【文章內(nèi)容簡介】 建井期較長，這種方式使用于煤層數(shù)目較多，層間距不大的礦井，與本礦井條件相符，所以此種布置方式合理。 水平儲量及水平服務年限 水平內(nèi)的煤炭儲量要保證開采水平有一個合理的服務年限，在這個服務年限內(nèi)，設備、井巷工程等都得到合理的利用，同時又避免延伸頻繁，接替緊張。井筒延伸和開拓新水平的準備時間，一般需要 3～ 5a，原水平的產(chǎn)量遞減 逐步過渡到新水平也要 2～ 3a 以上，因而開采水平準備一般需要 5～ 8a 左右的時間，為了減少水平的頻繁延伸，用一個開采水平裴文風：阜龍井田年產(chǎn) ／ a 礦井設計 18 保證產(chǎn)量，并且具有較時間的夠衡生產(chǎn)條件，使每個開采水平必需有足夠的儲量和服務年限，以保證開采水平的接替，在開采緩斜和傾斜煤層的礦井，第一水平的服務年限，大型礦井大約 25a 以上。 本礦井第一水平的儲量計算： 本礦井第一水平高度為 250m，煤層平均傾角為 15176。，則其斜長為 250/sin15176。=，走向長 5000m，同時第一水平需留以下煤柱以保證開采水平的順利進行，井田邊界煤柱 30m，第一水平留設階段煤柱 30m，工業(yè)廣場壓煤在第一水甲極少，可以不列入計算，則第一水平的可采儲：量計算如下： ZKP= 萬 t 水平服務年限計算： TP=ZKP/AK （ 3—1） 式中： TP— 水平服務年限， a； ZKP— 水平可采儲量，萬 t； A— 礦 井生產(chǎn)能力，萬 t/a； K— 儲量備用系數(shù) （ ） ； 代入公式 （ 3—1） 得： TP=3783/150=25 a 水平服務年限：大型礦井水平服務年限應大于 30 年，所以，該水平符合《采礦學》我國設計的各類井型的開采水平設計服務年限。 必須的階段垂高： （ 一個水平兩個階段 ） 150～ 250m H=AKsinα/2SMγC （ 4—1） 代入公式 （ 3—2） ，可得 H=（ 150104176。） /（ 25000） = 礦井工業(yè)場地占地指標：大型礦井 —（ 取 ） 公頃 /10 萬 噸 1 公頃 =1104m2 維護帶寬度： S=2 22 )2 0 ( ?? =13m2 由上面運算可知，階段垂高也符合標準。 設計水平的巷道布置 合理的大巷布置可以節(jié)約基建投資，加快礦井建設，有利于井下運輸和巷道維護，為遼寧遼寧技術大 學畢業(yè)設計（論文） 19 合理布置采區(qū)和井下生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件，組間聯(lián)系方式要與大巷布置相適應，并在一定程度上影響大巷的布置，兩者相結(jié)合構(gòu)成不同開采水平布置方式。 1） 大巷的布置方式： 大巷運煤采用礦車或膠帶輸送機各有不同的特點，采用礦車運輸可同時統(tǒng)一解決煤、矸、物料、設備和人 員的問題，能適應兩翼生產(chǎn)不均衡的變化，且能滿足不同煤種分采分運的要求，對巷道彎曲沒有多大限制，運煤過程中產(chǎn)生的煤塵較少，對通風安全較為有利，而且長距離運輸沒有多大困難。采用膠帶輸送機運煤為聯(lián)系運輸，運輸量大、效率高，易于實現(xiàn)自動化，對巷道坡度及變形量沒有嚴格要求，但是要求巷道直。本礦井設計生產(chǎn)能力為 150 萬 t/a，故采用礦車運輸比較合理。 水、敷大巷的主要認為是擔負煤、矸、物料、設備和人員的運輸、進行通風、泄設管線，對大巷的基本要求是便于運輸，利于掘進和維護，能滿足礦井通風安全的需要。根據(jù)井型和礦井地質(zhì)條 件的不同，大巷可選用不同的運輸方式和設備，而不同的運輸設備又對大巷提出不同的要求。 2） 大巷數(shù)目及回風巷設計 運輸大巷標高 為 450m，用于溝通采區(qū)煤倉和井底車場煤倉，擔負煤炭的運輸。大巷運輸采用礦車運輸，同時也可擔負輔助運輸任務。煤礦的輔助運輸，包括設備、材料、矸石和人員運輸，它本身是一個獨立的工藝系統(tǒng)，但又受主要運輸系統(tǒng)的約束，它運輸量占主要運輸?shù)?20％～ 30％，勞動量比較大，采煤和提升的集中化對高效率，強制性的軌道運煤的要求就越來越高。 阜龍 井田煤層為緩傾斜煤層，煤層自然發(fā)火期 3～ 6 個月，為避免在通風 阻力最大時，礦井通風壓力超過《設計規(guī)范》中關于礦井通風的設計風壓的規(guī)定，決定采用中央 分 列式通風。 采區(qū)劃分及開采順序 采區(qū)形式及尺寸的確定 據(jù)本礦井的斷層發(fā)育情況以及走向和傾斜長度，可以將井田劃分為 四 個采區(qū)。 采區(qū)的開采順序 采 區(qū)形式及尺寸的確定： 裴文風：阜龍井田年產(chǎn) ／ a 礦井設計 20 本著盡量利用特殊條件和自然地質(zhì)構(gòu)造劃分采區(qū)的原則，考慮到設計范疇內(nèi)的斷層大且沿走向發(fā)育，傾向上布置受到限制，因此充分利用斷層劃分采區(qū)，以斷層，能夠業(yè)廣場煤柱線為采取邊界，這樣，采取邊界煤柱和一部分斷層煤柱，工業(yè)廣場煤柱共用， 既減少煤柱的損失，又避免了采空區(qū)內(nèi)出現(xiàn)較大的斷層給開采帶來的困難。 根據(jù)煤層的賦存條件，該井 田 為近水平煤層，傾角為 15176。 ，可以采用采區(qū)式準備。由于各個煤層間距不大，所以采用集中上山聯(lián)合準備方式，其優(yōu)點是： 1）在采區(qū)內(nèi)可適當布置較多的工作面同時生產(chǎn)，有利于提高采區(qū)生產(chǎn)能力，減少礦井同時生產(chǎn)采區(qū)的數(shù)目，生產(chǎn)集中。 2）采區(qū)上山一般較多布置在煤層底板巖層中，掘進費用高一些，但維護費用大量減少，為生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。 3）可提高采出率，降低煤炭損失。 4）集中平巷，可布置在比較堅固穩(wěn)定的巖層中，可按設計的坡度和 方向施工，巷道規(guī)格質(zhì)量易于保證，也便于高效能運輸設備的采用，安裝和運轉(zhuǎn)。 合理的煤層開采順序衣服是在考慮煤層采動影響關系以前提出，可保證開采水平，回采作面的正常接替，保證礦井持續(xù)，穩(wěn)定，高產(chǎn)，最大限度地開采煤炭資源，減少巷道掘進率及維護工程量，合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設備能力，提高技術經(jīng)濟效益，便于防止災害，保證生產(chǎn)安全可靠，本設計礦井范圍內(nèi)采區(qū)區(qū)域順序為下行式，即由上而下，而采區(qū)內(nèi)的煤層開采順序也為下行式，先采上層煤在采下層煤，這樣上層對下層沒有什么影響或影響較小，對下層巷道維護及回采都比較有利。 開采水平與回風水平及井底車場形式的選擇 開采水平與回風水平 全礦采用立井兩水平開采，第一水平設置 在 － 450m，第二水平設 在 － 650m，分別、設置井底車場及主石門。 井底車場形式的選擇 井底車場形式、線路布置及通過能力： 井底車場是連接井筒和井下運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的最主要部分。決定井底車場形式選擇的因素： 遼寧遼寧技術大 學畢業(yè)設計（論文） 21 1） 保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)可能性。 2） 調(diào)車簡單，管理方便，彎道及岔道少。 3） 操作安全，符合有 關規(guī)程，規(guī)范要求。 4） 井巷工程量少，建井投資少，便于維護，生產(chǎn)成本低。 5） 施工方便，各個井筒間能迅速貫通，縮短建設時間。 6） 大巷或石門離井筒較遠，能布置下存，調(diào)車線時，可選用立式，較近時，可選用臥式或斜式。 硐室的位置、規(guī)格尺寸、支護方式 1） 主井系統(tǒng)硐室： 主井系統(tǒng)硐室有推車機及翻車機硐室 （ 自卸礦車卸載站硐室 ） ，井底煤倉及箕斗裝載硐室，清理井底灑煤硐室及水窩泵房等。 上述硐室的布置，主要取決于地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，確定井筒為止時，要注意將箕斗裝載硐室布置在主井重車線 末 端，其他硐室的位置則 由線路布置所決定。清理井底灑煤斜巷的出口要布置在主井的重車線一側(cè)。 2）副井系統(tǒng)硐室： 副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車場連接處 （ 馬頭門 ） 。主排水泵房 （ 中央水泵房 ） 。水倉及清理水倉硐室，主變電所 （ 中央變電所 ） 及等候室等。 主排水泵房、主變電所應聯(lián)合布置，以便使主變電多向主排水榜房的供電距離最短，主排水泵房和主變電所建成聯(lián)合硐室，一般布置在副井井筒與井底車場連接處附近。當?shù)V井突然發(fā)生水災時，仍能繼續(xù)供電，照常排水，為便于設備的檢修及運送，水泵房應靠近副井空車線一側(cè)。水泵房一變電所之間用耐火材料砌筑隔離墻，并設置 鐵板門，為防止井下突然漏水淹沒礦井，變電所與水泵房的底板標高應高出井筒與井底車場連接處巷道軌道面標高 ，水泵房及變電所同望井底車場的通道應設置密閉門。裴文風：阜龍井田年產(chǎn) ／ a 礦井設計 22 圖 .4－ 4 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合硐室 － 4 Substation capacity and water pump house union booth 3）其他硐室： 其他硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、架線電機車庫及 修理室、蓄電池電機車庫及充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫、消防材料庫、人車站等。其位置應根據(jù)線路布置必須設置在進風井筒和水平的井底車場連接處，并且在打開時不妨礙提升、運輸和人員的通行。 4）主井煤倉及裝載硐室： 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：礦井的煤倉容量為： Qmc= （ 4—2） 式中： Qmc— 井底煤倉容量。 Amc— 礦井日產(chǎn)量。 （ 系數(shù) —） → 大型礦井取小值，小型礦井取大值。本 設計中取 。 則井底煤倉容量為： Qmc =500=900t → 為立式煤倉遼寧遼寧技術大 學畢業(yè)設計（論文） 23 圖 4－ 5 井底煤倉 － 5 shaft coal pocket Tab. coal pocket cross－ section mark sheet 生產(chǎn)能力 /萬噸／年 容量 /t 圓形斷面Ｄ /mm 凈斷面 /m2 煤倉高度 /m 支護方式 150 900 6000 30 錨噴加混凝土 5）火藥庫： 根據(jù)《設計指南》規(guī)定，火藥庫距離井筒、井底車場、主要運輸巷道及影響全礦或大部分采區(qū)通風的風門的直線距離硐室不得小于 60m，距離硐室不得小于 100m，結(jié)合井底車場的實際情況，采用硐室式火藥庫，火藥庫獨立通風，打眼作為回風道。 裴文風：阜龍井田年產(chǎn) ／ a 礦井設計 24 234567891011121516主要巷道592610374812電氣壁槽放火門鐵皮風門庫房巷道消防器材室木欄門進風攔墻炸藥壁槽防炮工具室回風道回風攔墻雷管壁槽發(fā)放室調(diào)節(jié)風門巖粉棚 圖 .4－ 6 火藥 庫 － 6 Blast material storage 開拓系統(tǒng)概述 開拓系統(tǒng) 該井田的開拓方式為立井多水平綜合開柘，全井田共 四 層煤采用集中上山聯(lián) 合布置，每一采區(qū)下層煤底板巖石中掘一巖石集中平巷，工作面煤直接溜到巖石集中巷中，用皮帶運直大巷。 1）風系統(tǒng) 礦井通風系統(tǒng)為中央 分 列式。 風路：新風 （ 地面 ） → 主副井 → 井底車場 → 主石門 → 運輸大巷 → 采區(qū)運輸巷 → 軌道上山 → 工作面 → 區(qū)段回風 巷 → 采區(qū)回風石門 → 回風大 巷→回風井 。 2）運輸系統(tǒng) a）運煤：工作面出煤 → 運輸平巷 → 運輸石門 → 采區(qū)煤倉 → 皮帶運輸巷 → 井底煤倉 → 主井提升直地面。 b）運料：副井下料 → 井底車場材料線 → 主石門 → 運輸 大巷 → 軌道上山 → 回風石門 →采區(qū)回風平巷→ 工作面。 遼寧遼寧技術大 學畢業(yè)設計（論文） 25 c）排矸：掘進工作面 → 掘進巷道 → 回風 巷道 → 回風石門 → 主石門 → 副井。 d）人員：副井 → 主石門 → 行人通風斜巷 → 運輸巷 → 工作面。 3）移交時井巷開鑿的位置 本礦井設計中，全礦第一工作面就可以達到設計要求，移交生產(chǎn)時 N1采區(qū)的第二層應該準備就緒，區(qū)段運輸巷和區(qū)段回風巷都應掘至采區(qū)邊界，分一翼為非首采采區(qū)，可以先不掘。 4）期掘進工程量 初期移交工作量是指移交時掘進的各個巷道，硐室、井筒等為生產(chǎn)的設施的總的掘進體積。 技術經(jīng)濟比較 根據(jù)前述各項決定，在本井 田 開拓上，技術上可行的開拓方案有以下兩種： 方案 I：直接打立井延深到第三階段，即立井三水 平開柘； 方案 II：立井打到第二階段，從第二階段打暗斜井延深到第三個階段，即立井兩水平加暗斜井開拓。 兩種方案的區(qū)別在于第三水平是用立井開拓還是斜井開拓，立井和斜井開拓在技術上都是可行的，其優(yōu)缺點的比較前面已經(jīng)敘述過，這里只做經(jīng)濟上的比較。 方案 I 和方案 ll 有差別的建井工程、生產(chǎn)經(jīng)營費、基建費和經(jīng)營費經(jīng)濟比較結(jié)果，分別匯總于下面的幾個表格。 在上述經(jīng)濟比較中需要說明一下幾點： 1） 兩方案的初期建井工程量基本相同，這罩不用多做比較，不同的是后期的建井及基建不同，分別做了經(jīng)濟比較； 2） 兩方案的各采區(qū)均布置兩條 采區(qū)上山，且這些上山的開掘單價近似相同，這里只須比較方案一的下山與方案二的上山掘進及維護費用； 3）立井、大巷、石門及采區(qū)上山的輔助運輸費用均按運輸費用的 20％進行估算； 4）井筒、石門、井底車場、階段大巷及回風巷等均布置在堅硬的巖層中，它們的維護費 用低于 5 元 /am，故比較中未對比其維護費用的差別； 5） 采區(qū)上、中、下部