【文章內(nèi)容簡介】 央，當(dāng)井田儲(chǔ)量不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以次形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面。 b) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。c) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼分配產(chǎn)量比較均衡，兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。d) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小。綜合考慮，主副井筒位置選在井田走向中央位置，位于傾向中上部。風(fēng)井井口位置的選擇:風(fēng)井井口位置的選擇，應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，與提升井筒的貫通距離較短，并應(yīng)利用各種煤柱。有條件時(shí)風(fēng)井的井口也可以布置在煤層露頭以后。綜合考慮，本礦井的風(fēng)井沿走向布置在井田的邊界中部。圖41主井?dāng)嗝鎴D Main shaft cross—section fig，提升容器為9t箕斗一對(duì)，采用Jkm44（Ⅱ）型多繩磨擦輪提升機(jī)，配JRZ170/49—16型繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái)1000KW。，該提升設(shè)備擔(dān)負(fù)本礦全部煤炭提升。 圖 42副井?dāng)嗝鎴D Auxiliary shaft cross—section fig，提升容器為一噸雙層四車多繩罐籠一對(duì)（一寬一窄），4（Ⅱ）型多磨擦輪提升機(jī)，配JRZ500—12型繞線異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái)500KW。副井每次提升或下放四輛重車時(shí)，另一側(cè)必須配四輛空車，（包括平板車重），另一側(cè)必須配兩輛重車。圖43風(fēng)井?dāng)嗝鎴D shaft cross—section fig風(fēng)井位于井田上部邊界中部，同時(shí)做為安全出口。 開采水平的設(shè)計(jì) 水平劃分的原則確定原則：1） 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：（1）90萬t的礦井第一水平服務(wù)年限不得小于20年，緩傾斜煤層的階段垂高為200—350m；（2）條件適宜的緩傾斜煤層，宜采用上下山開采相結(jié)合的方式；（3）近水平多煤層開采，當(dāng)層間距不大時(shí)，宜采用單一水平開拓。 2）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造煤層的傾角不同對(duì)階段高度的影響較大，本井田的屬于緩傾斜煤層，其平均傾角為14176。，煤層標(biāo)高從750m標(biāo)高到300m標(biāo)高。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層的階段垂高為200~350m,故劃分為兩個(gè)階段。再結(jié)合本井田的煤層標(biāo)高差較小，階段斜長較短的實(shí)際情況，宜采用單水平上下山開采。3）根據(jù)生產(chǎn)成本階段高度增大，全礦井水平數(shù)目減少，水平儲(chǔ)量增加，分配到每t煤的折舊費(fèi)減少，但階段長度大會(huì)使一部分經(jīng)營費(fèi)相應(yīng)增加，其中隨著階段增大而減少的費(fèi)用有：井底車場及硐室、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、石門及采區(qū)車場掘進(jìn)費(fèi)、設(shè)備購置及安裝費(fèi)用等；相應(yīng)增加的費(fèi)用有：沿上山的運(yùn)輸費(fèi)、通風(fēng)費(fèi)、提升費(fèi)、傾斜巷道的維修費(fèi)，此外還延長生產(chǎn)時(shí)間、增加初期投資，因此要針對(duì)礦井的具體條件提出幾個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選擇經(jīng)濟(jì)上合理的方案。4）根據(jù)水平接替關(guān)系在上一水平減產(chǎn)前，新水平即作好準(zhǔn)備，因此一個(gè)水平從投產(chǎn)到減產(chǎn)為止的時(shí)間，必須大于新水平的準(zhǔn)備時(shí)間。正常情況下，～2年，井底車場、～2年，延伸井筒需要1年，合計(jì)需要4～5年的時(shí)間。開拓延伸加上水平過渡需要7～9年，所以每個(gè)礦井在確定水平高度時(shí)，必須使開采時(shí)間大于開拓延伸加上水平過渡所需要的時(shí)間。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)煤層傾角大于12度時(shí)，宜采用走向長壁采煤法。本礦井煤層傾角平均為14度，故采用走向長壁采煤法。 開采水平的劃分根據(jù)本井田的實(shí)際情況，以及煤層賦存的條件，提出兩個(gè)在技術(shù)上可行的方案 ：方案一：采用立井單水平上下山開采 總的來說，兩個(gè)方案再在技術(shù)術(shù)上均可行，各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要通過經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。 首先對(duì)下階段的巷道布置在技術(shù)上比較兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)，詳見表42。表42兩種開拓方案的技術(shù)分析表 two kind of development plan technical analytical table方案方案一：采用立井單水平上下山開采方案二：采用立井雙水平加暗斜井上山開采優(yōu)點(diǎn)(1）開拓巷道工程量小，兩階段共用一組大巷和平巷，掘進(jìn)率較低(2）提升運(yùn)輸距離較短(3）保護(hù)煤柱損失少，可以提高回采率(4) 下山階段輔助運(yùn)輸容易(1) 采準(zhǔn)巷道施工容易，工藝簡單(2) 對(duì)工作面通風(fēng)有利，可以避免下行風(fēng)帶來的缺點(diǎn)，通風(fēng)費(fèi)用較少(3) 對(duì)于煤炭的回采有利(4) 延伸井筒的施工比較方便缺點(diǎn)(1) 施工技術(shù)復(fù)雜,設(shè)備要求多(2) 掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高(3) 下山開采，工作面生產(chǎn)難度增加，排水困難（4）順槽內(nèi)運(yùn)輸費(fèi)用較高，生產(chǎn)費(fèi)用較高（5）兩順槽間風(fēng)壓差別較大，通風(fēng)困難(1）開拓巷道工程量大，增加準(zhǔn)備時(shí)間(2）提升能力小,動(dòng)力消耗大,提升費(fèi)用高(3）風(fēng)路長,風(fēng)阻大,通風(fēng)費(fèi)用高(4）暗斜井的維護(hù)較為困難，維護(hù)費(fèi)用高對(duì)于兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較：因兩個(gè)方案劃分的采區(qū)基本相同，所以采區(qū)上山的經(jīng)濟(jì)比較可以忽略不計(jì)，具體比較如下：圖44立井開拓方案一Fig. 44 vertical shaft development 圖45立井開拓方案二 Vertical shaft development plan 表43案一，單水平上下山開采Table 43 pioneering singlelevel downhill 項(xiàng)目工程量單價(jià)費(fèi)用運(yùn)輸提升 萬t1520萬t 排水 萬m179。179。179。合計(jì)表44方案二：暗斜井延伸，兩水平開采Table 44 Option 2: Inclined Shaft extension, the two levels of exploitation名 稱掘 進(jìn) 費(fèi) 用長度（m）費(fèi)用（元/m）總費(fèi)用（萬元）運(yùn)輸暗斜 井9223000回風(fēng)暗斜 井9223000井底車場11003000330運(yùn)輸大巷12693000合計(jì)通過兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，很顯而易見，方案二比方案一明顯增加兩條912m的暗斜井，以及增加相應(yīng)的采準(zhǔn)巷道，掘進(jìn)費(fèi)用明顯高于方案一，而且相應(yīng)的運(yùn)煤、提升費(fèi)用尚未計(jì)入表中，使得方案一的優(yōu)勢更加突出，所以方案一為最優(yōu)方案。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用單水平上下山聯(lián)合的方式。 設(shè)計(jì)水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限本井田設(shè)計(jì)水平為580水平。表45 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限 Horizontal reserves and service life水平序號(hào)可采儲(chǔ)量/萬t服務(wù)年限/年第一階段第二階段 設(shè)計(jì)水平的巷道布置由于本井田煤層間距較近，層間距＜80m，故采用集中大巷布置，為便于維護(hù)，將大巷布置到122煤層底板巖層中，又由于設(shè)計(jì)中通風(fēng)方式為邊界式，所以采用兩條大巷布置，大巷距煤層底板間距一般30m。大巷支護(hù)方式掘進(jìn)時(shí)期及時(shí)支護(hù)采用錨桿支護(hù)，后期采用混凝土砌碹，巷道斷面特征見圖46。 大巷的位置、數(shù)目、用途和規(guī)格1)大巷的位置選擇大巷位置的原則：掘進(jìn)量少，費(fèi)用少，維護(hù)條件好，煤柱損失少，有利于通風(fēng)和防火，運(yùn)輸方便。本礦井的可采煤層有兩層，雙軌大巷布置在122號(hào)煤層底板巖層的580m水平處，距煤層底板30m。2)大巷的數(shù)目和用途根據(jù)運(yùn)輸和通風(fēng)條件，本礦井共布置一條雙軌大巷。承擔(dān)整個(gè)水平運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料、排水、排矸、行人等任務(wù)。3)大巷的規(guī)格因?yàn)榇笙锏姆?wù)年限都較長，所以都采用錨噴支護(hù)。各大巷具體斷面如下：圖 46 雙軌大巷斷面圖 Transport the big lane sectional drawing大巷運(yùn)輸方式采用礦車運(yùn)輸，軌型為18公斤/m，軌道大巷軌距600 mm，對(duì)大巷運(yùn)輸方式選擇的依據(jù)是：1）由于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力小，采用此種運(yùn)輸方式能滿足要求。2）噸公里運(yùn)輸費(fèi)較低。3）運(yùn)輸能力大，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，隨著運(yùn)距和運(yùn)量的變化可以增加列車數(shù)。4）礦車運(yùn)煤可同時(shí)統(tǒng)一解決煤炭、矸石、物料和人員的運(yùn)輸問題。5）對(duì)巷道直線度要求不高，能適應(yīng)長距離運(yùn)輸。 采區(qū)劃分及開采順序 采區(qū)形式及尺寸的確定根據(jù)井田地質(zhì)情況，煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度在4左右，井田走向長度5km，井田內(nèi)兩條大的斷層構(gòu)造，以上條件很適合布置綜合機(jī)械化采煤。而設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定綜采工作面雙翼采區(qū)走向長度應(yīng)超過1500~2000m。因此將井田共劃分四個(gè)采區(qū)，其中一階段兩個(gè)上山采區(qū)，北一采區(qū)和北二采區(qū)，均為雙翼采區(qū)。二階段兩個(gè)下上采區(qū)：南一采區(qū)，南二采區(qū)。表46 井田各采區(qū)技術(shù)特征表 Table 46 Mine technical characteristics of the mining area Table采區(qū)走向長度/m傾斜長度/m工業(yè)儲(chǔ)量/萬t采煤方式落煤方式準(zhǔn)備方式N124161197走向長壁綜采雙翼上山采區(qū)N218461038走向長壁綜采雙翼上山采區(qū)S12281756走向長壁綜采雙翼下山采區(qū)S22226904走向長壁綜采雙翼下山采區(qū)合計(jì)87693895 開采順序合理的開采順序是在考慮煤層采動(dòng)影響的前提下，有步驟、有計(jì)劃的按照一定的順序進(jìn)行，保證采區(qū)、工作面的正常接替，以保證安全、均衡、高效的生產(chǎn)，并且有利于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。合理的開采順序可以保證開采水平、采區(qū)、回采工作面的正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，最大限度地采出煤炭資源，減少巷道掘進(jìn)率及維護(hù)工程量；合理的集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，便于防止災(zāi)害，保證生產(chǎn)安全可靠。根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，新建礦井采區(qū)開采順序必須遵循先近后遠(yuǎn)，逐步向井田邊界擴(kuò)展的前進(jìn)式開采。多煤層開采時(shí)，一般先采上層，后采下層的下行式開采，還應(yīng)厚、薄煤層合理搭配開采；開采有煤與瓦斯突出煤層時(shí)，應(yīng)按開采保護(hù)層、抽放瓦斯及單獨(dú)開采等技術(shù)措施要求，順序開采。為保證均衡生產(chǎn),一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn),另一個(gè)采區(qū)即應(yīng)投入生產(chǎn)。為此，必須準(zhǔn)備好一個(gè)新的采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間。由于雙翼兩個(gè)采區(qū)條件相近，大巷長度又大致相等，所以采區(qū)開采順序可任選一個(gè)先采，本設(shè)計(jì)開采順序?yàn)椋篘1采區(qū)，S1采區(qū)，N2采區(qū)，S2采區(qū)。煤層間下行式，區(qū)段內(nèi)后退式回采。 開采水平井底車場形式的選擇 開采水平井底車場選擇的依據(jù)井底車場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，是連接井下運(yùn)輸和提升的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。因此，井底車場設(shè)計(jì)是否合理，直接影響著礦井的安全和生產(chǎn)。根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式、通過井底車場的貨載運(yùn)量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置、地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場巷道及主要硐室處圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。由于本設(shè)計(jì)中主井提升方式為箕斗提升，大巷采用礦車運(yùn)輸，井底車場與大巷距離較遠(yuǎn)且需用石門聯(lián)系，從主副井井底車場到大巷均與石門聯(lián)系，所以井底車場型式選為立式車場。如圖47。１――主井　?。波D―副井　?。敞D―井底煤倉　?。川D―水倉5――水泵房　6――中央變電所 7――清煤斜巷圖 47 井底車場示意圖 Shaft station abridged general view cross—section distinction 井底車場主要硐室根據(jù)《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井下硐室應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝尺寸進(jìn)行布置，并應(yīng)便于操作、檢修和設(shè)備更換，符合防水、防火等安全要求。井下主要硐室位置的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：a應(yīng)選擇在穩(wěn)定堅(jiān)硬巖層中，應(yīng)避開斷層、破碎帶、含水巖層；b井下硐室不布置在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層中和沖擊地壓煤層中。井底車場的主要硐室包括煤倉、箕斗裝載硐室、中央變電所、中央水泵房及火藥庫。1)井底煤倉及裝載硐室井底煤倉位置應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式、裝載硐室位置、圍巖條件及裝載膠帶機(jī)巷與裝載硐室相互聯(lián)系等因素比較確定。井底煤倉宜選用圓形直倉，井底煤倉的有效容量按下式計(jì)算： （41）式中：Qmc——井底煤倉有效容量(t)Amc——礦井日產(chǎn)量(t)～——系數(shù)，大型礦井取大值，小型礦井取小值。則井底煤倉容量為：Qmc=900000/330=410t 煤倉為圓形垂直煤倉，見圖48圖48垂直煤倉結(jié)構(gòu)圖 The diagram of coal Depot1——上部收口；2——倉身；3——下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；4——溜口及閘門2) 中央變電所、中央水泵房和水倉中央變電所和中央水泵房聯(lián)合布置，以便使中央變電所向中央水泵房供電距離最短。一般布置在副井井筒與井底車場連接處附近，當(dāng)?shù)V井突然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，仍能繼續(xù)供電、照明和排水，為便于設(shè)備的檢修及運(yùn)輸，水泵房應(yīng)靠近副井空車線一側(cè)。水泵房與變電所之間用耐火材料砌筑隔墻，并設(shè)置鐵板門為防止井下突然涌水淹沒礦井。，水泵房及變電所通往井底車場的通道應(yīng)設(shè)置密閉門。水倉入口，一般設(shè)在空車線，井底車場標(biāo)高最低處，確定水倉入口時(shí)，應(yīng)注意水倉裝滿水。中央變電所和中央水泵房建成聯(lián)合硐室，具體見圖49：圖 49 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合硐室 Substation capacity and water pump house union booth3)火藥庫由于本礦井采用全部機(jī)械化采煤，所以相對(duì)用火藥較少，選用儲(chǔ)量較小的壁槽式火藥庫就可以滿足井下正常工作的需要。庫房與巷道的關(guān)系：a庫房距井筒、井底車場、主要運(yùn)輸巷道、主要硐室和影響全礦井大部分采區(qū)通風(fēng)的風(fēng)門的直線距離應(yīng)不小于80m；b庫