【文章內(nèi)容簡介】 式計(jì)算 Z1=LBMR其中： Z1——邊界煤柱損失量，m； L——邊界保護(hù)煤柱寬度，m； B——邊界長度，m； M——煤層厚度，m； R——煤的容重，t/m3，取R=。井田邊界煤柱按一側(cè)20m的寬度留置，總長度為13165m。斷層一側(cè)留30m保護(hù)煤柱，總長度2028m。則井田的邊界煤柱為： Z1=1530820+202830 =礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為：6437－＝ 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量等于礦井設(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)煤柱儲(chǔ)量后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。即：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)采出率保護(hù)煤柱為：工業(yè)場地、風(fēng)井場地、主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱。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)采出率 =(－64375%）80% = 。經(jīng)第三章的設(shè)計(jì)得出工業(yè)廣場、風(fēng)井場地、主要巷道及上下山的保護(hù)煤柱：工業(yè)廣場保護(hù)煤柱＝主要巷道及上下山煤柱＝409萬噸即 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量＝（－－409）80％ ＝表231礦井可采儲(chǔ)量匯總表開采水平煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）（萬ｔ）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬ｔ）礦井可采儲(chǔ)量（萬ｔ）永 久 煤 柱 損 失設(shè)計(jì)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)煤柱損失可采儲(chǔ)量斷層煤柱境界煤柱構(gòu)筑物煤柱其他煤柱工業(yè)場地煤柱井下巷道煤柱其他煤柱Ⅰ水平二12140001350Ⅱ水平二1213000001400Ⅲ水平二121670001340合計(jì)6437004090 ，該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力可初步定為60萬噸／年，按規(guī)范規(guī)定，年產(chǎn)60萬噸／年的中型礦井，～。故可算得工業(yè)場地的總占地面積：S=6==105m⒉ 根據(jù)垂直剖面可計(jì)算工業(yè)廣場保護(hù)煤柱：計(jì)算如圖21所示；根據(jù)所收集到的地質(zhì)資料，下山移動(dòng)角β=60186。,上山移動(dòng)角r=72186。，走向移動(dòng)角δ=73186。，松散層移動(dòng)角Φ=45186。，松散層厚度=50m，105m⒉，梯形ABCD的面積為保護(hù)煤柱壓煤的面積，經(jīng)計(jì)算為 S=（+）105m⒉保護(hù)煤柱壓煤量為： Q=SMγ=105≈式中： S—保護(hù)煤柱面積，m2； M—煤層厚度，m； γ—煤層容重，t/m3。圖232工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè)礦井儲(chǔ)量匯總表如下表233所示煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量(A+B+C)(萬噸)礦井可采儲(chǔ)量（萬噸）永久性煤柱損失設(shè)計(jì)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)煤柱損失可采儲(chǔ)量斷層境界工業(yè)廣場井下巷道其他二1 643740903礦井工作制度生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井年工作日330天，每天三班作業(yè)，兩班出煤，一班準(zhǔn)備。日凈提升時(shí)間 16小時(shí)。礦井工業(yè)儲(chǔ)量為6437萬噸，綜合地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，井田儲(chǔ)量等初步設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力為60萬噸／年。根據(jù)該礦井的可采儲(chǔ)量，礦井服務(wù)年限為：T＝E247。（Ak）＝247。（60）＝（a） 式中：T――礦井服務(wù)年限（a）E――礦井可采儲(chǔ)量（萬t） A――礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a） k――儲(chǔ)量備用系數(shù)，按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的服務(wù)年限。4 井田開拓登封煤田為軟煤層，埋藏較深，賦存穩(wěn)定，開拓方式多采用立井開拓，但個(gè)別礦井采用斜井開拓。本礦井因?yàn)槁癫厣睿圆捎昧⒕_拓。登封市豐陽煤礦為技改礦井，在充分利用已有井筒和設(shè)施的基礎(chǔ)上又開鑿了兩條斜井，現(xiàn)有的開拓方式結(jié)合了本礦井的實(shí)際和井田的地質(zhì)、及地表地形條件，在設(shè)計(jì)上具有一定的合理性。 影響設(shè)計(jì)礦井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、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開拓方式的影響最大。、數(shù)目及其配置①、井硐形式的選擇：本井田地處登封市送表鄉(xiāng)，井田上部屬于山丘丘陵地形，根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角為32176。，大部分為傾斜煤層。井田傾向的落差最大為1000m，因此可考慮立井開拓。②、井筒數(shù)目采用立井開拓時(shí)，一般只開鑿一對(duì)提升井筒（主、副井），風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)需要和一井多用的原則合理確定。本設(shè)計(jì)礦井煤層為高瓦斯礦井，煤層不易自燃，礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，井筒東西部煤田邊界中央各布置一風(fēng)井，回風(fēng)上山通過一段石門與風(fēng)井聯(lián)系。③、井筒位置的選擇井筒位置的選擇應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運(yùn)點(diǎn)上。選擇井筒位置既要力求做到對(duì)井下開采有利，又要注意使地面布置合理，還要有利于井筒的開掘和維護(hù)。本設(shè)計(jì)礦井走向長度始終，考慮到煤田儲(chǔ)量分布、縮短運(yùn)輸線路運(yùn)輸及地質(zhì)構(gòu)造的影響，因此，設(shè)計(jì)將井筒位置布置在井田中部。（1）運(yùn)輸大巷布置及與煤層間的聯(lián)系方式運(yùn)輸大巷可以布置在煤層中，也可以布置在煤層底板或者頂板堅(jiān)硬巖層中。本設(shè)計(jì)的豐陽礦礦井主要開采煤二1煤層，煤層傾角大，為傾斜煤層，該煤層為“軟煤層”，在煤層中布置巷道，則維護(hù)比較困難，因此運(yùn)輸大巷（軌道）布置在煤層底板巖層當(dāng)中，大巷與煤層聯(lián)系方式為石門聯(lián)系。 （2）總回風(fēng)巷的布置及其與煤層的聯(lián)系礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，風(fēng)井布置在井田南部（淺部）煤層露頭及風(fēng)氧化帶外側(cè)，回風(fēng)上山通過一段石門與風(fēng)井聯(lián)系。（3）、大巷運(yùn)輸方式的選擇采用礦車軌道運(yùn)輸，運(yùn)煤和輔助運(yùn)輸由一條大巷承擔(dān)。輔助運(yùn)輸用1t固定車廂式，牽引電機(jī)車用蓄電池電機(jī)車，運(yùn)輸大巷用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。表421 大巷運(yùn)輸方式及其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比對(duì)比項(xiàng)目膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)V車軌道運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性連續(xù)性、系統(tǒng)簡單大、周期性、系統(tǒng)復(fù)雜分采分運(yùn)的適應(yīng)性小大占用人員多少，效率高低人員少、效率高人員多、效率低自動(dòng)化控制和集中管理容易困難設(shè)備投資大小設(shè)備維修量小大輔助運(yùn)輸系統(tǒng)和設(shè)備需另設(shè)一套輔助運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤運(yùn)料只要一套系統(tǒng)運(yùn)輸故障少多本井田開拓方式的選擇，主要考慮豐陽煤礦的具體情況。因此，提出以下三個(gè)方案：方案一：斜井三水平上山開采，一水平+70m，二水平260m，三水平600m直接延深。方案二：立井三水平上山開采，一水平+70m，二水平260m，三水平600m直接延深。 方案三：立井三水平暗斜井延深上山開采，一水平+70m，二水平260m，三水平600m。三種開拓方案的開拓示意圖見圖4—2—2所表示。圖4221：斜井三水平 圖4222：立井三水平暗斜井延深4223：立井三水平對(duì)以上三個(gè)方案進(jìn)行分析：方案一采用斜井三水平開拓 ，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特征，煤層傾角較大，埋藏深，瓦斯大。井筒施工難度大，維護(hù)難度大，井筒斜長過長，斜井提升難度大，經(jīng)濟(jì)代價(jià)太大，因此技術(shù)上不可行。方案二和方案三技術(shù)上均可行，方案二采用立井三水平開拓暗斜井連接第二水平第三水平，在+70、260m、600m的底板巖層分別設(shè)置井底車場和運(yùn)輸大巷，軌道大巷及其他設(shè)施。一水平布置兩個(gè)采區(qū)，在各個(gè)采區(qū)中部布置三條巖石上山，分別為運(yùn)輸上山，回風(fēng)上山和軌道上山，運(yùn)輸上山低于軌道上山4m，運(yùn)輸上山下部設(shè)一采區(qū)煤倉，通過煤倉下部方煤口將煤炭轉(zhuǎn)至大功率膠帶輸送機(jī)；軌道大巷與軌道上山采用頂板繞道的方式聯(lián)接。主井負(fù)責(zé)提升全礦井的煤，副斜井負(fù)責(zé)運(yùn)料、運(yùn)人、排矸等輔助運(yùn)輸。該方案在技術(shù)上是可行。方案三采用立井三水平開拓，在+70、260m、600m的煤層底板巖層分別設(shè)置水平大巷和井底車場等設(shè)施。采區(qū)布置方式和上山的位置及主副井井筒形式方案二相同。該方案從技術(shù)上也是可行的。通過技術(shù)比較不能確定那種方案更優(yōu)，且基建費(fèi)與生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)不易區(qū)別多少，所以要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能確定。 方案經(jīng)濟(jì)比較方案二和方案三均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求。方案二采用立井三水平暗斜井延深：方案三采用立井三水平開采。因此兩方案進(jìn)行比較時(shí)，可以只將兩個(gè)方案中有差別的基建工程量（表423）、基建費(fèi)用（表4－24）、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用及費(fèi)用匯總表分別計(jì)算匯總?cè)缫韵赂鞅硭?。通過費(fèi)用匯總表在經(jīng)濟(jì)上來比較兩方案的優(yōu)越。表423 基建工程量方案項(xiàng)目方案1方案3工程量 /m工程量 /m初期主井井筒490490副井井筒490+10490+10風(fēng)井井筒902902井底車場7501450主要大巷3050230502石門8080后期主井井筒330（立井）+724（暗斜井）530（立井）副井井筒330（立井）+724（暗斜井）530（立井）石門350350+1000井底車場750+5007502主要大巷（3150+）2（3150+）2表4－24 基建費(fèi)用表方案項(xiàng)目方案1方案3工程量/m單價(jià)/元米費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元每米費(fèi)用/萬元初期主井井筒49089444908944副井井筒50092715009271風(fēng)井井筒18076551807655井底車場75024537502453主要大巷305024399305024399石門803563803563后期主井(立井)33089446708944主井(斜井)7244032000副井(立井)34092716809271副井(斜井)7244032000井底車場750+500245375022453主要大巷(3150+) 243995439(3150+) 243995439石門3503563350+10003563481總計(jì)表425 生產(chǎn)經(jīng)營工程量項(xiàng) 目方 案 1項(xiàng) 目方 案 3運(yùn) 輸 提 升/萬tkm工 程 量運(yùn) 輸 提 升/萬tkm工 程 量一水平大巷及石門運(yùn)輸3=一水平石門及大巷運(yùn)輸3 =二水平大巷及石門運(yùn)輸3=二水平石門及大巷運(yùn)輸 3=三水平大巷及石門運(yùn)輸3=三水平大巷及石門運(yùn)輸3=一水平立井提升=943一水平立井提升=943二水平立井提升=二水平立井提升= 三水平斜井提升=641 三水平立井提升=排水/萬m3工程量排水/萬m3工程量三水平502436518104=三 水 平502436518104=表426 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用項(xiàng)目方 案 1方 案 3運(yùn)輸提升工程量/萬t. km－1單價(jià)/萬元km－1費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元m－1費(fèi)用/萬元 一水平石門及大巷運(yùn)輸二水平石門及大巷運(yùn)輸三水平石門及大巷運(yùn)輸一水平立井提升943 943 二水平立井提升15111511三水平立井提升641小 計(jì) 排 水工程量/m單價(jià)/元m－1費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元m－1費(fèi)用/萬元三水平 總 計(jì) 表 427 費(fèi)用匯總表方案方案1方案3項(xiàng)目費(fèi)用/萬元百分率/%費(fèi)用/萬元百分率/%初期建井費(fèi)3935100 %100%基建工程費(fèi)100%104%生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)100%110%總費(fèi)用%105%在技術(shù)可行的情況下，就經(jīng)濟(jì)方面來考慮，從以上列表可以看出，方案1優(yōu)于方案3。因此，通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，本設(shè)計(jì)礦井采用方案1，立井三水平加暗斜井開拓 井筒特征在礦井開拓方式確定以后，還應(yīng)對(duì)礦井主要井筒（包括主斜井、副斜井和風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸、井筒支護(hù)材料等特征進(jìn)行說明。 井筒斷面尺寸及深度主井主立井井筒直徑5m，井筒內(nèi)布置一對(duì)9t多繩摩擦式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提升， 型號(hào)為JDG9/1104，井筒采用混凝土支護(hù)，井筒壁厚400mm。擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)。井筒深度為自井口至開采水平即主立井井筒深度為：490m其斷面圖如圖431圖431主井?dāng)嗝娌贾脠D副井副立井井筒直徑6m，用作全礦井升降人員、下材料、設(shè)備及作為輔助提升，亦作為全礦井新鮮風(fēng)流入口。防止斷繩事故，設(shè)有防墜器。井筒內(nèi)裝備有