【導(dǎo)讀】批準(zhǔn)的礦區(qū)范圍由12個(gè)拐點(diǎn)圈定，拐點(diǎn)坐標(biāo)如表1-1。大地形標(biāo)高差為200m。區(qū)內(nèi)具典型的高原侵蝕性丘陵地貌特征，植被稀少，枝狀溝谷十分發(fā)育，地形較為復(fù)雜。本區(qū)屬黃河水系，勃牛川從井田外西部通過(guò)，是區(qū)外的主要溝川。溝布爾洞溝、哈業(yè)烏素溝、石令家溝、花兔溝和王家溝等均為季節(jié)性溝谷，旱季多為干溝，雨季可形成地表溪流和洪流，水流匯入勃牛川，注入黃河。全年降水量小且多集中在7～9月份。數(shù)少，多為大雨或暴雨，年降水量mm～mm，蒸發(fā)量大于降水量，一般是降水量的3～7倍，年蒸發(fā)量。mm～mm，平均mm，。月和10～11月，常年風(fēng)向以西北風(fēng)為主。羊公路40km與109國(guó)道相連。圪堵站42km，距包頭189km，至東勝89km，交通運(yùn)輸條件比較方便。至工業(yè)場(chǎng)地西北部的高位水池，分系統(tǒng)處理后使用。還有礦井涌水經(jīng)處理后可作為生產(chǎn)用水。東勝煤田位于鄂爾多斯臺(tái)向斜東勝隆起之東南邊緣地帶，狀節(jié)理發(fā)育，含鈣質(zhì)結(jié)核。分選及滾園度差，呈半膠結(jié)狀態(tài)，松散。中等，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。

　　

【正文】 式計(jì)算： Zk＝（ ZgP） C （ 22） 式中： Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t； P——井田永久煤柱損失， 萬(wàn) t； C——采區(qū)采出率，薄煤層不應(yīng)小于 85%，中厚煤層不應(yīng)小于 80%，厚煤層不應(yīng)小于 75%； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t。 各煤層的工業(yè)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量見表 24。 表 24 礦井儲(chǔ)量匯總表 單位： 萬(wàn) t 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 永久煤柱損失 礦井可采儲(chǔ)量 42 62 20547 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 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 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 d 計(jì)算， 四 六 制作業(yè)（ 三 班生產(chǎn)，一班檢修），每日 三 班出煤，凈提升時(shí)間為 18 h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng) 濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定： （ 1） 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； （ 2） 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； （ 3） 國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(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。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 由地質(zhì)資料可知：本井田儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井，結(jié)合本井田的工業(yè)儲(chǔ)量和開采儲(chǔ)量最終選定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 Mta1。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井可采儲(chǔ)量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： T＝ Zk /（ AK） （ 31） 式中： T——礦井服務(wù)年限， a； Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn) t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 確定井型時(shí)需要考慮備用系數(shù)的原因是，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高；局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；有的礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量。 則，礦井服務(wù)年限為： T = = （ 32） 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和 服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求，見表 31。 表 31 不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)礦井服務(wù)年限表 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 / Mta1 礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（煤層傾角） 及以上 70 35 60 30 50 25 20 15 40 20 15 10 本礦井服務(wù)年限符合要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 4 井田開拓 井田開拓的基本問(wèn)題 井田開拓是指在一個(gè)某井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開掘一系列巷道進(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，要技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全高效。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。 開拓問(wèn)題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則 ： （ 1）貫徹執(zhí)行國(guó)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(jiǎn)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(guó)家資源，減少煤炭損失。 （ 4）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)常保持良好的狀態(tài)。 （ 5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 （ 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 井筒形式和位置 井筒是井下和地面出入的咽喉，是全礦生產(chǎn)的樞紐。 （ 1）井筒形式的選擇 井筒形式目前只有三種 ： 平硐、斜井和立井。在一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井復(fù)雜。但在解決具體問(wèn)題時(shí)，必須從自然地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件各個(gè)方面綜合考慮。三種井筒形式的優(yōu)缺點(diǎn)見表 41。 設(shè)計(jì)的納林廟井田地面標(biāo)高在 + m～ + m，煤層有部分露頭，井田范圍內(nèi)是山嶺地帶，具備平硐開拓的地形條件；而且井田內(nèi)煤層平均傾角在 3176。左右，屬于近水平煤層。綜合以上所述并結(jié)合表 41 確定本設(shè)計(jì)納林廟 井田采用平硐開拓形式。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 表 41 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平硐 1 運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)別少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。 2 工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單。 3 井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用。 4 施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期。 5 煤損少。 受地形影響特別大 有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1 井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。 2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)簡(jiǎn)單、延伸方便。 3 主提升膠帶化有相當(dāng)大 提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。 4 斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1 井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限。 2 通風(fēng)線路長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大。 3斜井井筒通過(guò)富含水層，流沙層施工復(fù)雜。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。 立井 1 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 2 井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利。 3 當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。 4 井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需 風(fēng)量的要求。 1井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。 2 井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。 對(duì)不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 （ 2）井筒位置選擇 井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，可以按以下原則確定： ① 沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使 沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 ② 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 井筒位于井田淺部時(shí)，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時(shí)，石門較短，沿石門的運(yùn)輸工程量較??；井筒位于井田的下部時(shí)，石門長(zhǎng)度和沿石門的運(yùn)輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過(guò)時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。 ③ 有利于 礦井初期開采的井筒位置 盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。 ④ 地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置影響 要保證井筒，井底車場(chǎng)和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。 ⑤ 井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場(chǎng) 井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居 民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 ⑥ 井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 附近有河流或水庫(kù)時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 根據(jù)以上原則，同時(shí)結(jié)合納林廟井田的實(shí)際條件： 6 煤層厚 m，賦存穩(wěn)定。 ，煤層平均傾角 3176。 c. 本區(qū)屬黃河水系，勃牛川從井田外西部通過(guò)，是區(qū)外的主要溝川。其支溝布爾洞溝、哈業(yè)烏素溝、石令家溝、花兔溝和王家溝等均為季節(jié)性溝谷，旱季多為干溝，雨季可形成地表溪流和洪流，水流匯入勃牛川，注入 黃河。 綜上所述：確定井筒位置位于具體是在礦區(qū)南部溝底附近此處地勢(shì)平坦，煤炭便于運(yùn)輸，省去排水設(shè)備，煤層埋藏較淺。便于布置平硐。主平硐井口標(biāo)高： + m。副平硐井口標(biāo)高： + m?；仫L(fēng)平硐井口標(biāo)高： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) + m。 （ 3）井筒數(shù)目 為了滿足井下煤炭的提升需設(shè)置一主平硐，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副平硐。因?yàn)橛弥骶仫L(fēng)存在主井漏風(fēng)嚴(yán)重的問(wèn)題，因此設(shè)置回風(fēng)平硐。第一水平采用中央并列式通風(fēng)，共計(jì) 3 個(gè)井筒。 開采水平劃分 開采水平劃分依據(jù)及原則 開采水平的劃分將影響礦井建設(shè)時(shí)期的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)，影響建井初期工程量，影響基建投資。所以，開采水平的劃分要合理。其所遵循的原則如下： （ 1） 具有合理的階段斜長(zhǎng) 合理的階段斜長(zhǎng)要便于煤炭的運(yùn)輸，便于輔助提升，方便行人。同時(shí)還要考慮要有合理的區(qū)段數(shù)目。 （ 2） 要有利于采區(qū)的正常接替 為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)新的采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，必須提前準(zhǔn)備好一個(gè)新采區(qū)。所以，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于一個(gè)采區(qū)的開拓準(zhǔn)備時(shí)間。由此可見，階段斜長(zhǎng)越長(zhǎng)，采區(qū)儲(chǔ)量多，采區(qū)的服務(wù)年限就越長(zhǎng)，越有利于采區(qū)的接替。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高 我國(guó)多年的生產(chǎn)建 設(shè)實(shí)際表明，開采水平垂高過(guò)小，將造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)。合理的加大開采水平垂高，可以增加水平儲(chǔ)量和服務(wù)年限，有利于集中生產(chǎn)，提高開采水平的生產(chǎn)能力，減少開采水平和同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目。故在運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、巷道維護(hù)等技術(shù)條件能夠達(dá)到的情況下，可以適當(dāng)加大水平垂高，減少水平數(shù)目。本設(shè)計(jì)井田煤層賦存平緩，煤層平均傾角為3176。，采用一個(gè)開采水平。 大巷布置 （ 1）大巷類型選擇 大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料、和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)、排水、敷設(shè)管線。對(duì)運(yùn)輸大巷的要求是便于運(yùn)輸、利于掘進(jìn)和維護(hù)、能滿足礦井通風(fēng)安全 的需要。 ① 運(yùn)煤大巷運(yùn)輸方式選擇 我國(guó)目前常用的大巷運(yùn)煤方式主要有礦車和膠帶機(jī)兩種方式。其各自優(yōu)缺點(diǎn)見表 42 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 表 42 大巷運(yùn)輸方式比較 運(yùn)輸方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 礦車運(yùn)輸 1 可同時(shí)統(tǒng)一解決煤炭、矸石、物料、和人員的運(yùn)輸問(wèn)題。 2 運(yùn)輸能力大，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，隨著運(yùn)距和運(yùn)量的變化可以增加列車數(shù)。 3 能滿足不同煤種煤炭的分采和分運(yùn)要求。 4 對(duì)巷道直線度要求不高，能適應(yīng)長(zhǎng)距離運(yùn)輸。 5 噸公里運(yùn)輸費(fèi)比較低。 1 不連續(xù)運(yùn)輸。 2 井型越大，列車調(diào)度工作越緊張，其運(yùn) 輸能力受到限制。 中小型礦井，也有在大型礦井中使用的。要求大巷平，能適應(yīng)多彎道。 膠帶運(yùn)輸 1 實(shí)現(xiàn)大巷連續(xù)化運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大。 2 操作簡(jiǎn)單，比較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 3 裝卸載設(shè)備少，卸載均勻。 1 不能適應(yīng)不同煤種的分采分運(yùn)。 2 要求大巷直。