【文章內(nèi)容簡介】 b) 沿井田傾斜方向的井筒位置井筒沿傾斜方向的位置分析①多水平開采時，井筒設(shè)在井田的中部，可使石門總長度比較短，沿石門的運輸工作量較少；井筒位于井田的淺部，總的石門長度稍大，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，石門總長度較大，沿石門運輸工作量也較大，但對井田深部開采及向下擴展有利。②從井筒和工業(yè)廣場煤柱損失來看，愈靠近淺，煤柱損失愈少，反之愈大。③對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，為減少保護井筒和工業(yè)廣場的煤柱損失及適當減少初期工程量，可考慮使用井筒設(shè)在沿傾斜中部靠上方的適當位置。根據(jù)以上原則，結(jié)合本井田的實際情況，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)點是：①工業(yè)廣場位于淺部，工業(yè)廣場保護煤柱少，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)風井布置及通風方式風井位置除考慮地面因素、地下因素外，主要取決于礦井通風系統(tǒng)。按進風井和回風井的相對位置分，有以下幾種形式：a)中央并列式：進風井與回風井都位于井田中央的同一個工業(yè)廣場，分別利用主、副井作為進、回風井。這種方式優(yōu)點是：工業(yè)廣場布置集中，管理方便，井筒保護煤柱損失少，缺點是通風線路長，通風阻力大，井下漏風多。適用于井田范圍小，生產(chǎn)能力不很大，瓦斯等級低的礦井，在投產(chǎn)初期不利于采用別的通風方式時，也可采用這種方式。b)中央邊界式：主、副井位于井田的中央，副井兼作進風井，回風井設(shè)在井田的上部邊界的中部。這種方式優(yōu)點是：通風線路較短，通風阻力較小，井下漏風較少，回風井位于井田上部邊界，工程量增加不多，但工業(yè)場地分散，保護井筒煤柱較多，當?shù)V井轉(zhuǎn)入深部開采時，需要維護較長的上山回風道。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)對角式通風：主、副井設(shè)在井田中央，副井兼作進風井，回風井設(shè)在井田的上部邊界，成對角式布置。優(yōu)點是：通風線路變化長度小，風壓比較穩(wěn)定，有利于通風機工作。但因風井多，所需的設(shè)備多，工業(yè)廣場分散，主、副井與風井貫通時間長。適用于對通風要求很嚴格的礦井，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：即每一個分區(qū)均設(shè)置進回風井，構(gòu)成獨立的通風系統(tǒng)，優(yōu)點是：通風線路短，可以同時施工，有利于處理礦井事故，運送人員及設(shè)備也方便。但工業(yè)場地分散，占地面積大，井筒保護煤柱多，適用于煤層很緩的大型礦井。根據(jù)以上分析，根據(jù)本井田的實際情況，確定本礦井采用兩翼對角式通風。各井筒的坐標見表41表41：井 筒 坐 標 表井筒名稱坐 標(X)坐 標(Y)標高主井+副井+東風井+西風井+二、工業(yè)廣場的位置、形狀和面積工業(yè)廣場布置成長方形，并且使長邊垂直于煤層走向方向，由設(shè)計規(guī)范知：150萬t/a的礦井，工業(yè)廣場的占地面積為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，故在設(shè)計時不考慮使用煤層大巷，因此對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行聯(lián)絡(luò)。開拓方案技術(shù)比較開拓方案提出了三個，方案Ⅰ開拓簡單，但下山開采距離太長，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)對其進行經(jīng)濟比較對方案Ⅱ和方案Ⅲ進行經(jīng)濟技術(shù)比較時，按照相同工程量不作比較的原則，工程量比較及經(jīng)濟技術(shù)比較如下頁表所示：(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序號項目工程量方案Ⅱ方案Ⅲ1主井793＋20443＋202副井＋5＋53主石門26006004斜井02000(2)經(jīng)濟技術(shù)比較見表43所示由于兩方案在生產(chǎn)時，前期建設(shè)基本相同，故對前期費用不作比較，但方案二在生產(chǎn)過中集中大巷運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，運輸互相無影響。從基建費用比較表來看，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，運輸大巷由于服務(wù)時間長，因此應(yīng)布置在煤層底板巖層中，且距煤層有一定的距離，以避開開采動力影響，根據(jù)該礦井開采的設(shè)計經(jīng)驗及煤層頂?shù)装鍘r性，運輸大巷應(yīng)布置在距煤層底板法向距離20m位置，上層膠帶運輸機大巷布置在煤層底板巖石中，距煤層法線距離20m。表43：基建費用比較表 單位：萬元方案項目方案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)計規(guī)范要求：選擇主井、副井、風井的斷面形狀和斷面布置形式均為圓形斷面。主井、副井、風井的各斷面尺寸參數(shù)見表44。主井、副井、風井斷面形狀和斷面布置分別見圖4圖4圖43。表44：主井、副井、風井斷面尺寸及材料 井筒名稱項目主井副井風井單位井筒凈直徑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表土段井筒掘進斷面m2基巖段井筒掘進斷面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。，一個帶平衡錘的加寬雙層四車罐籠。風井如圖4圖44風井井筒為圓形斷面，凈直徑為5m， m2，。兩風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t/a提升容器兩對16t長型箕斗多繩摩檫輪提升機井筒直徑井深463m凈斷面積井筒支護混凝土砌碹厚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t/a提升容器；一個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：西風井井筒斷面布置圖表47：西風井井筒特征井 型180萬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：東風井井筒斷面布置圖表48：東風井井筒特征井 型180萬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)井筒風速驗算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：無提升設(shè)備的風井風速不得超過15m/s，升降人員和物料的井筒風速不得超過8m/s。井筒風速驗算見表49。表49：各井筒風速驗算井筒名稱井筒凈斷面m2通過風量m3/min風速m/s副 井3605東風井4368西風井4368通過驗算，風速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用井筒斷面滿足設(shè)計要求。二、井底車場從井底車場圖冊中選擇井底車場，并作線路長度驗算，是否滿足主、副井空、重線的要求，見圖424,井底車場為錨噴支護。主、副井空、重線長度的驗算《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：“主井空、～2列車”；“副井進、出車線的長度，～，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€長度 L=mnL1+L2+L3=216++15= m式中： L空、重線長度 ，m ； m列車數(shù) ， ； n每列礦車車數(shù) ； L1一輛礦車的長度 , m 。 L2電機車長度 ，m ； L3電動機制動距離 ，m 。副井空、重線長度 L=mnL1+L2+L3=20++15= m經(jīng)驗算，所選井底車場滿足生產(chǎn)要求，各列礦車能容納下，能調(diào)車。調(diào)車方式見井底車場調(diào)車示意圖（圖425）各符號表示，采用甩車調(diào)車，電機車牽引重列車或煤矸列車行至道岔N1前10～20m進行減速，并在行進中電機車與重列車或煤矸車摘鉤，電機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，至1→2→3到達3→4→5，重列車在由專用設(shè)備（或人工推行）進入3→9，進過卸載站卸載進入9→10；煤車進過道岔N2進入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；矸石車進過道岔N2或道岔N3進入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)計中的主要開拓巷道有運輸大巷、軌道大巷和總回風巷等。各種巷道的斷面形式、斷面大小、支護方式及其它參數(shù)見圖45～圖49。各段巷道風速驗算各段巷道的通風驗算結(jié)果見下表。表410：井巷風速驗算表巷道名稱風 量(m3/min)巷道斷面(m2)實際風速(m/s)允許風速(m/s)驗算結(jié)果最低最高井底車場4368——8符合規(guī)定軌道大巷4368——8符合規(guī)定運輸大巷43686符合規(guī)定總回風石門4368——8符合規(guī)定注：表中風量為通風容易及通風困難兩個時期通過各段巷道的最大風量通過驗算，風速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用巷道斷面滿足設(shè)計要求。巷道掘進及支護工藝各種開拓巷道均為巖石巷道，其掘進方式為鉆爆法，支護形式為錨噴支護。圖45：運輸大巷斷面圖表411：運輸大巷巷道特征圍巖類別斷面(㎡)掘進尺寸(mm)噴射厚度mm錨桿凈周長(m)凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L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根凈周長每米錨桿數(shù)15根圖4—7：運輸石門斷面圖表413：運輸石門巷道特征圍巖類別斷面(m2)掘進尺寸(mm)噴射厚度mm錨桿凈周長(m)凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L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根凈周長每米錨桿數(shù)15根圖4—9：總回風巷斷面圖表415：總回風巷巷道特征掘進斷面錨桿間距800mm型式樹脂錨桿凈斷面錨桿排距800mm外露長度100mm掘進寬度4800mm錨桿長度2100mm噴層厚度100mm掘進高度4000mm錨桿直徑16mm巷道坡度3‰凈周長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)車場形式，并對采區(qū)下部車場進行線路設(shè)計，安排合理的采掘接替計劃。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 煤層基本情況序號煤層名稱煤厚(m)最大最?。ㄆ骄﹥A角結(jié)構(gòu)層間距(