【文章內(nèi)容簡介】 定：礦井每晝夜凈提升時間 16 小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為 16 小時。 3） 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的依據(jù) 《煤炭工業(yè)設(shè)計礦井設(shè)計規(guī)范》第 規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及市場對煤炭需求等因素，經(jīng)多方案 的比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。論證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)進行第一開采 本科畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 水平或不小于 20 年配產(chǎn)。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層，不同煤類搭配開采；同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)符合本規(guī)范第 條規(guī)定（采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、采掘機械化程度和采區(qū)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接替關(guān)系等因素確定。應(yīng)提高工作面單產(chǎn)。采區(qū)內(nèi)同 時生產(chǎn) 的綜采工作面宜一個面，不應(yīng)超過兩個面；普采工作面宜為兩個面， 不應(yīng)超 過 三 個面），并應(yīng)保證采區(qū)及工作面的合理接替。 4） 礦井規(guī)?？筛鶕?jù)以下條件確定： ①資源情況：煤 田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； ② 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 。否則應(yīng)縮小規(guī)模； ③ 國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)； ④ 投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 (3) 礦井服務(wù)年限的核算 礦井 服務(wù)年限的計算公式為： T= KAZk? 公式 2— 3 式中 T—— 礦井的服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井的可采儲量，萬 t； K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 K=； A—— 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬 t/a。 由 計算結(jié)果可知：礦井可采儲量為 13572 萬 t，則礦井服務(wù)年限為 T=13572247。 (180 ) T =58a 按《設(shè)計手冊》規(guī)定：新設(shè)計的 180 萬噸的中型礦井服務(wù)年限應(yīng)大于 50年。本設(shè)計服務(wù)年限為 58 年，是符合 要求的。 陶二井田煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，無斷層褶曲，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，適宜大型綜采，煤炭儲量能滿足大型礦井服務(wù)年限的要求。 確定陶二礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 Mt/a。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 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(fēng)、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。 1） 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道問題，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(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。 2） 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)約建設(shè)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(fēng)、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(dāng)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)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采 ，以及其它有益礦物的綜合開采。 ⑦井田地處低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)梁峁發(fā)育，溝谷密集，地形比較復(fù)雜，可供選擇的工業(yè)場地位置較少。 ⑧井田東北邊界靠近陽泉市區(qū)，且屬井田煤層埋深較深的區(qū)域。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 ⑨礦井瓦斯含量較高，礦井通風(fēng)會直接影響開拓部署。 ⑩井田內(nèi)煤層賦存平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡單，對礦井使用現(xiàn)代化設(shè)備、建設(shè)高產(chǎn)高效礦井有利 3） 確定工業(yè)場地的位置、形狀和面積 礦井的工業(yè)場地位置選擇，在以前的設(shè)計階段已進行了詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，本次設(shè)計根據(jù)可研批復(fù)意見，將工業(yè)場地確定在井田中央，主要理由如下： (1) 工業(yè)場地用地較為平緩， 有利于建設(shè)主井、副井、風(fēng)井等廣場設(shè)施。并且靠近居住區(qū)等后勤服務(wù)區(qū)，不僅對減少輔助設(shè)施、輔助人員有利，而且對穩(wěn)定職工隊伍有利。 (2) 工業(yè)場地距國鐵、國道近，礦井鐵路專用線、進場公路建設(shè)方便，投資省。 (3) 礦井初期帶區(qū)布置于瓦斯相對較小區(qū)，有利于礦井的穩(wěn)步發(fā)展。 工業(yè)場地的形狀、面積在工業(yè)場地的煤柱留設(shè)部分前面已經(jīng)說明。 4） 井筒形式、數(shù)目、位置的確定 (1)井筒沿井田走向的位置 井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側(cè)。這樣可使沿井田 走向的井下運輸工作量最小，而井筒偏于一翼邊界則相應(yīng)增大井下運輸工作量。 井筒設(shè)在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配、風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)比較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓增大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系 增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道端面，增加掘進工程量。 考慮到本井田儲量比較均勻，可將井筒布置在井田中央地段，初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單、儲量可靠，從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后能有 可靠的儲量和較好的開采條件，以便迅速達到設(shè)計能力。 (2)井筒沿煤層傾向的位置 井筒設(shè)在井田 中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量 ??；井筒設(shè)在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石 門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允 許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利； 而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生 產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護井筒和工業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱 本科畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。 (3)對掘進與維護有利的井 筒位置。 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護， 應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。 雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒， 但所需的施工設(shè)備較多，掘進速度慢，掘進費用高。因此，井筒應(yīng)盡可能不 通過流沙層、較厚的沖擊層及較大的含水層。 為便于井筒的掘進和維護，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的 地帶及采動影響的地區(qū)。 井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的 掘進與維護。 (4)位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進 鐵路專用線。為 了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求 地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡 量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入 區(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋 涵隧道工程。為考慮長期運輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他 農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側(cè)。 另外，井口標高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響， 防止污染。總之，選擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地 下 與地面等各方面因素。 綜合考慮礦井的地質(zhì)條件，煤炭儲量情況，瓦斯含量情況，在本 礦井中可提出 3 個技術(shù)可行性方案。 方案 1：用雙立井兩水平，直接延深開拓。 方案 2：用雙立井兩水平，暗斜井延深開拓。 方案 3：用雙立井兩水平，直接延深開拓。 各方案剖面圖如圖所示 本科畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 50250250+ 35 0 方案 三（雙立井兩水平，直接延深，上下山開采）50250+ 25 0+ 35 0 方案二（雙立井兩水平，暗斜井延深，上下山開采）50250+ 25 0+ 35 0 方案 一（雙立井兩水平，上下山開采）技 術(shù) 可 行 的 三 種 方 案主井副井風(fēng)井主井副井風(fēng)井主井副井風(fēng)井 圖 開拓方案 本科畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 5)開拓方案技術(shù)比較 根據(jù)前述各項決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列 三 種， 如表 所示。 表 陶二 礦 井 開拓方案比較 項 目 方 案 描 述 方案一 雙立井 兩 水平， 上下山開采 一對 立井兩 水平開拓，一水平標高為 50m，二水平標高為250m，兩水平之間通過立井延 深，一水平采用上山開采方式 。井底車場為 刀 式車場，立井井口設(shè)在井田中央，井口標高為+350m。主要運輸大巷沿煤層走向布置。 方案二 雙立 井兩水平， 暗 斜井延 深，上下山開采 一對 雙立井兩 水平開拓，一水平標高為 50m，二水平標高為 250m，兩水平之間通過 暗 斜井延 深 。井底車場為 刀 式車場，立井井口設(shè)在井田中 上部 ，井口標高為 +350m。主要運輸大巷沿煤層走向布置。 方案 三 雙 立井兩水平， 直接 延深，上下山開采 一 對立井 兩 水平開拓，一水平標高為 50m，二水平標高為250m，兩水平之間通過立井延 深 。井底車場為 刀 式車場，立井井口設(shè)在井田中 上部 ，井口標高為 +350m。主要運輸大巷沿煤層走向布置。 三個方案相同處不需參與比較的項目，包括礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力、水平劃分。通風(fēng)方式，采區(qū)劃分，主、副井井筒斷面及裝備，風(fēng)井井筒及斷面，總回風(fēng)道的布置。 6)開拓方案經(jīng)濟比較 按照技術(shù)可行的原則，確定了適合本礦的開拓方案共有 3 個，為了確定最終經(jīng)濟上合理的開拓方案，首先對各方案進行粗略經(jīng)濟比較，見 表 表 各方案粗略估算費 用表 方案 1 基建費 /萬元 立井開鑿 2200 石門開鑿 354 井底 1000 100 本科畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 車場 小計 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 3000 1836 石門運輸 3000 立井排水 24 360 22 104 小計 總計 費用 /萬元 百分率 % 方案 2 基建費 /萬元 主暗斜井開鑿 684 副暗斜井開鑿 684 上、下斜井車場 (300+500) 80 小計 生產(chǎn)費 /萬元 暗斜井提升 3000 立井提升 3000 排水（斜、立） 24 360 22(+) 104 小計 總計 費用 /萬元 百分率 108% 方案 3 基建費 /萬元 立井開鑿 2 200 石門開鑿 524 井底車場 1000 100 小計 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 3000 1836 石門運輸 3000 立井排水 24 360 22 104 小計 本科畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 總計 費用 /萬元 百分率 109% 經(jīng)過各方案粗略費用估算 ,可以看出方案 1 比方案 2 和方案 3 要好， 三 個方案總費用相差不大于 10%，雖然方案 2 比方案 3 費用少，但考慮到 斜井維護費用要比立井大的多，所以進一步作綜合評價用方案