【導(dǎo)讀】措施顯得尤為重要。全局而言，各煤田所處的經(jīng)濟(jì)地理位置不同，煤層。地質(zhì)條件多種多樣，開采方法也就多種多樣。本次設(shè)計(jì)根據(jù)以上因素進(jìn)。行開拓開采設(shè)計(jì)，并選擇多種開采技術(shù)進(jìn)行比較。征、煤層及煤質(zhì)概況以及水文地質(zhì)條件概況等。水平的劃分以及開采順序、采區(qū)的布置及裝備、各巷道的布置等。煤礦爆炸的預(yù)防及粉塵防治措施等。

　　

【正文】 一到兩個(gè)工作面，由于 本煤田為一無(wú)限煤田，煤層傾角較平緩，儲(chǔ)量豐富，井田范圍內(nèi)也只在兩翼部分區(qū)段煤層傾角大于 25176。，總體來(lái)說(shuō)較平緩，根據(jù)條件可以采用一定數(shù)量的綜采設(shè)備，完全有條件達(dá)到 mt/a 的生產(chǎn)能力 。但是，考慮到潘二復(fù)雜的地質(zhì)條件所以選擇 。采用 井生產(chǎn)能力與 ： （ 1） 該井田位于潘集礦區(qū)背斜的東北部，具有良好的鐵路，水運(yùn)外運(yùn)條件，交通便利，電源充足，水源可靠，且產(chǎn)品主要銷往華東地區(qū)。由于華東地區(qū)煤炭資源的需求量比較大，因此建設(shè)井田后，有理由相信：在經(jīng)濟(jì)上，采用相對(duì)比較 大的礦井可以獲取更大的利潤(rùn)。 （ 2） 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)隨著生產(chǎn)能力增大而減少，采用 mt/a 的礦井可以節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用，從而提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3） 由于煤層埋藏較深，地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道壓力大，維護(hù)困難，需采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，這就無(wú)疑加大了建井投入，為促進(jìn)技術(shù)設(shè)備的充分利用，減少噸煤成本，有必要加大開采強(qiáng)度。 （ 4） 本礦井主要可采煤層，自上而下可分為三組：上組（ C 組）含可采煤層兩層（ 13 112）；中組（ B 組）含可采煤層六層（ 76 5 4 41）；下組（ A 組）含可采煤層兩層（ 1）；總體來(lái)說(shuō)煤層 C 組、 B 組均可以同采，從煤層及采區(qū)的生產(chǎn)能力采區(qū)接替而言，由于礦井采用綜采、普采等采煤工藝相結(jié)合，能夠有效地進(jìn)行采區(qū)接替，使礦井開拓、生產(chǎn)、運(yùn)輸協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，滿足礦井生產(chǎn)能力要求。 （ 5） 井田內(nèi)煤質(zhì)好，煤炭用戶落實(shí)，市場(chǎng)有保障。隨著中部崛起方針實(shí)安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 27 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 施，本區(qū)經(jīng)濟(jì)將會(huì)有更大的發(fā)展，必將需要更多的能源，礦井可以獲取更大的利潤(rùn)。 根據(jù)上述比較，本設(shè)計(jì)認(rèn)為，該井田儲(chǔ)量豐富，煤層生產(chǎn)能力大，從井下開拓布局看，采區(qū)接替能保證，隨著煤炭行業(yè)新技術(shù)的不斷發(fā)展和利用，完全可以達(dá)到年產(chǎn) 240 萬(wàn)噸的礦井生產(chǎn)能力。因此，本設(shè)計(jì)采用生產(chǎn)能力為 mt/a 的礦井，服務(wù)年限 84 年，其中第一開采水平 530米，服務(wù)年限為 27 年。 礦井開拓 開拓方案的確定 井田特點(diǎn)： （ 1）表土層較薄，為 ～ ； （ 2）煤層埋藏深，儲(chǔ)量豐富； （ 3）瓦斯含量大較大，地溫較高； （ 4）可采煤層多（ 10 層）， 地層基本上呈一扇形展布，產(chǎn)狀變化較大；其北翼傾角一般為 20176。～ 35176。，南翼傾角較平穩(wěn)為 5176。～ 15176。，總體構(gòu)造形態(tài)為北陡南緩且東部?jī)A伏端呈寬緩型的隱伏背斜。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 28 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 開拓方式的選擇： 礦井開拓方式有平硐、立井、斜井和混合式。各種方式的使用條件見下表 2— 6， 表 2— 6 井田開拓方式（單一開拓）及使用條件 表 開拓方式分類 優(yōu) 缺 點(diǎn) 適 用 條 件 備 注 單 一 開 拓 平硐開拓 優(yōu)點(diǎn) ：開 拓 、運(yùn) 輸 、排 水 等 系統(tǒng)簡(jiǎn)單 ，省 去了 提 升 、排 水 環(huán) 節(jié)及 設(shè)備； 煤 炭 、矸 石 可 直接 運(yùn) 到 地面 ；平硐施工 技 術(shù)簡(jiǎn) 單 等 。 缺點(diǎn) ：平 硐開 拓 受 到地 形 條 件的限制。 山嶺 起 伏 地區(qū) ；平 硐 水 平以上 有 足 夠 的煤 炭 儲(chǔ) 量 ； 煤 層 埋藏 深 度 在 當(dāng)?shù)?侵 蝕 基 準(zhǔn) 面 上 ；沖積厚度 小 于 10m。 沖積厚度從 硐 口 算起（ 不 包 括路塹 長(zhǎng) 度 ） 斜井開拓 優(yōu)點(diǎn) ：斜 井井 筒 施 工簡(jiǎn) 單 ，掘進(jìn)速度 快 ，費(fèi)用 低 ；斜井 用 膠 帶提 煤時(shí)，提 升 能力 大 ；有利 于 礦 井延 深施工和新 舊 水平 接 替 等。 缺點(diǎn) ： 在 開采 深 度 相同 條 件 下，斜井 井 筒 比立 井 長(zhǎng) ，鋪 設(shè) 的 管線 也長(zhǎng) ，維護(hù) 費(fèi) 用 高 ，通 風(fēng) 、排 水阻 力大；受自 然 條件 限 制 。 煤層 賦 存 厚度 0～ 500m，沖積 厚 度 小于 20～ 40m，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn) 單 的煤 層 沖積厚度專 指 含 水砂層 立井開拓 優(yōu) 點(diǎn) ：井 筒 能 夠 通 過(guò) 復(fù)雜 地 質(zhì)條件（ 如 流 砂 層 ）的 地 段 ，機(jī)械 化程 度 高 ； 圓 形 斷 面 井 筒 維 護(hù) 費(fèi) 用低 ，有效 斷 面 大 ，通 風(fēng) 條 件好 ；井筒敷 設(shè) 的 管線 短 ，人員 、材 料升 降速度快。 缺 點(diǎn) ：井 筒 施 工 復(fù) 雜 、開 鑿 費(fèi)用高，掘 進(jìn) 速度 慢 。 煤 層 賦 存 厚 度 200 ～1000m；沖積 厚 度為 20～ 400m。煤 層 上 賦 巖層 水 文 地 質(zhì) 條 件 復(fù)雜 ， 井 筒 需要 特 殊 方 法 施 工 ；多水平開 采 的急 傾 斜 煤層 。 根據(jù)以上開拓方式及本井田的特點(diǎn)分析比較知：井田位于淮河平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，顯然不適合平硐開采，煤層埋藏深、儲(chǔ)量豐富，井型大，若采用斜井，則井筒過(guò)長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用高，浪費(fèi)財(cái)力物力，而且不利于深部開采，所以本設(shè)計(jì)選 用立井水平開采方式。因此，本設(shè)計(jì)為立井— 集中運(yùn)輸大巷 — 分區(qū)石門開拓方式。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 29 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 回風(fēng)水平標(biāo)高和開采水平的確定 回風(fēng)水平標(biāo)高的確定 本風(fēng)井井口系煤露頭附近，為第四系下部含水砂礫層所直接覆蓋，該層在本井田范圍內(nèi)的厚度為 0～ 74 米（一般為 20～ 50 米），單位涌水量為 ～ 公升 /秒米，水位（ ～ 米）一般均高出地表，對(duì)井下開采造成一定威脅。 對(duì)照設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本設(shè)計(jì)采用下式計(jì)算導(dǎo)水裂隙帶高度： fH = ? + 式中： fH 導(dǎo)水裂隙帶最大高度，米； M 累計(jì)采厚， 米； n 分層層數(shù)。 計(jì)算結(jié)果：一次采全高煤層（最大采高 米計(jì)算）為 48 米，厚煤層分層開采時(shí)，第一分層為 36 米，二分層時(shí)為 44 米，三分層時(shí)為 49 米，再加上 15 米安全保護(hù)高度，則防水煤巖柱 高度為 51～ 64 米，即 65 米左右。 根據(jù)本井田表土層分布情況，留設(shè)垂高 80 米的防水煤柱后各勘探線附近的回采上限標(biāo)高如下表 27 所示： 表 27 回采上限標(biāo)高表 名稱 四線 四 ～ 五線 五線 五 ～ 六線 六線 表土層厚 （米） ～ ～ ～ ～ ～ 底礫層厚 （米） ～ ～ ～ ～ 基巖標(biāo)高 （米） ～ ～ ～ ～ ～ 回采上限 （米） 294 ～ 330 297 ～ 323 321 ～ 327 328 ～ 338 331 ～ 343 從上表可以看出：東二采區(qū)回風(fēng)石門附近回風(fēng)上限為 294～ 330 米；東一采區(qū)回風(fēng)石門附近回風(fēng)上限為 297～ 323 米，西 一采區(qū)回風(fēng)石門附近回風(fēng)上限為 328～ 338 米，西二采區(qū)回風(fēng)石門附近回風(fēng)上限為 331～安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 30 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 343 米 。因此本設(shè)計(jì)確定兩個(gè)風(fēng)井采用 330 米的同一標(biāo)高。 開采水平的劃分 該井田為一緩傾斜煤層群，煤層埋藏深，儲(chǔ)量較為豐富。回風(fēng)水平標(biāo)高：南、西兩翼均為 330 米。 根據(jù)煤層賦存情況，設(shè)計(jì)對(duì)井田水平劃分考慮以下兩個(gè)方案： 第一方案：第一水平標(biāo)高為 530 米，第二水平為 700 米； 第二方案：第一水平標(biāo)高為 570 米，第二水平為 750 米； 兩個(gè)方案第二水平以下均采用 上 山開采。 上述兩個(gè)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)分析比 較如下 表 28 示： 表 28 開采水平劃分方案比較表 方案 第一方案 第二方案 優(yōu) 點(diǎn) 第一水平 530 米，與潘一礦標(biāo)高相同，這樣主要機(jī)電設(shè)備可基本相同，今后生產(chǎn)調(diào)整井田境界也比較靈活； 第一水平階段 垂高 180～200 米，斜長(zhǎng)為 550～ 1100 米，（其中 A 組煤由于無(wú)露頭，斜長(zhǎng)略短）。這樣斜長(zhǎng)輔助運(yùn) 輸容易解決； 建井工期比第二方案短，投資節(jié)省。 一水平服務(wù)年限比第一方案長(zhǎng) 6年左右。 缺 點(diǎn) 第一水平服務(wù)年限便短，僅27 年； 開采下山 不如開采上山好，對(duì)通風(fēng)排水不利。 階段斜長(zhǎng)過(guò)大。第一水平700～ 1500 米，一般為 1200米左右。由于局部煤層傾角較大，上山輔助運(yùn) 輸 受絞 車 繩 量 和 提 升能 力 的 限制，為此，給輔助運(yùn)輸帶來(lái)不便； 建井工期比第一方案長(zhǎng)，投資增加。 結(jié) 論 綜合以上所述，本設(shè)計(jì)認(rèn)為， 第二方案 雖然可以使第一水平服務(wù)年限增加到 34 年左右，但受益并不顯著，其主要缺點(diǎn) 階段垂高和安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 31 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 斜長(zhǎng)過(guò)大，將給今后的生產(chǎn)帶來(lái)許多的不便。第一方案雖然一水平的服務(wù)年限便短（亦能達(dá)到規(guī)范的要求），但采區(qū)輔助運(yùn)輸容易解決，特別是采用 與一號(hào)井相同標(biāo)高，有利于同一礦區(qū)內(nèi)設(shè)備，生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、定型化，可以加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，改善設(shè)備供應(yīng)狀況，便于施工和生產(chǎn)。因此，本設(shè)計(jì)采用第一方案。 井底車場(chǎng)及主要硐室 井底車場(chǎng)的形式： 根據(jù)井下開拓布置、大巷運(yùn)輸、井筒提升方式和地面進(jìn)出車方向，選用臥式環(huán)行車場(chǎng)，以提高運(yùn)輸能力。 (如圖 25) 井底車場(chǎng)的調(diào)車方式： 列車由機(jī)車牽引至車場(chǎng)調(diào)車場(chǎng)，機(jī)車摘鉤將列車頂入重車場(chǎng)，機(jī)車?yán)@至空車場(chǎng)，牽引空車返回礦井兩翼工作點(diǎn)。 車場(chǎng)通過(guò)能力： 由于井 下兩翼煤炭運(yùn)輸采用膠帶機(jī)運(yùn)輸，直接進(jìn)入井底煤倉(cāng)；因此，井下軌道系統(tǒng)僅作為運(yùn)輸矸石和掘進(jìn)出煤、材料、設(shè)備等輔助運(yùn)輸 之 用 ； 按 20%的 矸 石 率 和 10%的 掘 進(jìn) 出 煤 率 計(jì) 算 ， 矸 石 重 為；掘進(jìn)出煤重為 ；則井底車場(chǎng)所擔(dān)負(fù)的運(yùn)輸量為。據(jù)此和列車在場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行情況，編制運(yùn)行圖表計(jì)算結(jié)果： 562 . 5 2 1 0 ( 1 0 2 1 . 5 1 8 1 1 . 5 ) 0 . 8 31 . 1 5 1 0 1 5A ? ? ? ? ? ? ????? 井底車場(chǎng)列車運(yùn)行循環(huán)時(shí)間為井底車場(chǎng)通過(guò)能力根據(jù)下面公式計(jì)算： 5 1 1 1 2 2 262 . 5 2 1 0 ( )1 . 1 5 1 0M G N M G NA T? ? ? ? ? ? ?? ?? 式中： A：井底車場(chǎng)通過(guò)能 力；（萬(wàn)噸 /年） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 32 頁(yè) 總計(jì) 83頁(yè) 1M ：每列矸石車數(shù)； (輛 ) 1N ：每一循環(huán)時(shí)間內(nèi) 噸矸石列車數(shù)；（列） 1G ： 噸矸石車載重量；（噸） 2M ：每列煤車數(shù)； (輛 ) 2N ：每一循環(huán)時(shí)間內(nèi) 噸煤列車數(shù)；（列） 2G ： 噸煤車載重量；（噸） T：循環(huán)時(shí)間；（分鐘） 10? ：每年運(yùn)輸工作時(shí)間（分 /年）全天工作 14 小時(shí)，每年工作 300 天 ：不均勻系數(shù)： 分別取 1M = 1N = 1G =、 2M =1 2N = 2G =、 T=15 代入公式得 562 . 5 2 1 0 ( 1 0 2 1 . 5 1 8 1 1 . 5 ) 0 . 8 31 . 1 5 1 0 1 5A ? ? ? ? ? ? ?????（萬(wàn)噸） 富裕系數(shù) fh ?? 富裕系數(shù)大于 ，故井底車場(chǎng)通過(guò)能力滿足設(shè)計(jì)要求。 井底車場(chǎng)主要硐室： a. 煤倉(cāng)：井下設(shè)置一個(gè)中央煤倉(cāng)，為立倉(cāng)。煤倉(cāng)凈直徑為 米，容量為 900 噸，煤倉(cāng)內(nèi)設(shè)有滿、空載信號(hào)裝置，煤倉(cāng)下端設(shè)有 4 臺(tái) K— 4 型給煤機(jī)送到 —— 定量皮帶機(jī)至重載漏斗，通過(guò)壓磁元件自動(dòng)控制定量裝載，由二套雙箕斗將煤炭提升到地面； b. 排水系統(tǒng) 硐室：車場(chǎng)內(nèi)設(shè)有中央水泵房、內(nèi)水倉(cāng)、外水倉(cāng)、管子道，水倉(cāng)入口為北側(cè)的空車線，水倉(cāng)容量按 8 小時(shí)正常涌水量設(shè)計(jì)，容量為 444 3m ，由 噸礦車人工清理； c. 井下充電硐室：由于礦井瓦斯較大，設(shè)計(jì)采用 12 噸蓄電池電機(jī)車，該硐室設(shè)于井底車場(chǎng)右上部，并有專用回風(fēng)巷； d. 中央變電所：中央變電所位于副井的北側(cè)；與排水系統(tǒng)硐室并列； e. 其他硐室：車場(chǎng)內(nèi)設(shè)有調(diào)度室、候車室、人車線、電機(jī)車修理硐室及工具備用品保管硐室等，另外