【導(dǎo)讀】采煤層，平均總厚度14m。煤層工業(yè)牌號(hào)為氣煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量為。本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井方案開拓，劃分兩個(gè)水平，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。

　　

【正文】 車場(chǎng)置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強(qiáng)含水層承壓水威脅 。 地面條件： ①井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； ②井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； ③井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； ④工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； ⑤井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 在本設(shè)計(jì)井田中，提 出三種井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田淺部 ； 方案二：井筒位于井田中部 稍靠上方 ； 方案三：井筒位于井田深部 。 經(jīng)過 初步 的技術(shù)比較后 決定 ： 確定井田的井筒位置在井田中部稍靠上方，其優(yōu)點(diǎn)是井筒位于井田中 部稍靠上方時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長(zhǎng)度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也小 。 其 井口中心坐標(biāo)為： 主井： XA=5190208， YA=44457456； 副井： XB=5190190， YB=44457385。 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 ①開采水平必須要足夠的服務(wù)年限，因?yàn)殚_拓一個(gè)水平需 要大量的工程 18 量，耗費(fèi)大量資金，沒有足夠的服務(wù)年限是不合理的。特別是第一水平，必須按 《 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 》 的有關(guān)規(guī)定實(shí)施，其詳見表 32 礦井的 階段垂高和表 33礦井和開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限； 表 32 礦井的階段高度（ m） 煤層傾斜 傾斜、緩傾斜煤層 急傾斜煤層 階段高度（ m） 200～ 350 100～ 250 ② 保證 上、下山的合理斜長(zhǎng)，水平劃分直接影響到階段斜長(zhǎng)，合理的水平劃分，應(yīng)使開采水平范圍的井巷工程量和維護(hù)費(fèi)最少，礦井提升、排水、生產(chǎn)和管理費(fèi)用最低； ③ 要有利于采區(qū)的正常接替； ④ 具有合理的區(qū) 段數(shù)目 。 表 33 礦井 和開采水平服務(wù)年限 井 型 礦井 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 萬 t/a 礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 a 開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 /a 開采 0176?！?25176。 的煤層礦井 開采 25176。～ 45176。 的煤層礦井 開采 45176。～ 90176。 的煤層礦井 特 大 ≥ 600 70 30 — — 300～ 500 60 30 — — 大 1 150、 180、 240 50 25 — — 中 4 60、 90 40 25 — — 小 1 2 30 各省自定 — — — 方案 方案一： ① 兩水平開采，上水平上山開采，下水平上、下開采； ② 水平標(biāo)高 ： 430m， 710m； ③階段垂高： 280m， 280m； ④一水平儲(chǔ)量： ；二水平儲(chǔ)量： ； ⑤一水平服務(wù)年限： ；二水平服務(wù)年限： 。 方案 二：①三水平上山開采； 19 ②水平標(biāo)高： 430m， 680m， 800m； ③階段垂高： 280m， 250m， 120m； ④一水平儲(chǔ)量： ， 二水平儲(chǔ)量： ， 三水平儲(chǔ)量：； ⑤一水平服務(wù)年限： ， 二水平服務(wù)年限： ， 三水平服務(wù)年限： 。 方案 三 ： ①三水平上山開采； ②水平標(biāo)高： 400m， 600m， 800m； ③階段垂高： 250m， 200m， 100m； ④一水平儲(chǔ)量： ， 二水平儲(chǔ)量： ， 三水平儲(chǔ)量：； ⑤一水平服務(wù)年限： ， 二水平服務(wù)年限： 21a， 三水平服務(wù)年限： 21a。 各方案的具體情況見圖 33 水平劃分 方案一示意圖，圖 34 水平劃分 方案二示意圖，圖 35 水平劃分 方案三示意圖。 430710 圖 33 水平劃分方案一示意圖 680800 430 圖 34 水平劃分方案二示意圖 20 600800400 圖 35 水平劃分方案三示意圖 價(jià) 方案一：該方案的階段垂高和服務(wù)年限都符合有關(guān)規(guī)定，煤層屬緩傾斜礦井，涌水量和瓦斯涌出量都較小，符合下山開采條件，較三水平開采減少了一套開拓系統(tǒng)，工程量少了，能夠節(jié)省部分資金； 方案二：該方案的階段垂高基本符合有關(guān)規(guī)定，一水平服務(wù)年限符合有關(guān)規(guī)定，但較方案一多了一套開拓系統(tǒng)，工程量多了，該方案在技術(shù)上可行，在經(jīng)濟(jì)上不合理，因而該方案不可用； 方案三：該方案的階段垂高符合有關(guān)規(guī)定，但一水平服務(wù)年限不符合有關(guān)規(guī)定，該方案在技術(shù)上不可行，顯然該方案不能用。 綜合上述方案評(píng)價(jià)，選取方案一為最優(yōu)方案，即全礦分兩個(gè)水 平開拓，一水平標(biāo)高 430m，階段垂高 280m，二水平標(biāo)高 710m，階段垂高也為 280m，一水平上山開采，二水平上、下山開采，一水平服務(wù)年限 ，二水平服務(wù)年限 。 開拓巷道的布置 開拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場(chǎng)、主要石門、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。 本設(shè)計(jì) 在此 處 主要考慮運(yùn)輸大巷的布置。 簡(jiǎn)介 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤 組集中布置（稱集中運(yùn)輸大巷）。各種方式的適用條件如下： 分煤層運(yùn)輸 大巷適用條件 ： ① 煤 層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)； 21 ② 井 田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)； ③ 井 底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板； ④ 煤 質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)； ⑤各 煤層底板 ， 均有堅(jiān)硬巖層 。 分組集中 運(yùn)輸 大巷適用條件 ： ① 煤 層數(shù)多，層間距大小懸殊； ② 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； ③多 水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾 。 集中運(yùn)輸大巷適用條件 ： ① 適合 于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； ② 井 田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； ③ 底 部煤層底板有堅(jiān)硬 巖層，容易維護(hù)； ④ 煤 質(zhì)牌號(hào)相同， 不 要求分采分運(yùn)； ⑤ 自燃 發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故。 本設(shè)計(jì)礦井 可采煤層 3 層 ： 1 18和 28， 17和 18相距 30m， 18和 28相距 125m，且煤層頂?shù)装鍘r性 較好，屬中等以上硬度巖石，掘進(jìn)巷道好維護(hù)，據(jù)以上條件提出以下 兩個(gè)方案： 方案一：分組集中布置，在 18和 28煤層底板中分別布置大巷 ； 方案二：集中大巷布置，在 28煤層底板中布置大巷。 方案一： 能縮短一定的建井工期，但其大巷加石門的工程量為 6700m， 其基建費(fèi)為 1608 萬元； 方案二：壓煤 量 略少于方案一，建井工期要長(zhǎng)一點(diǎn)，但其大巷加石門工程量為 4600m，基建費(fèi)為 1104 萬元。 綜上所述，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上全面考慮，本設(shè)計(jì)礦井采用集中大巷布置。 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) 礦井 采用一對(duì)立井開拓，即主井 和 副井 ，另加一風(fēng)井 。 主井用以提升煤炭 ； 副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備、 兼作進(jìn)風(fēng)井 ；風(fēng)井為全礦回風(fēng)服務(wù)。 22 井 筒 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尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示 。 選擇井筒位置的條件： ① 工業(yè)場(chǎng)地占地面積； ② 地形與工程地質(zhì)條件； ③ 煤的運(yùn)輸方向 ； ④ 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 。 ① 按運(yùn)輸量確定井筒位置； ② 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置； ③ 煤柱量； ④ 勘探程度和初期工程量 。 根據(jù)本 礦井 的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件， 本 設(shè)礦井井筒位置 如下： 主井： XA=5190208， YA=44457456； 副井： XB=5190190， YB=44457385。 主井井口標(biāo)高為 +87m，副井井口標(biāo)高為 +85m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深 542m，副井井 深 520m，兩井筒中心線間距為 71m，主井井筒直徑 ，副井井筒直徑 8m，均采用整體式混凝土井壁， 主 井壁厚度 450mm，副井壁厚度 550mm。 水平數(shù)目及高度 本井田采用 兩 水平開拓 ,擬定第一 水平 標(biāo)高為 430m,階段垂高為 280m,采用上 山開采 。 第二水平擬定標(biāo)高為 710m， 階段垂高也為 280m,采用 上 、下 山開 采 。 石門、大巷數(shù)目及布置 ： 一 條運(yùn)輸大巷、一條回風(fēng)大巷。 ： 大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種， 至于選擇哪 種大巷布置方式 需要進(jìn)行比較。 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn)： ①煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； 23 ②當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí)，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，運(yùn)輸能力降低； ③為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ④煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。 綜上所述， 由于本設(shè)計(jì)礦井煤層軟，厚度大， 煤層大巷與巖石大巷相比缺點(diǎn)大于優(yōu)點(diǎn)，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的， 在本設(shè)計(jì)井田中， 在 28煤層底板 可布置巖石集中大巷， 本設(shè)計(jì)礦井中 ，大巷和石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中相同。其內(nèi)部設(shè)施也相同。巷道斷面設(shè) 計(jì)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(jià)并有利于加快施工速度。 本 設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見 圖 36 運(yùn)輸大巷 斷面 示意圖， 圖 37 石門斷面示意圖 和表34大巷石門主要參數(shù)表 。 18001200 1202000 1000600 60032042004500500500150150010020018003900450100021001600 圖 36 運(yùn)輸大巷斷面示意圖 24 18001200 1202000 1000600 60032042004500500500150150010020018003900450100021001600 圖 37 石門斷面示意圖 表 34 大巷石門主要參數(shù)表 巷道 形狀 支護(hù) 方式 斷面積（ m2） 設(shè)計(jì)尺寸（ m2） 凈周長(zhǎng) (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 300 井底車場(chǎng) 的 形式選擇 井底車場(chǎng)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(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 依據(jù) 25 ① 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 ； ② 礦井開拓方式； ③ 井筒及數(shù)目 ； ④ 礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； ⑤ 礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式； ⑥ 礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式； ⑦ 各種硐室有關(guān)的資料 。 ①環(huán)形式：立式、斜式、臥式； ②折返式：梭式、盡頭式 。 ① 井底車場(chǎng) 有足夠的 富裕通過能力， 一般 應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%； ② 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； 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 應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫 通； ⑤ 井底車場(chǎng)線路 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)； ⑥ 為了保護(hù)井底車場(chǎng)的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。 ⑦ 井底車場(chǎng)形式也取決于礦車的類型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè)卸式礦車時(shí)，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 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(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為環(huán)形 臥 式車場(chǎng)。 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)礦井井田范圍內(nèi)共有三層可采煤層，即 17， 18和 28煤層，參見可采煤層特征 敘述以 及巷道開拓方案示意圖。 17和 18煤層間距小，故可聯(lián)合開采， 28煤層離另兩層較遠(yuǎn)，這一層單獨(dú)開采。 26 采區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較大，欲從井田邊界沿整個(gè)階段 后退式 開采，無論從時(shí)間、投資和實(shí)際開采技術(shù)條件上都要受到限制， 按技術(shù)要求 可 將井田沿煤層 走向劃分為采區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)采區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括上下山提升、運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。 將井田劃分為若干采區(qū)時(shí)應(yīng)該考慮如 下原則： ① 采區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地