【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)新井為鶴崗興山煤礦，共有6層設(shè)計(jì)可采煤層，平均總厚度為14m，煤的工業(yè)片牌號為1/3焦煤。設(shè)計(jì)井田的可采儲量為。劃分兩個水平開采。共劃分12個采區(qū)，其中首采區(qū)為1個，投產(chǎn)工作面1個，本設(shè)計(jì)采區(qū)為一。采區(qū)，工作面年工作日為330天，采用“三、八”工作制，工作面長為190m，滾筒截深，日進(jìn)刀數(shù)為6刀。提升設(shè)備為主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。

　　

【正文】 由集中運(yùn)輸大巷開采石門與各煤層聯(lián)系。自井底車場開掘主要石門與個分組集中大巷貫通。 3. 集中布置：在開采近距離煤層群時，只開掘一條水平集中運(yùn)輸大巷，用采區(qū)石門聯(lián)系各煤層。 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 1 2 22 22 2 30號 煤層 ， 各煤層的煤質(zhì)相同，不需要分采分運(yùn)。 所以根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本井田采用集中運(yùn)輸大巷和采區(qū)式石門布置方式 。 （二）方案比較： 根據(jù)規(guī)定，對技術(shù)可行的方 案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 方案一、分組集中運(yùn)輸大巷 方案二、集中運(yùn)輸大巷 18 表 3— 4 開拓方案技術(shù)分析比較表 方 案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 適 用 條 件 方 案 一 總的巷道工程量較少 生產(chǎn)比較集中 采區(qū)巷道聯(lián)合布置 大巷維護(hù)容易，運(yùn)輸條件好 石門長度較大 可采煤層數(shù)目多，間距大小不同 采區(qū)巷道為分組集中聯(lián)合 井底車場在煤層群上部或中間時，初期工程少，工期短 方 案 二 大巷工程量少 生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸條件好 采去行道集中聯(lián)合布置，開采程序比 較靈活，開采強(qiáng)度大 大巷維護(hù)容易 總的石門長度大 初期工程量大 建井時間較長 有反向運(yùn)輸 煤層間距大 井田走向長度大，服務(wù)年限長 下部煤層底版有堅(jiān)硬巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井 筒 形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用雙 立井 的 開拓 方式，即主井，副井 作用 主井 ： 提升煤炭； 副井 ： 提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井 。 詳見井筒開拓方案示意圖： +50+100+200+050100150200 圖 3— 5 方案一 立井開拓 19 +100+200+050100150200+50 圖 3— 6 方案二 斜井開拓 井筒位置及坐標(biāo) 確定井筒坐標(biāo)為： 主井： 101150、 111600 副井： 1011 111700 確定井筒位置的理由是：運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用較少，便于巷道維護(hù)，保護(hù)煤柱的數(shù)量少，壓煤量少，并且符合環(huán)境保護(hù)的要求，有利生產(chǎn)，方便生活。 [1] [10] 水平數(shù)目及高度 本井田煤層傾角小，走向長度長，不利于用單水平開采并且煤層賦存較深，如選用單水平數(shù)目運(yùn)輸問題不滿足規(guī)定無法解決。必須設(shè)輔助水平則引起 投資費(fèi)用增加和生產(chǎn)分散，由于運(yùn)輸、提升等技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，對緩傾斜煤層礦井規(guī)定垂高為： 150 m 至 250m，但實(shí)際工作中已經(jīng)比規(guī)定中有較大提高，大型礦井水平垂高對于緩傾斜增加到 200m至 400m，故此礦中選用二水平，垂高最大為 350m，滿足技術(shù)要求和生產(chǎn)需要是較合理的水平數(shù)目。 一水平標(biāo)高為 50米，階段垂高為 300米，二水平標(biāo)高為 350米，階段垂高為 300米，用上山式開采。 石門 大巷數(shù)目及布置 本井田煤層傾角小，并且煤層賦存較深，不利于用單水平，如選用水平數(shù)目過少則上山長度不滿足規(guī)定。必須設(shè)輔助 水平引起投資費(fèi)用增加和生產(chǎn)分散，由于運(yùn)輸、提升等技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，對緩傾斜煤層礦井規(guī)定垂高為： 150米至 250米。本礦井的煤層劃分為兩個水平開采，水平垂高 200米。滿足技術(shù)要求和生產(chǎn)需要，是較合理的水平數(shù)目。 該設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖 20 圖 3— 7 大巷斷面圖 圖 3— 8 石門斷面圖 21 井底車場的形式及選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室 的總稱，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井 的安全生產(chǎn)和產(chǎn)量。 （一） 設(shè)計(jì)依據(jù) 包括：礦井開拓方式；井筒及數(shù)目； 礦井 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度；礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； 礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式 等。 （二） 設(shè)計(jì)要求： 井底車場設(shè)計(jì)時，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； 所以井底車場富裕通過能力 應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%；盡可能提高井底車場的 機(jī)械化水平， 提高井底車場通過能力；井底車場線路 布置 應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠， 管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工 程量，便于施工和維護(hù)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時便于貫通等。 （三） 立井井底車場的基本類型： 1. 環(huán)形式：立式、斜式、臥式； 2. 折返式：梭式、盡頭式； （四） 井底車場形式選擇： 表 3— 9 立井井底車場的基本類型表 類 型 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 適 用 條 件 環(huán) 形 式 立 式 存車線和回車線與主要運(yùn)輸大巷垂直 主、副井距，主要運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠長度的布置存車線 90150萬噸 /年的礦井 刀形車場適于 60 萬噸 /年的礦井，增加回車線，能力可提高到90120萬噸每年 斜 式 存車線 與主要運(yùn)輸大巷分段 主要運(yùn)輸大巷可局部作回車線 適于 6090萬噸 /年的礦井 地面出車方向受限制時應(yīng)用 臥 式 存車線與主要運(yùn)輸線平行 主、副井距主要運(yùn)輸大巷較近 適于 6090萬噸 /年的礦井 折 返 式 梭 式 利用主要運(yùn)輸大巷作井，井空重線、調(diào)車線和回車線 適于 45萬噸 /年的礦井，利用大型底卸式礦車可用于大型礦井 盡頭式 利用石門作主井空、重車線 適于 45萬噸 /年的礦井，利用大型底卸式礦車可用于大型礦井 22 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過對各種形式井底 車場的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場形式為臥式環(huán)形車場，采用兩翼來車的形式。 [10] [14] 煤層群的聯(lián)系 本礦井共有四層煤，即： 1 2 22 22 2 30號煤層。 采用 6層聯(lián)合開采的形式， 大巷布置在 30煤層的底板巖石中。開采時采用下行式開采。 采區(qū)劃分 將井田劃分成若干采區(qū)時，應(yīng)考慮如下所述原則： 根據(jù)《炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時或安全上有特殊要求時，可單面布置；如果井田走向長度不大，兩翼均不超過 1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田邊界進(jìn)行后退式回采。 采區(qū)走向長度根據(jù)煤層地質(zhì)條 件，開采機(jī)械化水平，采區(qū)儲量，生產(chǎn)能力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮。 初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期；采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，便其適應(yīng)各翼儲量及產(chǎn)量分配； 對于煤層穩(wěn)定，開采條件好生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當(dāng)加大；為了充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機(jī)開采的部分要單獨(dú)劃分出采區(qū)；開采多 煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)， 搞集中生產(chǎn)； 初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長度及電壓降的控制范圍， 后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。 結(jié)合上述采區(qū)劃分原則，以井田內(nèi)的斷層為邊界，劃分的具體情況如圖 一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)F7斷層F5 斷層F8斷層F7 斷層 3— 10 采 區(qū)劃分示意圖 23 井 筒 布置和施工 井 筒 穿過的巖層性質(zhì)及井 筒 支護(hù) 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《 煤礦安全 規(guī)程》規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 主井井筒： 表土段：混凝土砌碹 煤層段：料石砌碹 基巖段：錨噴支護(hù) 副井井筒： 表土段：混凝土砌碹 煤層段：料石砌碹 基巖段：錨噴支護(hù) 井 筒 穿過巖層主要為細(xì)砂巖。井 筒 支護(hù)見表 表 3— 11 立井井筒支護(hù)類型 類型名稱 采用材料 適用情況 優(yōu)缺點(diǎn) 砌 筑 式 砂漿、料石、混凝土、預(yù)制塊 取材方便的普通法造井，井筒使 用近年來，凍結(jié)法井筒在膨脹粘土層做臨時支護(hù) 砌筑后能立即承受壓力 砌體強(qiáng)度較低 整體受力及防水性差 整 體 式 整體 灌注 混凝土 井筒各種施工方法包括基巖井壁 整體性好，強(qiáng)度較高 防水性能好 便于機(jī)械化，施工方便，勞動強(qiáng)度低 混凝土錨噴 混凝土、（錨桿、金屬脹 ） 在巖層較穩(wěn)定，淋水小且井筒裝配少或鋼絲繩罐道的井筒中采用 掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高 噴射過程中，回強(qiáng)率高，粉末多 整體預(yù)制式 預(yù)制裝配式 大型配筋砌塊丘賓筒機(jī)地面整體、澆注，預(yù)制鋼筋混 凝土井筒 使用鉆井法，沉井法施工時，需地面預(yù)制的井筒 。在地壓大的滌井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等住戶結(jié)構(gòu)。 丘賓筒、地面預(yù)制混凝土構(gòu)件強(qiáng)度高 丘賓筒、混凝土右切塊在深砂層中，必須與防水材料配套使用 24 井 筒 布置及裝備 井筒平面設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求 （一） 設(shè)計(jì)依據(jù) 1. 提升容器的種類、數(shù)量、度火的外形尺寸； 2. 井筒裝備的類型和規(guī)格； 3. 桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置； 4. 提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； 5. 井筒通過的風(fēng)量； （二） 布置要求 1. 箕斗 提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； 2. 作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過 300米時， 須 每隔 200米左右設(shè)置一個休息點(diǎn)； 3. 井筒平面內(nèi)布置提升容器時，所允許的間隙不應(yīng)過小； 4. 井筒允許最大風(fēng)速不超過 相關(guān) 的要 求； 5. 合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。 井筒布置見井筒斷面圖。 [6] [14] 設(shè)施及輔助設(shè)施，本礦井建成投產(chǎn)時共開鑿 2個井筒，即主立井和副立井。詳見主副井井筒斷面圖： 25 圖 3— 12 主井井筒斷面圖 圖 3— 13 副井井筒斷面圖 26 井筒延深意見 開拓延伸的方案的原則 ： 1. 積極采用新技術(shù)，新工藝和設(shè)備。 2. 加強(qiáng) — 理施工與和緊密配合，協(xié)調(diào)一致，盡量減少延深對生產(chǎn)的影響。 3. 保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力。 4. 充分利用現(xiàn)有井巷，設(shè)施及設(shè)備，減少臨時輔助工程時不時降低投資。 井底車場及硐室 井底車場形式的確定及論證 該礦井井底車場形式的選擇依據(jù)如下： 1. 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，年工作日 330d，實(shí)行 三 .八 工作制，每日凈提升14小時； 2. 礦井采用雙立井開拓方式，兩個開采水平，集中大巷布置 。 3. 主要運(yùn)輸大巷采用 3t底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由 18輛礦車組成，由兩臺 10t架架線式電機(jī)車一前一后牽引。卸載時，機(jī)車通過卸載站。輔助運(yùn)輸和掘進(jìn)煤采用 噸固定式礦車，煤矸混合列車由 20輛 。一臺 10t架線式電機(jī)車牽引。 4. 本設(shè)計(jì)礦井屬于 低 瓦斯、低等涌水量礦井 。 [10] 綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析比較后，本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 3t底卸式礦車環(huán)形臥式井底車場。 井底車場的布置 存車線路 行車路線布置長度 （一） 井底車場線路布置的要求： 為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上； 井底車場線路布置時，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； 井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過各個井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應(yīng)不同。盡量減少道岔和交岔點(diǎn) ；線路布置要有利于通風(fēng) 。 [10] （二） 存車線長度的確定 確定存車線長度是井底車場設(shè)計(jì)中的重要問題： （ 1） 存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增 加車場工程量。 27 （ 2） 存車線長度不足， 會使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；根據(jù)我國煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長度： 1. 中小型礦井的主井空、重車線長度各為 － ； 2. 副井空、重車線長度， 中小型礦井按 － ； 3. 材料車線長度，中小型礦井應(yīng)能容納 5－ 10個材料車； 4. 調(diào)車線長度通常為 ； （三） 存車線長度的計(jì)算 1. 主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線： L=m n Lk+NLj+Lf 式中 ： L— 主井空、重車線，副井 進(jìn)、出車線有效長度， m； n每列車的礦車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定