【文章內(nèi)容簡介】 乘人裝置 輔助運輸，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達到設(shè)計井型的要求。工作面 生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷 礦車經(jīng)石門 到 采區(qū)車場 ，再經(jīng)主 斜 井提升至地面 。主副斜井均能滿足生產(chǎn)能力要求 。大巷輔助運輸采用 架線 電機車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。 3)通風安全條件的校核 礦井煤塵 具無 爆炸危險性， 礦井為低瓦斯礦井 。礦井采用 中央分列式 通風，可以滿足通風需要。 4)礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè) 小型 礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 4 井田開拓 井田開拓的基本問題 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入煤體，建立礦井提升、運輸 、通風、排水和動力供應(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，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 1)確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； 2)合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 3)布置大巷及井底車場； 4)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 5)進行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； 6)合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。 確定開 拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則： 1)貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 2)合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 3)合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 4)必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量 ，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 5)要適應(yīng)當前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 1)井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復雜。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，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)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致 能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶 輸送機 有相當大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點是：斜井井筒長 、輔助提升能力 小 ，提升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復雜。 立井開 拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。 本礦井煤層傾角 較大 ，平均 20176。，為緩傾斜煤層 。由于表土 層較薄煤層埋藏較深，不宜采用平硐開拓。經(jīng)比較確定井筒形式為斜井開拓。 2)主副井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： 有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少 。 （ 1） 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村 。 （ 2） 井田兩翼儲量基本平衡 。 （ 3） 井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層 。 （ 4） 工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅 。 （ 5） 工業(yè)廣場宜少占耕地 ，少壓煤 。 （ 6） 距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 綜合以上因素，結(jié)合礦井實際情況， 考慮到石門工程量，傾斜方向易將井筒布置在靠近第一水平運輸大巷位置，使第一水平石門工程量為最少。走向方向易將井筒布置在走向中央，可使大巷運輸費最少。 綜上所述， 提出本礦井主副井筒布置位置如下： 主斜井（新建）位于礦區(qū)西南部，井口坐標： X＝ ， Y＝ ，Z＝＋ ，方位角 293176。，坡度 24176。，為頂板穿層斜井，與煤層走向斜交。 副斜井（新建）位于礦區(qū)西南部距離主斜井 30 米處，井口坐標： X＝ ，Y＝ ， Z＝＋ ，方位角 293176。，坡度 24176。，為頂板穿層斜井，與煤層走向斜交。 3)風井井口位置的選擇 由于該礦屬于低瓦斯礦井，通過后面的通風設(shè)計確定為中央分列式通風，故在礦井南北兩翼各設(shè)一個回風立井。南回風井的井筒布置位置如下： 中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 南回風斜井位于主斜井西南約 340m 處，井口坐標： X＝ ， Y＝， Z＝＋ ，方位角 211176。，坡度 27176。，為頂板穿層斜井，掘露 M4煤層后沿煤層傾向掘進， 與煤層走向斜交。 工業(yè)場地的位置 礦井工業(yè)場地 圍繞新建主、副斜井井口建設(shè)，地勢較開闊，不受洪水威脅；場地附近無不良地質(zhì)現(xiàn)象。 開采水平的確定及采區(qū)劃分 礦井許可開采標高 +20xx～＋ 1840，設(shè)計開采標高 +1840～ ＋ 1960m（ +1960m 標高以上已無資源未參與本次設(shè)計， ＋ 1840m 標高以下區(qū)域為 334？類資源量區(qū)域，未參與本次設(shè)計） ， 垂高 120m，全礦井為一個水平，即＋ 1900m 水平，分上、下山開采。礦井南北走向 長 約 ， 東西傾斜 寬 約 ， 礦區(qū)以 F2斷層為界劃 分為南、北兩個區(qū)域，南區(qū)域劃分為兩個采區(qū)（一、二采區(qū)），北區(qū)域劃分為一個采區(qū)（三采區(qū)），即全礦共劃分為三個采區(qū)。 一采區(qū)開采標高 ＋ 1900～ ＋ 20xxm，垂高 110m（實際 ＋ 1960m 標高以上已基本被小窯開采結(jié)束，實際垂高為 60m），走向長約 820m，為雙翼采區(qū)；二采區(qū)開采標高 +1840～＋ 1900m，垂高 60m，走向長約 370m，為單翼采區(qū)；三采區(qū)開采標高 +1900～ ＋ 20xxm，垂高 110m（實際 ＋ 20xxm 標高以上為風氧化帶，實際垂高為 100m），走向長約 300m，為單翼采區(qū)。 井田主采煤層為 M M4 煤層，煤層傾角為 15~25176。， 平均為 20176。，為緩傾斜煤層，由于角度偏大不宜采用帶區(qū)式準備方式，故采用采區(qū)式準備方式。 主要開拓巷道 本次設(shè)計首采區(qū)范圍，無主要運輸大巷和回風大巷。二采區(qū)、三采區(qū)開采時主要運輸大巷為 +1900m 運輸大巷，該運輸大巷沿煤層走向布置于 M4 煤層中。二采區(qū)開采時主要回風大巷為 +1905m 回風大巷，該回風大巷沿煤層走向布置于 M4煤層中。三采區(qū)開采時無主要回風大巷。 開采順序 礦井 開采二個煤層，煤層開采順序為 M1煤層 → M4 煤層，先采上層煤后采下層煤；采 區(qū) 開采順 序為 一 采 區(qū) → 二采 區(qū) → 三采 區(qū) ；回采工作面為后退式。 方案比較 1)提出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下 三 種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案 一 ： 斜井單水平上山開拓 。 主、副井井筒均為 斜 井， 開采水平設(shè)在 +1840m,三個采區(qū) 均采用 上山 開采 ，回風斜井布置在井田南北兩翼，采用中央分列式通風 。 方案 二 ： 斜井單水平上下山開拓 。 見圖 41 主、副井井筒均為 斜 井， 開采水平設(shè)在 +1900m,一、三采區(qū) 均采用 上山 開采 ，二采區(qū)采用下山開采，回風斜井布置在井田中央，采用中央并列式通風 。 見圖 42 方案 三 ： 斜井單水 平上下山開拓 。 中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 19 主、副井井筒均為 斜 井， 開采水平設(shè)在 +1900m,一、三采區(qū) 均采用 上山 開采 ，二采區(qū)采用下山開采，回風斜井布置在井田南北兩翼，采用中央分列式通風 。 見圖 43中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 20 +1800+1820+1840+1860+1880+1900+1920+1940+1960+1980+20xx+2020+2040最低開采下界標高+ 1 8 4 0 m 運輸大巷435圖 4 1 絞車房圖 42+1800+1820+1840+1860+1880+1900+1920 中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 +1960m石門絞車房+1930m石門圖 4 3+1800+1820+1840+1860+1880+1900+1920 2)方案比較 （ 1）技術(shù)比較 方案一和方案二的區(qū)別在于礦井水平標高不同，通風方式不同。兩方案比較，方案一井筒長度短工程量小，投產(chǎn)時期早，通風線路短礦 井阻力較小，開拓維護費用低。方案一和方案三的區(qū)別在于礦井水平標高不同。兩方案比較，方案三井筒長度短工程量小，投產(chǎn)時期早，開拓維護費用低。方案二和方案三的區(qū)別在于礦井通風方式不同。兩方案比較，方案三通風線路短礦井阻力小，開拓維護費用低。綜合比較方案三為最優(yōu)方案。 （ 2）經(jīng)濟比較 用 Excel報表軟件編制出方案一、方案二、方案三、方案四的粗略估算費用計算表，分別見表 4表 4表 43。 通過粗略比較經(jīng)濟結(jié)果可知，方案二在經(jīng)濟上有明顯優(yōu)勢 ， 但方案二通風方式為中央并列式通風線路長礦井阻力大， 因此選擇方案 三 。 綜上所述確定方案三 為 最佳開拓方案。 中國礦業(yè)大學 成教學院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 表 41 單水平上山開拓 費用 項目 施工方法 數(shù)量 /m 基價 /元 費用 /萬元 小計 基 建 費 用 主斜井 表土段 20 6600 基巖段 15 5000 斜井段 400 4600 184 副斜井 表土段 20 6600 基巖段 15 5000 斜井段 400 4600 184 井底車場 巖巷 90 9800 運輸大巷 煤巷 554 3800 回風大巷 煤巷 390 3800 回風斜井 煤巷 298 3960 小計 生 產(chǎn) 費 用 提升方式 系數(shù) 煤量 /萬 t 提升長度 m 基價 /元 小計 斜井 9 435 排水 涌水量 /m3 時間 /h 服務(wù)年限 /a 基價 /元 費用 /萬元 124 1980 小計 合計 表 42 單水平上下山開拓 費用 項目 施工方法 數(shù)量 /m 基價 /元 費用 /萬元 小計 基 建 費 用 主斜井 表土段 20 6600 基巖段 15 5000 斜井段 253 4600 副斜井 表土段 20 6600 基巖段 15 5000 斜井段 253 4600 回風斜井 煤巷 418 3960 井底車場 巖巷 90 9800