【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 522 條規(guī)定，不同井型與其對(duì)應(yīng)的工業(yè)廣場(chǎng)面積，并結(jié)合本設(shè)計(jì)井型（），應(yīng)該是18公頃， km，但是近些年來，工業(yè)廣場(chǎng)的面積都由縮小的趨勢(shì)。， km2。長(zhǎng)軸定為 400 m，短軸定為360 m。工業(yè)廣場(chǎng)地面標(biāo)高大約在840 m左右，煤層標(biāo)高大約在 480 m左右。根據(jù)礦區(qū)建筑物和構(gòu)筑物保護(hù)等級(jí)的有關(guān)規(guī)定，工業(yè)廣場(chǎng)為一級(jí)保護(hù)，所以圍護(hù)帶的寬度取20 m。表23本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見下表煤層厚度/m煤層傾角/176。維護(hù)帶寬度/m表土層移動(dòng)角 ψ/176。12045走向移動(dòng)角 δ/176。上山移動(dòng)角 γ/176。下山移動(dòng)角 β/176。表土層厚度/m80757540采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。則：工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱損失量為：Z=SMγ式中：Z——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量，t；S——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積，m2；M——煤層厚度，m；γ——煤的容重，t/m3。所以：Z 工廣＝＝ Mt3）井筒保護(hù)煤柱損失Z井筒=750304=1991088 t= Mt4)涇河下壓煤以及312國(guó)道壓煤損失Z壓煤=== Mt表24各保護(hù)煤柱損失見下表項(xiàng)目數(shù)值（Mt）總計(jì)(Mt)大巷保護(hù)煤柱 Mt工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱0涇河下壓煤312國(guó)道壓煤 Mt井筒保護(hù)煤柱 M設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量可按下式進(jìn)行計(jì)算：Zk＝（ZsP）C式中：Zs——設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量；P——井筒、工業(yè)廣場(chǎng)、大巷等保護(hù)煤柱損失；C——采區(qū)采出率，本礦取 。所以，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Zk＝（ZsP）C＝（ Mt Mt）＝ Mt表25礦井儲(chǔ)量匯總見表項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果（Mt）地質(zhì)資源儲(chǔ)量 Z Mt工業(yè)資源儲(chǔ)量 Zg Mt設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量 Zs Mt設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Zk 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按每年工作日330d計(jì)算，每天凈提升時(shí)間為16h。三八制作業(yè)(兩班生產(chǎn)，一班檢修)，每日兩班出煤。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力由地質(zhì)資料可知：本井田儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層穩(wěn)定，開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井。礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A、礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：T=Zk/（AK）式中： T—礦井服務(wù)年限，a；Zk—礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt；A— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a；K—礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，～，.則礦井服務(wù)年限為：T= T =( )= a服務(wù)年限符合要求。 礦井生產(chǎn)能力的確定按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： 煤層開采能力井田內(nèi)只有5煤層可采，平均厚度 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本 無變化。煤層傾 角不大，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采放頂煤工作面。 輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為雙斜井開拓。主井采用膠帶運(yùn)輸機(jī)提升原煤至地面，運(yùn)輸能力大自動(dòng)化程度高，副井采用串車提升，運(yùn)輸大巷采用膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便。 通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量低，但煤塵具有強(qiáng)爆炸危險(xiǎn)，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期 35個(gè)月。礦井生產(chǎn)前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用中央邊界式通風(fēng)。 礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平的服務(wù)年限。我國(guó)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)各類井型的礦井和水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限要求如下。表26我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬(wàn) t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）開采第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a煤層傾角25176。25176。45176。45176。600 及以上7035300500603012024050252015459040201510本礦井服務(wù)年限符合要求。井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 工業(yè)場(chǎng)地及井口位置的選擇1）工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇由于受井田內(nèi)地表山地溝谷河川等地形地貌的約束，工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇受到了很大的限制，靠近312國(guó)道的附近有兩塊相對(duì)比較平坦的面積基本足夠的場(chǎng)地可選。一個(gè)位于井田東部，太偏了。另一個(gè)位于井田走向中央，基本上位于儲(chǔ)量的中心，以及通風(fēng)運(yùn)輸?shù)确矫娑急容^方便。經(jīng)比較選擇井田走向的中央作為工業(yè)場(chǎng)地。圖27工業(yè)場(chǎng)地的位置2）井筒位置的確定井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。工業(yè)廣場(chǎng)確定后，主、副井的井筒位置的范圍基本上已經(jīng)確定。礦井設(shè)計(jì)要求，主、副井位置的選擇一定要有利于地面生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)場(chǎng)地的布置；要有利于井下井底車場(chǎng)的布置和與大巷的聯(lián)接。同樣，風(fēng)井位置的選擇應(yīng)考慮到其應(yīng)滿足通風(fēng)要求和礦井通風(fēng)；地面有利于井筒施工和風(fēng)機(jī)房建設(shè)、風(fēng)機(jī)供電和管理便利；風(fēng)井工程量小。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田走向中央，312國(guó)道以北。井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井和立井。在一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。但在解決具體問題時(shí)，必須從自然地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件各個(gè)方面綜合考慮。表28井筒形式比較井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)別少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。2 工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單。 3 井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用。 4 施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 5 煤損少。受 地 形 影響 特別大只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井與立井相比：井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)簡(jiǎn)單、延伸方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅。主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力，能滿足特大型礦井的提升需要。 斜井井筒可作為安全出口，斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。與立井相比：1，井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提 升 深 度 有限。 2，通風(fēng)線路長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大。3，斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。立井1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 2在采深相同的的條件下，井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利。3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。 4對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。 5井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利。1井筒施工技術(shù)復(fù)雜 ，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。 2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。對(duì)于不利于斜井平硐的地質(zhì)地形條件都可以考慮立井。本礦井煤層南區(qū)傾角5176。18176。，北區(qū)為近0176。5176。水平煤層，地面標(biāo)高在+835~+1120m之間不具備平峒開拓的條件。表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量較大；井筒不需要特殊施工，可采用斜井開拓或立井開拓。最后根據(jù)方案比較選擇雙斜井開拓。根據(jù)本井田的煤層自然賦存條件、地面的地形地貌、礦井生產(chǎn)能力、礦井通風(fēng)要求等因素本設(shè)計(jì)布置的井筒為：主斜井、副斜井、回風(fēng)斜井。三條井筒井口位于井田走向的中央，312國(guó)道以北。：采區(qū)劃分的原則①采區(qū)走向長(zhǎng)度或傾斜長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)煤層地質(zhì)條件、機(jī)械化水平、集中化生產(chǎn)的要求、開拓及采準(zhǔn)巷道布置綜合考慮（綜合機(jī)械化一翼不小于 1000～2000 m 高等普采不小于 500～1000 m）；②初期投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)的采區(qū)應(yīng)盡量靠近主、副井，以求盡量縮短工期和降低投資；③開發(fā)多煤層的井田，對(duì)近距離的煤層經(jīng)比較可布置聯(lián)合采區(qū)；④全井田和第一水平采區(qū)劃分時(shí)，要和采區(qū)接替統(tǒng)一考慮；⑤在煤層傾角12176。，條件適宜時(shí)，可采用傾斜長(zhǎng)壁布置。本井田只有5煤層為可采煤層，北部?jī)A角較小，為近水平煤層，可以采用傾斜長(zhǎng)臂采煤法，所以，井田北部采用帶式布置；井田南部由于傾角相對(duì)較大，最大達(dá)到 18176。左右，可采用走向長(zhǎng)臂采煤法，根據(jù)上述原則，劃分為兩個(gè)雙翼采區(qū)兩個(gè)盤區(qū)。根據(jù)本井田煤層傾角由近水平、傾斜并存的特點(diǎn)，并結(jié)合單一水平開拓部署，同時(shí)考慮不同煤層傾角下的巷道布置、采煤方法、機(jī)械化程度等因素，礦井共劃分為四個(gè)采區(qū)，一采區(qū)為首采區(qū)，其他采區(qū)按順序依次接替.開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下：①具有合理的階段斜長(zhǎng)②要有利于采區(qū)的正常接替③經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高按照上述劃分原則，井田主采煤層是5煤層，煤層在井田北部為近水平煤層，在井田南部?jī)A角最大達(dá)到18176。，為緩斜煤層。根據(jù)地質(zhì)條件和煤層特征，由于最高點(diǎn)和最低點(diǎn)垂高為240m，因此，本設(shè)計(jì)劃分為一個(gè)水平開采。一個(gè)水平開采整個(gè)井田，水平標(biāo)高+480m大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)、排水、敷設(shè)管線。對(duì)運(yùn)輸大巷的要求是便于運(yùn)輸、利于掘進(jìn)和維護(hù)、能滿足礦井通風(fēng)安全的需要。由于大巷服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，為了便于維護(hù)和使用，大巷不應(yīng)受到開采煤層采動(dòng)影響。一般將大巷設(shè)在煤層底板巖層中，有條件時(shí)，可以考慮設(shè)在煤層中。其優(yōu)缺點(diǎn)見下表。表29煤層大巷和巖層大巷比較比較內(nèi)容煤層大巷巖層大巷掘進(jìn)及工期施工設(shè)備簡(jiǎn)單，速度快工期短，費(fèi)用低；超前勘探煤層變化。巖石工程量大，速度慢，費(fèi)用高，工期長(zhǎng)。維護(hù)維護(hù)（大巷、管線、軌道、水溝等）工作量大，費(fèi)用高，大巷維護(hù)頻繁，影響生產(chǎn)。維護(hù)條件好，費(fèi)用低，少維修，對(duì)生產(chǎn)有利。使用地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，煤巷彎道多，對(duì)運(yùn)輸方式有限制，通過能力小，不利于采區(qū)煤倉(cāng)布置。能適應(yīng)地質(zhì)變化，可取直或分段取直，方向和坡度一定，對(duì)運(yùn)輸方式不限，通過能力大，有利于布置采區(qū)煤倉(cāng)。煤損大巷兩側(cè)各留煤柱 30～40m或 40～50m，煤損大。不留或少留煤柱，丟煤少。安全對(duì)防火安全不利，煤層自燃時(shí)，封閉大巷導(dǎo)致停產(chǎn)。對(duì)防火安全有利。本礦井開采主采煤層 5煤，厚度 m，考慮到主運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸，要求巷道盡可能直，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，通過后面的開拓方案比較，軌道大巷、回風(fēng)大巷和皮帶大巷布置在煤層底板。在＋480m水平布置一組大巷，皮帶大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷均布置在煤層中間。 井筒主斜井主斜井利用于提煤、進(jìn)風(fēng)并作為礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角21176。，斜長(zhǎng)1009m，掛網(wǎng)錨噴支護(hù)為主。（圖210）副斜井副斜井擔(dān)負(fù)全礦井人員、材料、矸石和設(shè)備的運(yùn)送，兼作主要進(jìn)風(fēng)井并作為礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角25176。，斜長(zhǎng)853m。支護(hù)方式以掛網(wǎng)錨噴為主。如圖（211）?；仫L(fēng)斜井主要作為回風(fēng)井，同時(shí)又是礦井的一個(gè)安全出口。 m2，傾角23176。，斜長(zhǎng)876m，支護(hù)方式以掛網(wǎng)錨噴為主。（如圖212）。圖210主井?dāng)嗝鎴D圖211副井?dāng)嗝鎴D圖212回風(fēng)井?dāng)嗝鎴D表213井筒參數(shù)表序號(hào)井筒名稱井口坐標(biāo)（m）標(biāo)高（m）方位角（176。）井筒傾角（176。）井筒長(zhǎng)度（m）井口井底XY1主斜井38824223650162084249272110092副斜井3882520365016738394807258533回風(fēng)斜井388225336501558846498723876礦井主井井筒提升采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，井下主運(yùn)輸也采用皮帶運(yùn)輸，故主井井底不設(shè)車場(chǎng)，只在井底檢修軌擋車器下方設(shè)清理撒煤巷道。撒煤采用人工清理，由1t固定式礦車通過聯(lián)絡(luò)巷道至副井井底車場(chǎng)，再由副井提升至地面。鑒于礦井主運(yùn)輸采用膠帶連續(xù)運(yùn)輸?shù)姆绞?，井底車?chǎng)軌道系統(tǒng)僅服務(wù)于輔助運(yùn)輸。井底車場(chǎng)形式為斜井立式環(huán)形井底車場(chǎng)主斜井井底主要硐室：井底煤倉(cāng)直徑8m，容量1000t，~，滿足煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力為 1200 t/h，主井井底煤倉(cāng)的設(shè)置有利于主井運(yùn)輸能力的緩解。副斜井井底主要硐室有變電所、水泵房、水倉(cāng)、信號(hào)硐室、等候室、火藥發(fā)放硐室和井下消防材料庫(kù)等。主排水泵房及主變電所：+460m水平主排水泵房及主變電所聯(lián)合布置，泵房長(zhǎng)18m，通道內(nèi)設(shè)密閉門和柵欄門。變電所長(zhǎng)20m，通道內(nèi)設(shè)密閉門和柵欄門，其與泵房之間和高低壓硐室之間設(shè)防火柵欄兩用門。管子道：管子道通達(dá)一采區(qū)軌道大巷，傾角30186。,管子道上口距離井底車場(chǎng)水平8m。水倉(cāng)：礦井正常涌水量為 150 m3 /h，最大涌水量為200 m3 /h，所需水倉(cāng)的容量為：Q0=1508=1200m3根據(jù)水倉(cāng)的布置要求，水倉(cāng)的容量為：Q=SL式中： Q——水倉(cāng)容量，m3S——水倉(cāng)有效斷面積，14 m2L——水倉(cāng)長(zhǎng)度，100 m則：Q=14100=1400 m3由上面計(jì)算得知：Q Q0，故設(shè)計(jì)的水倉(cāng)容量滿足要求。水倉(cāng)采用采用1t礦車、人工清理方式, 清倉(cāng)斜巷坡度20176。，配備JD—，設(shè)有清倉(cāng)絞車硐室。由于本礦井下煤炭運(yùn)輸采用膠