【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作。了明確的說明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。專業(yè)范圍的某一課題進行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決。實際問題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對一個采礦工程工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練。本次設(shè)計的內(nèi)容是古書院180萬噸礦井初步設(shè)計。是在古書院礦井田。知識，在輔導(dǎo)老師深入淺出的精心指導(dǎo)下獨立完成的。此次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)國家煤炭建設(shè)的有關(guān)方針、政策，結(jié)

　　

【正文】 750下推留設(shè)保安煤柱。 井田邊界煤柱按 20m留設(shè)。 大巷兩側(cè)各按 30m 留設(shè)保安煤柱，出于對巷道的保護并且對巷道的擴展，大巷留 平方公里的煤柱。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 ⅡⅡ斷面ⅠⅠ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護帶αφγφ φφβ δ δ工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《 煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第 15條，工業(yè)場地占地面積見表： 井型（萬 t/a） 占地面積指標（公頃 /10萬 t） 240 以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業(yè)廣場煤柱損失示意圖 。如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形 abcd。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護帶，得受保護面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 。通過受保護面積中心作一沿煤層傾 斜剖面 1 在這個剖面上，由維護帶的邊緣點 m1， n1 起在表土層以 o=45 度劃兩條保護線，即 m1m2， n1n2。然后在基巖中于下山和上山方向按上山移動角γ =75186。和下山移動角β =，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過 nˊ和 kˊ的走向線分別為保護煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按其走向移動角δ =75186。作保護線，求得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，即得保護煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個梯形。 c、工業(yè)廣場保護煤柱占地面積為： ??S ＝ 公頃＝ 平方公里 可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》上冊公式： 2－ 3－ 1) 式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸 。 Zg－井田地質(zhì)儲量，萬噸 。 P－永久煤柱損失，萬噸 。 C－采區(qū)回采率，厚煤層采區(qū)回采率取 。 綜上所述本礦 3 號煤層可采儲量為： ???? CPZ gk )(Z 萬噸。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 第三章 礦井的工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井的工作制度 依據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》（上冊）確定該礦井的年工作數(shù)是 330 天，每天凈提升時間為 14 小時，本設(shè)計考慮到采用綜合機械化采煤的特性，決定采用“四六”制，即采用三班出煤，一班檢修的方式。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 由于本地區(qū)儲量豐實，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機械化開采，機械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為 180 萬噸。 礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力（井型） A，服務(wù)年限 T及可采儲量 Zk，三者的關(guān)系用下式表達： T= AKZK? 本公式見《煤礦礦井采礦設(shè)計手冊》（上冊）公式 2－ 3－ 3，式中： K――礦井儲量備用系數(shù)，可取 Zk――井田可采儲量，萬噸 當(dāng) A＝ ，可求得該礦井的服務(wù)年限為 65 年，滿足 180 萬噸的礦井服務(wù)年限必須大于 60 年的要求 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓的確定 本設(shè)計為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計，井田面積為 平方公里，井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為 3～ 5176。，走向長 ， 傾斜長 ， 基本上呈矩形。由于本區(qū)內(nèi)沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡單，所以井筒與工業(yè)廣場的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場應(yīng)該選在靠近井田儲量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢平坦。 開拓方式的選擇： （一）、平硐開拓 平硐開拓有很突出的優(yōu)點 :(1)沒有井筒和井底車場，平硐本身相當(dāng)于運輸大巷，煤炭直接運出地面，環(huán)節(jié)少，能力大，投資 ?。?2）依靠平硐自然排水，直接流出硐口，排水能力大，安全可靠不用設(shè)備，不開鑿硐室、水倉，無需長期維護清掃（ 3）施工設(shè)備和施工技術(shù)簡單，進度快，平均月進度可達 100 米。多數(shù)煤層直接露出地表如與采區(qū)對頭施工，投產(chǎn)很快（ 4）通風(fēng)工程較其他開拓方式小，主要采用小風(fēng)井或小平硐回風(fēng)，安全條件好。（ 5）硐口無井架、絞車房、扇風(fēng)機房等建筑，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，占地少（ 6）平硐進入山體后可按需要變更方位或彎曲，靈活性大，有利于開拓布置。平硐開拓的適用條件：受地形及埋藏條件的限制，必須是平硐水平以上有較多的煤炭儲量，也而在該礦區(qū)內(nèi)沒 有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開拓。 （二）、斜井開拓 對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開拓 。 凡是煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，最大到 500 米，都要首先研究斜井開拓的可能性與合理性。對于表土層不厚，水文地質(zhì)簡單，井筒不需要特殊施工的緩傾斜及傾斜煤層，不論井型大小均可采用斜井開拓。斜井與立井相比有如下主要優(yōu)點 : ⒈井筒施工簡單，速度快、投資少 ⒉井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小。 ⒊膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較 方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 （三）、立井開拓 采用立井開拓的條件一般為： 煤層賦存較深或沖積層較厚 水文復(fù)雜，井筒需要用特殊方法施工 多水平開采的急傾斜煤層。立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。技術(shù)上也比較可靠。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。其優(yōu)點如下： ，提升能力大，機械化程度高，易于自動控制。 ，維護費用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 綜上所述斜井開拓和立井開拓的優(yōu)缺點，該礦井 3 號煤層埋藏淺，水文地質(zhì)簡單，另外從經(jīng)濟條件的合理性考慮（掘進費用、巷道維護費用、與其配套的各種提升系統(tǒng)的費用等等一系列經(jīng)濟費用），該礦井應(yīng)該采用斜井開采。 第二節(jié) 井筒位置、形式、數(shù)目及礦井通風(fēng)方式 （一）主副井井筒位置形式的選擇 由本區(qū)地質(zhì)情況及煤層賦存情況，可以將主副井筒位置選在煤層南部露頭線井田邊界處，而煤層南部露頭線的方位大致在礦區(qū)儲量的中心處，另外根據(jù)煤層底板等高線可以看出，在煤層南部露頭線處建井后可以將井田分為東西兩翼進行開采，而東西兩翼一 個是上山，一個是下山，井口的布置離煤層最近，所以是合理的，根據(jù)以上條件可以確定主井的井口坐標 y＝ ， x＝ 。副斜井座標為 x＝ ， y＝ 。礦井移交生產(chǎn)及達到設(shè)計生產(chǎn)能力時，共布置 3 個井筒，即主斜井、副斜井、中央回風(fēng)立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：擔(dān)負全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進風(fēng)井和安全出口。 副斜井：擔(dān)負礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運輸任務(wù)，作進風(fēng)井、排矸和安全出口。 回風(fēng)立井：擔(dān)負礦井回風(fēng)任務(wù)，不裝備。 井筒裝備及布置： 主斜井：凈斷面 2m ，掘進斷面為 ，裝備 1400mm 寬鋼繩芯膠帶輸送機和 600mm 檢修軌。 副斜井：凈斷面為 ，掘進斷面為 ， 噸固定式礦車。 回風(fēng)立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進斷面為 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 （二） .階段垂高、開采水平的規(guī)劃及其服務(wù)年限的確定 從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在 3～ 5 度之間，屬于近水平煤層，因此對其垂高的計算已 經(jīng)毫無實際意義可言，所以在井田內(nèi) 不應(yīng)該劃分階段，而是直接劃分為帶區(qū)進行開采，所以該礦井初步設(shè)計為斜井單水平帶區(qū)開拓，帶 區(qū)內(nèi)進行單一開采，由于采用單一水平進行開采，所以該開采水平的服務(wù)年限即為礦井的服務(wù)年限為 65 年。 （三）礦井通風(fēng)方式的選擇 中央并列式 ：適用于煤層傾角較大，走向不長，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自燃發(fā)火不嚴重礦井。它的優(yōu)缺點是：（ 1）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中便于管理（ 2）節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，壓煤少（ 3）進出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長（ 4）工業(yè)場地有噪音影響。 中央分列式： 適用于煤層傾角小，走向長度 適中的礦井。它的優(yōu)缺點：（ 1）比中央并 列式安全性好（ 2）通風(fēng)阻力小，幾個內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對瓦斯、自燃發(fā)火的管理（ 3）工業(yè)場地?zé)o噪音影響（ 4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。 兩翼對角式： 適用煤層走向大于 4km，井型較大，低瓦斯礦井或瓦斯與自然發(fā)火嚴重的礦井 。煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。它的優(yōu)缺點：（ 1）風(fēng)流線路是直向式的，風(fēng)流線路短，阻力小，內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機噪聲危害（ 2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。 分區(qū)對角式 ：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷，它的優(yōu)缺點：（ 1）每個采區(qū)有獨立通風(fēng)路線，互不影響，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強，建井工期短，初期投資少，出煤快（ 2）占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。 考慮到該礦井實際情況，該礦井應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。 第三節(jié) 開采水平的 位 置 為了保證生產(chǎn)使用，便于維護，減少煤柱損失，一般將主要運輸大巷布置在煤層底板不受采動影響的堅硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅硬、圍巖穩(wěn)定，無自然發(fā)火的薄及中厚煤層中。因此將該礦井的主要運輸大巷布置在 3＃煤 層底板的堅硬巖層中，查閱《礦太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 井開采設(shè)計手冊》（上冊），兩井筒間距為 60m，主井井底標高為 620 m，副井井底標高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井副井相聯(lián)系。 方案一： 該方案采用雙斜井開拓， 主井井口標高 780m，傾角為 15 度，斜長為，副井標高為 782m，傾角為 15 度，斜長為 ，主副井的井底的標高全為 620m。 以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟上合理，此處地面寬敞。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系。副井打至 620 水平時 ， 掘井底車場 ， 然后按千分之三的坡度掘出運輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時，掘出一條運輸大巷，該運輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區(qū) 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4個帶 區(qū)并采用傾斜長壁采煤法進行開采。 方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標高 790m，經(jīng)度 ，緯度 ，向下掘進打至 620 水平，副井標高為 792m，主副井的井底的標高全為 620m。工業(yè)場地與一方案相同。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井 底標高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系 。 主副井同井底車場連接起來后 ， 按千分之三的坡度掘出運輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時，掘出一條運輸大巷，該運輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區(qū) 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4 個帶 區(qū)并采用傾斜長壁采煤法進行開采。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 兩個方案比較如下： 項目 比較內(nèi)容 比較 方案一 方案二 主井形 式及 工程量 形式 。斜井 工程量： 形式 。立井 工程量： 160 方案二雖然工程量少，但是和方案一比較 ，掘進費用要比方案一高得多，另外方案一采用斜井地面的輔助提升設(shè)備要比方案二要少，井底車場的工程量也要比方案二要少很多 副井形 式及工 程量 形式 。斜井 工程量： 形式 。立井 工程量： 162 方案二的掘進費用比方案一多 運輸 大巷 工程量： 2980 工程量： 3000 左右 方案一和方案二的掘進工程量幾乎相同 準備巷 道及采 區(qū)上山 無 無 采區(qū) 劃分 分為四個采區(qū)進行開采 分為四個采區(qū)進行開采 兩種方案的劃分方式相同 從上面的比較不 難看出，方案一明顯優(yōu)于方案二，因此該礦井采用方案一進行開采。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 第五章 礦井基本巷道及建井計劃 本設(shè)計的井田其中只有一層近水平可采煤層，采用雙斜井單水平盤區(qū)