【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，Si——第 i 塊段平面積（10 4m2） ，α i——第 i 塊段煤層傾角（186。） ，Mi——第 i 塊段平均純煤真厚（m） ，D——二 1煤層視密度（t/m 3） 。礦井工業(yè)儲(chǔ)量 Q=2766+1123 =3889 萬(wàn) t 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層保護(hù)煤柱、井田邊界保護(hù)煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。計(jì)算公式如下：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱損失永久煤柱包括：井田境界、斷層、鐵路橋、村莊保護(hù)煤柱；永久煤柱的留設(shè)：(1)斷層保護(hù)煤柱本井田內(nèi)斷層少，且落差很小，對(duì)開(kāi)采設(shè)計(jì)不造成影響。故不留設(shè)斷層保護(hù)煤柱。(2)井田邊界保護(hù)煤柱的留設(shè)井田邊界保護(hù)煤柱均留設(shè) 30～100m 不等。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)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)回采率即為礦井設(shè)計(jì)可采儲(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(chǎng)地、風(fēng)井場(chǎng)地、主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱。礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱留設(shè)根據(jù)本設(shè)計(jì)開(kāi)拓方案知，主要運(yùn)輸大巷為巖巷留 30m 保護(hù)煤柱，上下山各巷河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 井田開(kāi)拓道間距留設(shè) 30m、兩側(cè)各留設(shè) 30m 保護(hù)煤柱。該礦現(xiàn)保有資源儲(chǔ)量 3889 萬(wàn)噸，其中（111b）864 萬(wàn)噸、 （122b）2432 萬(wàn)噸，（333）593 萬(wàn)噸。其設(shè)計(jì)利用資源儲(chǔ)量按基礎(chǔ)儲(chǔ)量+推斷的資源量可信度系數(shù)計(jì)算（（333）資源的可信度系數(shù)取 ） ，即（111b）+（122b）+（333）計(jì)算，結(jié)果為 萬(wàn)噸?？刹少Y源量按設(shè)計(jì)利用資源儲(chǔ)量可采系數(shù)（）計(jì)算，結(jié)果為 萬(wàn)噸。 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日為 300d，每天 3 班作業(yè)，其中 2 班生產(chǎn)，1 班準(zhǔn)備。每天皮帶凈運(yùn)輸時(shí)間為 16h。 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、處理、開(kāi)采條件、設(shè)備供應(yīng)以及國(guó)家需煤等因素確定。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。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算： T＝ Q/（AP） 式中：T——礦井服務(wù)年限，a Q——礦井可采儲(chǔ)量，Mt A——礦井生產(chǎn)能力，／a P——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 . 則 T=（60）=22a ，故礦井尚可服務(wù) 20 年。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 井田開(kāi)拓3 井田開(kāi)拓 概述 礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)礦井的開(kāi)拓方式概述及評(píng)價(jià)國(guó)投新登鄭州煤業(yè)年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 60 萬(wàn)噸，是一個(gè)有 50 多年開(kāi)采歷史的老礦井。礦井于 1952 年破土動(dòng)工，1989 年改擴(kuò)建后礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 60 萬(wàn)t/a，經(jīng)歷年技術(shù)改造后 2022 年核定生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t/a，實(shí)際生產(chǎn)能力可超百萬(wàn)噸。礦井采用斜立混合開(kāi)拓，恒底長(zhǎng)臂式一次采全高采煤法。軌道巷運(yùn)輸采用1t 礦車，電瓶車牽引，運(yùn)輸機(jī)巷采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)。 影響設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓的主要因素分析由于考慮井田煤層賦存較穩(wěn)定，埋藏較淺，煤層傾角不大，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開(kāi)采技術(shù)條件相對(duì)較好等因素，建設(shè)一對(duì)中型礦井。但是由于井田范圍內(nèi)煤層產(chǎn)狀較為復(fù)雜，煤層局部起伏較大，局部有大面積薄煤帶出現(xiàn)，則可能影響礦井的開(kāi)拓布置。對(duì)于礦井儲(chǔ)量級(jí)別不高的塊段，尚需補(bǔ)充勘探。 井田開(kāi)拓 開(kāi)采地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及設(shè)計(jì)題目要求知，該井田主采煤層為二 1 煤層，煤層傾角平均為 6～15176。，平均厚度 ，煤層賦存基本穩(wěn)定。井田范圍斷層少，且落差小，對(duì)礦井開(kāi)拓影響不大；礦井涌水量較大，正常涌水量 400m3/h，最大涌水量500m3/h；相對(duì)瓦斯涌出量 ,絕對(duì)瓦斯涌出量 ，為低瓦斯礦井。 井筒形式、數(shù)目、位置及開(kāi)采水平的確定井田內(nèi)劃分及開(kāi)采水平數(shù)目及標(biāo)高：根據(jù)煤層賦存狀況，煤層傾角平均 6～15176。，屬近水平和緩傾斜煤層?？蓪⒕镏苯觿澐譃楸P區(qū)，分三個(gè)水平開(kāi)采，盤區(qū)內(nèi)劃分為若干個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段布置一個(gè)采煤工作面。采煤工作面沿煤層傾向推進(jìn)，采用單一傾向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤法采煤，全部跨落法管理頂板?；夭晒ぷ髅鎯A向長(zhǎng)度不受規(guī)定限制。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 井田開(kāi)拓水平標(biāo)高的確定：為了有利于整個(gè)礦井的開(kāi)拓布置和首采工作面的投產(chǎn)，減少巖石工程量，減少初期投資，縮短建井工期，設(shè)計(jì)第一水平標(biāo)高為+155m，第二水平標(biāo)高為+90，第三水平標(biāo)高為+0， 。 井筒形式、數(shù)目及位置的確定(1)形式的選擇該井田內(nèi)可采煤層埋藏淺，后期開(kāi)采深度在+0～30m，煤層傾角 12～15176。左右。第一水平?jīng)Q定采用斜井上山開(kāi)拓方式。這樣井筒短，提升速度快，提升能力大，投資回收期短。(2)井筒數(shù)目采用斜井開(kāi)拓時(shí)，一般只開(kāi)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。本礦井為低瓦斯礦井，煤層賦存較淺，設(shè)計(jì)采用一對(duì)主、副井，盤區(qū)邊界風(fēng)井回風(fēng)的開(kāi)拓方式。(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(kāi)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(kāi)采有利，又要注意使地面合理布置，還要有利于井筒的開(kāi)掘和維護(hù)。. 3 主要運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)大巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方法(1)開(kāi)采水平大巷的布置由于該礦煤層傾角小，井底車場(chǎng)距離煤層近，可直接沿煤層走向方向布置運(yùn)輸大巷。(2)開(kāi)采水平大巷位置的選擇本設(shè)計(jì)擬將開(kāi)采水平大巷布置在煤層底板堅(jiān)硬巖層中，巖石大巷的優(yōu)點(diǎn)如下：在距煤層一定距離的巖層中掘進(jìn)，基本上可保證取直且保持一定方向，巷道彎曲小，有利干運(yùn)輸。巷道維護(hù)條件好，煤柱損失量小，安全條件好 井筒特征 井筒斷面尺寸井筒斷面的確定依據(jù)河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 井田開(kāi)拓主要根據(jù)提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸，井筒裝備的類型、規(guī)格、最小允許間隙，井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸等確定。本設(shè)計(jì)礦井年量為 ，選斜井井筒裝備如下表 331 所示 表 331 斜井井筒裝備表 井筒裝備主井：主井負(fù)責(zé)提煤，并兼作通風(fēng)，井筒內(nèi)裝備一部強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，布置排水、壓風(fēng)、灑水、電纜等管線。副井：主要用于礦井升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)。井筒內(nèi)裝備兩輛人車，電纜等管線。 井筒斷面確定 根據(jù)井筒斷面確定原則，確定井筒凈直徑如下:主井井筒：；副井井筒：；風(fēng)井井筒：。 風(fēng)速校核V=Q/MS≤Vmax式中：V——通過(guò)井筒的風(fēng)速，m/s； Q——通過(guò)井筒的風(fēng)量，m3/s； S——井筒的凈斷面積，m2；M——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為 ； Vmax——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。礦井風(fēng)量可初步按瓦斯相對(duì)涌出量計(jì)算：礦井生產(chǎn)能力 主井 副井 風(fēng)井 Mt/a一部強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)兩輛人車、階梯 梯子間河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 井田開(kāi)拓Q=式中： T——礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，3000 t； q——瓦斯相對(duì)涌出量，； K——備用系數(shù)，可取 ；Q =3000=V=Q/MS=()=＜8m/s經(jīng)驗(yàn)算，所選井筒直徑能夠滿足規(guī)程規(guī)定，符合要求。詳見(jiàn)井筒斷面圖圖 33圖 33圖 333。 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇井壁的支護(hù)材料為料石砌碹支護(hù)，井壁厚度主井為 400mm，副井為 400mm，風(fēng)井為混凝土支護(hù)厚度 300mm，充填混凝土為 50mm。 井筒深度主井深 592m，副井深 611m。風(fēng)井深 285m。井筒深度除自井口至開(kāi)采水平的井筒長(zhǎng)度外，還需要加井窩的深度。井窩深度：主井為皮帶溜煤眼裝載，井底設(shè)置 5m 的水窩。詳見(jiàn)表 332 井筒特征表。 表 332 井筒特征表 井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井X（m） 3805058 3805158 3803048Y（m） 38422143 38422132 38420470井口標(biāo)高Z（m） + + +用 途 提煤、進(jìn)風(fēng) 行人、運(yùn)輸設(shè)備、物料及進(jìn)風(fēng) 回風(fēng)提升設(shè)備 DX800 2JK2/20 ——井筒傾角（176。） 16 90斷面形狀 半圓拱形 半圓拱形 圓形支護(hù)方式 砌碹 砌碹 混凝土井壁厚度（mm） 400 400 300提升方位角（176。） 53176。 53176。 ——河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 井田開(kāi)拓井筒深度 592 611 285 井底車場(chǎng)硐室(1)煤倉(cāng)井下煤倉(cāng)上接上倉(cāng)皮帶巷，下連主井強(qiáng)力皮帶。(2).中央水泵房及中央變電所：這兩個(gè)硐室通常聯(lián)合布置在副井附近，由中央水泵房引出的排水管經(jīng)管子道直接通往副井井筒，從井簡(jiǎn)引入的電線也由此進(jìn)入中央變電所。水泵房及變電所各有一條通道與井底車場(chǎng)巷道相連，水泵房及變電所之間設(shè)有防火鐵門。 (3)水倉(cāng)它由兩條獨(dú)立的巷道織成，其入口應(yīng)盡量選擇在井底車場(chǎng)巷道標(biāo)高的最低點(diǎn)。為便于水倉(cāng)的清理，在水倉(cāng)內(nèi)鋪設(shè)軌道并在其入口處設(shè)置清倉(cāng)小絞車。水倉(cāng)的末端經(jīng)吸水小井與水泵房相連。水倉(cāng)容量應(yīng)根據(jù)礦井正常涌水量計(jì)算確定。主要水倉(cāng)的有效容積應(yīng)能容納 8 小時(shí)的正常涌水量。(4)等候室等候室在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場(chǎng)所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領(lǐng)取工具。(5)其他硐室其他硐室主要有：等候室、工具室、信號(hào)硐室，機(jī)修硐室，消防材料庫(kù)等。 采區(qū)、采煤工作面的配置 《安全規(guī)程》規(guī)定：突出礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區(qū)域的采煤工作面，不得采用前進(jìn)式采煤方法。本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)采單一二 1 煤層，受煤層走向及起伏的影響，設(shè)計(jì)中將礦井第一水平布置在+155m 標(biāo)高，在第一水平布置一個(gè)上山盤區(qū)（Ⅰ盤區(qū)）作為礦井的首采盤區(qū)。在+90m 標(biāo)高二水平布置兩條集中運(yùn)輸和軌道大巷，+0 水平分兩翼布置兩個(gè)采區(qū)上山掘進(jìn)，條帶式布置回采工作面。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)4 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則A 必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定：（1） 每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。（2） 應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級(jí)選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。（3） 箕斗提升井或膠帶運(yùn)輸井不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作進(jìn)風(fēng)井使用時(shí)，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)箕斗或膠帶運(yùn)輸井兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，箕斗井風(fēng)速不得大于 6m/s、膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當(dāng)采用箕斗井回風(fēng)時(shí)，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風(fēng)率不得大于 15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，膠帶井不得兼作回風(fēng)井。B 通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。還應(yīng)綜合考慮以下因素：（1） 風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上(大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮 50 年一遇)，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于 500m。（2） 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。（3） 占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。（4） 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。（5） 發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通往地面的安全出口，以便于人員撤出。（6） 使專用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。（7） 盡可能使每個(gè)采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過(guò)多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。（8） 多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻(一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過(guò)任何一個(gè)河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)負(fù)壓的 30%)。（9） 新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。（10） 井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須直接引入礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)可引入采區(qū)回風(fēng)道；（11） 應(yīng)滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特殊要求。 通風(fēng)設(shè)計(jì)的依據(jù)是：絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，相對(duì)瓦斯涌出量為，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，主采煤層二 1煤層為不易自燃煤層。礦井采用斜井井多水平上下山開(kāi)拓，走向長(zhǎng)臂采煤法，炮采放頂煤采煤工藝，綜采斜切環(huán)入式進(jìn)刀工藝，巷道掘進(jìn)施工采用炮掘工藝。全礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括：通風(fēng)方式，即進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的布置方式（分為中央式、對(duì)角式、分區(qū)式