【正文】 =196100m2短邊 垂直 走向布置 ,長邊沿 走 向布置 . ○ 2 根據(jù)垂直刨面法設(shè)計(jì)保護(hù)煤柱的尺寸為：由畫圖得保護(hù)煤柱為一斷面為梯形的四棱體梯形短邊長： 976m； 梯形長邊長： 1088m。 地面工業(yè)廣場(chǎng) 煤柱損失量 的計(jì)算： Pg =（ 976+1088） 1192247。 2 = 萬 t （ 2） 主要大巷保護(hù)煤柱 Ph計(jì)算： Ph = BL 式中 B 表示煤柱寬度，本設(shè)計(jì)主要大巷保護(hù)煤柱為 30m。 L 為大巷保護(hù)煤柱總 長度 ， 在平面圖上量取， 其中有和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱、邊界保護(hù)煤柱重合的地方 ，所以只量取不重合的。 主要大巷保護(hù)煤柱 Ph計(jì)算： Ph = BL = 30 = 萬 t 礦井 設(shè)計(jì)可采 儲(chǔ)量 按式（ 23）計(jì)算： Zk=(Zg P2) C =( ) = t 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 圖 22 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)圖 a db cI IIIIIa39。 d39。IIa 1d 1a39。 d39。c39。b39。d39。c39。IIII 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及 服務(wù)年限 礦井工作制度 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 223 條規(guī)定 ,礦井的年工作天數(shù)為 330天，采煤實(shí)行“ 三八 制”， 兩 班 半 生產(chǎn) 半 班 檢修。每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)為 16小時(shí)。 礦井設(shè)計(jì)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 由《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 221 條規(guī)定 ： 礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù) 井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： （ 1） 資源情況：礦 井地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越， 應(yīng)將礦井定為較大的井型；煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量 有限，則不能將礦井規(guī)模定的太大； （ 2） 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置，交通是否便利，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來源等； （ 3） 國家需求：對(duì)國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)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。 針對(duì) 古城 礦區(qū) 地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越，開采條件簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，礦區(qū)交通便利，生活條件優(yōu)越，供電、供水方便，宜建大型礦井。 結(jié)合本礦實(shí)際和當(dāng)前技術(shù)水平 ，為了更好的發(fā)揮煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效益，采用綜合機(jī)械化 放頂 煤的開采方法。本礦儲(chǔ)量豐富，按照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力預(yù)定為 Mt/a。 礦井服務(wù)年限的確定 礦井服務(wù)年限的計(jì)算 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 定 為 Mt，根據(jù) 設(shè)計(jì) 可采儲(chǔ)量、井型與服務(wù)年限之間的相適應(yīng)關(guān)系得： 礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限 T 可按下式計(jì)算： 式 （ ） 式中： T —— 礦井服務(wù)年限， a； KAZT K??中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 KZ —— 礦井可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 礦井生產(chǎn)能力， Mt/a； K—— 儲(chǔ)量備用 系數(shù) ， 根據(jù)煤層賦存情況及水文、構(gòu)造分析，并與鄰近礦比較，煤層的實(shí)際揭露不會(huì)變化太大，因此設(shè)計(jì)取儲(chǔ)量備用系數(shù) K=。 由前面計(jì)算可知： ZK= Mt，則 ： T=( ) = a 50a 按《設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定：新建 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 Mt/a 的 大 型礦井服務(wù)年限應(yīng)大于 50a。本設(shè)計(jì)服務(wù)年限為 ，是符合要求的。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 4 井田開拓 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(jìn)入 煤 體，建立礦井提 升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)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(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需認(rèn)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(chǎng)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(chǎng)； （ 4） 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； （ 5） 進(jìn)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(yùn)輸 及供電系統(tǒng)。 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(shí)，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)約基建投資，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(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良 好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)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。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 由于井田地形平坦，不存在平硐開拓條件，表土層較厚 ，煤層埋藏較深，斜井施工困難，所以，確定采用立井開拓（主井裝備箕斗） 。 為避免采用箕斗井回風(fēng) 時(shí)封閉井塔 等困難， 決定采用中央并列式通風(fēng)方式，回風(fēng)井布置在井田中 央。 這樣，井田需要 開鑿主立井、副立井和回風(fēng)立井三個(gè)井筒。 工業(yè)場(chǎng)地的位置 工業(yè)廣場(chǎng)的選擇主要考慮以下因素： （ 1）盡量位于儲(chǔ)量的中心，使井下有合理的布局； （ 2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊； （ 3）盡量布置在地質(zhì)條件比較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高與歷年最高洪水位； （ 4）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失； 根據(jù)以上原則和本礦的 實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井井筒布置位置相同，其面積 為 17公頃，定為 500 340m，短邊與煤層走向垂直 。 開采水平的確定及采盤區(qū)劃分 井田直接劃分為帶區(qū)： 由于 該井田 地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定， 傾角較小 ， 開采條件簡單 ， 井田 直接劃分為帶區(qū) ， 主采煤層為 3 號(hào)煤層，礦井大致分為 3 個(gè)帶區(qū)， 一 帶區(qū)位于井田上部，所以定為 前 期 開采 ， 后 期為二 、三 帶區(qū)，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，要求巷道布置系統(tǒng)力求簡單，掘進(jìn)工程量要少，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中帶區(qū)布置與采區(qū)布置各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，分析比較可知本礦井采用帶區(qū)式開采優(yōu)勢(shì)明顯，故設(shè)計(jì)為帶區(qū)式開采。 大巷布置： 為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件， 故礦井開拓大巷布置在 煤層底板下方砂巖 層中，留 保護(hù) 煤柱護(hù)巷 ，煤柱寬 30m，大巷間距 30m。一條運(yùn)輸大巷， 一條 軌道大巷及一條 回風(fēng)大巷 ， 共三條大巷。 確定開拓方案 方案一：立井單水平開拓 主、副 、風(fēng) 井筒均為立井，布置在井田中央，只設(shè)一個(gè)水平。 主、副 、風(fēng) 井 、 軌道、運(yùn)輸大巷穿過煤層至 850 穩(wěn)定巖層中。 如圖 41 方案二 ： 立 井 兩 水平開拓 （井筒延伸） 主、副 、風(fēng) 井筒均為立井，布置在井田 偏上部 ，設(shè) 兩 個(gè)水平。 主、副 、 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 風(fēng) 井、軌道、運(yùn)輸大巷穿過煤層至 720 穩(wěn)定巖層中， 后期延伸井筒至 950第二水平 。 如圖 42 方案 三 ：立井兩水平開拓 （暗斜井延伸） 主、副 、風(fēng) 井筒均為立井，布置在井田 偏上部 ，設(shè) 兩 個(gè)水平。 主、副 、風(fēng) 井、軌道、運(yùn)輸大巷穿過煤層至 720 穩(wěn)定巖層中，后期 暗斜井 延伸至 950第二水平 。 如圖 44 圖 41 方案一：立井單水平開拓 （三巖巷） 圖 42 方案 二 ：立井 兩 水平開拓 （井筒延伸） 圖 43 方案 三 ：立井 兩 水平開拓 （暗斜井延伸） 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 開拓方案比較 各 方案計(jì)算費(fèi)用時(shí)采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下： 礦井可采儲(chǔ)量： 礦井最大涌水量： 430m3/h 礦井服務(wù)年限： 立井提升單價(jià)： 元 /t km 斜井提升單價(jià)： 元 /t km 排水單價(jià)： 元 /t km 方案一、二第一水平可采煤量： 方案一、二第二水平可采煤量： 表 41 方案一 :立井單水平開拓 項(xiàng) 目 數(shù)量 (10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 基建費(fèi)用 (萬元 ) 主井開鑿 表土段 15 137685 基巖段 78 89786 副井開鑿 表土段 15 170602 基巖段 76 106221 風(fēng)井開鑿 表土段 15 85143 基巖段 71 59620 井底車場(chǎng) 巖巷 120 41874 開拓大巷（三） 巖巷 150 31851 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi)用 (萬元 ) 立井提升 系數(shù) 煤量 (萬 t) 提升高度 (km) 基價(jià) (元 /) 排水 涌水量 (m3) 時(shí)間 (h) 服務(wù)年限 (年 ) 基價(jià) (元 /) 430 8760 大巷運(yùn)輸 系數(shù) 煤量 (萬 t) 平均運(yùn)距 (km) 基價(jià) (元 /) 小計(jì) 合計(jì) 費(fèi)用(萬元 ) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 表 42 方案二 :立井兩水平開拓（延伸井筒） 項(xiàng) 目 數(shù)量 (10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 費(fèi)用(萬 元 ) 初期基建 (萬元 ) 主井開鑿 表土段 15 137685 基巖段 65 89786 副井開鑿 表土段 15 170602 基巖段 63 106221 風(fēng)井開鑿 表土段 15 85143 基巖段 60 59620 井底車場(chǎng) 巖巷 120 41874 開拓大巷（三） 巖巷 600 31851 小計(jì) 后期基建 (萬元 ) 主井開鑿 立井段 22 89786 副井開鑿 立井段 20 106221 風(fēng)井開鑿 立井段 20 59620 井底車場(chǎng) 巖巷 120 41874 開拓大巷（三） 巖巷 1500 31851 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi)用 (萬元 ) 立井提升 系數(shù) 煤量 (萬 t) 提升高度 (km) 基價(jià) (元 /) 第一水平 第二水平 1 ⑦排水 涌水量(m3) 時(shí)間 (h) 服務(wù)年限 (年 ) 基價(jià) (元 /) 430 8760 ⑧大巷運(yùn)輸 系數(shù) 煤量 (萬 t) 平均運(yùn)距 (km) 基價(jià) (元 /) ⑨小計(jì) 合計(jì) 費(fèi)用 (萬元 ) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 表 43 方案三 :立井兩水平開拓（暗斜井開拓） 項(xiàng) 目 數(shù)量(10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 初期基建(萬元 ) 主井開鑿 表土段 15 137685 基巖段 65 89786 副井開鑿 表土段 15 170602 基巖段 63 106221 風(fēng) 井開鑿 表土段 15 85143 基巖段 60 59620 井底車場(chǎng) 巖巷 120 41874 開拓大巷（三） 巖巷 600 31851 小計(jì) 后期基建(萬元 ) 主井開鑿 斜井段 140 36826