【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較分散。經(jīng)過綜合技術(shù)分析比較，并結(jié)合該礦開拓現(xiàn)狀，最后確定主立井及其工業(yè)場(chǎng)地選在賀家莊村附近，副立井及其工業(yè)場(chǎng)地選在井田東部下安村附近。第二節(jié) 開拓方案的比選及確定根據(jù)該礦煤層賦存、地形和地質(zhì)構(gòu)造等條件，并結(jié)合已施工的井筒形式和位置，確定采用立井單水平分區(qū)式開拓方式，對(duì)井下開拓巷道的布置，提出了兩種方案。方案一：運(yùn)輸和回風(fēng)大巷沿南北方向布置開拓方案主立井和回風(fēng)立井掘進(jìn)至4號(hào)煤層底板后，在＋831m標(biāo)高布置井底車場(chǎng)和硐室，從井底車場(chǎng)向西在4號(hào)煤層中掘進(jìn)主要運(yùn)輸和回風(fēng)巷道，然后掘進(jìn)南北方向運(yùn)輸和回風(fēng)大巷。在井田東部下安村附近掘進(jìn)副立井至4號(hào)煤層底板后，在＋829m標(biāo)高布置井底車場(chǎng)，然后向西掘進(jìn)主要運(yùn)料巷道與回風(fēng)大巷貫通。把井田劃分為三個(gè)采區(qū)，井田東部為第一采區(qū)，在采區(qū)內(nèi)垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷劃分為條帶，布置傾斜長壁工作面回采。井田北部為第二采區(qū)，垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷向西掘進(jìn)二采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)上山，在上山北側(cè)劃分為區(qū)段，布置走向長壁工作面回采。井田西南部為第三采區(qū)，垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷向西掘進(jìn)三采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)上山，在上山兩側(cè)劃分為區(qū)段，布置走向長壁工作面回采。見表221，井田開拓平面圖如下：方案二：運(yùn)輸和回風(fēng)大巷沿東西方向布置開拓方案主立井和回風(fēng)立井掘進(jìn)至4號(hào)煤層底板后，在＋831m標(biāo)高布置井底車場(chǎng)和硐室，從主立井和回風(fēng)立井井底在4號(hào)煤層中向南掘進(jìn)主要運(yùn)輸、回風(fēng)巷道，然后，在井田南部掘進(jìn)東西方向運(yùn)輸和回風(fēng)大巷。在井田東部下安村附近掘進(jìn)副立井至4號(hào)煤層底板后，在＋829m標(biāo)高布置井底車場(chǎng)，然后向北掘進(jìn)主要運(yùn)料巷道與回風(fēng)大巷貫通。把井田劃分為四個(gè)采區(qū)，井田東北部為第一采區(qū)，井田東南部為第二采區(qū)，在一、二采區(qū)內(nèi)垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷劃分為條帶，布置傾斜長壁工作面回采。井田西南部為第三采區(qū)，垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷向北掘進(jìn)三采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)上山，在上山南側(cè)劃分為區(qū)段，布置走向長壁工作面回采。井田北部為第四采區(qū)，垂直運(yùn)輸和回風(fēng)大巷向北掘進(jìn)四采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)上山，在上山兩側(cè)劃分為條帶，布置傾斜長壁工作面回采。見表222。兩方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較兩方案的技術(shù)比較見表221，兩方案的經(jīng)濟(jì)比較見表222。通過以上比較可以看出，兩方案總的掘進(jìn)費(fèi)用相差不大，在10%以內(nèi)，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案一較方案二具有較多優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)計(jì)推薦開拓方案一。第三節(jié) 采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)推薦的開拓方案一，全井田劃分為3個(gè)采區(qū)。采區(qū)間采用前進(jìn)式開采順序。礦井投產(chǎn)時(shí)移交第一采區(qū)。采區(qū)的接替順序?yàn)椋阂徊蓞^(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)。表221 開拓方案技術(shù)比較表方案一方案二 優(yōu)點(diǎn)巷道掘進(jìn)總工程量少，掘進(jìn)費(fèi)用低；工作面推進(jìn)長度較大，搬家次數(shù)少；礦井通風(fēng)線路短，通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單；煤柱損失少； 副立井與運(yùn)輸大巷貫通距離較短； 初期巷道掘進(jìn)工程量較少；開采井田南部時(shí)，運(yùn)輸、通風(fēng)方便；三、四采區(qū)上山起伏變化較?。蝗秉c(diǎn)副立井和主立井貫通距離較長、初期巷道掘進(jìn)工程量較大。二、三采區(qū)上山起伏變化較大； 一、二采區(qū)工作面推進(jìn)長度較小，搬家次數(shù)多；礦井通風(fēng)線路長，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜；煤柱損失較多； 表222 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表序號(hào)項(xiàng) 目單位方案一方案二方案一比方案二(%)備注1初期井巷工程量m26982460+2初期掘進(jìn)費(fèi)萬元+3總的井巷工程量m697073904總掘進(jìn)費(fèi)萬元5建設(shè)工期月+說明兩方案的井下運(yùn)輸、通風(fēng)等項(xiàng)目費(fèi)用差別不大，未列入方案比較表第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采煤方法的選擇永寧煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為210kt/a，為小型井。，煤層賦存穩(wěn)定， 頂板為泥巖和細(xì)砂巖， 頂板將隨回采垮落填滿采空區(qū)，屬I類。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，為低瓦斯礦井。井田內(nèi)4號(hào)煤層有煤塵爆炸危險(xiǎn)性， 自燃等級(jí)為I級(jí)，屬容易自燃煤層。結(jié)合礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和技術(shù)管理水平，上一套綜采工作面設(shè)備（綜采分層開采、綜采放頂煤開采及大采高綜采）比同等條件下上一套高檔普采工作面設(shè)備的投資要高出6～9倍，因此上綜采首先在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，本設(shè)計(jì)不予考慮。設(shè)計(jì)認(rèn)為適合本礦井4號(hào)煤層開采的采煤方法有以下兩種：一是人工假頂分層普采，二是一次采全高放頂煤普采。（一）人工假頂分層普采該采煤方法是將厚煤層分成若干層，頂分層要為下分層鋪設(shè)人工假頂?shù)囊环N采煤方法，適用于煤層頂板中等冒落，直接頂具有一定厚度的緩傾斜及傾斜厚煤層?！?，設(shè)計(jì)考慮分兩層開采，分層厚度2～3m左右，分層間鋪設(shè)金屬網(wǎng)假頂。人工假頂分層普采的主要優(yōu)點(diǎn)是煤炭回收率高，厚煤層回采率可達(dá)95%以上；主要缺點(diǎn)是鋪設(shè)假頂工作量大，用人多、工藝復(fù)雜、推進(jìn)速度慢，下分層頂板及巷道維護(hù)困難、（4號(hào)煤層為易自燃煤層）反復(fù)揭露采空區(qū)易燃發(fā)火、巷道掘進(jìn)率高、生產(chǎn)組織管理復(fù)雜、成本高。近年來普采放頂煤技術(shù)推廣，人工假頂分層開采的比例一再下降，中、小型煤礦已陸續(xù)根據(jù)自身的地質(zhì)條件 和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件因地制宜地將人工假頂分層開采改為放頂煤普采，提高了工作面生產(chǎn)水平，從而創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此從提高經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)認(rèn)為本井田4號(hào)煤層不宜采用人工假頂分層普采。（二）一次采全高放頂煤普采放頂煤普采采煤法就是在厚及特厚煤層的底部布置回采工作面，采用滾筒式采煤機(jī)、懸移支架或滑移支架、刮板輸送機(jī)及其他附屬設(shè)備進(jìn)行配套聯(lián)合生產(chǎn)，除用采煤機(jī)正常割煤外，還利用礦山壓力或輔以人工松動(dòng)方式使工作面上方頂煤破碎，并隨著工作面的推進(jìn)從頂梁支架的上方或后方并回收的一種采煤方法。一般來講，與分層普采相比放頂煤普采有如下優(yōu)越性：1．高產(chǎn)高效：比分層普采的產(chǎn)量可提高50%～100%，工作面工效高；2．掘進(jìn)率低：最低可減少50%～60%，巷道維護(hù)費(fèi)用相應(yīng)減少；3．材料消耗量少：放頂煤工作面對(duì)于金屬網(wǎng)、坑木、油脂、巷道支護(hù)材料等的消耗比分層開采要少的多；4．工作面搬家次數(shù)少，既節(jié)約資金，又能持續(xù)高產(chǎn)；5．安全：自燃發(fā)火幾率減少；6．對(duì)煤厚變化大、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地質(zhì)條件有較好的適應(yīng)性。其主要缺點(diǎn)是：1．與分層普采相比煤炭回收率低，丟煤易引起煤炭自燃；2．易混入矸石，原煤灰分高，粉塵大，工作面作業(yè)條件差；3．工作面設(shè)備多，管理復(fù)雜，投資大。本設(shè)計(jì)4號(hào)煤選用一次采全高放頂煤高檔普采煤方法，布置一個(gè)高檔普采放頂煤工作面。根據(jù)該礦煤層賦存和開采技術(shù)條件以及管理水平，本著投資少、見效快、安全性好和回采率高的原則，結(jié)合地方煤礦目前的開采技術(shù)及管理水平，確定采用技術(shù)裝備水平較高的單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)的高檔炮采長壁工作面，一次采全高的采煤方法。采用這種采煤方法與短壁刀柱式相比，具有回采率高，安全性好， 經(jīng)濟(jì)效益好。巷道布置簡(jiǎn)單，萬噸掘進(jìn)率低，通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。工人的勞動(dòng)強(qiáng)度小，產(chǎn)量高，效率高。采用單體液壓支柱支護(hù)具有支護(hù)速度快、初撐力高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是投資較大。經(jīng)過綜合分析比較，確定采用高檔炮采長壁工作面一次采全高的采煤方法，全部垮落法管理頂板。第二節(jié) 采區(qū)有關(guān)參數(shù)的確定根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存情況、開采技術(shù)條件及選定的采煤設(shè)備性能，結(jié)合本地區(qū)地方煤礦技術(shù)管理和礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等因素，確定高檔炮采工作面長度為80m。一次采全高。設(shè)計(jì)確定回采工作面工作制度為三、八制，作業(yè)形式為兩采一準(zhǔn)，日循環(huán)次數(shù)為1次?；夭晒ぷ髅骈L度的確定根據(jù)井田內(nèi)可采煤層的賦存條件，結(jié)合礦井煤層開采技術(shù)條件及管理水平，國內(nèi)采煤機(jī)及配套設(shè)備的性能、合理的回采工作面年推進(jìn)度等因素綜合考慮，設(shè)計(jì)確定回采工作面長度為80m?；夭晒ぷ髅婺晖七M(jìn)度計(jì)算：年推進(jìn)度=循環(huán)進(jìn)度日循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)年工作日循環(huán)系數(shù)式中：設(shè)計(jì)年工作日為330d，則：年推進(jìn)度＝1 330＝528(m)回采工作面生產(chǎn)能力計(jì)算礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力210kt／a時(shí)，在第一采區(qū)內(nèi)布置兩個(gè)高檔炮采工作面， 兩個(gè)掘進(jìn)工作面?；夭晒ぷ髅嫔a(chǎn)能力按下式計(jì)算：A采＝lLmγC式中：A采—回采工作面生產(chǎn)能力，t／a；1——工作面長度，80m； L——工作面年推進(jìn)度，528m； m——工作面采高，；γ—煤的容重，／m3； C——工作面回采率，C＝；則 A采＝52880＝98956(t／a)≈99kt／a掘進(jìn)煤產(chǎn)量按回采煤產(chǎn)量的lO％／a，礦井總產(chǎn)量為()2＝(kt／a)，可滿足礦井210kt／a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。第三節(jié) 采區(qū)巷道布置的確定一、巷道布置第一采區(qū)巷道布置采用大巷條帶式布置方式， 垂直于運(yùn)輸、回風(fēng)大巷掘進(jìn)條帶斜巷，把一采區(qū)劃分為 10個(gè)條帶， 條帶之間留設(shè)寬度為15m的煤柱， 布置傾斜長壁工作面回采。緊靠工業(yè)廣場(chǎng)煤柱布置首采工作面，工作面長度為80m，工作面推進(jìn)長度800m左右。在采區(qū)中部布置第二個(gè)回采工作面，工作面長度為80m，工作面推進(jìn)長度670m左右，工作面運(yùn)輸順槽和軌道順槽采用雙巷布置、雙巷掘進(jìn)，采區(qū)內(nèi)各條帶的開采順序?yàn)閺谋毕蚰弦来伍_采。二、采區(qū)運(yùn)煤、運(yùn)料、通風(fēng)及排水系統(tǒng)。根據(jù)推薦的開拓方案，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)采區(qū)同采，在第一采區(qū)內(nèi)布置兩個(gè)高檔炮采工作面來保證礦井210kt／a的生產(chǎn)能力。根據(jù)4號(hào)煤層賦存情況及頂扳壓力等，工作面支護(hù)選用DZ20型單體液壓支柱，HDJA1000型金屬鉸接頂梁。設(shè)計(jì)采用邁步抬棚支護(hù)工作面兩端頭上、下出口，一梁四柱，支柱采用與工作面相同的單體液壓支柱。工作面運(yùn)輸巷和軌道巷均采用工字鋼梯形棚子支護(hù)，設(shè)計(jì)在距工作面前方20m的兩順槽范圍內(nèi)，采用抬棚來加強(qiáng)支護(hù)。首采采區(qū)位于井田東南部， 采區(qū)運(yùn)輸方式：回風(fēng)順槽采用JD—， 運(yùn)輸順槽采用高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)和SZD—530/20型橋式刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，回采工作面采用SGW—40T型刮板輸送機(jī)。采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)如下：運(yùn)煤系統(tǒng)：回采工作面→運(yùn)輸順槽→運(yùn)輸大巷→主要運(yùn)輸巷→井底煤倉→主立井→地面。（一）煤炭運(yùn)輸本設(shè)計(jì)煤炭運(yùn)輸推薦采用高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，其理由如下：1．主平硐提升為帶式輸送機(jī)，煤炭從主運(yùn)輸大巷提升至地面全部采用帶式輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)；2．科學(xué)的統(tǒng)一使用型號(hào)相同驅(qū)動(dòng)裝置及同型號(hào)同規(guī)格的膠帶，以便簡(jiǎn)化維護(hù)檢修及互換設(shè)備的工序；3．帶式輸送機(jī)優(yōu)點(diǎn)：帶式輸送機(jī)還具備以下優(yōu)點(diǎn)：①運(yùn)輸巷道允許稍有起伏不平的工況，適應(yīng)多開煤巷少開巖巷的情況；②不需要設(shè)調(diào)度車場(chǎng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，用人少；③采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)單機(jī)功率小，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊較?。虎苊禾?、輔助運(yùn)輸互不干擾，可提高輔助運(yùn)輸?shù)男始八俣?；⑤能保證工作面的連續(xù)工作，提高機(jī)時(shí)利用率，提高產(chǎn)量降低成本；⑥安全性能好，據(jù)有關(guān)資料介紹，%；⑦膠帶強(qiáng)度高，運(yùn)輸機(jī)單機(jī)長度長，用于大巷運(yùn)輸可省去普通帶式輸送機(jī)多點(diǎn)搭接的硐室工程量。（二）井下輔助運(yùn)輸由于本礦井有平硐開拓、煤層賦存淺、煤層傾角小于5176。、底板較穩(wěn)定等特點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮無軌膠輪車機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)勢(shì),所以本設(shè)計(jì)采用無軌膠輪車作為井上下的主要輔助運(yùn)輸設(shè)備。（三）主要運(yùn)輸巷道斷面、支護(hù)方式、坡度及鋼軌型號(hào)主運(yùn)輸大巷沿4號(hào)煤底板掘進(jìn)，㎡，㎡；采用錨噴支護(hù)；不設(shè)檢修道。輔助運(yùn)輸大巷沿4號(hào)煤底板掘進(jìn)，㎡，㎡，采用錨噴支護(hù)。（四）輔助運(yùn)輸根據(jù)井下現(xiàn)實(shí)情況，有坡度、巷道不平不直和礦井生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，礦井輔助選用無軌膠輪車3臺(tái)。主要配置和參數(shù)型 號(hào)參 數(shù) WCQ3B額定載重（t）3最大載重（t）5發(fā)動(dòng)機(jī)（kW）50（FB4105A）駕駛方式機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)方式四輪驅(qū)動(dòng)牽引力（kN）35爬坡能力（176。）14最大速度（km/h）26離間間隙（mm）280轉(zhuǎn)彎半徑（mm）6000參考外形尺寸（mm）（長寬高）600019002000600022502000機(jī)車自重（t）運(yùn)料系統(tǒng)：地面→副立井→副立井井底車場(chǎng)→主要運(yùn)料巷→回風(fēng)大巷→回風(fēng)順槽→回采工作面。通風(fēng)系統(tǒng)：主、副立井→井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→運(yùn)輸順槽→回采工作面→回風(fēng)順槽→回風(fēng)大巷→回風(fēng)立井。排水系統(tǒng)：該礦井水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，一采區(qū)回采工作面采用俯斜推進(jìn)， 回采工作面和運(yùn)輸、回風(fēng)順槽內(nèi)積水流入運(yùn)輸大巷，采用小水泵排至主要運(yùn)輸巷，再經(jīng)主要運(yùn)輸巷采用小水泵排至井底水倉。用主水泵通過主立井排至地面。掘進(jìn)工作面通風(fēng)采用局扇、壓入式通風(fēng)，局扇型號(hào)為BKJ56。第四節(jié) 采區(qū)工作面的布置及開采順序一、礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)的采區(qū)數(shù)目、位置根據(jù)推薦的井田開拓方案，結(jié)合礦井的井型和工作面裝備水平，礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力210kt／a時(shí)布置一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，采區(qū)內(nèi)布置兩個(gè)高檔炮采工作面。為了盡量減少初期工程量，縮短建井工期，最大限度地節(jié)省初期投資，首采采區(qū)選擇在主立井南側(cè)的第一采區(qū)。該采區(qū)位于井田東部，儲(chǔ)量可靠，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，有利于礦井早日達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)定生產(chǎn)。表341 回 采 工 作 面 機(jī) 械 設(shè) 備 配 備 表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)容量（kW）單位數(shù) 量備 注使用備用合計(jì)1金屬鉸接頂梁HDJA1000根13342681602兩個(gè)回采面2單體液壓支柱DZ20根19343882322〃3工字鋼梁根641377〃4刮板輸送機(jī)SGW40T40部213〃5橋式刮板轉(zhuǎn)載機(jī)SZD530/2020部22〃6膠帶輸送機(jī)DSP101