【文章內(nèi)容簡介】 計(jì)算井田邊界的保護(hù)煤柱損失為：永久煤柱損失與工業(yè)場地、井下主要巷道煤柱損失等可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的 5～7%計(jì)入。故礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱損失（7% ） = =（萬 t）河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文152．2．3 礦井可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱、井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算公式如下：礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=（礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量－保護(hù)煤柱損失）采區(qū)回采率保護(hù)煤柱為：工業(yè)場地、風(fēng)井場地、主要巷道及上、下山等保護(hù)煤柱。因工業(yè)場地、礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開拓方式、采煤方法有關(guān)，其煤柱損失量待井田開拓、采煤方法確定后才能夠確定。為了便于利用礦井可采儲(chǔ)量初步確定礦井井型，上述永久煤柱損失與工業(yè)場地、井下主要巷道煤柱損失等可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的 5～7%計(jì)入。井田及工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計(jì)算如下：按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn) 90 萬 t/a 的中型礦井，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)為12～13 公傾/Mt。中小型礦井取大值 13 公傾/Mt可算得工業(yè)場地的總占地面積：S=13ⅹ= 公頃=117000㎡表 222 礦井工業(yè)場地占地面積指標(biāo)表井型(Mt/a) 占地面積指標(biāo)(公傾/Mt)、 7～ 9～ 12～1 15223 礦井可采儲(chǔ)量匯總表礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（Mt） 礦井可采儲(chǔ)量開采水平煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量（Mt） 煤柱損失（Mt）設(shè)計(jì)儲(chǔ)設(shè)計(jì)煤柱損失 可采儲(chǔ)河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文16斷層境界構(gòu)筑物其他量工業(yè)場地井下巷道其他量合計(jì)二 1 0 0 0 0 2．3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限2．3．1 礦井工作制度設(shè)計(jì)礦井年工作日為 330 天，日工作班數(shù) 3 班，每日凈提升時(shí)間 16 小時(shí)。2．3．2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)以及國家需煤等因素確定。對(duì)于儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層生產(chǎn)能力大、開采技術(shù)條件好的礦區(qū)應(yīng)建設(shè)大型礦井。當(dāng)煤層賦存深、表土層很厚、井筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大井田開采范圍，減少開鑿井筒數(shù)目，節(jié)約建井工程量和降低噸煤投資，以建設(shè)大型礦井為宜。依據(jù)井田資源條件和對(duì)資源的分析，具備中型礦井開發(fā)條件，同時(shí)結(jié)合按期達(dá)產(chǎn)、采掘接替應(yīng)變能力強(qiáng)，穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)有保障可持續(xù)發(fā)展的條件創(chuàng)造；綜合評(píng)價(jià)初期投資少，噸煤投資和萬噸掘進(jìn)率低、經(jīng)濟(jì)效益高登技術(shù)條件。參考《煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，各類井型井田的特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 90萬 t/a。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算： T＝ Z /KAk式中：T——礦井服務(wù)年限，a Z ——礦井可采儲(chǔ)量， Mtk A——礦井生產(chǎn)能力，Mt／a河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文17 K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=～，取 ； T= Z /KA=/90 ?45a?按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型為 45～90 萬 t/a 的礦井的服務(wù)年限不得小于 40 年，經(jīng)計(jì)算后的礦井服務(wù)年限為 45 年。滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的服務(wù)年限，初步故確定礦井生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a。3 井田開拓3．1 概述平煤五礦位于河南省平頂山境內(nèi)，該礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文地質(zhì)條件簡單，傾角 12 度，礦井可采煤層為己 1617，f=12, ，厚度變化不大，平均。容重為 ,頂板為砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖組成，頂板為細(xì)砂巖。綜上述地形、地貌、構(gòu)造特征給礦井的開拓布置、巷道斷面的選擇、主要巷道的支護(hù)和維修、通風(fēng)和排水系統(tǒng)的安全運(yùn)行以及后期建設(shè)順利開采都造成了不同程度的影響，通過具體情況具體分析，本設(shè)計(jì)在開拓部署上、巷道布置及采煤方法上采取了相應(yīng)的措施，以保護(hù)安全有效地完成礦井的回采工作。由于在井田邊界存在多個(gè)廢棄的小煤窯，在采掘工作進(jìn)行的同時(shí)，要密切注意老空區(qū)積水，特別強(qiáng)調(diào)超前探放水工作，把隱患消滅于未然． 井田的劃分井田內(nèi)劃分為階段和水平。在井田范圍內(nèi)，沿著煤層的傾向，按一定的標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長條部分，每個(gè)長條部分成為一個(gè)階段；通常將設(shè)有井底車場、階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平，成稱為“開采水平” ，簡稱水平。3．1．2 井筒的選擇井筒位置選擇在井田中央或最小貨載裝運(yùn)點(diǎn)；井筒和井底車場運(yùn)輸平巷盡量不穿過斷層破碎帶和少穿過松散層。3．2 井田開拓 河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文18井田開拓方式是礦井設(shè)計(jì)的核心，內(nèi)容涉及面廣，可變因素多，由于本設(shè)計(jì)為原由井田的一部分，其境界及局部條件由知道老師根據(jù)教學(xué)研究的需要做了適當(dāng)調(diào)整，故本礦井的初步設(shè)計(jì)與原來的設(shè)計(jì)在一定程度上不相同。3．2．1 地質(zhì)條件由地質(zhì)部門提供的資料可知：該井田表土厚 100m，煤層傾角平均 12 度。煤厚 且分布均勻。該設(shè)計(jì)礦井可采煤層為己 1617，礦井涌水量不大，瓦斯相對(duì)涌出量 立方米每噸。屬于低瓦斯礦井。3．2．2 方案的提出與比較 方案的提出 據(jù)地質(zhì)資料以及現(xiàn)有的生產(chǎn)開采條件，經(jīng)過分析提出以下兩種方案： 立井單水平上、下山開采斜井單水平上下山開拓 主 井 副 井 風(fēng) 井 圖 321 立井單水平上下山開拓河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文19風(fēng) 井 副 井 主 井 圖 322 斜井單水平上下山開拓對(duì)于方案一：采用立井的方法，其優(yōu)缺點(diǎn)為：這種開拓方式的生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡單，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，建井速度快，投產(chǎn)早。缺點(diǎn)是上山階段的分帶風(fēng)巷是下行風(fēng)，應(yīng)采取措施，防止分帶回風(fēng)巷中的瓦斯積聚，保證安全生產(chǎn)。對(duì)于方案二：采用斜井開拓的方法，其優(yōu)缺點(diǎn)為：具有施工較容易，初期投資較省、掘進(jìn)出煤可滿足建井期間用煤的需要、且可獲得補(bǔ)充地質(zhì)資料等優(yōu)點(diǎn)，但井筒維護(hù)比較困難，保護(hù)井筒的煤柱損失較大，當(dāng)煤層有自然發(fā)火傾向時(shí)，對(duì)防火和處理井下火災(zāi)不利，如煤層沿傾向有波狀起伏或斷層切割，將造成井筒傾角急劇變化，不利于礦井提升。因此，一般只在開采煤層不厚、地質(zhì)構(gòu)造簡單、圍巖穩(wěn)固，服務(wù)年限不長的小型礦井時(shí)，才采用沿煤層斜井。河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文20321 各方案工程量計(jì)算表方案 1 方案 2方案項(xiàng)目 工程量 /m 工程量 /m主井井筒 1721（斜井）副井井筒 1730（斜井）井底車場 198 198運(yùn)輸大巷 175 175運(yùn)輸石門 84 84其他石門 160 160風(fēng)井井筒 160 160軌道上山 1020 1020皮帶上山 1020 1020合計(jì) 6268表 322 基建費(fèi)用表方案 1 方案 2方案項(xiàng)目 工程量 /m 單價(jià)/元 每米 費(fèi)用/萬元 工程量/m 單價(jià)/元 /米 費(fèi)用/萬 元主井井筒 8294 1721（斜井） 副井井筒 8294 1730（斜井） 井底車場 198 2399 198 2399 運(yùn)輸大巷 175 2249 175 2249 運(yùn)輸石門 84 2249 84 2249 其他石門 160 2022 160 2022 合計(jì) 河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文21表 323 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用表表 324 費(fèi)用匯總表方案 1 方案 2方案項(xiàng)目 費(fèi)用/萬元 百分率/% 費(fèi)用/萬元 百分率/%基建工程費(fèi) 100% %生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 100% %總費(fèi)用 100% % 確定方案經(jīng)過計(jì)算，從表中可知：方案 2 費(fèi)用與方案 1 費(fèi)用多用了 萬元，又考慮到，立井具有靈活的特點(diǎn)，借鑒礦上的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用立井開拓方式。 井筒特征 井筒特征的確定（1）立井罐道井井筒斷面的確定罐道梁中心線的間距由下式求得（初步選用 1t 礦車雙層單車普通罐籠）：L=a+2（h ）+ b /2+b /2?12方案 1 方案 2方案項(xiàng)目工程量/萬tkm單價(jià)/元/（tkm）費(fèi)用/萬元工程量/萬tkm單價(jià)/元/（tkm）費(fèi)用/萬元立井提升 900 斜井提升 排水費(fèi) 總計(jì) 河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文22L1=a+2（h ）+ b /2+b /2?12式中：L—1，2 號(hào)罐道梁中心間距，mm；L1—1，3 號(hào)罐道梁中心間距，mm；a—兩測罐道中間距離， mm；查表可取 1150mm；H—木罐道厚度，mm；為 160mm；—鋼罐道梁卡入木罐道的深度，mm；為 ；?b1，b2，b3 為 1，2，3 號(hào)罐道梁的寬度，取 180mm；故：L=L1= a+2（h ）+b /2+b /2?12=1100+2 （）+180/2+180/2?=1591mm梯子間尺寸的確定：M=600+600+m+b /22式中：M—梯子間最長邊和 2 號(hào)梁中心線的距離， mm； 600—兩梯子的中心距，mm； 600—梯子中心到壁板距離加另一梯子中心到井壁的距離； M—梯子間壁板總厚，木梯子間 m=50mm，金屬梯子間m=77mm，玻璃鋼梯子間 m=30mm。M=600+600+m+b2/2=1340mm梯子孔前后一般不小于 700mm，加上梯子梁的寬度 100m， 則有 S+T=2（700+100 ）=1600mm，一般取 T=300～400mm，則有S=1300～1200mm。計(jì)算副井井筒半徑為：R2=（LK*+M ）2+T2式中：K—1 號(hào)罐道中心與井筒中心線的距離，K*為 K 的近似值，K*=L/3=1591/3= mm代入數(shù)據(jù)得：R=副井直徑不妨取 ，下面進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算：V=Q/MS Vmax?河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文23式中： V—通過井筒的風(fēng)速，m/s； Q—通過井筒的風(fēng)量，m/s，為 98m/s； S—井筒的斷面積， m ；2 M—井筒有效斷面系數(shù)，圓形為 ；Vmax—《安全規(guī)程 》規(guī)定的最大風(fēng)速，為 8m/s；V=Q/MS=98 （ ）=???經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算，滿足通風(fēng)要求。（2）立井井筒斷面確定罐道梁中心線間距由下式可得：L1=a+2h+s0式中： L1—1，3 號(hào)罐道梁中心線間距，mm；a—兩測罐道中間的距離，為 1780mm；h—鋼軌罐道的高度，為 160mm；s0—罐道和罐道梁連接墊板凹槽處的寬度，一般取112mm；L1=a+2h+s0=1780+2 160+112=2212mm?罐道中心線與 2 號(hào)罐道梁中心線之距： L=B+f2+ b /22式中： B—罐道中心線到箕斗一側(cè)之距，為 1350mm；f2—箕斗與 2 號(hào)罐道梁之間的間隙，一般采用 f2=200mm； L= B+f2+ b /2=1350+200+180/2=1640mm計(jì)算井筒半徑如下： R0=M+ f2+BK0=11363+200+13501640 3=2366mm?式中： M—梯子間最長邊梁和 2 號(hào)梁中心線的距離，為M=600+600+77+180=1363mm。經(jīng)計(jì)算可得，主井直徑為 。本礦井選用兩套提升設(shè)備如下：河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文24表 331 立井單繩罐籠主要技術(shù)特征表表 332 剛性罐道立井多繩箕斗表主要尺寸（mm）剛性罐道斷面寬度（mm）型號(hào)名義載重（t）有效容積（m 3）最大提升高度（m）箕斗自重（t）A B C Db1 b2JDG9/110 4y?9 10 1300 230013001600830180180注：J 代表提煤箕斗；D 代表立井多繩；G 代表適應(yīng)剛性罐道；9 代表名義載重為9t；110 代表每根鋼絲繩懸掛裝置的破壞荷載為 110t；4 代表提升鋼絲繩為 4 根；y 代表異側(cè)裝卸式。（3）風(fēng)井井筒斷面的確定S0=Q/S，又 S0=SA式中：S—井筒凈斷面積，m2；A—梯子間面積，一般為 A=～；Q—井筒所需風(fēng)量，為 98m/s；V—允許最大風(fēng)速，為 8m/s；罐道 主要尺寸 （mm）型號(hào) 名稱進(jìn)出車方式裝載礦車數(shù)（輛） 布置方式規(guī)格（mm） A B罐籠自重（t）承載人數(shù)（個(gè)）GM121t 礦車雙層單車普通罐籠雙側(cè) 2雙側(cè)木罐道180 160?2550 1010 兩層 24河南理工大學(xué)本科采礦畢業(yè)論文25化簡可知井筒凈直徑為：D= 經(jīng)計(jì)算可得，風(fēng)井直徑取 5m。表 333 井筒斷面面積計(jì)算公式表 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度（1） 、主井主要用于提升煤炭，井筒直徑 ，采用 9t 多繩摩擦提升箕斗，型號(hào)初步確定為 JDG9/110 4y，井筒采用混凝土砌碹壁，井筒砌碹壁厚度為?350mm，井筒裝備鋼道、罐道梁、電纜架，采用樹脂（3072 型）固定罐道梁，錨桿結(jié)構(gòu)（M L）為（M24）M27 400。?（2）