【導(dǎo)讀】可采煤層5層,分別為1#、2#、11#、18#和23#。煤層總厚度為，平均厚度。均為１/３焦煤，主要用于煉焦和工業(yè)用煤。井田平均走向長(zhǎng)5000m，平均傾斜長(zhǎng)6300m，煤層賦存深度+150m～-700m，主要地質(zhì)構(gòu)造為單斜和斷層，煤層平均傾角10°，屬緩傾斜煤層。本設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量，可采儲(chǔ)量，服務(wù)年限。3個(gè)開采水平，水平標(biāo)高分別為-20m、-450m和-600m。均采用上下山開采，工。作面全部采用綜合機(jī)械化采煤。

　　

【正文】 田的實(shí)際情況，技術(shù)比較，并考慮 到上述的條件，設(shè)計(jì)礦井井筒位置詳見開拓平面圖。 兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為：主井： （ 5007450 418100） ；副井：（ 5007465 418000） 。 18 方 案 三方 案 一方 案 二 圖 3— 2 井筒位置示意圖 開拓巷道的布置 煤層根據(jù)數(shù)目和間距的不同，大巷可以布置成單煤層的（稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組的（稱分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤組集中的（稱集中運(yùn)輸大巷）。采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間可以用采區(qū)石門聯(lián)系。當(dāng)煤層傾角較大 時(shí)，煤層間也可用溜井或斜巷聯(lián)系。各種方式的適用條件如下： 19 （一）分煤層大巷適用條件 （ 1）煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采 ,分運(yùn)，煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)； （ 2）井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板，各煤層底板 ,均有堅(jiān)硬巖層； （ 3）井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)。 （二）分組集中大巷適用條件 （ 1）按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利； （ 2）多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾，煤層數(shù)多 ,層間距大小懸殊。 （三）集中運(yùn)輸大巷適用條件 （ 1）下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，維護(hù)容易，適于煤層層數(shù)較多，層間距不是很大的礦井 ； （ 2）井田走向長(zhǎng)度較大，服務(wù)年限比較長(zhǎng)，自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理發(fā)生的事故。 ，并進(jìn)行通風(fēng)、排水及鋪設(shè)管線。當(dāng)上一階段采完后，又可作為下一階段或水平的總回風(fēng)巷，其工作年限長(zhǎng)。如果采用單一水平開拓，其工作年限與礦井服務(wù)年限相同（見開拓方案比較表 表 3— 2）。 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 5層，即 1 18和 23，其中 1與 2平均間距 21m， 2與 11煤層平均間距 149m，11與 18平均間距 20m， 18與 23平均間距 30m。針對(duì)上述情況，有對(duì)比表可知，本井田適合于分組集中大巷布置，所以采用方案二。 20 表 32 開拓方案比較表 方案 方案一 方案二 方案三 開拓巷道布置 2于 11中間布置巖石集中運(yùn)輸巷 在 2下與 23層下分別布置巖石集中運(yùn)輸巷 在 23下的巖石中布置一條巖石集中運(yùn)輸巷道 方案分析 2于 11層間距 149m，需要掘石門進(jìn)入煤層，工程量大，且巷道壓煤量大。 本方案屬于分組集中開采，1和 2集中開采， 1 18和23集中開采，工程量較方案一少大，但是 運(yùn)煤效果好，壓煤量少。 工程量過大，難于開采，不能使用。 分析結(jié)果 本設(shè)計(jì)礦井采用方案二的開拓方案，在 2下與 23層下分別布置巖石集中運(yùn)輸巷 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 當(dāng)煤層賦存狀態(tài)為傾斜時(shí)，一般由淺向深開采，以達(dá)到建設(shè)成本低、速度快、投資省、工程量少的效果。根據(jù)煤層的傾斜長(zhǎng)度和賦存條件，一個(gè)井田可以分為單水平開采，可以分為多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個(gè)開采水平都要設(shè)立井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各帶區(qū)煤的外運(yùn)和通風(fēng)用。 本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素： 1) 礦井的生產(chǎn)成 本，合理的水平接替，水平的合理服務(wù)年限； 2) 煤層地質(zhì)構(gòu)造和賦存條件，井底車場(chǎng)及其主要硐室的位置應(yīng)建于較好的巖層內(nèi)。 根據(jù)規(guī)范規(guī)定 ～ 30a，所以得： Z = T A k= 25 =84 Wt 得出階段斜長(zhǎng) L 為 1867m； l=L sin10=1867 sin10=320 因?yàn)榈孛媛额^在 +150 標(biāo)高，所以第一水平應(yīng)在 170 標(biāo)高以下。 根據(jù)上述因素，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分兩個(gè)開采水平；一水平標(biāo)高 250 m，二水平標(biāo)高為 490 21 m。 一水平實(shí)行上下山開采，二水平下山開采。 方案二：井田劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高 20 m，二水平標(biāo)高 340 m，三水平標(biāo)高 600 m。一、二、三水平均實(shí)行上山開采。 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限如下 ： 表 33 水平化分表 可采儲(chǔ)量（萬噸） 服務(wù)年限（年） 方案一 一水平 19488 48 二水平 方案二 一水平 二水平 三水平 從該表中可知，方案一的一水平服務(wù)年限不符合規(guī)范的要求，水平垂高太 大，斜長(zhǎng)太長(zhǎng)不宜運(yùn)輸，所以不應(yīng)考慮。方案二的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于 25 年的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故而采用方案二的水平劃分方法，即劃分三個(gè)開采水平，一 、 二和三水平標(biāo)高分別為 20m – 340m 和 600m，一、二和三水平采用上下山開采。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井筒形式和數(shù)目 小恒山礦井采用雙立井開拓方式，一個(gè)主井一個(gè)副井。 井筒位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒在煤層傾斜和走向方向上的具體位置，并用方位角和直角 坐標(biāo)予以表示，選擇井筒位置的條件： 1. 地面條件 （ 1）礦井煤的運(yùn)輸方向，地面工業(yè)場(chǎng)地占地面積； （ 2）井田地形與工程地質(zhì)條件。 2. 井下條件 （ 1）保護(hù)煤柱的損失量和礦井的運(yùn)輸量； （ 2）利用地質(zhì)條件，按勘探程度和初期工程量。 22 按照本井田的具體情況，并根據(jù)上述的條件，該設(shè)計(jì)礦井井筒位置詳見開拓示意圖。 兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為：主井：（ 5007450 418100）；副井（ 5007465 418000） 水平數(shù)目及高度 小恒山礦井采用多水平開拓 ,擬定第一水平為 20 m,本井大部 分帶區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在 +150,實(shí)行上、下山開采。第二水平擬定標(biāo)高為 340 m，實(shí)行上、下山開采。第三水平 擬定標(biāo)高為 600 m， 實(shí)行上、下山開采。 石門 大巷 (運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷 )數(shù)目及布置 一條主要運(yùn)輸大巷、一條主要回風(fēng)大巷。 大巷的布置方式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對(duì)于各種大巷布置方式分述如下： （ 1）煤層大巷：對(duì)于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)煤層頂?shù)装宸€(wěn)定，煤層堅(jiān)硬易維護(hù)，煤層起伏和斷層小時(shí)，可保證巷 道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行。沒有瓦斯突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。 下列情況宜布置煤層大巷： ①圍巖穩(wěn)定，煤質(zhì)堅(jiān)硬，維護(hù)簡(jiǎn)單的煤層和單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤系底部有含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的； ③煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層，煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的； ④煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。 （ 2）巖石大巷： 它優(yōu)點(diǎn)很多，如可不留或少留護(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。維護(hù)條件好，費(fèi)用低。 大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響。缺點(diǎn)主要為掘進(jìn)速度慢，巖石工程量大，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長(zhǎng)。根據(jù)本設(shè)計(jì)井田的具體條件，大巷布置成巖層的要比煤層的優(yōu)越性大。所以選擇巖石大巷。 在本設(shè)計(jì)井田中，由于 1和 2煤層間距小，可布置巖石集中大 巷 ， 118和 23煤層間距小，可布置巖石集中大 巷。因此，運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷采 23 用分組集中巖石大巷布置。 由于大巷與石門的服務(wù)年限比較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求也比較大，所以大巷、石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)基本相同，斷面尺寸詳見斷面圖 (圖 3— 3)。 圖 3— 3 主要巷道斷面圖 井底車場(chǎng)形式的選擇 井底車場(chǎng)是連接井筒和主要運(yùn)輸巷道的一組硐室和巷道的總稱，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的生產(chǎn)和安全。 （ 1）地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式和工作制度及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力； （ 2）通風(fēng)方式及瓦斯等級(jí)和主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； （ 3）各種硐室有關(guān)的資料。 24 （ 1）考慮主、副井之間施工時(shí)方便貫通； （ 2）井底車場(chǎng)線路布置應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)； （ 3）盡可能提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場(chǎng)通過能力； （ 4）井底車場(chǎng)富裕通過能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 30%。 （ 1）環(huán)形式：刀式、立式、斜式、臥式； （ 2）折返式：梭式、盡頭式。 （ 1）必須操作安全，符合規(guī)程、規(guī)范； （ 2）生產(chǎn)成本低，建設(shè)投資省，井巷工程量少，便于維護(hù)，使管理方便，調(diào)車簡(jiǎn)單，彎道及交岔點(diǎn)少； （ 3）要保證礦井生產(chǎn)能力有足夠的富裕系數(shù)； （ 4）施工方便，各井筒間，井底車場(chǎng)與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期。 根據(jù)上所條件，通過對(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為環(huán)形與盡頭結(jié)合式車場(chǎng)，采用兩翼來車的形式。 煤層群的聯(lián)系 小恒山 設(shè)計(jì)井田煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式是分組集中準(zhǔn)備，既 1和 2煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)， 1 18和 23煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，大巷采用分組集中布置方式。煤層傾角一般在 10176。左右。 小恒山設(shè)計(jì)帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場(chǎng)相連， 所以注定了帶區(qū)下部車場(chǎng)要向分組集中運(yùn)輸大巷的下幫開掘，帶區(qū)下部車場(chǎng)方位與分組集中運(yùn)輸大巷垂直，然后施工一個(gè)回頭，與帶區(qū)斜巷相連。 帶區(qū)劃分 小恒山 設(shè)計(jì)井田 由于各煤層的傾角都小于 12176。 ，且煤層賦存穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，總厚度為 ，頂?shù)装辶己?。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法比走向長(zhǎng)壁采煤法有很多優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量開采費(fèi)用。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法的礦井內(nèi) 25 劃分一般是條帶式、帶區(qū)式和盤區(qū)式。由于條帶式和盤區(qū)式巷道布置方式其工程量大，所以采用帶區(qū)巷道布置。帶區(qū)是指 能共用一個(gè)帶區(qū)煤倉(cāng)的所有煤層的所有工作面所組成的區(qū)域 （ 見圖 3— 4）。 圖 3—4 帶區(qū)劃分示意圖 井筒布置及施工 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 小恒山井田采用雙立井開拓方式，布置兩個(gè)井筒，井筒穿過的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖，參考水文地質(zhì)資料，依據(jù)井筒特征及裝備情況，本設(shè)計(jì)井田的井筒支護(hù)形式為：混凝土整體灌注式，主井井壁厚度為 450 毫米。 26 井硐布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)、運(yùn)輸方式、通風(fēng)安全等因素，具體遵 循原則如下： （ 1）符合《規(guī)程》《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》； （ 2）減少井筒工程量，合理使用斷面空間，利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全。 主井用于提升煤和回風(fēng)用，其直徑為 ，副井為提升人員、運(yùn)料和矸石所用，其直徑為 米。主副井都采用料石砌碹支護(hù)和混凝土錨噴，其中主、副井壁充填混凝土厚度為 50mm， 主井壁厚為 450mm,副井壁厚為 500mm,（詳見主副井井筒斷面圖 3— 5， 3— 6）。 27 圖 3— 5 主井井筒斷面 28 圖 3— 6 副井井筒斷面 主井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 ，掘進(jìn)斷面面積 43m2井筒深度 170m。井筒內(nèi)裝備一對(duì) 16t 剛性罐道立井多繩箕斗（ JDG16/150 4） ，采用 180 180 10mm 方型空心型鋼罐道，端面布置采用樹脂錨桿固定拖架。 副井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 ，掘進(jìn)斷面積 43m2。井筒深度 170m，井筒裝備雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。 井筒延伸的初步意見 根 據(jù)本設(shè)計(jì)礦井水平劃分方案，該設(shè)計(jì)礦井主副井筒從地面布置到一水 29 平后需要延伸，但是在進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)勘探后，井筒仍按原有主副井延伸到三水平。 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 井底車場(chǎng)形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開拓方式、大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來選擇。該礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： (1)小恒山礦井屬于低瓦斯、 低 涌水礦井。 (2)礦井采用雙立井開拓方式，三個(gè)開采水平，分組集中大巷布置； (3)主要運(yùn)輸大巷采用 5t底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由 21 輛 礦車組成，由兩臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車一前一后牽引。卸載時(shí)，機(jī)車通過卸載站。輔助運(yùn)輸采用 ，矸石列車由 40 輛 。二臺(tái) 10t架線式電機(jī)車雙機(jī)牽引； (4)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，年工作日 330d，實(shí)行四六工作制，每日凈提升 16h。 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 底卸式礦 車，環(huán)形與盡頭相結(jié)合式井底車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)的布置 存儲(chǔ)線路 行車線路布置長(zhǎng)度 1．井底車場(chǎng)線路布置的要求 (1)井底車場(chǎng)的線路線路布置要有利于通風(fēng)； (2)為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車； (3)井底車場(chǎng)線路的工程要量??； (4)當(dāng)井底車場(chǎng)布置線路時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； (5)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