【文章內(nèi)容簡介】 置形式圖示提升容器井筒裝備一對25噸箕斗金屬罐道梁、鋼軌罐道、雙側(cè)布置，不設(shè)梯子間。一對3t底卸式礦車雙層單車罐籠金屬罐道梁、金屬或木罐道，雙側(cè)布置；設(shè)梯子間、管子間。井筒布置要求（1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼做風(fēng)井。如兼做回風(fēng)井時，井上下裝卸載裝置和井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不得超過15%，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施；兼做進(jìn)風(fēng)井時，井筒中的風(fēng)速不得超過6m/s，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。該礦井主井提升兼作進(jìn)風(fēng)井，且風(fēng)速在規(guī)定的范圍之內(nèi)，符合要求。（2）作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過300米時，宜每隔200米左右設(shè)置一休息點。休息點可在井壁上開鑿一硐室與梯子平臺相連通。（3）井筒平面內(nèi)布置提升容器時所允許的間隙，必須符合規(guī)定。（4）井筒允許最大風(fēng)速不得超過表513的規(guī)定。表513 井筒允許最大風(fēng)速井 筒 名 稱允 許 最 大 風(fēng) 速無提升設(shè)備的風(fēng)井15專為升降物料的井筒12升降人員和物料的井筒8設(shè)梯子間的井筒8修理井筒時8二、 支護(hù)厚度與材料 澆注式混凝土井壁的整體防水性能較好，強度較高，方便使用施機械化施工，施工簡單方便，勞動強度低，通風(fēng)阻力小，適應(yīng)于穿過淺表土和基巖的井筒。本設(shè)計采用澆注式井壁，壁后用混凝土充填。井壁厚度確定在穩(wěn)定巖石中，井壁厚度參閱可采用表514中推薦的經(jīng)驗數(shù)值。表514 井壁厚度經(jīng)驗數(shù)據(jù)井筒直徑井壁厚度壁后充填厚度澆灌混凝土料石混凝土預(yù)制塊缸磚6～7m400～450450～500500550料石混凝土預(yù)制塊紅磚壁后充填厚度為100mm7～8m450～500500600600所以本設(shè)計井壁厚度的取值如下：主井：400mm。 副井：450mm。 風(fēng)井：400mm。 本設(shè)計為混凝土充填，充填厚度設(shè)計為50㎜。三、 井筒掘進(jìn)斷面設(shè)計表515 井筒斷面積計算公式井壁材料圖示井筒斷面積/m2符號注釋凈設(shè)計掘進(jìn)混凝土、錨噴π/4D2π/4(D+2d+2r)2D—井筒凈直徑d—井壁厚度r—壁后充填厚度，取50㎜經(jīng)計算，井筒的掘進(jìn)斷面尺寸如表516所示：表516 井筒掘進(jìn)斷面尺寸井筒名稱直徑m斷面積m2備注主井進(jìn)風(fēng)井副井回風(fēng)井第二節(jié) 井底車場井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和井筒提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐。井下煤炭和矸石通過井底車場經(jīng)井筒轉(zhuǎn)運到地面，井上的材料和設(shè)備通過井底車場轉(zhuǎn)運到井下各個地點。排水、通風(fēng)、動力供應(yīng)以及人員上下等，也必須通過井底車場。所以它是礦井生產(chǎn)的咽喉，直接影響著礦井的生產(chǎn)和安全。井底車場路線多，設(shè)備多，設(shè)計施工復(fù)雜，工程量大。井底車場包括運輸巷道和硐室兩部分。一、井底車場形式的選擇選擇井底車場形式受許多條件約束，例如地面工業(yè)場地的布局影響井底車場的形式與出口方向；井筒形式井筒與主要運輸巷道的位置關(guān)系直接影響井底車場的形式。其它還有礦井生產(chǎn)能力服務(wù)年限等原因。本礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為15萬t/年，根據(jù)副井井底車場的形式，可選擇環(huán)形車場或折返車場。二者比較請參閱表521表521 備選方案比較類型結(jié)構(gòu)特點優(yōu)缺點環(huán)形井底車場。，折返井底車場利用石門作副井重車線本礦井采用立井開拓，主運輸大巷為輸送機運輸，井底車場設(shè)備簡單，井底車場只須重點考慮輔助運輸。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為15萬t/a，考慮到矸石的提升以及材料、設(shè)備的下放和人員的升降等因素，以及集中軌道大巷與井筒的位置關(guān)系，本設(shè)計決定選擇選擇環(huán)行刀式車場。車場路線如圖522所示。 圖521 環(huán)形車場示意圖該車場的通過能力為30萬t，能夠滿足礦井生產(chǎn)的需要。二、井底車場硐室井底硐室主要包括井底消防材料庫、中央變電所、中央水泵房、水倉。中央變電所以及與水泵房組成聯(lián)合硐室，布置在副井井筒附近。 消防材料庫布置布置如圖523所示：中央水泵房布置布置如圖524所示：水倉布置如圖525所示：中央變電所以及與水泵房聯(lián)合的硐室布置如圖526所示： 三、井底車場主要巷道硐室的支護(hù)方式及材料井底車場巷道和硐室支護(hù)根據(jù)圍巖條件及安全和使用上的不同，分別采用不同的方法進(jìn)行支護(hù)，由于圍巖穩(wěn)固，一般巷道不需要支護(hù)，個別地方采用片石砂漿砌碹支護(hù)，一般硐室也采用這種支護(hù)，變電所、水泵房采用鋼筋混凝土進(jìn)行支護(hù)，對水倉如圍巖條件好時，采用混凝土噴層以及錨網(wǎng)噴支護(hù)，用混凝土進(jìn)行鋪底。第三節(jié) 主要開拓巷道主要開拓巷道斷面設(shè)計，主要是選擇斷面形狀和確定斷面尺寸，其合理與否直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟效果。設(shè)計的原則是，在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面、降低造價并有利于加快方式速度。我國煤礦巷道常用礦井基本巷道的斷面形狀是梯形和直墻拱形，為工字鋼梯形和U型棚以及錨網(wǎng)噴支護(hù)；本礦井由于圍巖較穩(wěn)定，所以，主要開拓巷道采用半圓拱形。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風(fēng)、安全設(shè)施、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。因此，巷道尺寸主要取決于巷道的用途；存放或通過它的機械、器材或運輸設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風(fēng)量。井底車場軌道巷支護(hù)方式斷面 m2設(shè)計掘進(jìn)尺寸 mm噴射厚度mm錨桿 mm凈周長m凈設(shè)計掘進(jìn)寬高型式外露長度排列方式間、排距錨桿長直徑錨噴48003800500鋼筋砂漿50圓弧600160014副井繞道支護(hù)方式斷面 m2設(shè)計掘進(jìn)尺寸 mm厚度mmU型棚 mm凈周長m凈設(shè)計掘進(jìn)寬高型式外露長度排列方式間、排距U型棚40003000200荊芭片、背木50圓弧400其它巷道支護(hù)方式斷面 m2設(shè)計掘進(jìn)尺寸 mm厚度mm梯形棚 mm凈周長m凈設(shè)計掘進(jìn)寬高型式外露長度間、排距高度上寬下寬工字鋼36002200200梯形棚20400210024003400經(jīng)驗算，以上巷道設(shè)計均符合礦井通風(fēng)和運輸?shù)男枰５诹? 采煤方法和采區(qū)巷道布置第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征一、采區(qū)工作面概況11采區(qū)為首采區(qū)，11011工作面地表位于井田西北部，距主井112m330m范圍。高程為499m550m，地表無建筑物及水體。該工作面井下位于井田西翼，西上倉皮帶西北部，工作面開采為古生界、二疊系，山西組二1煤層，煤質(zhì)優(yōu)良。煤層沉積不穩(wěn)定，變化大。工作面上、下巷均揭露煤層變薄帶。變薄煤層已作了配巷處理。工作面西北部有2條走向斷層。煤層頂?shù)装迤鸱l繁，褶皺較發(fā)育，有碳質(zhì)泥巖偽頂和偽底，回采時應(yīng)加強頂板支護(hù)工作，嚴(yán)防冒頂事故發(fā)生。表611 綜合柱狀圖二、水文地質(zhì)：本區(qū)采掘期間主要充水含水層為下元古界變質(zhì)巖裂隙含水層，奧陶系碳酸鹽巖裂隙含水層，太原組上段碳酸鹽巖裂隙含水層，二疊系碎屑巖裂隙含水層，第四系松散巖類孔隙含水層。隔水層為二疊系泥巖及砂巖泥巖隔水層，石炭系太原組炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層，石炭系本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層?，F(xiàn)將各含（隔）水層簡述如下：主要含水層下元古界地層分布于封門口斷層以北，該層石英砂巖及大理巖裂隙發(fā)育，富水性好，且匯水面積大，由于綠泥石片巖和絹云母片巖的相對隔水，該層中裂隙水多在斷層帶北盤以泉水形式排泄，并通過封門口斷層破碎帶向下徑流，是礦井充水的重要間接含水層。① 奧陶系碳酸巖裂隙含水層礦區(qū)內(nèi)奧陶系灰?guī)r主要分布于封門口斷層南側(cè)，淺部與區(qū)內(nèi)二1煤層底板呈斷層接觸，由于該含水層巖溶裂隙發(fā)育，富水及透水性好，是下元古界含水層下滲后水平徑流的主要通道，故也是該區(qū)礦床充水的主要含水層。② 太原組上段碳酸鹽巖裂隙含水層根據(jù)鉆孔資料L8灰?guī)r頂板距二1煤層底板58m，該含水層淺部通過F1斷層直接與奧陶系灰?guī)r裂隙水接觸。隨著開采深度的增加，該含水層具有較強的承壓性，是礦床地板直接充水的含水層。因此，底板突水將會對礦床開采造成嚴(yán)重威脅。③ 二疊系碎屑巖裂隙含水層二疊系砂巖中的孔（裂）隙不發(fā)育，其含水量主要取決于大氣降水的補給，正常情況下，含水微弱，對礦床開采影響不大。④ 第四系松散巖類孔隙含水層 區(qū)內(nèi)第四系分布于溝谷下部，面積小，出露零星，賦水條件差，對礦坑充水影響不大。主要隔水層本礦范圍內(nèi)主要隔水層有：二疊系泥巖及砂質(zhì)泥巖隔水層，石炭系太原組炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層，石炭系本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層。（1）二疊系泥巖及砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖隔水層區(qū)內(nèi)二疊系砂巖含水層的頂?shù)装寰缮百|(zhì)泥巖、泥巖或炭質(zhì)泥巖組成，巖石中泥質(zhì)含量高，孔裂隙不發(fā)育，透水性差。是本區(qū)二煤組煤層頂?shù)装搴畬又g的良好隔水層。（2）石炭系太原組薄層狀泥巖隔水層灰?guī)r含水層之間主要由薄層泥巖組成，巖石裂隙不發(fā)育，透水性差，是太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層之間的隔水層。由于該層厚度較小，局部將失去隔水作用。（3）石炭系本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層該層層位穩(wěn)定，主要由深灰色鋁質(zhì)泥巖組成。巖石致密，裂隙不發(fā)育，透水性差，隔水性能良好。是奧陶系碳酸鹽巖裂隙水與上部各含水層之間的隔水層。第二節(jié) 采煤方法一、主要采區(qū)和采煤方法本礦井主要開采煤層為11011工作面、11031以及12采區(qū)的幾個工作面，其中11011為首采工作面，其它工作面為啟封，各采區(qū)均采用走向長壁后退式開采，集合本礦煤層特點及實際情況，以放頂煤開采為主，特別地區(qū)可能用炮采。二、確定回采工作面的回采工藝目前，我國長壁采煤工作面采用綜采、普采和炮采三種采煤工藝方式，其優(yōu)缺點和適應(yīng)條件見表621。采 煤工 藝優(yōu) 點缺 點適 用 條 件綜 采高產(chǎn)、高效、安全低耗，勞動條件好，勞動強度小設(shè)備價格昂貴，對煤層賦存條件、操作與管理水平要求高煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少的中厚及厚煤層普 采與綜采相比對地質(zhì)變化適應(yīng)性強，工作面搬遷容易與炮采相比設(shè)備相對昂貴、勞動組織相對復(fù)雜推進(jìn)距離短、形狀不規(guī)則、小斷層和褶曲發(fā)育，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮的工作面炮 采技術(shù)裝備投資少，適應(yīng)性強，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理簡單單產(chǎn)和效率低，勞動條件差一般情況下均可采用，但高瓦斯和突出礦井對防護(hù)措施要求高回采工藝的確定本礦首采工作面為11011工作面，選用傾斜長壁放頂煤采煤方法?；夭晒に囘^程：移架→移刮板輸送機→放支架→運煤→移架。工作面端頭支護(hù)工作面端頭是指工作面與兩巷的交接處。端頭處的懸頂面積大，時間長，機械設(shè)備多，又是進(jìn)出材料和人員的交通口，所以必須采取措施加強支護(hù)。特別是工作面端頭處的頂板事故約占工作事故的1/4～1/3，搞好工作面兩端頭處的支護(hù)管理是十分重要的。確定端頭支護(hù)方式時，主要考慮端頭懸頂面積的大小、頂板壓力的大小及其穩(wěn)定性、回采巷道原用支護(hù)方式，工作面與兩巷的連接特點，工作面生產(chǎn)工藝特點，端頭設(shè)備布置形式等因素。綜合考慮各因素，選用單體液壓支柱+鉸接頂梁對工作面兩端頭加強支護(hù)。采空區(qū)處理為了維護(hù)好回采空間，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行和作業(yè)人員及設(shè)備的安全，除對采煤工作面進(jìn)行支護(hù)外，還必須處理采空區(qū)。目前采用的采空區(qū)處理方法主要是全部跨落法，即隨著工作面的推進(jìn)，放頂后使頂板跨落，充滿采空區(qū)。對于堅硬難冒頂板，可用煤柱支柱法處理采空區(qū)，但由于留設(shè)煤柱給下層開采及本層開采多次搬家，以及資源采出率等缺陷，因此，采用