【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 層和基巖風(fēng)化殼含水量相對(duì)較大外，其下伏的中生界、古生界地層，巖石堅(jiān)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(jì)煤層的開采，第四系沖積層潛水和基巖風(fēng)化殼裂隙水已處于疏干狀態(tài)。根據(jù)該區(qū)自然地理、地質(zhì)、水文等因素分析，區(qū)域內(nèi)地下水的補(bǔ)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(zhì)條件簡(jiǎn)單區(qū)，水文地質(zhì)類型為二類一型。根據(jù)以上地質(zhì)條件，采用斜井開拓時(shí)，井筒掘進(jìn)和維護(hù)均比較復(fù)雜；斜井較長(zhǎng)，工程量加大，壓煤多。因此從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上考慮，本礦區(qū)也不適應(yīng)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(shù)目本礦井型為90萬噸∕a，屬于中型井，同時(shí)為了方便安排礦井運(yùn)輸和提升系統(tǒng)，滿足礦井生產(chǎn)能力的要求，實(shí)行煤矸分運(yùn)，故決定開鑿一個(gè)主井，一個(gè)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(nèi)裝備一對(duì)3t礦車雙層單車普通罐籠。按進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的相對(duì)位置，通風(fēng)系統(tǒng)有中央式（包括并列式和分列式）、對(duì)角式、混合式及分區(qū)式這幾種形式。根據(jù)本礦煤層賦存情況，埋深較大，傾角較小，走向長(zhǎng)度較大；而且瓦斯涌出量小；但煤層有自燃發(fā)火傾向，故采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)。 因此，投產(chǎn)時(shí)建設(shè)主井、副井、中央風(fēng)井三個(gè)井筒。 3）工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置的確定。（1）工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置的確定原則a 對(duì)初期開采有利，儲(chǔ)量應(yīng)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(yīng)使井田兩翼的儲(chǔ)量大致平衡，利于井下運(yùn)輸、通風(fēng)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(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)及地面運(yùn)輸合理；d井筒應(yīng)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(zhì)條件、不受洪水、巖崩和滑坡威脅；工業(yè)場(chǎng)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(jù)上述原則，東西兩側(cè)儲(chǔ)量大致平衡，便于通風(fēng)運(yùn)輸，開采系統(tǒng)的均衡布局，有利于生產(chǎn)的順暢進(jìn)行。確定主、副井，風(fēng)井筒位置在井田中央。9號(hào)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(guó)現(xiàn)有的技術(shù)裝備和實(shí)踐認(rèn)識(shí)，最好采用傾斜長(zhǎng)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(yùn)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(huì)因采掘面的不斷擴(kuò)大，瓦斯涌出量隨之增高，為滿足回風(fēng)需要，在巖石中再布置一條回風(fēng)大巷，即軌道大巷，運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，共三條巖石大巷。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運(yùn)輸大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿煤層底板掘進(jìn)。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(yùn)輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，軌道大巷巷道水平掘進(jìn)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(jù)井田地質(zhì)條件，儲(chǔ)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(jī)車運(yùn)輸，軌道大巷和運(yùn)輸大巷布置在巖層中，沿底板掘進(jìn)，局部半煤巖及巖巷，回風(fēng)大巷布置在煤層中沿底板掘進(jìn)。方案二：立井兩水平開拓主、副井井筒均為立井，設(shè)兩個(gè)水平分別為+1080m和+1015m。軌道大巷采用電機(jī)車運(yùn)輸。軌道大巷和運(yùn)輸大巷均布置在巖層中，沿底板掘進(jìn)，局部半煤巖及巖巷，回風(fēng)大巷布置在巖石中沿底板掘進(jìn)。1）技術(shù)方案比較從上面方案簡(jiǎn)圖中可以看出方案一、二的生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。方案一、二技術(shù)上均可行，水平服務(wù)也能達(dá)到要求，因此通過經(jīng)濟(jì)比較確定優(yōu)劣。2）經(jīng)濟(jì)方案比較由于方案一和方案二開采水平準(zhǔn)備方式和采煤方法都相同，方案比較時(shí)只對(duì)一些不同的部分比較。方案項(xiàng)目方案一方案二工程量單價(jià)費(fèi)用（萬元）工程量單價(jià)費(fèi)用(萬元)前期主井井筒33037543303754副井井筒33040813304081井底車場(chǎng)63011006301100運(yùn)輸大巷24009002162400900216主石門1009009小計(jì)后期主井井筒653754副井井筒654081井底車場(chǎng)6301100主石門20090018運(yùn)輸大巷1200900小計(jì)共計(jì)790由對(duì)比結(jié)果可知，方案一比方案二的總費(fèi)用要少大約240萬元，總工程量少，并能達(dá)到整個(gè)礦井的要求，因此本設(shè)計(jì)采用方案一。1）井筒礦井共有三個(gè)井筒，分別為主立井、副立井、中央風(fēng)井。(1）主立井 位于礦井工業(yè)場(chǎng)地。井筒內(nèi)裝備一對(duì)12t多繩提煤箕斗。井筒斷面為圓形，，。 井型 Mt/a提升容器一對(duì)12t多繩提煤箕斗井筒直徑 m井深330凈斷面積 m2井筒支護(hù)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(chǎng)地，擔(dān)負(fù)全礦的材料和設(shè)備提升。井筒內(nèi)設(shè)有兩趟排水管路，并敷設(shè)動(dòng)力電纜。井筒斷面形狀為圓形， m2， m2。井筒內(nèi)裝備一對(duì)3t礦車雙層單車普通罐籠，井壁采用鋼筋混凝土支護(hù)方式，井筒主要用于提料，運(yùn)人，提升設(shè)備，矸石等。井型提升容器一對(duì)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(hù)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(fēng)井 進(jìn)中央風(fēng)井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)礦井初期回風(fēng)，為工業(yè)廣場(chǎng)中間，內(nèi)設(shè)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(fēng)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(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，由電機(jī)車運(yùn)到帶區(qū)。1）井底車場(chǎng)的形式和布置方式 根據(jù)礦井開拓方式，立井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為刀式環(huán)形井底車場(chǎng)，副井、井底車場(chǎng)鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為電機(jī)車，井底車場(chǎng)布如圖29。2）空重車線長(zhǎng)度 井底車場(chǎng)空、一列礦車為20個(gè)車廂，，外形尺寸（長(zhǎng)寬高）240011501150（mm），故取調(diào)車線長(zhǎng)度為100 m。3）調(diào)車方式 井底車場(chǎng)內(nèi)設(shè)2臺(tái)架線式機(jī)車（軌道），車場(chǎng)內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由架線機(jī)車牽引，重車頂入卸載站，機(jī)車返回井底車場(chǎng)存車線。大巷來的機(jī)車直接倒入卸載站然后運(yùn)走。 兩翼大巷駛?cè)刖总噲?chǎng)的電機(jī)人車在存車場(chǎng)存放，該處同時(shí)作為上、下井人員換乘點(diǎn)。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(cāng)皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室、井底煤倉(cāng)、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?；费b載硐室布置在堅(jiān)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(chǎn)，充分發(fā)揮膠帶運(yùn)輸機(jī)和箕斗提升的潛力，井底設(shè)置一個(gè)直徑10m，高25m的圓筒煤倉(cāng)，總?cè)萘考s4000 t。一個(gè)煤倉(cāng)底下設(shè)給煤硐室裝載膠帶機(jī)巷和裝載硐室定量倉(cāng)。這種裝載系統(tǒng)靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產(chǎn)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(cāng)、清理水倉(cāng)硐室、中央變電所、調(diào)度室及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時(shí)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(shè)有防爆密閉門。水倉(cāng)布置在井底車場(chǎng)最低處。 (3)其它硐室 醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、消防車硐室、井下材料庫(kù)、火藥庫(kù)、卸載硐室、換矸硐室、乘人車場(chǎng)等。1—主井 2—副井 3—煤倉(cāng) 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(chǎng) 9—水倉(cāng) 10—工具室 12—副井重車線13—材料車線 14—翻籠硐室 15—調(diào)度室 、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷圍巖類別斷面積（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）噴射厚度mm錨桿（mm）凈周長(zhǎng)（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L(zhǎng)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(yùn)輸大巷為錨梁網(wǎng)索噴支護(hù)半圓拱斷面， m。圍巖類別斷面積（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）噴射厚度（mm）錨桿（mm）凈周長(zhǎng)（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格巖44403770120樹脂100三花8002200220020膠帶運(yùn)輸大巷和沿煤層底板掘進(jìn)，布置在巖石中，，。圍巖類別斷面積（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）噴射厚度mm錨桿（mm）凈周長(zhǎng)（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L(zhǎng)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(yùn)輸方式主要有機(jī)車牽引礦車和膠帶輸送機(jī)兩種運(yùn)輸方式，兩種運(yùn)輸方式均有各自的特點(diǎn)。采用機(jī)車牽引礦車可同時(shí)統(tǒng)一解決煤、矸石、材料的運(yùn)輸問題，能適應(yīng)礦井兩翼生產(chǎn)的不均衡性，能滿足井下不同煤種的煤層分采分運(yùn)的要求，對(duì)巷道彎曲無多大的限制，運(yùn)煤過程中產(chǎn)生的煤塵少，對(duì)通風(fēng)安全有利，長(zhǎng)距離運(yùn)輸也沒有困難等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是運(yùn)輸量小，運(yùn)輸不連續(xù)，不易實(shí)現(xiàn)集中管理和自動(dòng)控制；大巷往返列車頻繁，調(diào)度困難，容易發(fā)生交通事故；采區(qū)裝車站、車場(chǎng)、硐室工程量大，占用設(shè)備多、人員多、空間大。采用膠帶輸送機(jī)時(shí)為連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)量大、效益高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合機(jī)械化開采；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)集中管理和自動(dòng)控制，事故少、安全可靠，人員少、生產(chǎn)效率高。主要缺點(diǎn)是需要解決輔助運(yùn)輸問題，投資大，設(shè)備留有較大的富裕能力，設(shè)備利用不充分，同時(shí)運(yùn)輸巷要求直，受地質(zhì)構(gòu)造的影響。上述說明礦車運(yùn)輸適于運(yùn)距長(zhǎng)、拐彎多、不同煤種分運(yùn)的條件；膠帶運(yùn)輸則適于運(yùn)量大、不存在多煤種分運(yùn)、巷道比較直且煤層傾角小的條件。1）煤炭運(yùn)輸根本煤礦的實(shí)際情況以及目前煤炭開采機(jī)械化的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)考慮煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸方式，選擇SSJ1000/2110可伸縮膠帶輸送機(jī)。膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置均采用防爆電機(jī)，拉緊裝置采用固定帶式輸送機(jī)液壓自動(dòng)拉緊裝置，并配備防打滑保護(hù)裝置、煙霧保護(hù)裝置、溫度保護(hù)裝置、堆煤保護(hù)裝置、自動(dòng)撒水裝置、火災(zāi)自動(dòng)滅火、報(bào)警裝置、防跑偏保護(hù)裝置、可靠的逆止裝置、斷帶保護(hù)裝置、防撕裂保護(hù)裝置、雙向拉繩開關(guān)等。110可伸縮膠帶輸送機(jī)技術(shù)特征型號(hào)SSJ1000/2110單位輸送量900t/h輸送長(zhǎng)度1000m帶速m/s輸送帶帶寬1000mm儲(chǔ)帶長(zhǎng)度100m電動(dòng)機(jī)型號(hào)YB355L24功率3200kW電壓1140V外形尺寸機(jī)頭1113433002506mm生產(chǎn)廠家淮南煤礦機(jī)械廠設(shè)計(jì)傾向長(zhǎng)壁綜采工作面采煤機(jī)最大瞬時(shí)出煤能力為400t/h，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力為600t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力為900t/h，破碎機(jī)通過能力為900t/h，運(yùn)輸斜巷膠帶輸送機(jī)輸送能力為900t/h，帶區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)各設(shè)備生產(chǎn)、通過能力均大于工作面最大瞬時(shí)出煤能力，且各環(huán)節(jié)依次后一設(shè)備運(yùn)輸能力均大于前面運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力，故所選設(shè)備能滿足要求。2）輔助運(yùn)輸?shù)V井輔助運(yùn)輸既要考慮大巷的輔助運(yùn)輸，同時(shí)還要兼顧工作面輔助運(yùn)輸巷的運(yùn)輸方式。目前國(guó)內(nèi)礦井的輔助運(yùn)輸方式主要有調(diào)度絞車、柴油機(jī)車、蓄電池機(jī)車、單軌吊車、無軌膠輪車、卡軌車、齒軌機(jī)車等。由于無軌膠輪車、單軌吊車、卡軌車、齒軌機(jī)車的運(yùn)輸方式投入成本大、投資高、使用及維護(hù)費(fèi)用高，一般用于較大型礦井，根據(jù)本礦井實(shí)際情況，這些輔助運(yùn)輸方式不宜采用，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮了蓄電池機(jī)車和柴油機(jī)車兩種牽引設(shè)備的比較。蓄電池機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸方式主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保無污染；但是牽引力小，需要設(shè)充電變流室，井巷工程量大。柴油機(jī)車牽引礦車具有機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)、安全、檢修方便、牽引力大等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是具有廢氣污染，對(duì)礦井通風(fēng)有較高的要求。綜合以上分析，根據(jù)礦井巷道布置和通風(fēng)安全的要求，采用柴油機(jī)車的運(yùn)輸方式對(duì)井下空氣有一定污染，更重要的是井下運(yùn)輸?shù)陌踩暂^低，考慮到后期瓦斯含量有增大的可能，設(shè)計(jì)采用XK87/140型防爆型蓄電池電機(jī)車，具體參數(shù)見表211。 XK87/140型防爆型蓄電池電機(jī)車技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號(hào)XK87/140粘著質(zhì)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(dòng)方式機(jī)械小時(shí)制牽引力kN速度小時(shí)制km/h最大km/h蓄電池組額定電壓V