、居中的位置；傾向布置在中部偏上的，即井田的位置。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是：①工業(yè)廣場(chǎng)位于淺部，工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱少，有效減少壓煤量，有利于煤炭資源的回收率。②井底車場(chǎng)位于九煤底板，首采工作面是七煤，投產(chǎn)期短，有利于提前見效益。③初期投資少。(2)風(fēng)井布置及通風(fēng)方式風(fēng)井位置除考慮地面因素、地下因素外，主要取決于礦井通風(fēng)系統(tǒng)。按進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的相對(duì)位置分，有以下幾種形式：a)中央并列式：進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井都位于井田中央的同一個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)，分別利用主、副井作為進(jìn)、回風(fēng)井。這種方式優(yōu)點(diǎn)是：工業(yè)廣場(chǎng)布置集中，管理方便，井筒保護(hù)煤柱損失少，缺點(diǎn)是通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，井下漏風(fēng)多。適用于井田范圍小，生產(chǎn)能力不很大，瓦斯等級(jí)低的礦井，在投產(chǎn)初期不利于采用別的通風(fēng)方式時(shí)，也可采用這種方式。b)中央邊界式：主、副井位于井田的中央，副井兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井設(shè)在井田的上部邊界的中部。這種方式優(yōu)點(diǎn)是：通風(fēng)線路較短，通風(fēng)阻力較小，井下漏風(fēng)較少，回風(fēng)井位于井田上部邊界，工程量增加不多，但工業(yè)場(chǎng)地分散，保護(hù)井筒煤柱較多，當(dāng)?shù)V井轉(zhuǎn)入深部開采時(shí)，需要維護(hù)較長(zhǎng)的上山回風(fēng)道。適用于煤層賦存不太深的緩斜煤層或煤層較深、瓦斯涌出量大的礦井。c)對(duì)角式通風(fēng)：主、副井設(shè)在井田中央，副井兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井設(shè)在井田的上部邊界，成對(duì)角式布置。優(yōu)點(diǎn)是：通風(fēng)線路變化長(zhǎng)度小，風(fēng)壓比較穩(wěn)定，有利于通風(fēng)機(jī)工作。但因風(fēng)井多，所需的設(shè)備多，工業(yè)廣場(chǎng)分散，主、副井與風(fēng)井貫通時(shí)間長(zhǎng)。適用于對(duì)通風(fēng)要求很嚴(yán)格的礦井，如高瓦期礦井、煤易于自燃的礦井、有煤與瓦斯突出的礦井。d)分區(qū)式通風(fēng)：即每一個(gè)分區(qū)均設(shè)置進(jìn)回風(fēng)井，構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是：通風(fēng)線路短，可以同時(shí)施工，有利于處理礦井事故，運(yùn)送人員及設(shè)備也方便。但工業(yè)場(chǎng)地分散，占地面積大，井筒保護(hù)煤柱多，適用于煤層很緩的大型礦井。根據(jù)以上分析，根據(jù)本井田的實(shí)際情況，確定本礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)。各井筒的坐標(biāo)見表41表41：井 筒 坐 標(biāo) 表井筒名稱坐 標(biāo)(X)坐 標(biāo)(Y)標(biāo)高主井+副井+東風(fēng)井+西風(fēng)井+二、工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積工業(yè)廣場(chǎng)布置成長(zhǎng)方形，并且使長(zhǎng)邊垂直于煤層走向方向，由設(shè)計(jì)規(guī)范知：150萬(wàn)t/a的礦井，工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積為15000m2。三、開拓方案的確定技術(shù)上可行的開拓方案本井田的表土層較厚，故本礦采用立井開拓；且由于礦井的水平大巷服務(wù)年限即礦井的服務(wù)年限長(zhǎng)，故在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮使用煤層大巷，因此對(duì)礦井的開拓提出以下三種開拓方案。Ⅰ、采用單水平開采，在600m布置大巷，上下山開采。煤層之間采用石門聯(lián)絡(luò)。Ⅱ、采用多水平開采，布置400m和800m兩水平。兩水平間采用延伸井筒的方式聯(lián)絡(luò)。Ⅲ、采用多水平開采，布置400m和800m兩水平。兩水平間采用暗斜井進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。開拓方案技術(shù)比較開拓方案提出了三個(gè)，方案Ⅰ開拓簡(jiǎn)單，但下山開采距離太長(zhǎng)，水平布置不合理，明顯不如方案Ⅱ和方案Ⅲ。不予考慮。方案Ⅱ和方案Ⅲ在技術(shù)上都是可行的，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較對(duì)方案Ⅱ和方案Ⅲ進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較時(shí)，按照相同工程量不作比較的原則，工程量比較及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較如下頁(yè)表所示：(1)基建工程量比較如表42所示 表42：基建工程量比較表 單位：m序號(hào)項(xiàng)目工程量方案Ⅱ方案Ⅲ1主井793＋20443＋202副井＋5＋53主石門26006004斜井02000(2)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較見表43所示由于兩方案在生產(chǎn)時(shí)，前期建設(shè)基本相同，故對(duì)前期費(fèi)用不作比較，但方案二在生產(chǎn)過中集中大巷運(yùn)輸過程中相互影響大于方案三，方案三在建井和生產(chǎn)過程中，運(yùn)輸互相無影響。從基建費(fèi)用比較表來看，方案Ⅱ的工程量略高于方案Ⅲ，但沒超過5%，認(rèn)為兩方案是相同，故確定選用方案Ⅲ，即雙立井開拓，在七煤底板中布置巖石大巷，與下水平用暗斜井聯(lián)系。 四、開采水平內(nèi)的巷道布置方式、主運(yùn)巷的位置本礦井的大巷布置為集中石門分煤層大巷，各煤層頂?shù)装逯饕獮樯皫r，巖性穩(wěn)定，運(yùn)輸大巷由于服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，因此應(yīng)布置在煤層底板巖層中，且距煤層有一定的距離，以避開開采動(dòng)力影響，根據(jù)該礦井開采的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及煤層頂?shù)装鍘r性，運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在距煤層底板法向距離20m位置，上層膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷布置在煤層底板巖石中，距煤層法線距離20m。表43：基建費(fèi)用比較表 單位：萬(wàn)元方案項(xiàng)目方案Ⅱ方案Ⅲ主井813300010－4＝463300010－4＝副井300010－4＝300010－4＝主石門2600200010－4＝520600200010－4＝120斜井3000200010－4＝600合計(jì)第二節(jié) 礦井基本巷道一、井筒(一)井筒斷面形狀根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求：選擇主井、副井、風(fēng)井的斷面形狀和斷面布置形式均為圓形斷面。主井、副井、風(fēng)井的各斷面尺寸參數(shù)見表44。主井、副井、風(fēng)井?dāng)嗝嫘螤詈蛿嗝娌贾梅謩e見圖4圖4圖43。表44：主井、副井、風(fēng)井?dāng)嗝娉叽缂安牧? 井筒名稱項(xiàng)目主井副井風(fēng)井單位井筒凈直徑5m表土層井筒荒直徑6m基巖段井筒荒直徑m井筒凈斷面m2表土段井筒掘進(jìn)斷面m2基巖段井筒掘進(jìn)斷面m2表土層壁厚m基巖段壁厚m井壁材料鋼筋砼鋼筋砼鋼筋砼主井如圖41，主井井筒斷面形狀為圓形，，井深463m。井筒井壁為混凝土砌碹井壁，厚450mm，充填混凝土厚50mm。主井采用兩對(duì)12t多繩箕斗提煤。副井如圖42，副井井筒斷面形狀為圓形， m2。井筒井壁為混凝土砌碹井壁，厚550mm，充填混凝土厚50mm。，一個(gè)帶平衡錘的加寬雙層四車罐籠。風(fēng)井如圖4圖44風(fēng)井井筒為圓形斷面，凈直徑為5m， m2，。兩風(fēng)井井筒井壁均為混凝土砌碹井壁，厚350mm，充填混凝土厚50mm。兩風(fēng)井均設(shè)梯子間。 圖4—1：主井井筒斷面布置圖表45：主井井筒特征井型180萬(wàn)t/a提升容器兩對(duì)16t長(zhǎng)型箕斗多繩摩檫輪提升機(jī)井筒直徑井深463m凈斷面積井筒支護(hù)混凝土砌碹厚450mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積表土段毛斷面積圖4—2：副井井筒斷面布置圖表46：副井井筒特征井 型180萬(wàn)t/a提升容器；一個(gè)帶平衡錘的加寬雙層四車罐籠井筒直徑井 深凈斷面積井筒支護(hù)混凝土砌碹厚550mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積表土段毛斷面積圖43：西風(fēng)井井筒斷面布置圖表47：西風(fēng)井井筒特征井 型180萬(wàn)t/a凈斷面積井筒直徑5m基巖段毛斷面積井 深表土段毛斷面積圖44：東風(fēng)井井筒斷面布置圖表48：東風(fēng)井井筒特征井 型180萬(wàn)t/a凈斷面積井筒直徑5m基巖段毛斷面積井 深表土段毛斷面積(二)井筒風(fēng)速驗(yàn)算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：無提升設(shè)備的風(fēng)井風(fēng)速不得超過15m/s，升降人員和物料的井筒風(fēng)速不得超過8m/s。井筒風(fēng)速驗(yàn)算見表49。表49：各井筒風(fēng)速驗(yàn)算井筒名稱井筒凈斷面m2通過風(fēng)量m3/min風(fēng)速m/s副 井3605東風(fēng)井4368西風(fēng)井4368通過驗(yàn)算，風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用井筒斷面滿足設(shè)計(jì)要求。二、井底車場(chǎng)從井底車場(chǎng)圖冊(cè)中選擇井底車場(chǎng)，并作線路長(zhǎng)度驗(yàn)算，是否滿足主、副井空、重線的要求，見圖424,井底車場(chǎng)為錨噴支護(hù)。主、副井空、重線長(zhǎng)度的驗(yàn)算《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：“主井空、～2列車”；“副井進(jìn)、出車線的長(zhǎng)度，～，在出線上應(yīng)增設(shè)一段雙道，作為材料和設(shè)備車的停車和編組之用?！敝骶铡⒅剀嚲€長(zhǎng)度 L=mnL1+L2+L3=216++15= m式中： L空、重線長(zhǎng)度 ，m ； m列車數(shù) ， ； n每列礦車車數(shù) ； L1一輛礦車的長(zhǎng)度 , m 。 L2電機(jī)車長(zhǎng)度 ，m ； L3電動(dòng)機(jī)制動(dòng)距離 ，m 。副井空、重線長(zhǎng)度 L=mnL1+L2+L3=20++15= m經(jīng)驗(yàn)算，所選井底車場(chǎng)滿足生產(chǎn)要求，各列礦車能容納下，能調(diào)車。調(diào)車方式見井底車場(chǎng)調(diào)車示意圖（圖425）各符號(hào)表示，采用甩車調(diào)車，電機(jī)車牽引重列車或煤矸列車行至道岔N1前10～20m進(jìn)行減速，并在行進(jìn)中電機(jī)車與重列車或煤矸車摘鉤，電機(jī)車加速駛過分車道岔N1后，將道岔搬回原位，重列車或煤矸車借助慣性繼續(xù)前進(jìn)，至1→2→3到達(dá)3→4→5，重列車在由專用設(shè)備（或人工推行）進(jìn)入3→9，進(jìn)過卸載站卸載進(jìn)入9→10；煤車進(jìn)過道岔N2進(jìn)入6→5中，在由專用設(shè)備（或人工推行）反向牽引至6→7，經(jīng)翻籠后停在7→8中；矸石車進(jìn)過道岔N2或道岔N3進(jìn)入5→11，由副井提到地面。 三、主要開拓巷道各種巷道的斷面形式及其參數(shù)本設(shè)計(jì)中的主要開拓巷道有運(yùn)輸大巷、軌道大巷和總回風(fēng)巷等。各種巷道的斷面形式、斷面大小、支護(hù)方式及其它參數(shù)見圖45～圖49。各段巷道風(fēng)速驗(yàn)算各段巷道的通風(fēng)驗(yàn)算結(jié)果見下表。表410：井巷風(fēng)速驗(yàn)算表巷道名稱風(fēng) 量(m3/min)巷道斷面(m2)實(shí)際風(fēng)速(m/s)允許風(fēng)速(m/s)驗(yàn)算結(jié)果最低最高井底車場(chǎng)4368——8符合規(guī)定軌道大巷4368——8符合規(guī)定運(yùn)輸大巷43686符合規(guī)定總回風(fēng)石門4368——8符合規(guī)定注：表中風(fēng)量為通風(fēng)容易及通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期通過各段巷道的最大風(fēng)量通過驗(yàn)算，風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用巷道斷面滿足設(shè)計(jì)要求。巷道掘進(jìn)及支護(hù)工藝各種開拓巷道均為巖石巷道，其掘進(jìn)方式為鉆爆法，支護(hù)形式為錨噴支護(hù)。圖45：運(yùn)輸大巷斷面圖表411：運(yùn)輸大巷巷道特征圍巖類別斷面(㎡)掘進(jìn)尺寸(mm)噴射厚度mm錨桿凈周長(zhǎng)(m)凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格LΦ煤48003900100鋼筋沙漿50矩形8001600190016圖46：軌道大巷斷面圖表412：軌道巷道特征掘進(jìn)斷面錨桿間距800mm噴層厚度100mm凈斷面錨深1600mm巷道坡度3‰水溝S掘錨桿排距800mm巖石硬度?=4～6水溝S凈錨桿排數(shù)12根凈周長(zhǎng)每米錨桿數(shù)15根圖4—7：運(yùn)輸石門斷面圖表413：運(yùn)輸石門巷道特征圍巖類別斷面(m2)掘進(jìn)尺寸(mm)噴射厚度mm錨桿凈周長(zhǎng)(m)凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格LΦ煤48003900100鋼筋沙漿50矩形8001600190016圖48：軌道石門斷面圖表414：軌道石門巷道特征掘進(jìn)斷面錨桿間距800mm噴層厚度100mm凈斷面錨深1600mm巷道坡度3‰水溝S掘錨桿排距800mm巖石硬度?=4～6水溝S凈錨桿排數(shù)12根凈周長(zhǎng)每米錨桿數(shù)15根圖4—9：總回風(fēng)巷斷面圖表415：總回風(fēng)巷巷道特征掘進(jìn)斷面錨桿間距800mm型式樹脂錨桿凈斷面錨桿排距800mm外露長(zhǎng)度100mm掘進(jìn)寬度4800mm錨桿長(zhǎng)度2100mm噴層厚度100mm掘進(jìn)高度4000mm錨桿直徑16mm巷道坡度3‰凈周長(zhǎng)15m排列方式菱形巖石硬度?=4～6第5章 采區(qū)巷道布置本章設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：確定采區(qū)合理的巷道布置方式，選擇合理安全的生產(chǎn)系統(tǒng)，選擇合理的采區(qū)車場(chǎng)形式，并對(duì)采區(qū)下部車場(chǎng)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)，安排合理的采掘接替計(jì)劃。第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征一、煤層煤層厚度、傾角、結(jié)構(gòu)、間距見表51。表51 煤層基本情況序號(hào)煤層名稱煤厚(m)最大最小（平均）傾角結(jié)構(gòu)層間距(m)穩(wěn)定性12煤