【文章內(nèi)容簡介】 煤的處置應(yīng)予以足夠的重視。煤塵井田未作煤塵爆炸試驗(yàn)，以鄰區(qū)資料作為參考。井田內(nèi)可采煤層在急速加熱時(shí)火焰長度大于400mm以上，煤層爆炸指數(shù)（揮發(fā)分）%，煤塵具有燃炸性，因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)采取措施降低煤塵。地溫井田內(nèi)煤層埋藏較淺，經(jīng)對井田內(nèi)部分鉆孔測定地溫，沒有發(fā)現(xiàn)特殊的地溫異常，孔內(nèi)溫度變化與正常地溫梯度基本吻合。五、地質(zhì)勘探程度及存在問題井田內(nèi)局部地段煤層頂板及覆蓋較薄，且風(fēng)化程度較高，裂隙發(fā)育，易發(fā)生頂板冒落和地層坍塌，導(dǎo)致第四系孔隙潛水與煤層承壓水發(fā)生水力聯(lián)系，構(gòu)成直接充水含水層，建議進(jìn)一步作工作驗(yàn)證，查明其富水性。本次勘查未采集瓦斯樣，本區(qū)瓦斯含量雖然較低，建議開采時(shí)還應(yīng)注意礦井通風(fēng)，防止瓦斯聚集與煤塵爆炸。采空區(qū)范圍大，應(yīng)加強(qiáng)管理。本次勘查精度較低，可采煤層厚度變化大，給合理開采煤層的機(jī)械設(shè)備選型造成一定困難，建議對井田可采區(qū)域補(bǔ)充鉆孔，精確了解煤層厚度，提高井田勘查精度。第二章 井田開拓第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界新廟三界溝煤礦，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市某旗境內(nèi)，行政隸屬某旗納林陶亥鎮(zhèn)。具體位置在勃牛川以東，三界溝以北一帶，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：110176。22′59″110176。24′43″北緯：39176。18′37″39176。20′25″，開采深度11101090米。礦區(qū)范圍由7個(gè)拐點(diǎn)圈定，各拐點(diǎn)坐標(biāo)見表211。表211點(diǎn)號XY1435414037446810243552103744807034356530374481104435624037449300543555603744931064354240374482407435321037446850。井田內(nèi)已探明無斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)傾角平緩、十分有利于綜合機(jī)械化規(guī)模開采。二、礦井資源/儲量計(jì)算礦井地質(zhì)儲量依據(jù)資源儲量核實(shí)報(bào)告，地質(zhì)資源儲量為690萬噸，全部為推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）。詳見表212。表212 可采煤層地質(zhì)資源量匯總表 類別煤層編號推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)儲量（333）地質(zhì)資源量VI2690690合計(jì)690690礦井工業(yè)資源儲量根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井工業(yè)資源儲量按下式計(jì)算：礦井工業(yè)儲量=331+332+333K=690=621萬噸經(jīng)計(jì)算，工業(yè)資源量為621萬噸。礦井設(shè)計(jì)資源儲量設(shè)計(jì)資源儲量是在礦井工業(yè)儲量的基礎(chǔ)上減去永久煤柱損失量后的資源儲量。本礦永久煤柱的留設(shè)如下：（1）根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井田境界煤柱取40m，本礦20m，相鄰礦取20m。（2）地面建筑、構(gòu)筑物與井筒煤柱按照保護(hù)煤柱的留設(shè)方法，第四系表土按45176。移動角，煤層巖按70176。移動角進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)資源儲量為546萬噸，詳見表213。表213 礦井設(shè)計(jì)資源儲量匯總表 單位：萬噸煤層編號工業(yè)儲量永久煤柱損失設(shè)計(jì)資源儲量井田境界斷層村莊小計(jì)VI2621750075546合計(jì)621750075546礦井設(shè)計(jì)可采儲量礦井設(shè)計(jì)可采儲量：礦井設(shè)計(jì)資源儲量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)回采率。礦井可采儲量按下式計(jì)算：ZK=（ZP）C式中：ZK——礦井設(shè)計(jì)可采儲量，萬噸；Z——礦井工業(yè)儲量，萬噸；P——主要井巷煤柱損失，萬噸；C——采區(qū)回采率，取80%經(jīng)計(jì)算，見表214。表214 礦井設(shè)計(jì)可采儲量匯總表 單位：萬噸煤層編號設(shè)計(jì)儲量設(shè)計(jì)可回收煤柱占用資源儲量剩余資源儲量采區(qū)回采率設(shè)計(jì)可采儲量工業(yè)場地及井筒大巷小計(jì)VI25462080%合計(jì)54620第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日為330d，每天三班作業(yè)，每日凈提升時(shí)間14h。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要考慮以下因素：礦井資源/儲量，地質(zhì)和開采條件，技術(shù)裝備與管理水平，礦井與水平服務(wù)年限，國家和市場對煤炭的需求與經(jīng)濟(jì)效益。本礦地質(zhì)資源儲量690萬噸，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存較穩(wěn)定，易于開采。，目前，該煤礦開拓巷道和首采區(qū)已形成。已有兩個(gè)平硐，改擴(kuò)建可以利用現(xiàn)有工業(yè)場地及大巷，針對上述礦井現(xiàn)狀，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力提出兩個(gè)方案比選：方案一：主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)利用現(xiàn)有工業(yè)場地及大巷，采用ZY6400/17/35液壓支架綜合機(jī)械化采煤工藝開采，布置一個(gè)綜采工作面，設(shè)計(jì)可采儲量4083kt，按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中井型與服務(wù)年限的合理匹配關(guān)系，結(jié)合本礦采區(qū)按替關(guān)系。方案二：主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)利用現(xiàn)有工業(yè)場地及大巷，采用高檔普采，布置一個(gè)回采工作面。方案一與方案二相比的主要缺點(diǎn)是：建設(shè)規(guī)模與保有資源儲量相比，規(guī)模增大、服務(wù)年限過短，但可以充分利用目前好的市場，爭取大的經(jīng)濟(jì)效益，且工作面易管理，安全性高，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)自動化程度高。綜上所述，結(jié)合礦方要求，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為方案一。二、設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=Z/式中：T——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a；Z——設(shè)計(jì)可采儲量，；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，；K——儲量備用系數(shù)。礦井服務(wù)年限為T==（a）經(jīng)計(jì)算。第三節(jié) 井田開拓一、井田開拓方式本井田僅一層煤，煤層埋深較淺，瓦斯含量低，水文條件簡單煤層傾角13176。，煤層賦存穩(wěn)定故礦井宜采用平峒斜井開拓，主運(yùn)輸采用膠帶運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪運(yùn)輸。（一）井口及工業(yè)場地位置的選擇方案一，現(xiàn)有工業(yè)場地方案本方案優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用現(xiàn)有工業(yè)場地的生產(chǎn)、輔助設(shè)施和部分井巷工程，投資少，見效快。缺點(diǎn)是工業(yè)場地位于井田的西南邊界，運(yùn)輸距離長。方案二，西北部方案井口及工業(yè)場地選在井田西北部，場地較平坦，井下運(yùn)輸較短，井巷工程少，缺點(diǎn)需新建井筒，初期投資大。以上兩個(gè)方案各有利弊，需結(jié)合井田開拓方案做進(jìn)一步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。（二）開拓方案根據(jù)井田地形條件，外部建設(shè)條件和煤層賦存條件等影響因素分析，結(jié)合兩個(gè)井口方案，設(shè)計(jì)考慮了兩個(gè)開拓方案。方案一，利用現(xiàn)有副斜井作為改擴(kuò)建后的副斜井，在井田的西北部分別新建一個(gè)主斜井和一個(gè)回風(fēng)斜井，主斜井坡度為12度，斜長110 m，回風(fēng)斜井坡度為25度，斜長109m，主井筒見煤后沿井筒方向布置主運(yùn)大巷，主運(yùn)大巷從井底向前掘490m改為平行礦界布置到礦界2拐點(diǎn)后再改為沿礦界煤柱布置直至北部礦界煤柱，在主運(yùn)大巷兩側(cè)平行主運(yùn)大巷，分別布置輔運(yùn)大巷和回風(fēng)大巷，大巷間的煤柱為30m，新布置的輔運(yùn)和回風(fēng)大巷分別通過聯(lián)絡(luò)巷與原主運(yùn)大巷和回風(fēng)井聯(lián)絡(luò)。在大巷里側(cè)布置回采工作面。方案二，利用現(xiàn)有的副井作為改擴(kuò)建后的副井，利用現(xiàn)有的回風(fēng)井作為改擴(kuò)建后的回風(fēng)井，在井田的西北部新建一個(gè)主斜井，主斜井的長度、坡度、方位及大巷回采工作面的布置同方案一。方案比較：方案一：優(yōu)點(diǎn)：新建風(fēng)井后通風(fēng)路線縮短，風(fēng)阻減少，通風(fēng)系統(tǒng)較合理。通風(fēng)設(shè)備設(shè)施日常使用維護(hù)費(fèi)用少。缺點(diǎn)：增加了井巷和土建工程量。初期投資大。工期長。方案二：優(yōu)點(diǎn)：利用現(xiàn)有的風(fēng)井。投資少，見效快。缺點(diǎn)：通風(fēng)路線長，風(fēng)阻大。巷道維護(hù)工程量大。通風(fēng)設(shè)備投資大，日常費(fèi)用高。通過比較，方案一的通風(fēng)系統(tǒng)合理，通風(fēng)路線短，有利于礦井安全生產(chǎn)，設(shè)計(jì)推薦方案一。二、煤層分組和水平劃分全區(qū)可采煤層一層，為近水平煤層，煤層傾角13176。，設(shè)計(jì)只劃分一個(gè)水平，水平標(biāo)高1100m，三條大巷布置在一個(gè)水平內(nèi)。三、大巷布置根據(jù)礦井的開拓布置煤層賦存條件，水平劃分和井上下主、輔運(yùn)輸方式，本著初期工程省，系統(tǒng)簡單，生產(chǎn)過程中運(yùn)輸費(fèi)用少，消耗低的原則，三條大巷均沿北部礦界布置在62煤層內(nèi)，這樣布置巷道工程量少，有利于安全生產(chǎn)。四、采區(qū)劃分本井田可采煤層一層為近水平煤層，設(shè)計(jì)根據(jù)礦井的開拓方式，井田面積較小煤層賦存條件簡單，綜合考慮礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀，運(yùn)輸、通風(fēng)及工作面接替等因素，劃分一個(gè)采區(qū)，首采工作面布置在靠近工業(yè)廣場一側(cè)。見開拓方式方案圖231。第四節(jié) 井 筒一、井筒用途、布置及裝備全井田共布置三條井筒即主斜井、副井、回風(fēng)斜井。主斜井：主要擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升運(yùn)輸任務(wù)，兼作行人、進(jìn)風(fēng)和安全出口。井筒內(nèi)設(shè)固定帶式運(yùn)輸機(jī)。鋪設(shè)動力、信號、通訊電纜和排水，消防灑水管路等。井筒斷面見圖241。副井：作為礦井掘進(jìn)矸石、材料、設(shè)備提升、下放，兼作進(jìn)風(fēng)和安全出口，井筒斷面見圖242?；仫L(fēng)斜井，砌碹和錨噴支護(hù)，砌碹部分厚度300mm，錨噴部分支護(hù)厚度為100mm，用作礦井回風(fēng)兼作安全出口，井筒斷面見圖243。井筒特征見表241。表241 井 筒 特 征 表特征名稱井口坐標(biāo)X Y井口標(biāo)高（m）方位角（度）傾角（度）寬度(mm)斷面（m2）長度(m)凈掘凈掘主平硐+2221234004000110副平硐+40004600回風(fēng)斜井+2992538004400109第五節(jié) 井底車場及硐室一、井底車場三界溝煤礦井下輔助運(yùn)輸采用防爆無軌膠輪車運(yùn)輸，故井下不設(shè)車場，僅設(shè)無軌膠輪車加寬錯(cuò)車巷或錯(cuò)車硐室。錯(cuò)車巷每隔300m設(shè)一段。二、井底硐室井下主運(yùn)輸為膠帶運(yùn)輸機(jī)，通過皮帶搭接與主井聯(lián)接，通過主井皮帶運(yùn)到地面。矸石采用無軌膠輪車通過副井運(yùn)出地面處理，材料和設(shè)備均由無軌膠輪車經(jīng)副井運(yùn)送至井下。井下中央變電所、水泵房、水倉、消防材料庫等硐室設(shè)在主井井底附近；水倉水倉設(shè)計(jì)2條，其中：一條主水倉，一條副水倉，定期交替清理。水倉容量：Q=8Q2=810=80m3（。）式中：Q——8小時(shí)涌水量，m3；Q2——礦井的正常涌水量，10m3/h；水倉凈斷面：，則水倉長度為29m。第三章 大巷運(yùn)輸及設(shè)備一、井下煤炭運(yùn)輸井下煤炭運(yùn)輸根據(jù)礦井提升方式，開拓布置和國內(nèi)外井下主運(yùn)輸技術(shù)、裝備發(fā)展情況，設(shè)計(jì)對膠帶輸送機(jī)和礦車兩種運(yùn)輸方式進(jìn)行了全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。針對本礦井原設(shè)計(jì)特點(diǎn)和已施工巷道的情況，本設(shè)計(jì)推薦大巷主運(yùn)采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。為此，大巷煤炭運(yùn)輸方式選用DTII型固定式膠帶輸送機(jī)3部，技術(shù)參數(shù)：帶寬B=800mm；運(yùn)量Q=400t/h；帶速V=2m/s；總長度L=2500m；電動機(jī)型號YB225S4 N=37KW減速器型號ZSY22625，i=25制動器YWZ5250/30，N=膠帶PVG整芯帶ST=680N/mm阻燃抗靜電礦井移交生產(chǎn)時(shí)，首采工作面回采煤炭經(jīng)順槽膠帶運(yùn)至大巷膠帶，通過主井皮帶運(yùn)往地面，實(shí)現(xiàn)煤炭自采掘工作面到地面一條龍連續(xù)運(yùn)輸。采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：對巷道坡度適應(yīng)性強(qiáng)。運(yùn)輸能力大，增產(chǎn)潛力大。環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單，用人少，生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用低。便于集中管理和監(jiān)控。實(shí)踐證明，膠帶運(yùn)輸機(jī)是井下煤炭運(yùn)輸最理想的工具。二、井下輔助運(yùn)輸（一）方案比選適合本礦井下輔助運(yùn)輸方式主要有兩種：一種為軌道運(yùn)輸，一種為無軌膠輪車運(yùn)輸。各自運(yùn)輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：無軌膠輪車輔助運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)輸方式單一，無需輔助設(shè)備牽引，可一次運(yùn)輸?shù)轿?，減少運(yùn)輸過程的轉(zhuǎn)換；（2）可在起伏不平的巷道中自由行駛，且轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動靈活；（3）運(yùn)料容器采用插裝式，可方便快速更換運(yùn)輸品種不限，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；（4）井下巷道輔助工作人員少，可減少井下工作人員數(shù)量，符合當(dāng)前限制井下人員的大趨勢。缺點(diǎn)：（1）無軌車輛車體較寬，行駛中安全隙較有軌車輛大，巷道相對寬度要求大。（2）需設(shè)錯(cuò)車巷、錯(cuò)車硐室和存放、維修等硐室，故井巷工程量增大。（3）無軌膠輪車行車受坡度限制，斜井，上下山坡度不宜太大，故傾斜巷道距離較長。有軌輔運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：（1）車輛沿固定線路行駛，可靠性高，易于牽引式、提運(yùn)。（2）巷道斷面較無軌膠車巷道斷面小。（3）有軌運(yùn)輸適用于各種巷道坡度變化。缺點(diǎn)：（1）必須設(shè)專用車場，車場設(shè)計(jì)較復(fù)雜。（2）運(yùn)輸過程轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，需較多輔助人員操控，輔助人員必須有專業(yè)技術(shù)上崗證操作，運(yùn)輸不連續(xù)。（3）大巷采用電機(jī)牽引運(yùn)輸時(shí)，對巷道坡度要求嚴(yán)格，不能隨煤層底板上下起伏。（4）在上、下山必須專設(shè)防跑車機(jī)構(gòu)和運(yùn)輸過程中的信號通訊設(shè)備，管理相應(yīng)復(fù)雜。綜上所述，通過技術(shù)比較，結(jié)合當(dāng)?shù)靥嵘\(yùn)輸習(xí)慣和管理能力，輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì)選用無軌膠車運(yùn)輸。（二）礦井車輛配備及數(shù)量經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，一方案明顯優(yōu)于二方案，故確定礦井輔助運(yùn)輸采用WCQ3C型無軌防爆膠輪車運(yùn)輸方式，其負(fù)載能力3t，外型尺寸：500017002000mm，最大時(shí)速50km/h，經(jīng)計(jì)算全礦共配備5臺其中3臺使用2臺備用。無軌防爆膠輪車數(shù)量計(jì)算過程如下：（1）單空車運(yùn)行時(shí)間：t1=空車運(yùn)行距離/空車運(yùn)行速度=（2）單重車運(yùn)行時(shí)間：t2=重車運(yùn)行距離/重車運(yùn)行速度=（3）平均裝車時(shí)間為15min（4）物料平均卸車時(shí)間：t4=10min（5）單車?yán)\(yùn)一次物料所需時(shí)間：t=t1+t2+t3+t4=（min次）（6）單車每小時(shí)往返次數(shù)：C=60/=(次/)（7）每日