【文章內(nèi)容簡介】 開采；并且把主井的位置布置在礦井儲量的中央，以減少運輸費用；為保證正常生產(chǎn)和減少掘進工程量，每個階段布置一個大型煤倉。礦井開采后期在礦井儲量的中央開掘下山巷道，為了減少掘進工程量，下山對應(yīng)于水平的上山布置，利用水平的上山回風，同時為了減少掘進工程量，每個階段共用一個煤倉，開采下山時利用巖石上山回風。2） 確定井筒形式、數(shù)目、位置（1）確定井筒的形式由于該井田地處平原，且表土層不穩(wěn)定，不具備斜井與平峒的開拓條件。而立井有自己獨特的優(yōu)點，它的提升能力大，管理較容易，維護較簡單。符合本礦的實際情況。故本設(shè)計采用立井開拓方式。（2）確定井筒的數(shù)目及位置根據(jù)《規(guī)范》要求：采用立井開拓時，一般開鑿一對提升井筒，即主井，副井。本礦井采用主井提煤，副井運料。主井、副井設(shè)在工業(yè)廣場內(nèi)；風井布置在煤層淺部。這樣有利于管理，且少壓煤。主井裝備有箕斗，用于煤炭提升；副井裝備有罐籠，用于提升材料、矸石，升降人員。由于礦井走向長度和傾向長度相差不大，而且礦井開采深度不大，故采用中央分列式通風。（3）工業(yè)廣場及井口位置的確定井筒及工業(yè)廣場確定的原則：井筒位置應(yīng)盡量位于儲量中心，使井下開采有合理的布局，達到節(jié)省投資，生產(chǎn)費用低的目的。應(yīng)使井田兩翼的儲量大致平衡，有利于井下運輸、通風和開采系統(tǒng)的位置。盡量不占、少占農(nóng)田，充分利用地形，以使地面生產(chǎn)系統(tǒng)，工業(yè)廣場的布置及地面運輸比較合理。井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層，較大含水層，較厚沖積層，有煤與瓦斯突出的煤層，較大的斷層及采空區(qū)，并應(yīng)少壓煤。有良好的工程地質(zhì)條件，不受洪水、巖崩、滑坡的威脅。井筒周圍需留設(shè)有足夠的保護煤柱以保護井筒和地面工業(yè)廣場不致被開采工作引起巖層移動破壞。根據(jù)本礦實際條件及參考實習礦井，確定井口位置如下：設(shè)計井筒位置坐標見下表：表221井筒坐標坐標XY主井副井風井3）煤層開采順序煤層開采采用下行開采，即先采己15煤、再開采己17煤。一水平布置兩條上山；為節(jié)省開拓工程量，以礦井中心線為界限把本礦井分為東西兩翼，進行雙翼開采；并且把主井的位置布置在礦井儲量的中央，以減少運輸費用；為保證正常生產(chǎn)和減少掘進工程量，每個階段布置一個大型煤倉。礦井開采后期在礦井儲量的中央開掘下山巷道，為了減少掘進工程量，下山對應(yīng)于水平的上山布置，利用水平的上山回風，同時為了減少掘進工程量，每個階段共用一個煤倉，開采下山時利用巖石上山回風。4）開采水平標高、開拓布置方案的確定開采水平的劃分應(yīng)遵循的原則：（1）要有合理的階段斜長，（2）要有合理的區(qū)段數(shù)目，（3）要有利于采區(qū)的正常接替，（4）要使確定的水平標高在經(jīng)濟上有利。結(jié)合本礦井的實際情況，本設(shè)計對井田的開拓方式做了三個方案：第一方案全井田分為2個生產(chǎn)水平，第一水平標高－192；二水平采用立井延伸，標高－400。第二方案全井田分為2個生產(chǎn)水平，立井兩水平上山開拓，一水平標高－100；二水平采用立井延伸，標高－300。第三方案全井田分為1個生產(chǎn)水平，即192水平。 方案一 方案二 方案三三個開拓方案的經(jīng)濟分析比較見表222 。表222 開拓方案經(jīng)濟分析名稱項目單價 /元數(shù)量/m造價/萬元合計/萬元第一方案主井8542340副井9072325風井7958133一水平大巷28601800延伸立井3240208二水平石門28601000286二水平大巷28601700第二方案主井8542248副井9072233風井7958133一水平大巷28601800延伸立井1020300二水平石門28601000286二水平大巷28602450第三方案主井8542340副井9072325風井7958133一水平大巷28601800從此表可以看出：第三方案工程量最小，投資少，工期短，見效快；巷道掘進及維護費用低，運煤系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少，運費低；經(jīng)濟技術(shù)效果比較明顯。故本設(shè)計開拓方案采用第三方案。 礦井基本巷道1） 井筒（1）確定井筒斷面的形狀主井井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒的用途，服務(wù)年限，井筒穿過巖層性質(zhì)及涌水情況而定。本礦井井筒斷面形狀根據(jù)本身及圍巖條件，選用圓柱斷面。因為本礦井井筒要求服務(wù)年限較長，為整個礦區(qū)服務(wù)，而圓柱斷面具有服務(wù)年限長，承受地壓性能好，通風阻力小及便于施工等特點。故選用圓柱斷面。（2）井筒斷面布置及裝備根據(jù)提升容器的規(guī)格、尺寸、井筒合理布置的要求，并參考實際礦井的生產(chǎn)情況確定：主井：井筒凈直徑6m，裝備一對16噸箕斗。,支護壁厚1100mm； m2，支護壁厚500mm。 附圖2—2— 主井井筒斷面圖 主井井筒特征表：井型井筒直徑支護方式提升容器90萬t/a6m砼砌碹一對16t標準箕斗，一套44多繩絞車副井：，裝備兩套6噸雙層單車罐籠。并且設(shè)有梯子間，用作安全出口，主要擔負升降人員、材料、設(shè)備及提升矸石等任務(wù)。附圖2—2— 副井井筒斷面圖副井井筒特征表：井型井筒直徑支護方式提升容器90萬t/a砼砌碹，帶平衡錘風井：風井井筒采用圓形斷面，直徑為5m，，采用錨噴支護。風井除了礦井回風之用。 風井井井筒斷面圖風井井筒特征表：井型井筒直徑支護方式90萬t/a5m砼砌碹2）井底車場采用立井刀把式車場，3t底卸式礦車主運。井系統(tǒng)硐室有推車機及礦車卸載站硐室，井底煤倉，箕斗裝載硐室，水泵房等。副井系統(tǒng)硐室有馬頭門，中央水泵房，中央變電所，等候式等。 井底車場示意圖3）主要開拓巷道水平主要巷道是溝通采區(qū)與車場的交通運輸干線，并進行通風、排水及敷設(shè)管線。當上山階段采光后，尚要服務(wù)與下山開采，其工作年限比較長。因此，主要巷道布置在符合開拓要求的條件下，應(yīng)該盡量作到縮短大巷長度，避免過多的彎曲，以減少開拓工程量，作到運輸方便有利于通風。并且應(yīng)布置在堅硬、耐久、不易風化的巖層內(nèi)。布置情況及數(shù)目如下：（1）布置兩條階段大巷，一條為雙軌階段運輸大巷，一條為階段回風大巷。布置在己17煤層底板30m的粉砂巖內(nèi)。斷面形式采用拱形斷面，支護方式采用錨噴支護，局部采用U型鋼支護。 大巷斷面斷面參數(shù)表：圍巖類別斷面（m2）掘進尺寸（mm）噴射厚度（mm）錨桿（mm）凈周長（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L度排列方式間排距錨深直徑砂巖44004200100樹脂錨桿50矩形60016001415（2）石門及回風大巷：上山和區(qū)段巷道之間用石門聯(lián)絡(luò)。主石門斷面大小與階段運輸大巷相同。本礦設(shè)計石門及回風大巷斷面形式同大巷采用拱形斷面，支護方式采用錨噴支護，局部采用U型鋼支護。（3）采區(qū)上山：本礦設(shè)計采用集中布置，采用雙巖層上山布置，斷面形式采用拱形斷面，支護方式采用錨噴支護，局部采用U型鋼支護。 軌道上山斷面圖 注：皮帶上山斷面圖與軌道上山相同，只是上山中鋪設(shè)皮帶，因此省略。斷面特征表圍巖類別斷面 （m2）掘進尺寸（mm）噴射厚度（mm）錨桿（mm）凈周長（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L度排列方式間排距錨深直徑砂巖45004130100樹脂錨桿50矩形800180014區(qū)段平巷：本礦設(shè)計區(qū)段平巷采用梯型斷面形式，支護方式采用錨網(wǎng)梁支護，局部采用工字剛鋼支護。 區(qū)段平巷斷面圖斷面特征表圍巖類別斷面 （m2）掘進尺寸（mm）錨桿（mm）凈周長（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴堕L度排列方式間排距錨深直徑煤層10．911．945003000樹脂錨桿50矩形100012001213．3 大巷運輸設(shè)備選擇大巷的主要任務(wù)是擔負煤矸石、物料、人員的運輸，以及通風、排水、敷設(shè)管線。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力礦井地質(zhì)條件的不同，大巷可選擇不同的運輸設(shè)備和方式。大巷的運輸方式有二種，一種是采用礦車運輸，另一種是采用皮帶輸送機運輸。二者有不同的特點。采用礦車運輸可同時統(tǒng)一解決煤、矸、物料和人員的運輸問題，能適應(yīng)礦井兩翼生產(chǎn)的不均衡性，對巷道彎曲沒有多大限制，運煤過程中產(chǎn)生的煤塵較少，對通風安全較為有利，長距離運輸沒有多大困難。采用皮帶輸送機運煤為連續(xù)運煤，運量大，效率高，易于實現(xiàn)自動化，對巷道坡度沒有大多要求，但要求巷道直。由于地質(zhì)條件較為簡單，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，提高生產(chǎn)的因素，大巷運輸方式采用皮帶運輸。 礦井提升確定主、副提升方式。主井采用絞車提升， 主井井筒斷面圖與特征表 。3 采煤方法及采區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征本井田可采煤層自上而下依次為山西組己15 、己17煤。己組煤在50～～ m3/td，～ m3 /min。區(qū)內(nèi)變化趨勢為淺部向深部有增大的趨勢，是按低瓦斯采區(qū)管理的。根據(jù)鄰近礦井吳寨礦地質(zhì)報告和一、四、六礦深部勘探報告鑒定成果分析，對同一煤層，由南向北，CH4含量隨埋藏深度增加有增加的趨勢，己15煤層相對瓦斯涌出量4～6m3/td,是按高瓦斯區(qū)域管理，己17煤層標高在364～496米之間， m3/td，是按高瓦斯突出區(qū)管理。己17煤層在巖粉含量80﹪時，火焰長度600（m/m）,﹪（計算值），己16煤層在巖粉含量80～90﹪時，火焰長度80～650（m/m）,﹪（計算值），二礦己組煤層爆炸性指數(shù)測量結(jié)果38—39﹪，上述測定表明，開采煤層定為有煤塵爆炸性危險。從資料分析，己組煤層可定為無自然發(fā)火煤層。 采區(qū)劃分本礦井初步?jīng)Q定采用一個工作面開采，因此一個工作面的生產(chǎn)能力即為礦井的生產(chǎn)能力90萬t/年。工作面工作制度采用“三八”工作制，即兩班半采煤，一班準備。雙向割煤，往返一次割兩刀。 采區(qū)參數(shù)運輸上山與軌道上山間距20m，區(qū)段斜長為208m，上山長度1650m，工作面推進長度1825m。詳細設(shè)計見平煤二礦開拓平面圖。 采區(qū)煤柱的留設(shè)根據(jù)《煤炭設(shè)計規(guī)程》要求，結(jié)合本礦實際情況，采區(qū)邊界煤柱設(shè)定為10m，上山煤柱在己15煤留設(shè)30m煤柱，己17煤煤留設(shè)20m煤柱 采區(qū)內(nèi)巷道布置1）本礦井由于兩層煤的間距較小，煤層傾角較小，采用采區(qū)準備方式，上山沿傾向集中布置。2）本礦瓦斯涌出量較小，沒有突出危險，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單涌水量小，兩條上山就能滿足生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。因此采用兩條上山方式準備，一條運煤，一條運料。3）根據(jù)本礦的實際條件，為了減少初期投資，見煤快，設(shè)置中央采區(qū)為首采區(qū)，兩條上山一條運煤，另一條運料；布置在距己17煤底板下30米左右的粉砂巖中。4）區(qū)段平巷采用雙巷掘進，采區(qū)單翼開采即可保證礦井在投產(chǎn)時即達到設(shè)計年產(chǎn)量。開采上區(qū)段時，同時掘進下區(qū)段。留設(shè)8米的區(qū)段煤柱。5）區(qū)段平巷間設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷，保證掘進通風順暢，減少局扇的工作阻力。6）軌道上山上部設(shè)置絞車房，用于提升物料，運送矸石。 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)1）運煤系統(tǒng)：工作面→區(qū)段運輸平巷→區(qū)段溜煤眼→皮帶上山→井底煤倉→主井→地面。2）運料系統(tǒng)：副井→井底車場→軌道上山→采區(qū)上部車場→回風平巷→工作面。3）運矸系統(tǒng)：工作面（掘進頭）→軌道順槽→采區(qū)中部車場→軌道上山→井底車場→副井→地面。 采區(qū)通風系統(tǒng)1）回采工作面通風副井進風（新鮮風）→主石門（新鮮風）→皮帶上山（新鮮風）→采區(qū)石門（新鮮風）→工作面運輸平巷（新鮮風）→工作面→工作面回風平巷（污風）→回風石門（污風）→主回風巷（污風）→風井出風（污風）。2）掘進通風掘進頭要保持獨立回風。采用局部通風機通風。3）硐室供風《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：采區(qū)變電所等硐室要保證獨立回風，應(yīng)在回風一側(cè)設(shè)調(diào)節(jié)風窗以控制風的流量。 采區(qū)生產(chǎn)能力及采區(qū)回采率1）采區(qū)生產(chǎn)能力本礦井初步?jīng)Q定采用單個工作面開采，因此工作面的生產(chǎn)能力即為礦井的生產(chǎn)能力90萬t /年。工作面工作制度采用“三八”工作制，即兩班半采煤，半班準備。雙向割煤，往返一次割兩刀。采區(qū)日產(chǎn)量可按下式計算：―――― (321)式中：―――采區(qū)日出煤量，t/a n―――同采工作面?zhèn)€數(shù)，個 B―――工作面日進度，m L―――工作面長度，mM―――采高，mr―――容重，t/m3 c―――工作面回采率，5%―――掘進出煤占回采煤量的比例因此：＝1191（1＋5%） ＝采區(qū)年產(chǎn)能力為：＝300＝基本符合設(shè)計要求，符合現(xiàn)在煤炭開采規(guī)程與現(xiàn)在市場、經(jīng)濟要求。2）采區(qū)回采率由于區(qū)段煤柱和帶區(qū)煤柱以及地質(zhì)構(gòu)造需要留設(shè)的煤柱的影響，有部分能回收，有部分回損失掉，還有在采煤過程、運輸過程中損失的煤等。《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：中厚煤層的采區(qū)回采率不得低于80%。由于整個井田得煤賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，雖然有一定損失但是絕對符合采區(qū)回采率得要求。 采煤方法 采煤方法的確定采煤方法主要是指回采工藝和回采巷道的總體，選擇合理的采煤方法應(yīng)遵循以下要求：（?。┟禾抠Y源損失少，采用正規(guī)回采工藝；（ⅱ）安全及勞動條件好；（ⅲ）盡可能采用機械化采煤，達到工作面高產(chǎn)、高效；（ⅳ）材料消耗少，生產(chǎn)成本低；（ⅴ）便于生產(chǎn)管理。根據(jù)上述原則及要求，結(jié)合本礦