【導(dǎo)讀】的工業(yè)儲量，可采儲量，設(shè)計服務(wù)年限為60a。一共有4層可采煤層，分別為23#、28#、30#、36#，煤層總厚度為，每個帶區(qū)獨立開采，達(dá)產(chǎn)帶區(qū)個數(shù)為兩個，兩個工作面同時。大巷運輸采用14t架線式電機(jī)車牽引3t底卸式礦車運輸，采。用的采煤方法為傾斜長壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。頂板處理方法為全部跨落法。

　　

【正文】 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 根據(jù) 本礦井 實際條件，傾角較小，煤層賦存較深，所以 采用雙立井的立井開拓方式，一主井 ， 一副井。 采用兩翼對角式通風(fēng)，選用兩風(fēng)井。 井硐位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體 坐標(biāo)， 用直角坐標(biāo)和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件： 1. 井下條件 ： 按運輸量確定井筒位置，根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置，煤柱量，勘探程度和初期工程量。 2. 地面條件 ： 工業(yè)場地占地面積 ， 地形與工程地質(zhì)條件 ， 煤的運輸方向 ， 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 。 比較分析： 根據(jù)本井田的實際情況， 地面平坦，地面無建筑物，地處井田儲量中央，壓煤較少，周圍煤層賦存條件好，有利于首采區(qū)開采， 與初期移交達(dá)產(chǎn)帶區(qū)的位置及其接續(xù)統(tǒng)一考慮，該位置靠近初期移交、達(dá)產(chǎn)帶區(qū)， 基建工程量少和貫通連續(xù)工程短， 投資少，建井工期短， 無泥石流、流砂等危險地區(qū)，交通便利， 考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見開拓示意圖。 主井，副 井位于井田中央，坐標(biāo)分別為： 主井：（ 5022652， 429925）；副井：（ 5022780， 429925）； 29 水平數(shù)目及標(biāo)高 本設(shè)計 礦井 根據(jù)煤 層傾 斜長 劃分 為 兩 個 水平 ，一 水平標(biāo) 高為310m，二水平標(biāo)高為 550m。 石門 大巷數(shù)目及布置 本設(shè)計中， 設(shè)計年產(chǎn)量為 ，屬于大型礦井，所以，大巷和石門服務(wù)年限較長，運輸能力要 求大，因此， 大巷和石門 采用相同 的斷面和支護(hù)設(shè)計，內(nèi) 部設(shè)施也相同。 巷道斷面設(shè)計合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價并有利于加快施工速度。該設(shè)計礦井大巷，石門斷面的各項內(nèi)容見圖 33。 井底車場的形式選擇 井底車場 ： 是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱 。 它 是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。因此，井底車場 的 設(shè)計是否合理，直接影響著礦井的安全和生產(chǎn) 效率 。 由于井筒形式 ，提升方式，大巷運輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底車場的形式也各異。按照礦車在井底車場內(nèi)運行特點，井底車場可分為：環(huán)行式和折返式兩大類型。固定式礦車運煤時，則一般用折返式車場。 實際情況 比較分析： 根據(jù)以上原則因為本井生產(chǎn)能力大，立井開拓，采用兩翼進(jìn)車方式，大巷和石門離井筒為 120m 左右，所以本 30 礦井采用折返與環(huán)形相結(jié)合的井底車場。 煤層群的聯(lián)系 當(dāng)煤層傾角較小時，采用斜巷聯(lián)系，這樣巷道長度短，工程量小，如用石門將很長，掘進(jìn)工程量大，不容易維護(hù)，且石門輔助輸送機(jī)運煤，公用設(shè)備較多，但是， 當(dāng) 煤層群傾角比較大，各煤層平巷為水平布置時， 常采用石門聯(lián)系。 實際情況 比較分析： 本設(shè)計礦井井田范圍內(nèi)共有四層可采煤層，即 2 2 36煤層， 煤層間距小，故各煤層采用聯(lián)合開采，細(xì)節(jié) 參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖 33。 圖 33 大巷 石門斷面圖 （單位； mm） 31 環(huán)行式 包括 ； 立式：存車線和回車線與主要大巷垂直 ， 主、副井距主要運輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠長度的布置存車線 。 適用條件： ，刀形車場 適用于 ，增加回車線可提高到 Mt/a。 斜式； 存車線和回車線與主要大巷分段，主要運輸大巷可局部作回車線。 適用條件： 適用 ，地面出車受限制時使用。 梭式： 存車線和回車線與主要大巷平行，主、副井距主要運輸大巷較近。 適用條件： 適用于 帶區(qū)劃分 本設(shè)計 中 井田走向長度 為 ， 所以采用井田 內(nèi) 前進(jìn)開采，帶區(qū) 內(nèi) 后退式開采?？紤]到盡量減少工程量，使用兩個條帶為一個帶區(qū) ,每個帶區(qū) 獨立地進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。 將井田 劃分成帶區(qū)應(yīng)考慮的 原則： 帶區(qū) 采用普采時可 雙面 對拉 布置，當(dāng) 采用綜采時 ， 考慮采動影響較大，應(yīng) 單面布置； 帶區(qū) 工作面 長度根據(jù)煤層地質(zhì)條件，開采機(jī)械化水平，帶區(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)計一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部帶區(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； 帶區(qū)劃分要考慮帶區(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)能力大的帶區(qū)， 為了充分發(fā)揮綜 32 合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少帶區(qū)煤柱損失， 走向長度要適當(dāng)加 大；開采多煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置帶區(qū)，搞集中生產(chǎn)； 初期帶區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實際長度及電壓降的控制范圍，后期帶區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。結(jié)合上述帶區(qū)劃分原則，本設(shè)計礦井劃分為 十七 個帶區(qū)。見帶區(qū)劃分示意圖 34。 中一中二西一西二西三西四西五東一東二東三東五西六東四西七東六東七東八圖 34 帶區(qū)劃分示意圖 井硐布置和施工 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 根據(jù)設(shè)計中本井的地質(zhì)條件，本設(shè)計 井筒穿過的巖層性質(zhì) ，基巖段為 中砂 巖， 細(xì)砂巖 。 33 分析： 根據(jù)主副井 圍巖性質(zhì)，并按《 煤礦安全 規(guī)程》規(guī)定，地面地質(zhì)條件不復(fù)雜，采用 整體 法， 此法 整體 性好， 強(qiáng)度高， 防水性能好，便于機(jī)械化， 施工速度快 方便 ， 工程量 小，技術(shù)成熟。 砌筑式： 采用材料：砂漿、料石、混凝土預(yù)制塊。 適用情況：取材方便的普通法鑿井，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)。 優(yōu)缺點：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。 整體灌注式： 采用材料：混凝土。 適用情況：井筒各種施工方法廣泛采用。 優(yōu)缺點：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。 混凝土錨噴式： 采用材料：混凝土、（錨桿、金屬網(wǎng) ） 。 適用情況：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。 優(yōu)缺點：掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高，噴射過程中，回彈率高，粉末多 。 整體預(yù)制式預(yù)制裝配式 ： 采用材料： 大型配筋砌塊、丘賓筒、地面整體澆注，預(yù)制鋼筋混凝土井筒 。 適用情況： 使用鉆井法，沉井法施工時，需地面預(yù)制的井筒；在地壓大的深井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等支護(hù)結(jié)構(gòu)。 優(yōu)缺點： 丘賓筒、地面預(yù)制混凝土構(gòu)件強(qiáng)度高，丘賓筒、混凝土砌塊在深流砂層中，必須與防水材料配套使用 。 34 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) 井硐穿過巖層主要為細(xì)砂巖。 井筒布置及裝備 井筒平面設(shè)計的依據(jù)和要求 ： 設(shè)計依據(jù) 《 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 》 ： 井筒通過的風(fēng)量； 井筒裝備的類型和規(guī)格； 提升容器的種類、數(shù)量、最大的外形尺寸； 提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； 桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置。 布置要求 ： 箕斗提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； 井筒允許最大風(fēng)速不超過下表的要求； 井筒平面內(nèi)布置提升容器時，所允許的間隙不應(yīng)過小 ； 作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過 300m 時，應(yīng)每隔 200m左右設(shè)置一個休息點。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 35， 36。 立井井筒裝備包括：罐籠、罐道、罐道梁、梯子間、罐路、電纜、井口、井底金屬支撐結(jié)構(gòu)、托管梁、電纜支架、過巷裝置等。 表 37 井筒允許最大風(fēng)速表 井筒名稱 允許最大風(fēng)速（ m/s） 無提升設(shè)備的風(fēng)井 15 專為升降物料的風(fēng)井 12 升降人員和物料的風(fēng)井 8 設(shè)梯子間的風(fēng)井 8 修理井筒時 8 35 井硐延伸 的初步意見 立井延深復(fù)雜，一般沿原有井筒直接下延很難實現(xiàn)，因為原有井筒的延深斷面很小，吊桶與箕斗或罐籠平行提升不安全，對井底 表 38 設(shè)計延深方式如下： 延深方式 適用條件 優(yōu)點 缺點 延深原有井筒 ，井筒 斷面大，能隔出提升空間 ，只 進(jìn)行清理、安裝罐道梁 段 提 升 占 用 人 員少 發(fā)生干擾 新開暗井 ，不能下延或不經(jīng)濟(jì) 部 水 平 生 產(chǎn) 能 力 小于 Mt/a 需 要 大 型 絞 車 設(shè)備 延深與暗井結(jié)合 ，允許繼續(xù)延深 力 不 足 的 井 筒 有 暗井搗短 會發(fā)生干擾 段提升人員較多 新建與延深結(jié)合 ，需要增加風(fēng)量，地面場地 允許 ，地 質(zhì)條件允許 可 以 發(fā) 揮 原 有 設(shè)備能力 36 施工威脅很大，所以，通常采用巖柱 或保護(hù)盤與原有井筒隔開，分段接井。對于水平數(shù)目較多的大型礦井，如主井能力已達(dá)極限，不適合下延，可推薦用膠帶輸送機(jī)暗斜井延深。 圖 35 主井井筒斷面圖 37 圖 36 副井井筒斷面圖 井底車場及硐室 井底車場形式的確定及論證 井底車場形式應(yīng)滿足：井巷工程量小，建設(shè)投資少，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；調(diào)車簡單，管理方便，彎道及分叉點少；操作安全，符合有關(guān)規(guī)程 ，規(guī)范 ；施 工方便，各井筒間、井底 38 車場巷道間距迅 T=3600Qbrt/α fCA， s 式中： Vz—— 箕斗的有效容積， m3； r—— 煤的散集密度 t/ m3； 39 第 7 章 礦井通風(fēng) 安全 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 概述 本設(shè)計礦井生產(chǎn)能力為 ，煤層傾角為 11176。 ，賦存條件穩(wěn)定。本井田 絕 對瓦斯涌出量為 ,屬于低瓦斯礦井。 通風(fēng)系統(tǒng)確定的因素 1. 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則 應(yīng)貫徹預(yù)防為主 的方針， 要 有利于加快礦井的建設(shè)速度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。同時，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。選擇通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮礦井開采技術(shù)和開拓 方案 ，同時參考盡可能地減少井巷工程量和通風(fēng)運營費，設(shè)備運輸及維修費等經(jīng)濟(jì)因素。 2. 通風(fēng)系統(tǒng)的確定 選擇通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮因 素： （ 1）自然因素：煤層賦存狀態(tài)，埋藏深度，沖積層厚度，礦井瓦斯等級，煤塵爆炸性，煤層自燃發(fā)火性，礦井地形條件，井田及礦井年生產(chǎn)能力等。 （ 2）經(jīng)濟(jì)因素，井巷工程量，設(shè)備運營費，設(shè)備運轉(zhuǎn)費，維修和管理等。 比較分析： 根據(jù)回風(fēng)井的相對位置分為中央式 、 對角式、混合式及分區(qū)式。本礦井由于走向較長且不適合中央式， 為了縮短風(fēng)路，減少通風(fēng)運營費，且 瓦斯含量低，煤層埋藏較深所以采用對角式通 40 風(fēng)方式。 3. 主要通風(fēng)機(jī)的工作方式 按照通風(fēng)機(jī)的工作方法分有抽出式，壓入式及混合式。 （ 1）抽出式 主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在 抽出式主要風(fēng)機(jī)的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱呢?fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。 （ 2）壓入式 主要通風(fēng)機(jī)安裝在入風(fēng)機(jī)口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮赫龎籂顟B(tài)，當(dāng)主通風(fēng)機(jī)因故停止時，井下風(fēng)流的壓力降低，采用壓入式通風(fēng)時，須再礦井總統(tǒng)縫線路上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。 （ 3） 混合式 在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作抽出式工作，通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓狀態(tài)，工作面大致處于 中間，其正壓或負(fù)壓都不大，采空區(qū)通聯(lián)地表的漏風(fēng)因而較小。 比較分析 ：因為壓抽混合式通風(fēng)機(jī)械設(shè)備較多，通風(fēng)管理困難，不適合新建礦井和高瓦斯礦井，所以此種方法不適合，壓入式風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)時，分流壓降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，因此，此方法也不適合，綜上所述，本設(shè)計通風(fēng)方法選擇抽出式。因為，當(dāng)井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全，而且此種方式漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單。 41 風(fēng)量計算與風(fēng)量分配 風(fēng)量計算 礦井需風(fēng)量 按下列要求計算，并采用其中最大值 ： 按井下同時工作最大人數(shù)計算，每人每分鐘供給不少于 4m3；按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計算 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計算 礦井總進(jìn)風(fēng)量為： Q＝（ ∑ Q 采 ＋ ∑ Q 掘 ＋ ∑ Q 硐 ＋ ∑ Q 它 ） K 式中： Q ――礦井總進(jìn)風(fēng)量； ∑ Q 采 ――采煤工作面實際需風(fēng)量和， m3/min； ∑ Q 掘 ――掘進(jìn)工作面實際需風(fēng)量和， m3/min； ∑ Q 硐 ――硐室實際需要風(fēng)量和， m3/m