【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斷面設(shè)計(jì)表515 井筒斷面積計(jì)算公式井壁材料圖示井筒斷面積/m2符號(hào)注釋凈設(shè)計(jì)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(jì)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(chēng)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(chē)場(chǎng)井底車(chē)場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)，是連接井下運(yùn)輸和井筒提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐。井下煤炭和矸石通過(guò)井底車(chē)場(chǎng)經(jīng)井筒轉(zhuǎn)運(yùn)到地面，井上的材料和設(shè)備通過(guò)井底車(chē)場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)到井下各個(gè)地點(diǎn)。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)以及人員上下等，也必須通過(guò)井底車(chē)場(chǎng)。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(chē)場(chǎng)路線多，設(shè)備多，設(shè)計(jì)施工復(fù)雜，工程量大。井底車(chē)場(chǎng)包括運(yùn)輸巷道和硐室兩部分。一、井底車(chē)場(chǎng)形式的選擇選擇井底車(chē)場(chǎng)形式受許多條件約束，例如地面工業(yè)場(chǎng)地的布局影響井底車(chē)場(chǎng)的形式與出口方向；井筒形式井筒與主要運(yùn)輸巷道的位置關(guān)系直接影響井底車(chē)場(chǎng)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(jì)生產(chǎn)能力為15萬(wàn)t/年，根據(jù)副井井底車(chē)場(chǎng)的形式，可選擇環(huán)形車(chē)場(chǎng)或折返車(chē)場(chǎng)。二者比較請(qǐng)參閱表521表521 備選方案比較類(lèi)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)環(huán)形井底車(chē)場(chǎng)。，折返井底車(chē)場(chǎng)利用石門(mén)作副井重車(chē)線本礦井采用立井開(kāi)拓，主運(yùn)輸大巷為輸送機(jī)運(yùn)輸，井底車(chē)場(chǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單，井底車(chē)場(chǎng)只須重點(diǎn)考慮輔助運(yùn)輸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬(wàn)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(jì)決定選擇選擇環(huán)行刀式車(chē)場(chǎng)。車(chē)場(chǎng)路線如圖522所示。 圖521 環(huán)形車(chē)場(chǎng)示意圖該車(chē)場(chǎng)的通過(guò)能力為30萬(wàn)t，能夠滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)的需要。二、井底車(chē)場(chǎng)硐室井底硐室主要包括井底消防材料庫(kù)、中央變電所、中央水泵房、水倉(cāng)。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(kù)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(cāng)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(chē)場(chǎng)主要巷道硐室的支護(hù)方式及材料井底車(chē)場(chǎng)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(gè)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(duì)水倉(cāng)如圍巖條件好時(shí)，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(kāi)拓巷道主要開(kāi)拓巷道斷面設(shè)計(jì)，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(jì)效果。設(shè)計(jì)的原則是，在滿(mǎn)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(jià)并有利于加快方式速度。我國(guó)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(kāi)拓巷道采用半圓拱形?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿(mǎn)足行人、運(yùn)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(guò)它的機(jī)械、器材或運(yùn)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(guò)巷道的風(fēng)量。井底車(chē)場(chǎng)軌道巷支護(hù)方式斷面 m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸 mm噴射厚度mm錨桿 mm凈周長(zhǎng)m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬高型式外露長(zhǎng)度排列方式間、排距錨桿長(zhǎng)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(jì)掘進(jìn)尺寸 mm厚度mmU型棚 mm凈周長(zhǎng)m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬高型式外露長(zhǎng)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(jì)掘進(jìn)尺寸 mm厚度mm梯形棚 mm凈周長(zhǎng)m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬高型式外露長(zhǎng)度間、排距高度上寬下寬工字鋼36002200200梯形棚20400210024003400經(jīng)驗(yàn)算，以上巷道設(shè)計(jì)均符合礦井通風(fēng)和運(yùn)輸?shù)男枰?。第六? 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(wú)建筑物及水體。該工作面井下位于井田西翼，西上倉(cāng)皮帶西北部，工作面開(kāi)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(shí)應(yīng)加強(qiáng)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(lèi)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(jiǎn)述如下：主要含水層下元古界地層分布于封門(mén)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(duì)隔水，該層中裂隙水多在斷層帶北盤(pán)以泉水形式排泄，并通過(guò)封門(mén)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(mén)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(guò)F1斷層直接與奧陶系灰?guī)r裂隙水接觸。隨著開(kāi)采深度的增加，該含水層具有較強(qiáng)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(huì)對(duì)礦床開(kāi)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(bǔ)給，正常情況下，含水微弱，對(duì)礦床開(kāi)采影響不大。④ 第四系松散巖類(lèi)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(duì)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(kāi)采煤層為11011工作面、11031以及12采區(qū)的幾個(gè)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(zhǎng)壁后退式開(kāi)采，集合本礦煤層特點(diǎn)及實(shí)際情況，以放頂煤開(kāi)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(guó)長(zhǎng)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(diǎn)和適應(yīng)條件見(jiàn)表621。采 煤工 藝優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適 用 條 件綜 采高產(chǎn)、高效、安全低耗，勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)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(duì)地質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，工作面搬遷容易與炮采相比設(shè)備相對(duì)昂貴、勞動(dòng)組織相對(duì)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(shì)難以發(fā)揮的工作面炮 采技術(shù)裝備投資少，適應(yīng)性強(qiáng)，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理簡(jiǎn)單單產(chǎn)和效率低，勞動(dòng)條件差一般情況下均可采用，但高瓦斯和突出礦井對(duì)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(zhǎng)壁放頂煤采煤方法?；夭晒に囘^(guò)程：移架→移刮板輸送機(jī)→放支架→運(yùn)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(shí)間長(zhǎng)，機(jī)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(qiáng)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(shí)，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(diǎn)，工作面生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，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(duì)工作面兩端頭加強(qiáng)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(duì)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(mǎn)采空區(qū)。對(duì)于堅(jiān)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(kāi)采及本層開(kāi)采多次搬家，以及資源采出率等缺陷，因此，采用跨落法處理頂板。裝煤煤體垮落之后，大部分煤隨溜子運(yùn)出，剩余的少量浮煤在推溜時(shí)靠鐵鍬裝入運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。移架工作面采用及時(shí)移架方式，即先移架后移溜。采煤機(jī)割煤后，緊跟后滾筒開(kāi)始移架，頂板不完整或片幫嚴(yán)重時(shí)，可采用超前移架及時(shí)打出防片幫等支護(hù)方式管理頂板。移架要求：（1）一般情況下，移架工應(yīng)站在支架前，后支柱之間，準(zhǔn)確操作手把，同時(shí)，注意支架動(dòng)作部位的情況。（2）移架時(shí)，采用帶壓移動(dòng)，防止頂板下沉，盡量做到少降快移，以免出現(xiàn)支架歪斜，垛架現(xiàn)象。（3）移架后及時(shí)升架，頂梁與頂板接觸后，手把應(yīng)再供液一段時(shí)間，確認(rèn)達(dá)到初撐力后，停止供液，前梁上部不允許出現(xiàn)空頂或點(diǎn)接觸。（4）移架后，支架成一條直線，其前后偏差不得超過(guò)177。50mm，及時(shí)打出防片幫板。（5)移架時(shí)嚴(yán)格控制降架高度，并收縮支架的平衡千斤頂，拱起頂梁的尾梁，使之帶壓擦頂移架，以有效防止支架傾倒。四、勞動(dòng)組織本礦采用三八制作業(yè)模式，具體施工組織見(jiàn)622表：班次定員工種零點(diǎn)班八點(diǎn)班肆點(diǎn)班小計(jì)班組長(zhǎng)2226機(jī)組司機(jī)3339溜車(chē)司機(jī)1135皮帶司機(jī)2226泵站司機(jī)1124支架工3339端頭工2226端尾工2226電氣工1135防塵工1113清煤工1113合計(jì)19192462回采工作面中的循環(huán)作業(yè)是指回采工作面在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)、保量、安全地完成采、裝、運(yùn)、支、處這樣一個(gè)采煤全過(guò)程，以放頂為標(biāo)志，循環(huán)方式有一日單循環(huán)?；夭晒ぷ髅鎸?shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，在一晝夜內(nèi)工作面中采煤工作與準(zhǔn)備工作在時(shí)間上的配合關(guān)系設(shè)計(jì)為“兩采一準(zhǔn)”即將一晝夜劃為三個(gè)班，兩個(gè)采煤班，進(jìn)行“落、裝、運(yùn)、支、移”等工序，一個(gè)準(zhǔn)備班進(jìn)行回柱放頂、檢修設(shè)備、推移轉(zhuǎn)載機(jī)及伸運(yùn)輸巷膠帶輸送機(jī)等工作，一日完成一個(gè)循環(huán)。第三節(jié) 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 一、采區(qū)巷道布置本設(shè)計(jì)礦井一個(gè)工作面即可達(dá)產(chǎn)，工作面單產(chǎn)較高，不須多工作面同采，所以巷道布置時(shí)，在大巷采區(qū)煤倉(cāng)附近開(kāi)掘一系列材料斜巷和聯(lián)絡(luò)巷道，即可開(kāi)采。傾斜長(zhǎng)壁采煤法工作面可以按單工作面布置，也可以按對(duì)拉工作面布置。單工作面布置時(shí)，每個(gè)工作面有兩條回采巷道。對(duì)拉工作面布置是兩個(gè)工作面布置三條回采巷道，其中運(yùn)輸巷為兩個(gè)工作面共用。由于工作面近似沿煤層走向呈水平狀布置，不存在走向長(zhǎng)壁時(shí)向下運(yùn)煤和向上拉煤的問(wèn)題。兩個(gè)工作面可以等長(zhǎng)布置。工作面風(fēng)流不存在上行與下行的問(wèn)題，兩個(gè)工作面的通風(fēng)狀況同樣良好。由于對(duì)拉工作面減少了一條運(yùn)煤巷道和有關(guān)聯(lián)絡(luò)巷道，降低了巷道掘進(jìn)工程量，有利與集中生產(chǎn)。所以，頂板較好的薄及中厚煤層，特別是采用炮采時(shí)，一般都采用對(duì)拉工作面布置形式，