【文章內(nèi)容簡介】 ；薄煤層 大于等于 。本礦 井設(shè)計的 二 2煤層的厚度 4 m， 屬 于 厚 煤 層 ，所以 C取 。 代入 （公式 22） 可得： Zk = （ ） = Mt 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及其 服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 這個設(shè)計礦井的二 2煤層賦存簡單，地質(zhì)條件 較 好，首采煤層的厚 度為 4米 ，煤層的傾 角為 2度到 4度 ,屬于近水平煤層。全國煤炭市場的需求量大， 經(jīng) 濟(jì)效果好。根據(jù)本礦區(qū)的煤炭儲量，確定這個礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力 。 礦井服務(wù)年限 礦井可采儲 量 Z k 、礦井設(shè)計生產(chǎn)能 力 A 以及 礦井的服務(wù)年 限 T 它們 三者關(guān)系式為： T = Zk/（ A K） （ 23） 其 中 ： T — — 礦井服務(wù)年限 ， a； ZK — — 礦井可采儲量 ， M t； A — — 設(shè)計生產(chǎn)能 力， ； K — — 礦井儲量備用系 數(shù) ～ 。這里取 代入 （公式 23） 得： T=（ ） = 礦井設(shè)計的礦井只有一個水平，因此它的服務(wù)年限為 。 8 第 3 章 井田開拓 用于井田開拓的地下通道和井田內(nèi)的布置方式稱為井田開拓方式。 井田開拓方式的內(nèi)容： 1井筒形式、 2開采水平數(shù)目、 3階段內(nèi)布置方式。這三種井筒形式，都采用單水平開采或多水平開采；采用以下幾種方式：分區(qū)式開采、分段式開采、分帶式開采巷道布置。按照其井硐的形式，井田開拓的方式有： 1斜井開拓方式、 2立井開拓方式、 3平硐開拓 方式。 (1)斜井開拓：通過傾斜井筒由地面進(jìn)入地下，通過井下的巷道到達(dá)煤層的一種開拓方式。 (2)立井開拓：用垂直井筒從地面到達(dá)地下，通過井下巷道到達(dá)煤層的一種開拓方式。 (3)平硐開拓：利用水 平巷 道由地面進(jìn)入，并通過 一系列巷道通達(dá)煤層的一種開拓方式。 (4)綜合開拓：采用斜井開拓、立井開拓、平硐開拓方式中的任意 2中或 2中以上的開拓方式稱為綜合開拓方式。 、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 井筒形式的確定 井筒形式分為 ： 1平硐 、 2斜井 、 3立 井 。 一般情況下 ，從簡單至復(fù)雜： 平硐 —— 簡單 —— 斜井 —— 立井。 1）平硐開拓：根據(jù)礦井的 地形以及 埋 藏 條件 限 制。使用條件： 煤 層 賦 存 較 高 的山 嶺、 丘陵、溝谷地區(qū)，便于布置工業(yè)場地，煤田的上山的儲量需要能滿足同類型礦井的水 平服務(wù)年限要求的情況下采用平硐開拓方式。 2）斜井 開拓與立井開拓相 比 ：斜井的優(yōu)點是：井筒施工工藝、設(shè)備、工序都比立井 簡 單，而且掘進(jìn)速度快，施工費用低，初期投資少；地面工業(yè)廣場建筑、井筒裝備、井底車場、硐室都比立井開拓簡單，斜井井筒的延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，受底板含水層威脅小；主提升采用膠帶機提升它的提升能力大，對特大型礦井的提升需求能夠很好的滿足；同時井筒還可以當(dāng)作安全出口：井下如果發(fā)生事故，斜井井筒的優(yōu)勢就會體現(xiàn)出來，這時人員可迅速從井筒撤離。它的缺點是：斜 井 井筒 長， 提升距離過長 ， 輔助提升的能 力 ?。煌L(fēng)路線長、阻力大、通風(fēng)不干凈、管線長度大；斜井 井筒穿過含水層、流沙層。它的施工技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)條件差 。 9 3）立井開拓：立井井筒方式的選擇不受煤層的傾角 、 厚度、瓦斯以 及 水文地質(zhì)條件的 限 制。立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。通風(fēng)線路短，阻力小，通風(fēng)效果好，對深井特別有利；缺點：立井井筒施工技術(shù)復(fù) 雜 ，設(shè)備多 ， 技 術(shù)要求高 ， 掘 進(jìn) 速 度 慢 ， 基建投 資 大，費用高。 本礦 主 采 煤 層 為 近水 平煤 層 ， 一般 2度到 4度 ， 煤層埋藏較深 ， 若采用斜井開拓，運輸及通風(fēng)線路長 ， 施工 難 度大 。根 據(jù) 以 上 情 況 的 比 較 ，立 井 開 拓 方 式 較為合理。所以，我確定的采用立井開拓方式。 井筒位置的確定原則： 1）對第一水平的有利開采，以及井底車場和 運輸大巷的布 置，石門的掘進(jìn)工程量少； 2）應(yīng)該遠(yuǎn)離村莊，減少基建的費用； 3）布置在井田的兩翼，使得倆翼的儲量基大致一樣； 4）井筒位置的選擇盡可能不穿過或少穿過表土層厚、斷層破碎地帶以及煤與瓦斯突出的煤層； 5）地面 工業(yè)廣場建筑：遠(yuǎn)離耕地面積，少壓煤； 6）井筒位置 離水源、電源較近。 井筒 布置在井田 中心，它的位置沿走向位于走向的中央，沿傾向位于中偏下。 3 主要開拓巷道 大巷的布置 一個完整礦井的建設(shè)需要布 置 兩條大巷。（ 1）運 輸大巷：服務(wù)于整個采區(qū)，它的主要作用是運輸 煤炭 ；（ 2）回風(fēng) 大 巷：與副井相連，主要作用是行人、通風(fēng)、運輸材料 。 運輸大巷服務(wù)于整個開采水平， 布 置 在二 2 煤層的底板巖層 中 。它的優(yōu)點巷道維護(hù)條件好，費用低。 表 31技術(shù)比較 技術(shù)比較 方案一 主 副 井的開拓方式采 用立 井單水平開拓。盤區(qū)式準(zhǔn)備方式 ， 兩條大巷布置在井田的中部?；仫L(fēng)大 巷沿 煤層 頂板 掘 進(jìn) ，運輸大巷沿煤層底板掘進(jìn)。運輸大巷內(nèi)布置膠帶輸送機運煤 。 方案二 主 副 井的開拓方式采 用 立 井 單水平開拓 ，盤 區(qū)式準(zhǔn)備方式 ， 兩條大 巷布置在井田的中央，同時掘進(jìn)采煤工作面的運輸和回風(fēng)巷。在采煤工作面的運輸巷與運輸大巷的連接處布置裝載機 。 10 表 31續(xù)表 方案三 主 井開 拓方式 都采用立井單水平開拓 ，盤 區(qū)式準(zhǔn)備方式開采 ， 井 田 的中部倆條航道：軌 道上 山 ， 和一條盤區(qū)煤 層 運輸上山 ， 盤 區(qū) 運 輸上山沿煤層底板掘進(jìn)，與此同時掘進(jìn)工作面的區(qū)段運輸平巷 和回風(fēng) 平 巷 。因為 盤 區(qū)的運煤系統(tǒng)比較簡單，運輸大巷內(nèi)采用膠帶輸送機運煤，所以不需要在盤區(qū)內(nèi)布置煤倉 。 方案四 主副的 開拓方式采用立井單水平開拓方式 ，盤 區(qū)式準(zhǔn)備 ， 井田的中央沿傾向布置兩條 上（下 ）山 ，同時掘進(jìn)采煤工作 面的區(qū)段運輸和回風(fēng) 井底車場的布置 井底車場服務(wù)于整個礦井，因為它的服務(wù)年限長，所以它的選擇要布置在堅硬的巖層中。 經(jīng)過比較方 案三 是最合理的方案，設(shè)計采 用立井 單水 平 開 拓方式 沿著煤 層的傾 向布置 一條 軌 道上 （下 ）山 和 一 條 運 輸 上 （下） 山 作為最終的開拓方案。 礦井基本巷道 井筒 根據(jù)礦井開拓方式來布置井筒，井筒的提升和通風(fēng)，首先在工業(yè)廣場內(nèi)掘進(jìn)主副井，之后 開 采 時，再布 置 風(fēng)井。布置時：立井井筒形式有倆種 :圓形和矩形。 圓形井筒斷面的優(yōu)點：服務(wù)年限長，承壓好，通風(fēng)阻力小，效果好。維護(hù)費用低、便于施工，所以主副井筒及風(fēng)井均采用圓形斷面。 （ 1）主立 井 所布置的主井筒為圓形斷面，形式為立井方式。所布置的井筒的直 徑 是 ，井筒的 斷 面 積 是 ，提升 采用一對 12t的 箕斗，井筒的支護(hù)方式為砌碹 支 護(hù)。還有各種電纜，人行臺階等設(shè)施。 （ 2） 副立 井 所布置的副井筒為圓形斷面，形式為立井方式。 凈 直 徑為 m， 斷 面 積 平方米 ，副 井 井 筒 里的提升裝備是 ，提升能力為一 對 3噸 罐籠。井筒的支護(hù)方式 是砌碹支護(hù)，副 井的作用是 運輸材料、行人、進(jìn)風(fēng)。副井井筒斷面如 圖 所示，具體的參數(shù)參考 表 32。 表 32 主井井筒特征 井型 Mt 表土段毛斷面積 m2 井筒直徑 m 提升容器 罐籠 11 表 32續(xù)表 井深 390 m 井筒支護(hù) 混凝土砌碹 厚 450mm 表土段井 壁厚 700mm 凈斷面積 178。 基巖段毛斷面積 m2 風(fēng)井的位置：設(shè)置在工業(yè)廣 場內(nèi)，斷面形式：圓 形 斷 面，它的直 徑是 5米， 斷 面面積 平方米 ，支護(hù)方式是錨噴支護(hù)。 場 服務(wù)于整個采區(qū)：主要的作用是煤炭的轉(zhuǎn)載、停放、運輸。 盤區(qū)主要開拓巷道 盤區(qū)主要開拓巷道分為 1盤 區(qū) 運 輸 上下 山、 盤 區(qū) 軌 道 上下 山。運輸上山布置在 煤層底板 ， 軌 道 上 山 在 巖 層 中 。 運 輸 下山 與水平夾角為 0到 3度之間 。 軌道上山在巖層中，它的 夾角為 0到 1度之間 。 巷道支護(hù) 巷道支護(hù)應(yīng)該根據(jù)它的地質(zhì)條件不同進(jìn)行選擇。 盤 區(qū) 運輸 上 （ 下 ） 山 布置 在 煤層中 ， 軌道 上 山 布置 在 巖 層中。 運輸設(shè)備為皮帶輸送機 。主要大巷都采用錨噴支護(hù)，它的支護(hù)效果好，安全性高，經(jīng)濟(jì)可觀。 12 第 4 章 盤區(qū)式準(zhǔn)備方式 煤層地質(zhì)特征 盤區(qū)位置 我所設(shè)計的 盤 區(qū)在整個井 田的西 側(cè) 、 盤區(qū)下 山的左 邊。 盤區(qū)煤層特征 盤區(qū)的開采煤層為二 2號煤層，二 2煤層保存完整且為：穩(wěn)定 ~較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的厚煤層。二 2煤 層平均厚度 4 m，傾 角在 24度之間 ，結(jié) 構(gòu) 簡 單 ：煤 的 硬度 為 23，煤的密度 為 煤層頂?shù)装迩闆r 表 41煤層頂?shù)装迩闆r 水文地質(zhì) 我所設(shè)計的 盤 區(qū)的水文地質(zhì)條件：簡單 ， 該 盤 區(qū)留設(shè) 30米的 邊界保護(hù)煤柱，能夠很好的解決漏水事故的發(fā)生。 它的單位涌水量一般是小于 m，在含水層與二 2煤層之間存在有隔水層，這個隔水層的厚度在 50m 以上，所以二 2煤層不存在底板突水事故的可能，可以放心開采。 地質(zhì)構(gòu)造 我所設(shè)計開采的 盤區(qū) ： 煤層底板的起伏波 動 小 、 煤 層傾 角在 24度之間， 設(shè)計的這個 盤 區(qū)沒有斷層，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單。 盤區(qū)巷道布置及其生產(chǎn)系統(tǒng) 盤區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 盤區(qū)準(zhǔn)備方式的要求是煤層傾 角 8度的煤層 ，采 用 盤 區(qū) 準(zhǔn) 備 方 式 要 求： 系統(tǒng)簡單 ，巷道 掘進(jìn)工程量少，費用低，運輸設(shè)備少、需要的人員少；技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好。 頂板 頂?shù)装? 煤層 類型 厚度 巖質(zhì) 老頂 砂巖 10 米 長石巖屑 直接頂 砂質(zhì)泥巖 米 灰黑色的 直接底 砂質(zhì)泥巖 米 灰黑色 老底 細(xì)粒砂巖 4 米 半堅 硬 巖石 13 設(shè)計的盤 區(qū) 運 輸 上 山 布置在煤層中 ， 軌 道 上山布置在巖石中 。 運輸方式是膠帶輸送機運 輸 。 選用盤區(qū)準(zhǔn)備方式符合我所設(shè)計的要求。 采煤方法及工作面長度的確定 我所設(shè)計的這個盤區(qū)的煤層 厚是 4 m， 傾 角在 3 度左右， 屬于 近水 平 煤層。采煤方法為 大采高一次采全高放頂煤方法。 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：采煤工作面面長度在 150m 到 200 米之間。但是結(jié)合我所設(shè)計礦井的多種情況。最終我確定設(shè)計的盤區(qū)的工作面的長度為 190m，運輸平巷和回風(fēng)平巷的寬為 10 米，還有考慮煤柱，最后群定工作面的長度 200m。 、支護(hù)方式、通風(fēng)、運輸方式 1尺寸 區(qū) 段 平巷的尺寸的確立，需要考慮的因素是：工作面的運輸和通風(fēng)，所以確 立區(qū) 段回 風(fēng)巷的尺寸 為 5M 3M， 區(qū) 段 運輸巷的尺寸 5M 3M。 2支護(hù)方式 錨網(wǎng)支護(hù)。優(yōu)點：便宜，它的經(jīng)濟(jì)效益好，而且掘進(jìn)速度快，費用低。 3盤區(qū)通風(fēng) 采用后退式通風(fēng) 。優(yōu)點：通風(fēng) 系統(tǒng)簡單，風(fēng)阻小，通風(fēng)效果好。新鮮風(fēng)流從 副井 盤 區(qū) 運 輸巷 工作面。污風(fēng) ： 區(qū) 段運輸平巷 盤區(qū)運輸下山 中央分井 地面。 4盤區(qū)運輸 運輸設(shè)備是膠帶機運輸：運輸路線：工作面煤 炭由刮板輸送及經(jīng)過轉(zhuǎn)載機到膠帶輸送機上。輔助運輸采 用 礦車 運輸，礦 車 從 副立井 井 底 車 場， 在井底車場換裝后 ，經(jīng)輔助運 輸 巷 回采工 作 面的輔助運 輸 平巷 工作面。 煤柱尺寸的確定 煤柱：邊界煤柱、保護(hù)煤柱倆種。 盤區(qū)運輸 巷 布置在煤層中 ， 軌道巷在煤 層 底板巖 石 中，倆者之間 距 40m，邊界保護(hù)沒住應(yīng)留 設(shè) 50m 的 煤柱 。我所設(shè)計的 盤 區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單 ， 沒有斷層 、 褶皺。區(qū) 段與區(qū)段之間采用 沿空掘巷， 留設(shè) 5m寬的煤柱，作為支護(hù) 。 煤柱尺寸見 表 41。 表 42 煤柱 尺寸表 類型 防水煤柱 邊界煤柱 區(qū) 段保護(hù) 煤柱 寬 度 /m 30 10 14 盤區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 1 運煤系統(tǒng) 采煤工作面 —— 區(qū)段運 輸平 巷 — 運 輸 下 山 — 井底煤 倉 — 主 井 — 地面。 2 輔助運輸系統(tǒng) 地面的材料先進(jìn)入副 井到達(dá)了井 底 車 場，在經(jīng)過運 輸 下 山穿過到達(dá) 區(qū) 段平巷中最后到達(dá)采煤 工作面。 3 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流從副 井進(jìn)入穿過 井底車 場流向 盤 區(qū) 運 輸 下 山到達(dá) 運 輸 平巷中進(jìn)入采煤 。 4 排矸