【文章內(nèi)容簡介】 較方案一的總費(fèi)用少于30%，因此選擇方案二作為礦井開拓方案。 第一水平儲量及服務(wù)年限根據(jù)上文所述，方案二一共有兩個開采水平，按設(shè)計要求計算礦井第一水平可采儲量和服務(wù)年限。由公式： （41）其中：T – 礦井服務(wù)年限，a Z – 井田設(shè)計可采儲量，Mt A – 礦井設(shè)計年產(chǎn)量，Mt K 儲量備用系數(shù)K=，則 T=()=48a25a，滿足設(shè)計規(guī)范要求。 帶區(qū)劃分及開采順序 帶區(qū)形式及尺寸的確定176。，為近水平煤層，井田沿傾向的高差很小，所以直接將井田劃分為帶區(qū)，根據(jù)本礦井實際情況，煤層賦存穩(wěn)定、傾角小，充分利用斷層做為帶區(qū)邊界，減少煤炭損失，將井田共劃分為四個帶區(qū)。第一水平各帶區(qū)詳細(xì)情況見表48，井田各帶區(qū)技術(shù)特征表，以及礦井開拓平面圖。 開采順序礦井的開采工作，應(yīng)當(dāng)有計劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，以便保證安全、均衡生產(chǎn)，并且有利于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。表45 井田各區(qū)技術(shù)特征表Table 45 Mine technical characteristics of the mining area Table帶區(qū)帶區(qū)面積/k㎡儲量/Mt采煤方法準(zhǔn)備方式一帶區(qū)綜采一次采全高帶區(qū)式準(zhǔn)備二帶區(qū)綜采一次采全高帶區(qū)式準(zhǔn)備三帶區(qū)綜采一次采全高帶區(qū)式準(zhǔn)備四帶區(qū)綜采一次采全高帶區(qū)式準(zhǔn)備合計合理的開采順序應(yīng)滿足以下要求：1) 保證開采水平、帶區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保持礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。2) 符合煤炭采動影響關(guān)系，最大限度的開采出煤炭資源。3) 合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動生產(chǎn)率，簡化巷道布置。4) 盡量降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量及基建投資。 綜合上述因素，將本礦的開采順序劃分如下：整個井田的開采工作采用后退式，即從井田邊界塊段到中央塊段順序開采，先開采井田邊界塊段井筒附近的帶區(qū)，從便于運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的維護(hù)、采后密閉、減少漏風(fēng)、避免采掘干擾、回收大巷煤柱考慮，采用后退式有利。帶區(qū)：由井田兩翼向井田中部采區(qū)開采，即后退式開采；分帶：由遠(yuǎn)及近，采用順序式的方式由帶區(qū)邊界向井筒附近（或大巷附近）推進(jìn)；工作面：回采工作面推進(jìn)方向是從由遠(yuǎn)離大巷一側(cè)向大巷方向推進(jìn)，或者說采用采用俯斜開采。 礦井主要開拓巷道及硐室 井筒根據(jù)開拓布置，礦井初期共布置三條井筒，即主斜井、副斜井、和回風(fēng)斜井井，都布置在井田中央。其中主副斜井的傾角都為20176。主斜井井筒和副斜井井筒為半圓拱形斷面，主斜井安裝一條膠帶輸送機(jī)，負(fù)責(zé)礦井主提升。井筒一側(cè)設(shè)人行道及灑水管路。副井內(nèi)鋪設(shè)43kg/m雙軌，900mm規(guī)格，擔(dān)負(fù)礦井的材料、矸石、設(shè)備、人員等運(yùn)輸任務(wù)，井筒內(nèi)敷設(shè)兩趟動力電纜及通信、監(jiān)測電纜各一條，兼作進(jìn)風(fēng)井。回風(fēng)斜井作為礦井專用回風(fēng)井，井內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間作為安全出口。各井筒具體參數(shù)見表46圖4—4 主斜井表土段斷面圖[6] Main slope topsoil cross section diagram 井底車場井底車場是連接井筒和大巷或者主要石門的一組巷道及井底附近各種硐室的總稱。井底車場擔(dān)負(fù)井上下煤炭、矸石、材料、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)，是聯(lián)結(jié)井下運(yùn)輸和礦井提升的樞紐，并為礦井的通風(fēng)、排水、動力供應(yīng)、調(diào)度服務(wù)，對保證礦井的正常生產(chǎn)起著重要作用。選擇井底車場應(yīng)該滿足下列要求：a 調(diào)車簡單，管理方便，彎道急交叉點少；b 操作安全，符合有關(guān)規(guī)定，規(guī)范要求；c 井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；d 施工方便，各個井筒間，井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建井時間。井底車場的形式礦井為主副斜井和回風(fēng)斜井斜井開拓，主斜井煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)，副斜井輔助運(yùn)輸采用雙滾筒絞車牽引礦車運(yùn)輸，因此結(jié)合本礦井實際情況將井底車場布置在副斜井附近，主要用于調(diào)車及與主要巷道之間的迅速貫通。該車場形式通過能力大、便于管理、施工簡單。圖4—5 主斜井基巖段斷面圖 Main slope bedrock cross section diagram圖4—6 副斜表土井?dāng)嗝鎴DFig. 46 Auxiliary slope topsoil cross section diagram井底車場調(diào)車方式井底車場內(nèi)設(shè)兩臺蓄電池機(jī)車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由蓄電池機(jī)車牽引，空車與重車調(diào)車用雙軌加渡線道岔調(diào)車，分別在空重車線行駛。兩翼大巷駛?cè)刖总噲龅牡V車在存車場存放，該處座位上、下井人員換乘點。 圖4—7 副斜基巖井?dāng)嗝鎴DFig. 47 Auxiliary slope bedrock cross section diagram 圖4—8 回風(fēng)斜井井?dāng)嗝鎴DFig. 48 Return air shaft cross section diagram驗算副井空重車線長度井底車場空、一列礦車為20個車廂，，外形尺寸（長寬高）240011501150(mm)故取調(diào)車線長度為72m。表46 井 筒 特 征 表Table 46 Characteristics of shafts序號項目名稱特征井筒名稱主斜井副斜井回風(fēng)立井1井筒坐標(biāo)經(jīng)距（Y）緯距（X）2井筒傾角/度2525233井口標(biāo)高/m1350135013504前期井筒深度或斜長/m5后期井筒深度或斜長/m6井筒直徑或?qū)挾?m567井筒斷面/㎡凈掘8井筒支護(hù)厚度/㎜100100450材料錨噴錨噴砼砌9井筒裝備膠帶機(jī)絞車設(shè)梯子間 井底車場硐室中央排水泵房主排水泵房布置3臺水泵，一臺使用，一臺備用一臺檢修。中央變電所主變電所與主排水泵房聯(lián)合布置，經(jīng)通道與井底車場相通。水倉布置及清理水倉布置在井底車場西南側(cè)，煤層正常涌水量為500 m3/h，最大涌水量為600m3/h。 當(dāng)?shù)V井涌水量1000 m3/h,主要水倉有效容量能容納正常8h的正常涌水量。所以所需水倉的容積為：根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為：式中 Q—水倉容量，m179。； S—水倉有效斷面積，178。；L—水倉長度，289m。則: L=4000/2/=227m由上面計算得知水倉長度需227m才能滿足要求，故設(shè)計的水倉長度取289m。水倉采用水倉清理機(jī)清理。井底煤倉主斜井井底煤倉為以垂直圓斷面煤倉，坐落于主斜井底段，煤倉直徑為6m，經(jīng)計算煤倉容量為914t，大巷及順槽膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力為1500/h，主斜井輸送機(jī)能力為1000t/h，兩者之差為500t/h,故主斜井井底煤倉的設(shè)置有利于注協(xié)境運(yùn)輸能力的緩解。煤倉選擇為立式煤倉。根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，礦井的煤倉容量為 （42）式中：——井底煤倉容量； ——礦井日產(chǎn)量 ——~，大型礦井取小值則井底煤倉容量=4545=故設(shè)計的煤倉能夠滿足要求，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖49： 圖49 煤倉斷面圖 Fig. 49 Coal bunker sections根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，火藥庫距離井筒、井底車場、主要運(yùn)輸巷道以及影響全礦井或大部分采區(qū)通風(fēng)的風(fēng)門的直線距離：硐室式的不得小于100m，壁槽式的不得小于80m，結(jié)合本礦井的實際情況，采用硐室式標(biāo)準(zhǔn)火藥庫，火藥庫布置在距離副回風(fēng)井121m遠(yuǎn)處的運(yùn)輸大巷一側(cè)，回風(fēng)直接與回風(fēng)大巷相聯(lián)。詳見圖4—10。 井底車場巷道及硐室支護(hù)根據(jù)井底車場圍巖狀況，為加速施工速度，確定井底車場巷道掘進(jìn)方式為鉆爆法，支護(hù)以錨噴為主，主要機(jī)電設(shè)備硐室采用混凝土砌碹，特殊硐室采用鋼筋混凝土砌碹支護(hù)。 井底車場鋪軌副井井底車場擔(dān)負(fù)全礦材料、人員等輔助運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)量較小。但在運(yùn)輸采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、液壓支架等主要設(shè)備時，不可拆卸的零件重量大，為此確定井底車場鋪軌采用43kg/m軌型，鋼筋混凝土軌枕。 設(shè)計水平的巷道布置回風(fēng)大巷和運(yùn)輸大巷基本沿煤層底板布置，都布置在煤層中，各大巷均為錨噴支護(hù)半圓拱形斷面，具體特征分別見圖411，圖412。 本設(shè)計井田范圍大，為適應(yīng)現(xiàn)代化采煤的應(yīng)用，及運(yùn)輸?shù)男?，故主運(yùn)大巷采用皮帶運(yùn)輸，可實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)量大，效率高，易于實現(xiàn)自動化，由于地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層傾角平緩，采用條帶準(zhǔn)備，且該水平的服務(wù)年限長，設(shè)備利用是比較充分的，且巷道較直，沒有較大的巷道彎曲段。并且膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤具有起優(yōu)越的特點；（1）操作簡單，比較容易實現(xiàn)自動化。（2）裝卸載附屬設(shè)備少，不需要調(diào)車場，卸載均勻，可以減少調(diào)節(jié)倉容量。（3）電機(jī)功率小，多數(shù)情況下可以采用交流拖動，減少了大量的設(shè)備。（4）運(yùn)輸能力大，效率高，可以實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，且巷道坡度要求較低。大巷用途及規(guī)格（1）運(yùn)輸大巷主要用來運(yùn)煤和進(jìn)風(fēng)。（2）回風(fēng)大巷主要用來運(yùn)料、行人、回風(fēng)。圖410 硐室式爆破材料庫形式Figure 410 Chambertype form of blasting materials library1—雷管硐室；2—火藥硐室；3—雷管揀選室；4—消防工具室；5—火藥發(fā)放室6—工具儲存室；7—電氣壁龕；8—回風(fēng)巷；9—輔助運(yùn)輸大巷；10—回風(fēng)大巷 開拓系統(tǒng)綜述 開拓方式本設(shè)計礦井采用“斜井開拓、分煤層布置、傾斜長壁相結(jié)合”的開拓方式。采用斜井開拓，共3個井筒，膠帶主斜井、礦車副斜井、中央風(fēng)井斜井井，采用中央并列通風(fēng)方式。礦井開采第一水平在+1350m標(biāo)高位置，礦井正常生產(chǎn)時，一個帶區(qū)一個綜采工作面保證年產(chǎn)量。 運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面出煤→分帶運(yùn)輸平巷→帶區(qū)運(yùn)煤平巷→帶區(qū)溜煤眼→主運(yùn)輸大巷→井底煤倉→從主斜井運(yùn)到地面；圖411 主運(yùn)輸大巷斷面圖Figure 411 Main haulage roadway sections圖412 回風(fēng)大巷斷面圖Figure 412 Auxiliary haulage roadway sections排矸系統(tǒng)：掘進(jìn)巷道時所出的矸石通過回風(fēng)大巷到井底車場，然后從副斜井運(yùn)至地面；運(yùn)料系統(tǒng)：副斜井→井底車場→回風(fēng)大巷→帶區(qū)材料車場→帶區(qū)回風(fēng)平巷→分帶回風(fēng)巷→使用地點。 通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流副斜井→井底車場→運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)行人斜巷→帶區(qū)運(yùn)輸平巷→分帶運(yùn)輸巷→工作面；新鮮風(fēng)流主斜井→運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)行人斜巷→帶區(qū)運(yùn)輸平巷→分帶運(yùn)輸巷→工作面；工作面污風(fēng)→分帶回風(fēng)巷→帶區(qū)回風(fēng)平巷→材料車場→回風(fēng)大巷→風(fēng)井排出地面。 排水系統(tǒng)本礦井軌道大巷的坡度為4‰，井下的涌水經(jīng)大巷流入井底水倉（巷道低洼處可設(shè)小水泵將水抽到井底水倉），由水泵房中的水泵，經(jīng)副斜井的排水管路排到地面，由地面的排水溝流出井田邊界外。5 準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置 設(shè)計帶區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征 帶區(qū)概況設(shè)計帶區(qū)為一帶區(qū)，該帶區(qū)位于井田西北翼，西至井田邊界，東部邊界到帶區(qū)軌道平巷護(hù)煤柱線，㎡,平均走向長度為2806m，平均傾斜長度為1374m。帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤賦存淺并且穩(wěn)定，開采布置簡單，出煤快，便于運(yùn)輸。帶區(qū)對應(yīng)的地面幾乎都是丘陵和溝壑，無大的村莊，人口、戶數(shù)少，壓煤少。 帶區(qū)煤層地質(zhì)特征一帶區(qū)做為首采區(qū)，帶區(qū)開采2層煤，176。，屬于近水平煤層，煤層頂板巖性為灰白色細(xì)砂巖，底板為灰白色細(xì)砂巖。帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，與整個井田地質(zhì)構(gòu)造一致，為一向西南傾斜的、平緩的單斜構(gòu)造，傾向210176。，傾角3～5176。，不發(fā)育斷層、褶皺等構(gòu)造，亦無巖漿巖侵入體。帶區(qū)內(nèi)無河流及湖泊等大的地表水系和水體。帶區(qū)內(nèi)煤層正常涌水量為500 m3/h，最大涌水量為600m3/h。 煤層中瓦斯含量小，開采時無瓦斯危害。煤層自然發(fā)火期為56個月，屬于易自然煤層。 帶區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限（1）帶區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限㎡，則帶區(qū)內(nèi)包括可采儲量=帶區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力，而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度，工作面長度及推進(jìn)度。一個采煤工作面日產(chǎn)量： （51）式中：A0——工作面單產(chǎn)，t/d L ——工作面長度，m L1——日推進(jìn)度，m M——采高，m r ——容重， C ——工作面的回采率，91% 所以，=220+220=。A=A0330= 帶區(qū)服務(wù)年限： ( 52） 式中：E——可采儲量，萬t A——平均生產(chǎn)能力，萬t/a則帶區(qū)服務(wù)年限為：（2）帶區(qū)回采率 帶區(qū)內(nèi)實際采出煤量與帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量的百分比稱為帶區(qū)采出率。按下式公式計算： （53）帶區(qū)內(nèi)開采損失主要有：境界煤柱；護(hù)巷煤柱；工作面落煤損失；約占5%，分帶間保護(hù)煤柱不可回收部分損失； 放頂煤落煤損失等。則帶區(qū)采出率=100℅=91%根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》，對于厚煤層，帶區(qū)回采率不低于75%，由上述計算確定本帶區(qū)的回采率是符合《設(shè)計規(guī)范》要求的。 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 分帶數(shù)目及