【文章內容簡介】 層和基巖風化殼含水量相對較大外，其下伏的中生界、古生界地層，巖石堅固致密，裂隙、巖溶不甚發(fā)育巖石一般不含水或含水微弱，由于侏羅紀煤層的開采，第四系沖積層潛水和基巖風化殼裂隙水已處于疏干狀態(tài)。根據該區(qū)自然地理、地質、水文等因素分析，區(qū)域內地下水的補給以大氣降水滲入和地表水滲漏為主，本區(qū)地層含水性弱或不含水，屬水文地質條件簡單區(qū)，水文地質類型為二類一型。根據以上地質條件，采用斜井開拓時，井筒掘進和維護均比較復雜；斜井較長，工程量加大，壓煤多。因此從技術和經濟上考慮，本礦區(qū)也不適應采用斜井開拓。綜合上述原因，本井田采用立井開拓。2）井筒的數目本礦井型為90萬噸∕a，屬于中型井，同時為了方便安排礦井運輸和提升系統(tǒng)，滿足礦井生產能力的要求，實行煤矸分運，故決定開鑿一個主井，一個副井，其中，主井提升為雙箕斗立井提升, 專門用以提煤，副井提升為雙罐籠立井提升, 主要用于提升人員和部分物料, 井筒內裝備一對3t礦車雙層單車普通罐籠。按進風井和出風井的相對位置，通風系統(tǒng)有中央式（包括并列式和分列式）、對角式、混合式及分區(qū)式這幾種形式。根據本礦煤層賦存情況，埋深較大，傾角較小，走向長度較大；而且瓦斯涌出量?。坏簩佑凶匀及l(fā)火傾向，故采用中央并列式通風系統(tǒng)通風。 因此，投產時建設主井、副井、中央風井三個井筒。 3）工業(yè)廣場及井口位置的確定。（1）工業(yè)廣場及井口位置的確定原則a 對初期開采有利，儲量應可靠，井巷工程量節(jié)省，建井工期較短，便于布置首采區(qū)和工作面；b應使井田兩翼的儲量大致平衡，利于井下運輸、通風和開采系統(tǒng)的布置；c盡量不占良田，少占良田；充分利用地形，以便地面生產系統(tǒng)、工業(yè)廣場及地面運輸合理；d井筒應盡量避免穿過流沙層，較厚的沖積層，有煤及瓦斯突出的煤層，較大的斷層和采空區(qū)，減少壓煤；e 有良好的工程地質條件、不受洪水、巖崩和滑坡威脅；工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部（2）井筒沿走向的位置布置根據上述原則，東西兩側儲量大致平衡，便于通風運輸，開采系統(tǒng)的均衡布局，有利于生產的順暢進行。確定主、副井，風井筒位置在井田中央。9號煤層傾角平緩,平均3176。，為近水平煤層，由煤層底板等高線可知煤層最低為+940m，我國現(xiàn)有的技術裝備和實踐認識，最好采用傾斜長壁開采，開采方式為帶區(qū)開采。，賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大。礦井軌道大巷、運輸大巷布置均布置在巖石中，由于礦井瓦斯涌出量小，但是瓦斯賦存常有不均衡的一面，將來開采中，也會因采掘面的不斷擴大，瓦斯涌出量隨之增高，為滿足回風需要，在巖石中再布置一條回風大巷，即軌道大巷，運輸大巷和回風大巷，共三條巖石大巷。為便于在巷道交叉時架設風橋等構筑物，軌道大巷、運輸大巷沿底板掘進，回風大巷沿煤層底板掘進。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，局部半煤巖及巖巷，運輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，軌道大巷巷道水平掘進坡度為千分之三到千分之五，便于排水。1）礦井開拓方案比較根據井田地質條件，儲量分布以及《煤礦安全規(guī)程》，提出以下二種開拓方案：方案一：立井單水平由于煤田傾角較小，主、副井井筒一水平均為立井開拓，水平海拔為+1340m，井筒布置于井田中央，軌道大巷采用電機車運輸，軌道大巷和運輸大巷布置在巖層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，回風大巷布置在煤層中沿底板掘進。方案二：立井兩水平開拓主、副井井筒均為立井，設兩個水平分別為+1080m和+1015m。軌道大巷采用電機車運輸。軌道大巷和運輸大巷均布置在巖層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，回風大巷布置在巖石中沿底板掘進。1）技術方案比較從上面方案簡圖中可以看出方案一、二的生產系統(tǒng)簡單可靠。方案一、二技術上均可行，水平服務也能達到要求，因此通過經濟比較確定優(yōu)劣。2）經濟方案比較由于方案一和方案二開采水平準備方式和采煤方法都相同，方案比較時只對一些不同的部分比較。方案項目方案一方案二工程量單價費用（萬元）工程量單價費用(萬元)前期主井井筒33037543303754副井井筒33040813304081井底車場63011006301100運輸大巷24009002162400900216主石門1009009小計后期主井井筒653754副井井筒654081井底車場6301100主石門20090018運輸大巷1200900小計共計790由對比結果可知，方案一比方案二的總費用要少大約240萬元，總工程量少，并能達到整個礦井的要求，因此本設計采用方案一。1）井筒礦井共有三個井筒，分別為主立井、副立井、中央風井。(1）主立井 位于礦井工業(yè)場地。井筒內裝備一對12t多繩提煤箕斗。井筒斷面為圓形，，。 井型 Mt/a提升容器一對12t多繩提煤箕斗井筒直徑 m井深330凈斷面積 m2井筒支護混凝土井壁厚400mm，充填混凝土75mm表土段井壁厚800mm基巖段毛斷面積 m2表土段毛斷面積 m2(2）副立井 位于礦井工業(yè)場地，擔負全礦的材料和設備提升。井筒內設有兩趟排水管路，并敷設動力電纜。井筒斷面形狀為圓形， m2， m2。井筒內裝備一對3t礦車雙層單車普通罐籠，井壁采用鋼筋混凝土支護方式，井筒主要用于提料，運人，提升設備，矸石等。井型提升容器一對3t礦車雙層單車普通罐籠井筒直徑井深330凈斷面積 m2井筒支護混凝土井壁厚500mm，充填混凝土75mm表土段井壁厚900mm基巖段毛斷面積 m2表土段毛斷面積 m2(3）風井 進中央風井位于礦井工業(yè)場地，擔負礦井初期回風，為工業(yè)廣場中間，內設玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面形狀為圓形，，井筒斷面布置如圖26，風井井筒斷面特征見表27。井型 Mt/a井筒直徑5 m井深330m凈斷面積 m2基巖段毛斷面積 m2表土段毛斷面積 m2礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運至地面；物料經副立井運至井底車場，在井底車場換裝，由電機車運到帶區(qū)。1）井底車場的形式和布置方式 根據礦井開拓方式，立井和大巷的相對位置關系，確定為刀式環(huán)形井底車場，副井、井底車場鋪軌以礦車輔助運輸，大巷輔助運輸為電機車，井底車場布如圖29。2）空重車線長度 井底車場空、一列礦車為20個車廂，，外形尺寸（長寬高）240011501150（mm），故取調車線長度為100 m。3）調車方式 井底車場內設2臺架線式機車（軌道），車場內的材料設備、集裝箱平板車由架線機車牽引，重車頂入卸載站，機車返回井底車場存車線。大巷來的機車直接倒入卸載站然后運走。 兩翼大巷駛入井底車場的電機人車在存車場存放，該處同時作為上、下井人員換乘點。4）硐室 (1)主井系統(tǒng)硐室 立井系統(tǒng)硐室由東西兩面上倉皮帶機頭驅動硐室、井底煤倉、裝載膠帶巷、清理井底撒煤硐室及水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐。箕斗裝載硐室布置在堅硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室的布置由線路布置決定。為了保證礦井正常生產，充分發(fā)揮膠帶運輸機和箕斗提升的潛力，井底設置一個直徑10m，高25m的圓筒煤倉，總容量約4000 t。一個煤倉底下設給煤硐室裝載膠帶機巷和裝載硐室定量倉。這種裝載系統(tǒng)靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產的需要。 (2)副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉、清理水倉硐室、中央變電所、調度室及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設有防爆密閉門。水倉布置在井底車場最低處。 (3)其它硐室 醫(yī)療硐室、機修硐室、消防車硐室、井下材料庫、火藥庫、卸載硐室、換矸硐室、乘人車場等。1—主井 2—副井 3—煤倉 4—箕斗裝載硐室 5—中央變電所 6—水泵房7—等候室 8—人車停車場 9—水倉 10—工具室 12—副井重車線13—材料車線 14—翻籠硐室 15—調度室 、運輸大巷、回風大巷圍巖類別斷面積（m2）掘進尺寸（mm）噴射厚度mm錨桿（mm）凈周長（m）凈掘寬高形式外露長度排列方式間排距錨深規(guī)格巖48004200100樹脂100菱形800200020001415材料大巷巖層布置，巷道坡度為3‰～5‰。輔助運輸大巷為錨梁網索噴支護半圓拱斷面， m。圍巖類別斷面積（m2）掘進尺寸（mm）噴射厚度（mm）錨桿（mm）凈周長（m）凈掘寬高形式外露長度排列方式間排距錨深規(guī)格巖44403770120樹脂100三花8002200220020膠帶運輸大巷和沿煤層底板掘進，布置在巖石中，，。圍巖類別斷面積（m2）掘進尺寸（mm）噴射厚度mm錨桿（mm）凈周長（m）凈掘寬高形式外露長度排列方式間排距錨深規(guī)格巖52404120120樹脂100菱形8002200220014大巷煤炭運輸方式主要有機車牽引礦車和膠帶輸送機兩種運輸方式，兩種運輸方式均有各自的特點。采用機車牽引礦車可同時統(tǒng)一解決煤、矸石、材料的運輸問題，能適應礦井兩翼生產的不均衡性，能滿足井下不同煤種的煤層分采分運的要求，對巷道彎曲無多大的限制，運煤過程中產生的煤塵少，對通風安全有利，長距離運輸也沒有困難等優(yōu)點。缺點是運輸量小，運輸不連續(xù)，不易實現(xiàn)集中管理和自動控制；大巷往返列車頻繁，調度困難，容易發(fā)生交通事故；采區(qū)裝車站、車場、硐室工程量大，占用設備多、人員多、空間大。采用膠帶輸送機時為連續(xù)運輸，運量大、效益高，易于實現(xiàn)自動化，適合機械化開采；系統(tǒng)簡單，易實現(xiàn)集中管理和自動控制，事故少、安全可靠，人員少、生產效率高。主要缺點是需要解決輔助運輸問題，投資大，設備留有較大的富裕能力，設備利用不充分，同時運輸巷要求直，受地質構造的影響。上述說明礦車運輸適于運距長、拐彎多、不同煤種分運的條件；膠帶運輸則適于運量大、不存在多煤種分運、巷道比較直且煤層傾角小的條件。1）煤炭運輸根本煤礦的實際情況以及目前煤炭開采機械化的發(fā)展趨勢，設計考慮煤炭運輸采用膠帶輸送機的運輸方式，選擇SSJ1000/2110可伸縮膠帶輸送機。膠帶輸送機驅動裝置均采用防爆電機，拉緊裝置采用固定帶式輸送機液壓自動拉緊裝置，并配備防打滑保護裝置、煙霧保護裝置、溫度保護裝置、堆煤保護裝置、自動撒水裝置、火災自動滅火、報警裝置、防跑偏保護裝置、可靠的逆止裝置、斷帶保護裝置、防撕裂保護裝置、雙向拉繩開關等。110可伸縮膠帶輸送機技術特征型號SSJ1000/2110單位輸送量900t/h輸送長度1000m帶速m/s輸送帶帶寬1000mm儲帶長度100m電動機型號YB355L24功率3200kW電壓1140V外形尺寸機頭1113433002506mm生產廠家淮南煤礦機械廠設計傾向長壁綜采工作面采煤機最大瞬時出煤能力為400t/h，工作面刮板運輸機運輸能力為600t/h，轉載機的輸送能力為900t/h，破碎機通過能力為900t/h，運輸斜巷膠帶輸送機輸送能力為900t/h，帶區(qū)運輸系統(tǒng)各設備生產、通過能力均大于工作面最大瞬時出煤能力，且各環(huán)節(jié)依次后一設備運輸能力均大于前面運輸設備的運輸能力，故所選設備能滿足要求。2）輔助運輸礦井輔助運輸既要考慮大巷的輔助運輸，同時還要兼顧工作面輔助運輸巷的運輸方式。目前國內礦井的輔助運輸方式主要有調度絞車、柴油機車、蓄電池機車、單軌吊車、無軌膠輪車、卡軌車、齒軌機車等。由于無軌膠輪車、單軌吊車、卡軌車、齒軌機車的運輸方式投入成本大、投資高、使用及維護費用高，一般用于較大型礦井，根據本礦井實際情況，這些輔助運輸方式不宜采用，本設計重點考慮了蓄電池機車和柴油機車兩種牽引設備的比較。蓄電池機車牽引礦車運輸方式主要優(yōu)點是運行穩(wěn)定、經濟、環(huán)保無污染；但是牽引力小，需要設充電變流室，井巷工程量大。柴油機車牽引礦車具有機動靈活、經濟、安全、檢修方便、牽引力大等優(yōu)點。缺點是具有廢氣污染，對礦井通風有較高的要求。綜合以上分析，根據礦井巷道布置和通風安全的要求，采用柴油機車的運輸方式對井下空氣有一定污染，更重要的是井下運輸的安全性較低，考慮到后期瓦斯含量有增大的可能，設計采用XK87/140型防爆型蓄電池電機車，具體參數見表211。 XK87/140型防爆型蓄電池電機車技術特征項目單位技術特征型號XK87/140粘著質量t8軌距mm600最小曲率半徑m7牽引高度mm430固定軌距mm1150車輪直徑mm680外型尺寸mm449011921600制動方式機械小時制牽引力kN速度小時制km/h最大km/h蓄電池組額定電壓V