【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，以鄰區(qū)資料作為參考。井田內(nèi)可采煤層在急速加熱時火焰長度大于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，建議進一步作工作驗證，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械設(shè)備選型造成一定困難，建議對井田可采區(qū)域補充鉆孔，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個拐點圈定，各拐點坐標見表211。表211點號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、十分有利于綜合機械化規(guī)模開采。二、礦井資源/儲量計算礦井地質(zhì)儲量依據(jù)資源儲量核實報告，地質(zhì)資源儲量為690萬噸，全部為推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量（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)蘊經(jīng)濟儲量（333）地質(zhì)資源量VI2690690合計690690礦井工業(yè)資源儲量根據(jù)煤礦設(shè)計規(guī)范，礦井工業(yè)資源儲量按下式計算：礦井工業(yè)儲量=331+332+333K=690=621萬噸經(jīng)計算，工業(yè)資源量為621萬噸。礦井設(shè)計資源儲量設(shè)計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。移動角進行計算。經(jīng)計算，礦井設(shè)計資源儲量為546萬噸，詳見表213。表213 礦井設(shè)計資源儲量匯總表 單位：萬噸煤層編號工業(yè)儲量永久煤柱損失設(shè)計資源儲量井田境界斷層村莊小計VI2621750075546合計621750075546礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計資源儲量減去工業(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算：ZK=（ZP）C式中：ZK——礦井設(shè)計可采儲量，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)計算，見表214。表214 礦井設(shè)計可采儲量匯總表 單位：萬噸煤層編號設(shè)計儲量設(shè)計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)計可采儲量工業(yè)場地及井筒大巷小計VI25462080%合計54620第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、設(shè)計生產(chǎn)能力礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日為330d，每天三班作業(yè)，每日凈提升時間14h。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力確定確定礦井設(shè)計生產(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。已有兩個平硐，改擴建可以利用現(xiàn)有工業(yè)場地及大巷，針對上述礦井現(xiàn)狀，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力提出兩個方案比選：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液壓支架綜合機械化采煤工藝開采，布置一個綜采工作面，設(shè)計可采儲量4083kt，按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(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，布置一個回采工作面。方案一與方案二相比的主要缺點是：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)計生產(chǎn)能力確定為方案一。二、設(shè)計服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算：T=Z/式中：T——礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Z——設(shè)計可采儲量，；A——設(shè)計生產(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，主運輸采用膠帶運輸，輔助運輸采用無軌膠輪運輸。（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。缺點是工業(yè)場地位于井田的西南邊界，運輸距離長。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，井下運輸較短，井巷工程少，缺點需新建井筒，初期投資大。以上兩個方案各有利弊，需結(jié)合井田開拓方案做進一步技術(shù)經(jīng)濟比較。（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)合兩個井口方案，設(shè)計考慮了兩個開拓方案。方案一，利用現(xiàn)有副斜井作為改擴建后的副斜井，在井田的西北部分別新建一個主斜井和一個回風(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大巷，主運大巷從井底向前掘490m改為平行礦界布置到礦界2拐點后再改為沿礦界煤柱布置直至北部礦界煤柱，在主運大巷兩側(cè)平行主運大巷，分別布置輔運大巷和回風(fēng)大巷，大巷間的煤柱為30m，新布置的輔運和回風(fēng)大巷分別通過聯(lián)絡(luò)巷與原主運大巷和回風(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)有的副井作為改擴建后的副井，利用現(xiàn)有的回風(fēng)井作為改擴建后的回風(fēng)井，在井田的西北部新建一個主斜井，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：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)施日常使用維護費用少。缺點：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：利用現(xiàn)有的風(fēng)井。投資少，見效快。缺點：通風(fēng)路線長，風(fēng)阻大。巷道維護工程量大。通風(fēng)設(shè)備投資大，日常費用高。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)計只劃分一個水平，水平標高1100m，三條大巷布置在一個水平內(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、輔運輸方式，本著初期工程省，系統(tǒng)簡單，生產(chǎn)過程中運輸費用少，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，運輸、通風(fēng)及工作面接替等因素，劃分一個采區(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：主要擔負全礦井煤炭提升運輸任務(wù)，兼作行人、進風(fēng)和安全出口。井筒內(nèi)設(shè)固定帶式運輸機。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：作為礦井掘進矸石、材料、設(shè)備提升、下放，兼作進風(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，砌碹部分厚度300mm，錨噴部分支護厚度為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X Y井口標高（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輸采用防爆無軌膠輪車運輸，故井下不設(shè)車場，僅設(shè)無軌膠輪車加寬錯車巷或錯車硐室。錯車巷每隔300m設(shè)一段。二、井底硐室井下主運輸為膠帶運輸機，通過皮帶搭接與主井聯(lián)接，通過主井皮帶運到地面。矸石采用無軌膠輪車通過副井運出地面處理，材料和設(shè)備均由無軌膠輪車經(jīng)副井運送至井下。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 大巷運輸及設(shè)備一、井下煤炭運輸井下煤炭運輸根據(jù)礦井提升方式，開拓布置和國內(nèi)外井下主運輸技術(shù)、裝備發(fā)展情況，設(shè)計對膠帶輸送機和礦車兩種運輸方式進行了全面技術(shù)經(jīng)濟比較。針對本礦井原設(shè)計特點和已施工巷道的情況，本設(shè)計推薦大巷主運采用膠帶輸送機運輸。為此，大巷煤炭運輸方式選用DTII型固定式膠帶輸送機3部，技術(shù)參數(shù)：帶寬B=800mm；運量Q=400t/h；帶速V=2m/s；總長度L=2500m；電動機型號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，首采工作面回采煤炭經(jīng)順槽膠帶運至大巷膠帶，通過主井皮帶運往地面，實現(xiàn)煤炭自采掘工作面到地面一條龍連續(xù)運輸。采用膠帶運輸機運輸?shù)奶攸c：對巷道坡度適應(yīng)性強。運輸能力大，增產(chǎn)潛力大。環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單，用人少，生產(chǎn)經(jīng)營費用低。便于集中管理和監(jiān)控。實踐證明，膠帶運輸機是井下煤炭運輸最理想的工具。二、井下輔助運輸（一）方案比選適合本礦井下輔助運輸方式主要有兩種：一種為軌道運輸，一種為無軌膠輪車運輸。各自運輸方式的優(yōu)缺點比較如下：無軌膠輪車輔助運輸優(yōu)點：（1）運輸方式單一，無需輔助設(shè)備牽引，可一次運輸?shù)轿唬瑴p少運輸過程的轉(zhuǎn)換；（2）可在起伏不平的巷道中自由行駛，且轉(zhuǎn)彎半徑小，機動靈活；（3）運料容器采用插裝式，可方便快速更換運輸品種不限，可實現(xiàn)一機多用；（4）井下巷道輔助工作人員少，可減少井下工作人員數(shù)量，符合當前限制井下人員的大趨勢。缺點：（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)錯車巷、錯車硐室和存放、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。有軌輔運輸優(yōu)點：（1）車輛沿固定線路行駛，可靠性高，易于牽引式、提運。（2）巷道斷面較無軌膠車巷道斷面小。（3）有軌運輸適用于各種巷道坡度變化。缺點：（1）必須設(shè)專用車場，車場設(shè)計較復(fù)雜。（2）運輸過程轉(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，運輸不連續(xù)。（3）大巷采用電機牽引運輸時，對巷道坡度要求嚴格，不能隨煤層底板上下起伏。（4）在上、下山必須專設(shè)防跑車機構(gòu)和運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?shù)靥嵘\輸習(xí)慣和管理能力，輔助運輸設(shè)計選用無軌膠車運輸。（二）礦井車輛配備及數(shù)量經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，一方案明顯優(yōu)于二方案，故確定礦井輔助運輸采用WCQ3C型無軌防爆膠輪車運輸方式，其負載能力3t，外型尺寸：500017002000mm，最大時速50km/h，經(jīng)計算全礦共配備5臺其中3臺使用2臺備用。無軌防爆膠輪車數(shù)量計算過程如下：（1）單空車運行時間：t1=空車運行距離/空車運行速度=（2）單重車運行時間：t2=重車運行距離/重車運行速度=（3）平均裝車時間為15min（4）物料平均卸車時間：t4=10min（5）單車拉運一次物料所需時間：t=t1+t2+t3+t4=（min次）（6）單車每小時往返次數(shù)：C=60/=(次/)（7）每日