【文章內(nèi)容簡介】 用系數(shù)，取 K=代入數(shù)據(jù)得： T=（ 90）=按設(shè)計規(guī)范規(guī)定，井型 90 萬 a/t 的礦井的服務(wù)年限至少40a,T=＞40a，故滿足設(shè)計規(guī)范規(guī)定，初步確定該礦井生產(chǎn)能力為 90 萬 t/河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計173. 井田開拓 概述八礦位于河南省平頂山市境內(nèi),該礦井位于李口向斜的西南部,郭莊背斜的東北翼。煤層賦存的特點,基本上是一個走向北西,傾向北東,傾角較平緩的單斜構(gòu)造。15 號勘探線以西,淺部較陡,約11176?！?5176。,深部漸趨平緩,約 6176?！?176。.大部分煤都賦存于地面以下400m,因此,本井田用立井開拓方式。 井田開拓井田開拓方式是礦井設(shè)計的核心,內(nèi)容涉及面寬,于本設(shè)計為原礦井范圍的一部分,其境界做了合理的調(diào)整,局部條件由指導(dǎo)老師根據(jù)教學(xué)研究的需要做了適當?shù)母淖?與原礦井有一定的不同,故本礦井初步設(shè)計與原礦井在一定程度上略有不同。為使礦井兩翼生產(chǎn)均衡,應(yīng)將井筒布置在井田的中央,位于 16 號和 17 號勘探線之間。 井田的劃分根據(jù)目前開采水平,一般小型礦井走向長度不小于 1500m,中型礦井走向長度不小于 4000m,大型礦井走向長度不小于 7000m。井田劃分階段時,階段斜長要利于運輸,通風(fēng),巷道維護等。在井田范圍內(nèi),沿著煤層傾向,按一定標高將煤層劃分為若干平行于走向的長條部分,每個長條部分成為一個階段。通常將設(shè)有井底車場,階段運輸大巷并且擔(dān)負全階段運輸任務(wù)的水平稱 “開采水平”,簡稱水平。根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)長期條件,煤層賦存狀態(tài)等因素,由于本礦煤河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計18層傾角南部較大為 11176?！?5176。，而背部較為平緩，為 6176。左右。故將礦區(qū)初步劃分為二個水平，第一水平垂高 200m ，含二個階段，采用采區(qū)上下山開采，上山傾斜長 910m10～80m, 下山斜長 750m，每個采區(qū)布置若干區(qū)段。第二水平垂高 400m，包含一個階段，采用條帶式傾斜長壁采煤法傾斜開采。條帶斜長上山部分一般1180m～1470m。在階段內(nèi)沿煤層走向劃分若干個具有獨立的生產(chǎn)系的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)劃分若干個傾向分帶，每個分帶布置一個工作面，一個帶區(qū)由兩個分帶組成。初步設(shè)定第一水平服務(wù)年限的計算如下，根據(jù)公式：T1 水平 =ZK1/（）式中：T——第一水平服務(wù)年限，a；——第一水平可采儲量，萬 t；kZA——礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲量備用系數(shù)，K=～，取 。由此；驗算服務(wù)年限如下：T 1 水平 =ZK1/（ ）ZK1== 萬 tT1 水平 =ZK1/（）=（90）=20a第一水平服務(wù)年限符合要求。 立井方案比較根據(jù)以上地質(zhì)資料的分析,以及現(xiàn)有的生產(chǎn)開采技術(shù),綜合本礦的實際情況,提出以下兩種的技術(shù)上可行的開拓方案。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計19主 井副 井 風(fēng) 井如圖 31 立井兩水平（立井延深） 主 井副 井 風(fēng) 井如圖 32 立井兩水平（暗斜井延深） 方案比較：方案一：兩水平延深開拓優(yōu)點：1）以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施；2）提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，管理方便；3）經(jīng)營費用低；缺點：河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計201）原有井筒同時擔(dān)負生產(chǎn)和延深任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾；2）主井接井時技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；3）延深兩個井筒，施工組織復(fù)雜；4）為延深井筒需鑿一些臨時工程；5）延深提升長度增加，能力下降，可能需更換提升設(shè)備；方案二：立井兩水平暗斜井延伸開拓優(yōu)點：1）生產(chǎn)與延伸相互不影響；2）暗斜井的位置，方向，傾角及提升方式均可不受原井筒限制；缺點：1）增加了提升，運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；2）通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜；3）不便管理；4）運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多；一般適用于：1）受地質(zhì)及水文條件限制，向下延伸井筒不符合； 2）原有提升設(shè)備不能滿足要求，又沒條件更換提升設(shè)備；3）延伸原井筒在技術(shù)上經(jīng)濟上不合理；綜合各方面情況，確定第二種方案比第一種方案在技術(shù)上難度上太大，不予考慮，重點對第一種方案和第二種方案進行經(jīng)濟比較。2．方案的經(jīng)濟比較：河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計21經(jīng)濟合理是指所選的方案，噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少，特別是初期投資少，特別是初期投資少，勞動生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費用低，礦井建設(shè)時間短，投資效益好，投資回收期短，利潤高。計算各方案不同項目包括：基本建設(shè)費用，生產(chǎn)經(jīng)營費用建井工程量和生產(chǎn)經(jīng)營工程量。在經(jīng)濟比較時，作以下說明:1) 兩種方案第一水平開拓幾乎相同，故只對第二水平開拓（立井延伸和暗斜井延伸）不同項目進行比較。2) 兩種方案的各斜井巷布置基本相同，且這些斜井的掘進單價近似相同，即兩方案條帶斜長下山的巷道掘進費用相同，因此不作比較。3) 立井﹑大巷、石門以及斜巷下山的輔助運輸費用均按運輸費的 20%進行估算。各方案工程量計算表方案 1 方案 2方案項目 工程量 /m 工程量 /m主井井筒 445 445副井井筒 415 415井底車場 350 350運輸大巷 1330 1330初期主要石門 60 60主井井筒 230 820（暗斜井）副井井筒 200 820（暗斜井）后期 石 門 850 ——河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計22井底車場 1000 ——運輸大巷 1000 1000基建費用表方案 1 方案 2方案項目 工程量/m單價/元每米費用 /萬元 工程量/m單價/元/米費用/萬元主井井筒 450 8294 450 8294 副井井筒 415 8294 415 8294 井底車場 360 2399 360 2399 運輸大巷 930 2249 930 2249 初期主要石門 60 2022 12 60 2022 12主井井筒 230 10000 230820（暗斜井） 4560 副井井筒 230 10000 230820（暗斜井） 4560 井底車場 850 3500 —— 3500 ——石 門 160 2500 250 —— 2500 ——后期運輸大巷 2600 2983 1100 2983 生產(chǎn)經(jīng)營工程量表 323方案 2方案項目 工程量 工程量立井二水平提升/萬 tkm 3000? 3000（暗斜井）?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計23 確定方案經(jīng)過計算，從表中可知：方案 1 費用與方案 2 費用多用了 322萬元，又考慮到，該礦井田下部有有含水層，暗斜井生產(chǎn)與延伸相互干擾少；系統(tǒng)簡單且能力較大，可充分利用原有井筒的能力。因此，本設(shè)計最終確定選用方案 2 的開拓系統(tǒng)，即立井加暗斜井采區(qū)式開拓。 井筒特征井筒斷面尺寸，主要是根據(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、梯子間的平面尺寸來確定。畢業(yè)設(shè)計井筒斷面，一般是根據(jù)本章第二節(jié)初步確定的提升機的類型及數(shù)量，結(jié)合井筒的其它用途，從標準設(shè)計斷面圖中或有關(guān)資料中選取。井筒直徑確定后，即可計算井筒的凈斷面及根據(jù)砌壁厚度計算井筒掘進斷面，掘進斷面應(yīng)考慮50～100mm 壁后充填值。 井筒數(shù)目根據(jù)井田地質(zhì)的特征，及開拓概況，由于井田大部分位于平坦地帶，且在北西山嶺地區(qū)的煤層埋藏更深，不可能采用平硐開拓。在井田范圍內(nèi)地面標高+70～390m，表土層厚 16m，煤層埋深在中部 450m 處，故本礦不宜采用斜井開拓。因此確定對主副井都采用立井開拓。風(fēng)井的個數(shù)應(yīng)根據(jù)安全通風(fēng)要求和經(jīng)濟效益的原則合理確定。石門運輸 /萬 tkm 3000?排水/ 萬 m3 10002436525 410?10002436525 410?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計24考慮到本設(shè)計礦井的地質(zhì)瓦斯含量較大。地溫較高的實際情況，且南部邊界較淺在設(shè)計初期，采用中央?yún)^(qū)對角通風(fēng)方式，副井主進風(fēng)，主井進少量風(fēng)，第一水平回采期間使用，可先建一個采區(qū)風(fēng)井，在準備另一個采區(qū)時再建一個風(fēng)井。后期可考慮共用主井兼回風(fēng)。該設(shè)計礦井在服務(wù)年限內(nèi)有四個井筒，主井、副井和兩個回風(fēng)井。井筒名稱 主井 副井X(m) 3738522 3738520Y(m) 38443447 38443470井口坐標Z(m) +105 +105用途 提 煤 運料、下人、運矸、通風(fēng)提升設(shè)備 JDG4/55 井筒傾角(176。) 90 90斷面形狀 圓形 圓形支護方式 料石 料石井筒壁厚(mm) 350 400提升方位角(176。) 37 37井筒深度(m) 445 415凈（m 2) 掘（m 2) 井筒特征的確定1 主井：主井主要用于提煤。井筒直徑 5．0m，采用 9t 多繩摩擦式提升煤箕斗進行煤炭提升。其技術(shù)規(guī)格：其型號圖號：JDG9/110 ，同側(cè)裝卸式、名義載煤量 9 噸；有效容積 10m3最大終載荷 440KN；最大提升高度 1300m；箕斗自重 噸。長2400mm，寬 1300mm。設(shè)梯子間。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計25支護材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖段 350m，凍結(jié)段 700mm，井筒裝備有鋼絲繩罐道。1梯子間 2罐梁 3鋼性罐道 4箕斗斷面示意圖 33212 副井主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等。并兼作通風(fēng)、排水，為防止斷繩事故設(shè)有防墜器。井筒直徑 6．5m。設(shè)梯子間。配罐籠型號：GDG1/6/2/2K；礦車型號 ,一層面積；總面積 ；乘人數(shù) 28 人；乘車輛 2 輛；罐籠總載重；罐體自重 ；最大終載荷 275KN；罐籠長和寬25501504mm；鋼罐道 2300mm。支護材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計26井壁厚度：基巖段 400mm，凍結(jié)段 800mm。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道、梯子間、電纜線和水管管道。斷面示意圖 1罐籠 2梯子間 3罐梁 4管路電線間 5鋼性罐道斷面示意圖圖 3322:3 風(fēng)井主要用于礦井回風(fēng)，兼作安全出口，裝備有梯子間和管道電纜等。井筒直徑 。采用砼砌硐壁，砌硐壁厚度為 350mm. 斷面示意圖 3323河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計27?50740斷面示意圖圖 3323確定出的凈斷面，還需進行風(fēng)速校核，使井筒的最大風(fēng)速不超過《安全規(guī)程》第 101 條的規(guī)定。校核公式如下：Ｖ=Ｑ/ＭＳ ≤Ｖmax式中：Ｖ——通過井筒的風(fēng)速，m/s； Ｑ——通過井筒的風(fēng)量，m ３ /s； Ｓ——井筒的凈斷面積，m 2； 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。副井：Ｖ=Ｑ /ＭＳ== /s≤Ｖmax=8 m ３ /s風(fēng)井：Ｖ=Ｑ /ＭＳ== /s≤Ｖmax=8 m ３ /s 井底車場井底車場上連接礦井主要提升井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它是聯(lián)系著井筒提升和井下運輸?shù)膬纱笊a(chǎn)環(huán)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計28節(jié)，完成提煤，提矸石，下物料，通風(fēng)，排水，供電和升降人員等各項工作任務(wù)，它是井下運輸?shù)臉屑~。井底車場 首先保證礦井生產(chǎn)所需要的運輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要，其設(shè)計要通過能力應(yīng)大于全礦井生產(chǎn)能力的 30%～50%，其次應(yīng)滿足增產(chǎn)的能性，并且盡量減少掘砌工程量。本礦井屬中型礦井，考慮井筒距大巷較遠，且與下一水平暗斜井的聯(lián)系，采用立井刀式環(huán)行車場設(shè)計。如圖 33311——主井 2——副井 3——煤倉 4——水泵房 5——中央變電所 開采順序及采區(qū)工作面的布置 開采順序在井田的范圍內(nèi)，采區(qū)的開采順序采用前進式開采，從井田中央開始向井田兩翼推進，采用上（下）山開采時，先開采上山部分煤層，后開采下山部分煤層。對于煤層先開采淺部煤層，后開采深部煤層。先開采優(yōu)質(zhì)煤，再開采次品煤。根據(jù)以上所述原則，結(jié)合本礦井情況，確定先開采第一水平西河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計29翼上山部分的淺部煤層，然后開采東翼上山部分煤層，再開采西翼下山部分煤層，最后開采東翼下山部分煤層。第一水平煤層快開采完閉后，提前準備第二水平煤層，以保證工作面的接替的礦井的穩(wěn)產(chǎn)，第二水平采用條帶式開采，采用后退式開采即從邊界向中央推進。 同采區(qū)數(shù)目和回采工作面1．采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)礦井的地質(zhì)條件、煤層厚度，機械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接通替關(guān)系等因素確定。本設(shè)計采用綜合機械化采煤生產(chǎn)能力可達到 95 萬 t /a. 查表：礦生產(chǎn)能力（mt/a ） 采區(qū)個數(shù)（個） 2～3 2～3 以下 1～2根據(jù)表得出。本礦井同時生產(chǎn)采區(qū)一個即可保證年產(chǎn)量2 確定達到設(shè)計產(chǎn)量時工作面總線長：B=(∑mr LK3)式中：B——采區(qū)工作面長，mA——礦井設(shè)計年產(chǎn)量，t/aX——回采出率。可取 ∑m——同采出煤數(shù)厚度，mr ——煤層容重KФФФ——工作面采出率，取 % 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計30L——年推進度 L=330式中L=330 n I Ф330——礦井年工作日，天n——晶循環(huán)數(shù)，個I——循環(huán)進度，M由此：L=330nIФ=所以：B=AX/∑m rLK3=確定同采工作面?zhèn)€數(shù)N=Bn/L式中:N——同采工作面?zhèn)€數(shù)B——工作面總長n——同采煤層數(shù)L——