【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用系數(shù)，取 K=代入數(shù)據(jù)得： T=（ 90）=按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型 90 萬(wàn) a/t 的礦井的服務(wù)年限至少40a,T=＞40a，故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，初步確定該礦井生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t/河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(diǎn),基本上是一個(gè)走向北西,傾向北東,傾角較平緩的單斜構(gòu)造。15 號(hào)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(jì)的核心,內(nèi)容涉及面寬,于本設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)母淖?與原礦井有一定的不同,故本礦井初步設(shè)計(jì)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(hào)和 17 號(hào)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(zhǎng)度不小于 1500m,中型礦井走向長(zhǎng)度不小于 4000m,大型礦井走向長(zhǎng)度不小于 7000m。井田劃分階段時(shí),階段斜長(zhǎng)要利于運(yùn)輸,通風(fēng),巷道維護(hù)等。在井田范圍內(nèi),沿著煤層傾向,按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的長(zhǎng)條部分,每個(gè)長(zhǎng)條部分成為一個(gè)階段。通常將設(shè)有井底車場(chǎng),階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平稱 “開采水平”,簡(jiǎn)稱水平。根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)長(zhǎng)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(jì)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(gè)水平，第一水平垂高 200m ，含二個(gè)階段，采用采區(qū)上下山開采，上山傾斜長(zhǎng) 910m10～80m, 下山斜長(zhǎng) 750m，每個(gè)采區(qū)布置若干區(qū)段。第二水平垂高 400m，包含一個(gè)階段，采用條帶式傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜開采。條帶斜長(zhǎng)上山部分一般1180m～1470m。在階段內(nèi)沿煤層走向劃分若干個(gè)具有獨(dú)立的生產(chǎn)系的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)劃分若干個(gè)傾向分帶，每個(gè)分帶布置一個(gè)工作面，一個(gè)帶區(qū)由兩個(gè)分帶組成。初步設(shè)定第一水平服務(wù)年限的計(jì)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(chǔ)量，萬(wàn) t；kZA——礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=～，取 。由此；驗(yàn)算服務(wù)年限如下：T 1 水平 =ZK1/（ ）ZK1== 萬(wàn) 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(shí)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(jì)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(diǎn)：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(yùn)環(huán)節(jié)少，管理方便；3）經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低；缺點(diǎn)：河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)201）原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)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(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；3）延深兩個(gè)井筒，施工組織復(fù)雜；4）為延深井筒需鑿一些臨時(shí)工程；5）延深提升長(zhǎng)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(diǎn)：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(diǎn)：1）增加了提升，運(yùn)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(yùn)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(méi)條件更換提升設(shè)備；3）延伸原井筒在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)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(diǎn)對(duì)第一種方案和第二種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。2．方案的經(jīng)濟(jì)比較：河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)21經(jīng)濟(jì)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(dòng)生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井建設(shè)時(shí)間短，投資效益好，投資回收期短，利潤(rùn)高。計(jì)算各方案不同項(xiàng)目包括：基本建設(shè)費(fèi)用，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用建井工程量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量。在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下說(shuō)明:1) 兩種方案第一水平開拓幾乎相同，故只對(duì)第二水平開拓（立井延伸和暗斜井延伸）不同項(xiàng)目進(jìn)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(jìn)單價(jià)近似相同，即兩方案條帶斜長(zhǎng)下山的巷道掘進(jìn)費(fèi)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(yùn)輸費(fèi)用均按運(yùn)輸費(fèi)的 20%進(jìn)行估算。各方案工程量計(jì)算表方案 1 方案 2方案項(xiàng)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(chǎng) 350 350運(yùn)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(jì)22井底車場(chǎng) 1000 ——運(yùn)輸大巷 1000 1000基建費(fèi)用表方案 1 方案 2方案項(xiàng)目 工程量/m單價(jià)/元每米費(fèi)用 /萬(wàn)元 工程量/m單價(jià)/元/米費(fèi)用/萬(wàn)元主井井筒 450 8294 450 8294 副井井筒 415 8294 415 8294 井底車場(chǎng) 360 2399 360 2399 運(yùn)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(chǎng) 850 3500 —— 3500 ——石 門 160 2500 250 —— 2500 ——后期運(yùn)輸大巷 2600 2983 1100 2983 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量表 323方案 2方案項(xiàng)目 工程量 工程量立井二水平提升/萬(wàn) tkm 3000? 3000（暗斜井）?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)23 確定方案經(jīng)過(guò)計(jì)算，從表中可知：方案 1 費(fèi)用與方案 2 費(fèi)用多用了 322萬(wàn)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(jiǎn)單且能力較大，可充分利用原有井筒的能力。因此，本設(shè)計(jì)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(lái)確定。畢業(yè)設(shè)計(jì)井筒斷面，一般是根據(jù)本章第二節(jié)初步確定的提升機(jī)的類型及數(shù)量，結(jié)合井筒的其它用途，從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面圖中或有關(guān)資料中選取。井筒直徑確定后，即可計(jì)算井筒的凈斷面及根據(jù)砌壁厚度計(jì)算井筒掘進(jìn)斷面，掘進(jìn)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(biāo)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(duì)主副井都采用立井開拓。風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全通風(fēng)要求和經(jīng)濟(jì)效益的原則合理確定。石門運(yùn)輸 /萬(wàn) tkm 3000?排水/ 萬(wàn) m3 10002436525 410?10002436525 410?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)24考慮到本設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)瓦斯含量較大。地溫較高的實(shí)際情況，且南部邊界較淺在設(shè)計(jì)初期，采用中央?yún)^(qū)對(duì)角通風(fēng)方式，副井主進(jìn)風(fēng)，主井進(jìn)少量風(fēng)，第一水平回采期間使用，可先建一個(gè)采區(qū)風(fēng)井，在準(zhǔn)備另一個(gè)采區(qū)時(shí)再建一個(gè)風(fēng)井。后期可考慮共用主井兼回風(fēng)。該設(shè)計(jì)礦井在服務(wù)年限內(nèi)有四個(gè)井筒，主井、副井和兩個(gè)回風(fēng)井。井筒名稱 主井 副井X(m) 3738522 3738520Y(m) 38443447 38443470井口坐標(biāo)Z(m) +105 +105用途 提 煤 運(yùn)料、下人、運(yùn)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(hù)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(jìn)行煤炭提升。其技術(shù)規(guī)格：其型號(hào)圖號(hào)：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(zhǎng)2400mm，寬 1300mm。設(shè)梯子間。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)25支護(hù)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(hào)：GDG1/6/2/2K；礦車型號(hào) ,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(zhǎng)和寬25501504mm；鋼罐道 2300mm。支護(hù)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(jì)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(jì)27?50740斷面示意圖圖 3323確定出的凈斷面，還需進(jìn)行風(fēng)速校核，使井筒的最大風(fēng)速不超過(guò)《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(guò)井筒的風(fēng)速，m/s； Ｑ——通過(guò)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(chǎng)井底車場(chǎng)上連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)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(yùn)輸?shù)膬纱笊a(chǎn)環(huán)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xiàng)工作任務(wù)，它是井下運(yùn)輸?shù)臉屑~。井底車場(chǎng) 首先保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)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(jì)要通過(guò)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(yuǎn)，且與下一水平暗斜井的聯(lián)系，采用立井刀式環(huán)行車場(chǎng)設(shè)計(jì)。如圖 33311——主井 2——副井 3——煤倉(cāng) 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(jìn)式開采，從井田中央開始向井田兩翼推進(jìn)，采用上（下）山開采時(shí)，先開采上山部分煤層，后開采下山部分煤層。對(duì)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(jì)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(zhǔn)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(jìn)。 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(jī)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(jì)采用綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)能力可達(dá)到 95 萬(wàn) t /a. 查表：礦生產(chǎn)能力（mt/a ） 采區(qū)個(gè)數(shù)（個(gè)） 2～3 2～3 以下 1～2根據(jù)表得出。本礦井同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)一個(gè)即可保證年產(chǎn)量2 確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線長(zhǎng)：B=(∑mr LK3)式中：B——采區(qū)工作面長(zhǎng)，mA——礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/aX——回采出率?？扇?∑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(jì)30L——年推進(jìn)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(gè)I——循環(huán)進(jìn)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(zhǎng)n——同采煤層數(shù)L——