【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)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(guò)的研究成果，對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作。了明確的說(shuō)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(jì)（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?jī)?nèi)容。專(zhuān)業(yè)范圍的某一課題進(jìn)行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決。實(shí)際問(wèn)題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進(jìn)行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對(duì)一個(gè)采礦工程工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是古書(shū)院180萬(wàn)噸礦井初步設(shè)計(jì)。是在古書(shū)院礦井田。知識(shí)，在輔導(dǎo)老師深入淺出的精心指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)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(duì)巷道的保護(hù)并且對(duì)巷道的擴(kuò)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(jì)說(shuō)明書(shū) 10 ⅡⅡ斷面ⅠⅠ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長(zhǎng)軸方向θ煤層圍護(hù)帶αφγφ φφβ δ δ工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《 煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第 15條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積見(jiàn)表： 井型（萬(wàn) t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10萬(wàn) t） 240 以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失示意圖 。如圖所示，在開(kāi)拓平面圖上通過(guò)建筑物四個(gè)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(hù)帶，得受保護(hù)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(jì)說(shuō)明書(shū) 11 。通過(guò)受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾 斜剖面 1 在這個(gè)剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點(diǎn) m1， n1 起在表土層以 o=45 度劃兩條保護(hù)線，即 m1m2， n1n2。然后在基巖中于下山和上山方向按上山移動(dòng)角γ =75186。和下山移動(dòng)角β =，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過(guò) nˊ和 kˊ的走向線分別為保護(hù)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(dòng)角δ =75186。作保護(hù)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(hù)煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個(gè)梯形。 c、工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱占地面積為： ??S ＝ 公頃＝ 平方公里 可采儲(chǔ)量的計(jì)算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)公式： 2－ 3－ 1) 式中： Zk－礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 。 Zg－井田地質(zhì)儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 。 P－永久煤柱損失，萬(wàn)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(hào)煤層可采儲(chǔ)量為： ???? CPZ gk )(Z 萬(wàn)噸。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）確定該礦井的年工作數(shù)是 330 天，每天凈提升時(shí)間為 14 小時(shí)，本設(shè)計(jì)考慮到采用綜合機(jī)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(chǔ)量豐實(shí)，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開(kāi)采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開(kāi)采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為 180 萬(wàn)噸。 礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（井型） A，服務(wù)年限 T及可采儲(chǔ)量 Zk，三者的關(guān)系用下式表達(dá)： T= AKZK? 本公式見(jiàn)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）公式 2－ 3－ 3，式中： K――礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，可取 Zk――井田可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 當(dāng) A＝ ，可求得該礦井的服務(wù)年限為 65 年，滿足 180 萬(wàn)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(jì)說(shuō)明書(shū) 13 第四章 井田開(kāi)拓 第一節(jié) 井田開(kāi)拓的確定 本設(shè)計(jì)為晉城礦務(wù)局古書(shū)院礦初步設(shè)計(jì)，井田面積為 平方公里，井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為 3～ 5176。，走向長(zhǎng) ， 傾斜長(zhǎng) ， 基本上呈矩形。由于本區(qū)內(nèi)沒(méi)有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，所以井筒與工業(yè)廣場(chǎng)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(chǎng)應(yīng)該選在靠近井田儲(chǔ)量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢(shì)平坦。 開(kāi)拓方式的選擇： （一）、平硐開(kāi)拓 平硐開(kāi)拓有很突出的優(yōu)點(diǎn) :(1)沒(méi)有井筒和井底車(chē)場(chǎng)，平硐本身相當(dāng)于運(yùn)輸大巷，煤炭直接運(yùn)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(kāi)鑿硐室、水倉(cāng)，無(wú)需長(zhǎng)期維護(hù)清掃（ 3）施工設(shè)備和施工技術(shù)簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，平均月進(jìn)度可達(dá) 100 米。多數(shù)煤層直接露出地表如與采區(qū)對(duì)頭施工，投產(chǎn)很快（ 4）通風(fēng)工程較其他開(kāi)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(wú)井架、絞車(chē)房、扇風(fēng)機(jī)房等建筑，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地少（ 6）平硐進(jìn)入山體后可按需要變更方位或彎曲，靈活性大，有利于開(kāi)拓布置。平硐開(kāi)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?jī)?chǔ)量，也而在該礦區(qū)內(nèi)沒(méi) 有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開(kāi)拓。 （二）、斜井開(kāi)拓 對(duì)于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開(kāi)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(kāi)拓的可能性與合理性。對(duì)于表土層不厚，水文地質(zhì)簡(jiǎn)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(kāi)拓。斜井與立井相比有如下主要優(yōu)點(diǎn) : ⒈井筒施工簡(jiǎn)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(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較 方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門(mén)長(zhǎng)度。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 （三）、立井開(kāi)拓 采用立井開(kāi)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(kāi)采的急傾斜煤層。立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，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(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式。其優(yōu)點(diǎn)如下： ，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制。 ，維護(hù)費(fèi)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(kāi)拓和立井開(kāi)拓的優(yōu)缺點(diǎn)，該礦井 3 號(hào)煤層埋藏淺，水文地質(zhì)簡(jiǎn)單，另外從經(jīng)濟(jì)條件的合理性考慮（掘進(jìn)費(fèi)用、巷道維護(hù)費(fèi)用、與其配套的各種提升系統(tǒng)的費(fèi)用等等一系列經(jīng)濟(jì)費(fèi)用），該礦井應(yīng)該采用斜井開(kāi)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(chǔ)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(jìn)行開(kāi)采，而東西兩翼一 個(gè)是上山，一個(gè)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(biāo) y＝ ， x＝ 。副斜井座標(biāo)為 x＝ ， y＝ 。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置 3 個(gè)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(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 副斜井：擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)，作進(jìn)風(fēng)井、排矸和安全出口。 回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)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(jìn)斷面為 ，裝備 1400mm 寬鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和 600mm 檢修軌。 副斜井：凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 ， 噸固定式礦車(chē)。 回風(fēng)立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進(jìn)斷面為 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 （二） .階段垂高、開(kāi)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(duì)其垂高的計(jì)算已 經(jīng)毫無(wú)實(shí)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(jìn)行開(kāi)采，所以該礦井初步設(shè)計(jì)為斜井單水平帶區(qū)開(kāi)拓，帶 區(qū)內(nèi)進(jìn)行單一開(kāi)采，由于采用單一水平進(jìn)行開(kāi)采，所以該開(kāi)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(zhǎng)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自燃發(fā)火不嚴(yán)重礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)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(chǎng)地，壓煤少（ 3）進(jìn)出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長(zhǎng)（ 4）工業(yè)場(chǎng)地有噪音影響。 中央分列式： 適用于煤層傾角小，走向長(zhǎng)度 適中的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）比中央并 列式安全性好（ 2）通風(fēng)阻力小，幾個(gè)內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對(duì)瓦斯、自燃發(fā)火的管理（ 3）工業(yè)場(chǎng)地?zé)o噪音影響（ 4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。 兩翼對(duì)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(yán)重的礦井 。煤層走向較長(zhǎng)，產(chǎn)量較大的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 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(qiáng)。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)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(duì)角式 ：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)掘總回風(fēng)巷，它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）每個(gè)采區(qū)有獨(dú)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(qiáng)，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(shí)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(kāi)采水平的 位 置 為了保證生產(chǎn)使用，便于維護(hù)，減少煤柱損失，一般將主要運(yùn)輸大巷布置在煤層底板不受采動(dòng)影響的堅(jiān)硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定，無(wú)自然發(fā)火的薄及中厚煤層中。因此將該礦井的主要運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤 層底板的堅(jiān)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(jì)說(shuō)明書(shū) 16 井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)），兩井筒間距為 60m，主井井底標(biāo)高為 620 m，副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車(chē)場(chǎng)，與主井副井相聯(lián)系。 方案一： 該方案采用雙斜井開(kāi)拓， 主井井口標(biāo)高 780m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為，副井標(biāo)高為 782m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為 ，主副井的井底的標(biāo)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(jì)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(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車(chē)場(chǎng)，與主井相聯(lián)系。副井打至 620 水平時(shí) ， 掘井底車(chē)場(chǎng) ， 然后按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時(shí)，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個(gè)大的采區(qū) 。 該方案為單水平開(kāi)拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4個(gè)帶 區(qū)并采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法進(jìn)行開(kāi)采。 方案二：該方案采用雙立井開(kāi)拓，主井標(biāo)高 790m，經(jīng)度 ，緯度 ，向下掘進(jìn)打至 620 水平，副井標(biāo)高為 792m，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。工業(yè)場(chǎng)地與一方案相同。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井 底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車(chē)場(chǎng)，與主井相聯(lián)系 。 主副井同井底車(chē)場(chǎng)連接起來(lái)后 ， 按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時(shí)，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個(gè)大的采區(qū) 。 該方案為單水平開(kāi)拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4 個(gè)帶 區(qū)并采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法進(jìn)行開(kāi)采。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 兩個(gè)方案比較如下： 項(xiàng)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(jìn)費(fèi)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(chē)場(chǎng)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(jìn)費(fèi)用比方案一多 運(yùn)輸 大巷 工程量： 2980 工程量： 3000 左右 方案一和方案二的掘進(jìn)工程量幾乎相同 準(zhǔn)備巷 道及采 區(qū)上山 無(wú) 無(wú) 采區(qū) 劃分 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開(kāi)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(jìn)行開(kāi)采。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 第五章 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 本設(shè)計(jì)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(pán)區(qū)