【文章內(nèi)容簡介】 層中，留煤柱護巷，大巷間距 30m。設置一條軌道運輸大巷，一條膠帶運輸大巷，一條回風大巷共三條大巷。大巷基本沿煤層布置，局部半煤巖及巖巷，巷道坡度不隨煤層而起伏。 17 井田開拓方案的比較 本井田開拓方式的選擇，主要考慮超化煤礦的具體情況。 因此，提出以下兩個方案： 方案一：立井單水平，大巷布置在 820m水平。 方案二： 斜 井單水平，大巷布置在 820m 水平。 兩種開拓方案的開拓示意圖見圖 41 圖 41方案一 圖 42 方案二 方案技術(shù)比較 ； 方案一、二方案之間不同主要是井田 井筒 的布置方式 。 方案一 雙立井開拓 ， 建井工程量小，投資省，建井快，有利于早出煤、早見效。立井井筒短，各種管線布設長度小，通風線路短，通風阻力小，減少了費用。立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。立井井筒施工技 18 術(shù)復雜，需用設備多，要求有較高的技術(shù)水平。井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。 方案 二斜井井開拓 ， 斜井 建井快，有利于早出煤、早見效。用膠帶做主井運輸時，效率高，效益好。斜井井筒長，建井工程量大，投資大，維護量大 ，成本高。各種管線布設長度大，通風阻力大，增加了費用。 以上一、二方案均屬技術(shù)上可行的方案，準備方式和采煤方法都完全相同，兩者要通過經(jīng)濟比較才能確定其優(yōu)劣。 經(jīng)濟比較 由于方案一和方案二之間的不同是 礦井井筒 的開拓方式，故只需要比較 井筒 開拓巷道的經(jīng)濟費用。 方案一： 井筒 長度： 700m 單價： 20210 元 /m，費用： 1400 萬元； 方案二： 井筒 長度： 1700m 單價： 15000 元 /m，費用： 2550 萬元 通過技術(shù)、經(jīng)濟比較可以看出，方案一開拓 建井工程量小，投資省 ， 提升速度快，提升能力大， 。方案二 建井工程量大， 投資大，維護量大，成本高。各種管線布設長度大，通風阻力大，增加了費用。 所以采用方案一。 礦井 基本 巷道 井筒 1 主井 主井主要用于提煤和回風。井筒直徑 米，采用 1對 6t提煤箕斗，井筒采用 混凝土 支護，井筒壁厚 700mm。 副井 副井主要用于升降人員、設備、材料及提升矸石等，并兼作進風、排水。為防止斷繩事故，設有防墜器。井筒凈直徑 5 米，采用 混凝土 支護，井筒壁厚 700mm，采用 1噸礦車雙層單車普通罐籠。井筒內(nèi)還設有玻璃鋼梯子間，并敷設有排水管、消防灑水管、壓風管、動力電纜和信號電纜 。 3 風井 風井主要用于回風兼作礦井的安全出口。配備有梯子間及管路、電纜等。采用砼支護，井壁厚度為 300mm，井深 330m。 19 井底車場及硐室 一 、 井底車場概述 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升降人員等各項工作服務。 井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運輸能力，并應滿足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要。為此，井底車場的設計通過能力應大于礦井生產(chǎn)能力 30～ 50﹪。其次，在滿足井底車場通過能力的前提下 應盡量減少其掘砌體積，而且井底車場應便于管理和安全操車。 初步設計已確定為立井臥式，兩翼來車均由軌道大巷進入井底車場。 圖 43井底車場布置圖 （ 1）井底煤倉：井下煤倉上接膠帶輸送機，下連箕斗裝載硐室。通常為一條較寬的巷道，其中分成兩個隔間，一個用以存煤，另一個為人行通道。容量按兩小時輸送機的運送量取值， 400t。 （ 2）箕斗裝載硐室：其內(nèi)安設箕斗裝載設備，將煤倉之煤按定量裝入箕斗。本硐室上接煤倉，并與立井井簡直接相連，位于井底車場水平之下。 （ 3）主井清理撤煤硐室及斜巷：箕斗裝裁時，部分煤炭撤落到井底 。為了清理需設置清理撤煤硐室，其中安設提升絞車，并經(jīng)清理斜巷將礦車或小箕斗送入井底。清出的煤炭提升至運輸水平，然后由礦車運至副井送到地面。 （ 4）馬頭門：它是副井井簡與車場巷道相連接的部分。材料、設備和人員 20 都要通過它進出罐籠。在馬頭門附近為便于礦車進出罐籠，要安設推車機、阻車器等設備。 （ 5）中央變電所：中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護方便和便于提供新鮮風流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。 變電所必須采用不燃性材料支護，如選用混凝土或料石砌碹 ，條件許可也可采用不燃性錨噴支護。 硐室必須設置易關(guān)閉的既防水又防火的密閉門，門內(nèi)可設向外開的鐵珊門，但不能妨礙門的關(guān)閉。從硐室出口防火門起 5米內(nèi)的巷道應砌碹或用其它不然性材料支護。變電所的地平，應比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連接點處的標高高出 米。硐室不應有滴水現(xiàn)象，電纜溝應設一定坡度，以便將積水隨時排除室外。中央變電所應根據(jù)規(guī)定，設置滅火器材，如配備滅火設備和充足的沙箱，為此在硐室設計尺寸時，應留出相應的位置。 （ 6）中央水泵房：水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運行關(guān)系重大，故水泵房硐 室位置的選擇應考慮以下因素：管線敷設最短，不僅節(jié)約管線電纜，而且管道阻力和電壓降最小。一旦井下發(fā)生水患，人員，設備便于撤出，或便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復生產(chǎn)。要求具有良好的通風條件。 根據(jù)以上要求，硐室位置應選在井底車場與副井連接處附近空車線一側(cè)，以便于設備運輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室，即使有特殊原因也要盡可能靠近副井。 中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在堅固的巖層中也可是用錨噴支護，但不得有淋水。出口通道處需設置向外開啟的能防水防火的密閉門。從硐室出 口密閉門起 5 米內(nèi)的巷道，應砌碹或采用其它不燃性材料支護。泵房硐室的地平應高出通道與車場連接處地板 米，設有流水坡，以防硐室積水。 水泵工作的總能力應滿足 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的正常涌水量。 （ 7）井底水倉：井底水倉是按照礦井正常涌水量計算的，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，當?shù)V井正常涌水量在 1000 立方米 /小時以下，主要水倉有效容積能容納 8 21 小時的正常涌水量。同時主要水倉的有效容積不得小于四小時的礦井正常涌水量。礦井主要水倉必須含有內(nèi)水倉和外水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，特殊情況應設多條水倉。 本礦井水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，水倉凈斷面應乘以 的系數(shù)。為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水倉方向設立反坡，其坡度常為 1‰～ 2‰，在水倉最低點既清理斜巷底部附近應設積水窩，在清理水倉時能將積水排出，以方便清理工作。 （ 8）等候室 : 在副井井筒附近應設置等候室，作為工人候跟休息的場所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領(lǐng)取工具。 （ 9）其他硐室 其他硐室主要有：調(diào)度室、電機車庫及電機車修理間、防火門硐室、火藥庫等。 帶區(qū) 劃分及接替 煤層開采順序 首采 帶區(qū) 為 401 帶區(qū) ，首采工作面為 40101 工作面，然后依次開采下一個相鄰工作面，具體如下： 40101→40102→40103→40104 帶區(qū) 劃分及接替 本次設計將井田的 4煤層劃分六個 帶區(qū) ，先開采順序為 401 帶區(qū) ， 402 帶區(qū) ，403 帶區(qū) ， 404 帶區(qū) ， 405 帶區(qū) ， 406 帶區(qū) 最后回收煤柱。 22 5 準備方式 首采 帶區(qū) 基本情況 首采 帶區(qū) 位置 選擇首 帶區(qū) 位置的依據(jù)： （ 1）首 帶區(qū) 初期投產(chǎn)和達產(chǎn)的靠近主、副井 (安全煤柱） ,能夠縮短工期和降低投資。 （ 2）首 帶區(qū) 地質(zhì)條件優(yōu)越，煤層厚度大且較為均勻， 傾角平均 3176。，在首帶區(qū) 內(nèi)無斷層。 （ 3）首 帶區(qū) 工作面推進長度較為一致，且只需一個工作面生產(chǎn)，更能保證穩(wěn)定生產(chǎn)。 礦井投產(chǎn)區(qū)為井田 北 部的 403 帶區(qū) ，排水容易。 首采 帶區(qū) 煤層特征 首采的 403 帶區(qū) 傾向長 1300m，走向長度為 1350m 左右。平均煤厚 米。在該 帶區(qū) 內(nèi) 無 斷層，水文地質(zhì)條件良好。 首采 帶區(qū) 資源儲量 =1300 1350 =1069 萬噸。 帶區(qū) 巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 帶區(qū) 范圍及劃分 本礦井沿傾向劃分為 四 個 帶區(qū) ，每個 帶區(qū) 走向長度 1170～ 1350m，傾斜長度840m～ 1300m，每個 帶區(qū) 內(nèi)再劃分為 5～ 8 個采煤工作面，工作面長 200m。 帶區(qū) 巷道布置 采用沿空掘巷的無煤柱護巷方式，開采的順序為依次開采。 由于走向長壁采煤法巷道布置簡單，在主井和副井開鑿至開采水平標高后，布置井底車場，沿煤層走向開掘大巷，繼而開掘 帶區(qū) 工作面運輸軌道平巷和必要的硐室車場。 本設計 帶區(qū) 煤層賦存比較穩(wěn)定，沿走向在煤層底板巖石中布置兩條大巷，一條皮帶大巷，一條軌道大巷。 由于開采的煤層為單一厚煤層且回采巷道的服務年 23 限較短，根據(jù)煤層賦存條件可以知道頂板板巖石比較穩(wěn)定，維護條件較好， 所以決定將回采巷道布置在煤層中，為了減少煤層厚度的損失，回采巷道和采煤工作面開切眼均應沿煤層底板布置。 帶區(qū) 的生產(chǎn)能力應根據(jù)地質(zhì)條件；煤層生產(chǎn)能力，機械化程度和 帶區(qū) 內(nèi)工作面接替關(guān)系等因素確定，本礦的煤層賦存條件較好，機械化程度高。 帶區(qū) 內(nèi)工作接替緊湊。本礦采用綜合機械化采煤，一個工作面的生產(chǎn)能力可達到 90 萬噸。 帶區(qū) 內(nèi)工作面的接替順序 403 帶區(qū) 工作面開采順序為依次開采，先采 40301工作面，接著采 40302 工作面， 40303 工作面的回風順槽采用沿空留巷的無煤柱方式開掘，依次采完 403帶區(qū) 。 區(qū)段依 次回采與跳采方式相比，區(qū)段依次回采工作面變遷距離短，工程量小，生產(chǎn)系統(tǒng)集中，不會出現(xiàn)“孤島”現(xiàn)象，充分開采可開采煤層；與之相比的跳采方式巷道掘進工程量少，在 帶區(qū) 內(nèi)區(qū)段數(shù)目布置比較方便，但是跳采方式的生產(chǎn)系統(tǒng)分散，相鄰區(qū)段采空后回采中間區(qū)段時，出現(xiàn)“孤島”現(xiàn)象，礦山壓力顯現(xiàn)強烈，因此一定要加強礦壓觀測。所以，結(jié)合本礦條件綜合考慮選擇了依次回采方式。 帶區(qū) 生產(chǎn)系統(tǒng) 1）運煤系統(tǒng) 綜采工作面（刮板輸送機） — → 帶區(qū) 運輸巷（皮帶輸送機） — →皮帶運輸大巷（皮帶運輸機） — →井底煤倉 — →主井（箕斗） — →地面。 2）運料系統(tǒng) 地面 — →副井（罐籠） — →井底車場（ 固定廂式礦車） — →軌道大巷（ 固定廂式礦車） — → 帶區(qū) 軌道巷 — →工作面。 3）運矸系統(tǒng) 綜采工作面（掘進頭） — → 帶區(qū) 回風巷（ 固定廂式礦車） — →軌道大巷（ 固定廂式礦車） — →井底車場 — →副井（罐籠） — →地面。 4）行人系統(tǒng) 地面 — →副井（罐籠） — →井底車場（載人車） — →大巷 — →區(qū)段平巷 — →工作面。 24 5）通風系統(tǒng) 根據(jù) 帶區(qū) 巷道布置及生產(chǎn)安排，主要進風巷為軌道 大巷，運輸大巷 ；主要回風巷為 回風大巷 。 通風路線： 副井 —— 井底車場 —— 軌道大巷 （ 運輸大巷 ） —— 區(qū)段運輸平巷 —— 綜采工作面 —— 區(qū)段回風平巷 —— 回風 大巷 —— 風井。 6）排水系統(tǒng) 根據(jù) 帶區(qū) 巷道布置，工作面污水經(jīng)水溝流 經(jīng)工作面軌道巷 ，再經(jīng)軌道大巷由井下中央泵房排至地面。 7）供電系統(tǒng) 高壓電纜由井底中央變電所，經(jīng)運輸大巷至 帶區(qū) 變電所，經(jīng)降壓后的低壓電通過進軌道由低壓電纜分別引向回采和掘進工作面的配電點以及分帶運輸巷輸送機， 帶區(qū) 軌道巷絞車等用電地點。 8）供水系統(tǒng) 采掘工作面、斜巷及 帶區(qū) 運輸巷輸送機轉(zhuǎn)載點所需的防塵噴霧用水，由地面儲水池以專用管道送至 帶區(qū) 用水地點。 帶區(qū) 巷道掘進工藝 采掘比 根據(jù)礦井生產(chǎn)能力， 帶區(qū) 巷道布置、煤層賦存條件選擇確定巷道的掘進方法為綜掘。當某一回采工作面將要采完時，必須把另一個接替回采工作面準備好，以確保礦井的正常生產(chǎn)。故需要配置足夠的巷道掘進隊，并安排好掘進工作面的接替。 回采巷道掘進方式 回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并進行生產(chǎn)，包括開切眼，回風順槽和運輸順槽。 傳統(tǒng)的煤巷掘進方法是鉆研爆破法，這種方法有不少缺點，例如工序多，勞動強度大，效率低，月進尺只維持在 200m左右。它和傳統(tǒng)的炮采工作面日產(chǎn) 300t，月推進度約 50m。但隨著回采機 械化的發(fā)展，普采、高檔普采、綜采工作面和高產(chǎn)高效放頂煤工作面的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的鉆眼爆破法掘進煤巷已遠遠不能適應礦 25 井生產(chǎn)銜接的需要。 因此考慮煤巷綜掘機和連續(xù)采煤機兩種方案，進行技術(shù)方案比較。 煤巷綜掘機成套設備費用較低，它能掘各種形狀的斷面，配備大功率掘進機可施工各種煤巷、半煤巖巷道，適應能力強，綜掘機后配有膠帶轉(zhuǎn)載機和可伸縮膠帶輸送機，可實現(xiàn)長距離單巷掘進，但掘進速度較慢，一般月進尺為 500m 左右。連續(xù)采煤機設備多為進口，設備費用較高，該設備在神東礦區(qū)已得到比較廣泛的應用，積累了豐富的技術(shù)管理和生產(chǎn)經(jīng)驗， 主要用于矩形巷道斷面掘進。其優(yōu)點是既可用于邊角煤的回采，又可用于煤巷掘進。用于掘進時一般掘、錨、裝、運平行作業(yè)，掘進速度快、工效高，易保持頂板完整性，支護及時。跟隨連續(xù)采煤機一般配備梭車運輸，同時進行多頭掘進，效率