【導(dǎo)讀】井田平均走向長(zhǎng)4km，平均傾斜長(zhǎng)3km，煤層平均傾。共有3層可采煤層，煤層總厚度。由于井田傾斜長(zhǎng)度較大，且為近水平煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響，為綜合機(jī)械化采煤，單工作面達(dá)產(chǎn)；4＃、5＃煤層工作面為綜合機(jī)械化采煤，設(shè)計(jì)中采用雙立井開拓、單水平劃分、集中大巷布置的開拓方。大巷采用10噸電機(jī)車牽引3噸底卸式礦車運(yùn)輸。

　　

【正文】 經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： ⑴ 井下條件： ①在井田走向儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼 可采儲(chǔ)量基本平衡； ② 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； ③ 勘探程度及初期工程量。 ⑵ 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 方案三：井筒位于井田深部 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)比較后認(rèn)為： ① 井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長(zhǎng)； ② 井筒位于井 田中部時(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??； ③ 井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長(zhǎng)，但對(duì)于開采井田深部煤層及井通延伸有利； ④ 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，但傾斜長(zhǎng)度較大，從有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方 的位置，由此可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時(shí)，一般 由 淺部向深部開采，以達(dá)到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本 低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，一個(gè)井田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個(gè)開采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 18 煤礦科技迅猛發(fā)展，在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平， 1～ 2個(gè)工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面、采區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源 /儲(chǔ)量和較長(zhǎng)的服務(wù)年限。 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) 合理的水平服務(wù)年限； 2) 煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造； 3) 生產(chǎn)成本； 4) 水平接替 5) 井底車場(chǎng)及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。 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：井田劃分一 個(gè)水平；一水平標(biāo)高 +680 m，水平垂高 350 m。一水平仰俯斜 開采。 方案二：井田劃分 兩 個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高 +720 m，二水平標(biāo)高 +640 m。各水平均實(shí)行 俯 斜 開采 。 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限如 表 34： 表 34 方案比較表 形式 儲(chǔ)量（ Mt） 階段 垂高 標(biāo)高 服務(wù)年限（年） 方案一 單水平 12960 260 680 54 方案二 一水平 60 720 31 二水平 160 640 23 從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于 30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 一 的水平劃分方法，即劃分兩個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高分別為 +680 m 和 +620 m，一水平垂高為 350 m，二水平垂高為 300 m。 一二水平技術(shù)分界線為 24 度傾角， 一水平采用 仰俯斜 開采，二水平采用 仰俯斜 開采。 19 開拓巷道的布置 回采煤量可采期 =期未回采煤量247。當(dāng)年平均月計(jì)劃回采煤量； 開拓煤量可采期 =15 年 35 年年 滿足要求； 準(zhǔn)備煤量可采期 = 年 1年年 滿 足要求； 回采煤量可采期 = 月 46月 滿足要求。 在一般情況下，礦井三量符合上述規(guī)定即能達(dá)到平衡，并有一定的合理儲(chǔ)備，但其為概括性指標(biāo)，三量可能符合要求但不一定滿足接續(xù)要求，所以三量只可作采掘關(guān)系的參考指標(biāo)。 20 第 4 章 帶 區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)概況 帶 區(qū)位置、邊界及范圍 本設(shè)計(jì) 帶 區(qū)為 東 一 帶 區(qū)，位于井田中部。西部以正 F3斷層為界，東部以正F4斷層為采區(qū)邊界。淺部以 750 標(biāo)高為界，深部以 590 標(biāo)高為界。走向長(zhǎng) 4km左右 ， 傾斜長(zhǎng) 3km左右 。 采區(qū)煤柱包括采區(qū)范圍內(nèi)的邊界煤柱、斷層煤柱、隔水煤柱等。 按其作用和性質(zhì)可分為護(hù)巷煤柱和隔離煤柱兩大類。本采區(qū)采用 傾斜長(zhǎng)壁 聯(lián)合開采，采區(qū)煤柱留設(shè)如下： 各煤層在采區(qū)邊界留設(shè) 2025m 煤柱，井田境界處留設(shè)＞ 25m保護(hù)煤柱； 帶 區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況 東榮五 礦位于黑龍江省 雙鴨山市 友誼縣（三師十八團(tuán)八營(yíng)） 境內(nèi) ， 煤層傾角為 4186。～ 5186。，屬近水平煤層， 。采區(qū)內(nèi)無(wú)斷層，開采煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，即 5。各煤層特征詳見井田可采煤層特征表 14。 帶 區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 帶 區(qū)煤層全部可采，根據(jù)幾何法求得工業(yè)儲(chǔ)量為 Mt,可采儲(chǔ)量為，本采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，則本采區(qū)服務(wù)年限 Tn=Z /（ A k）經(jīng)計(jì)算得服務(wù)年限為 。 21 帶 區(qū)巷道布置 區(qū)段劃分 由于采用傾斜長(zhǎng)壁開采故不存在區(qū)段劃分 和上下山布置 ， 將 本采區(qū)劃分為5 個(gè)條帶 ， 3 層煤聯(lián)合開采 。 采用對(duì)角式通風(fēng)。 工作面長(zhǎng)度的確定 ： 該 采 區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 ， 一 個(gè)工作面 達(dá)產(chǎn) ，即工作面日產(chǎn)量為 8000t/d。 確定工作面長(zhǎng)度的公式如 下： A0=L l M r c 式中： A0工作面年生產(chǎn)能力，噸； L工作面年推進(jìn)度， m； l工作面長(zhǎng)度， m； M煤層厚度， m； r煤的容重，噸 / m3； c回采率，取 ～ ； 即： L＝ 180m 上式計(jì)算得到的 L值，還應(yīng)通過(guò)下述公式確定的工作面 L’ 來(lái)校核，若 L＜＝ L’ 則 L合理。 L’ =（ 60 V B Cｆ M）／（ Qb Sn P ∮ ） 式中： V―― 工作面內(nèi)允許的最大風(fēng)速，取 4m/s B―― 工作面最小控頂距， m Cｆ－－ 風(fēng)速收縮系數(shù) M―― 工作面采高， m Qb―― 晝夜產(chǎn)煤一噸所需風(fēng)量， m3/t Sn――循環(huán)進(jìn)度 P―― 煤層生產(chǎn)率 ∮―― 晝夜循環(huán)數(shù) L’ ＝ m， 可見 L＝ 180m＜ L’ ＝ m， 工作面長(zhǎng)度合理。 帶區(qū)斜巷布置 采用二條斜巷 ,運(yùn)輸斜巷 ,軌道斜巷 ,考慮到本設(shè)計(jì)礦井為高瓦斯 ,煤層傾角12 度左右 ,布置在煤層中，更有利于帶區(qū)生產(chǎn)的接續(xù)。 22 帶區(qū)煤倉(cāng)形式，容量及支護(hù) 1． 帶區(qū)選用的是垂直式煤倉(cāng)，主要優(yōu)缺點(diǎn)是倉(cāng)體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象，但受條件限制。 2． 煤倉(cāng)容量 (1)按采煤機(jī)連續(xù)作業(yè) 割一刀的容量計(jì)算 Q＝ Q o＋ L m b r Co Kt 式中 : Q――采區(qū)煤倉(cāng)容量 Q o――防空倉(cāng)漏風(fēng)留煤量 噸 一般取 5－ 10噸 L――工作面長(zhǎng)度，米 m――采高，米 b――進(jìn)刀深度，米 r――煤的容重 Co――工作面的回采率 Kt――同時(shí)生產(chǎn)工作面系數(shù)綜采時(shí)取 1，普采時(shí)取 1+ n――采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目 Q＝ 10+180 1＝ 431 噸 (2)按運(yùn)輸大巷列車間隔時(shí)間內(nèi)采區(qū)高峰期產(chǎn)量計(jì)算。 Q ＝ Q o＋ Q h ti ad 噸 式中： Q h―― 采區(qū)高峰期生產(chǎn)能力， t/h（一般為平均產(chǎn)量 － 倍） ti――列車進(jìn)入采區(qū)裝車站的間隔時(shí)間，一般取高限 20－ 30分鐘 ad――不均衡系數(shù)，機(jī)采區(qū) － ，炮采取 故 Q＝ 10＋ 4000/18 ＝ 噸 (3)按采區(qū)高峰生產(chǎn)延續(xù)時(shí)間計(jì)算 (Qh＞ Qt 時(shí) ) Q ＝ Q o＋（ Q h－ Q t） thc ad 式中 : Q t――采區(qū)裝車站通過(guò)能力， t/h（一般為平均產(chǎn)量的 1－ 倍） thc――采區(qū)高峰生產(chǎn)延續(xù)時(shí)間，機(jī)采取 炮采取 Q ＝ 10＋ [4000/18 － 4000/18 ] ＝ 290t 取最大值 Q ＝ 431 噸 23 一般采區(qū)煤倉(cāng)容量可按下表?。? 表 41 采區(qū)煤倉(cāng)容量表 帶 區(qū)生產(chǎn)能力 Mt/a 煤倉(cāng)容量（ t） 以下 50～ 100 ～ 100～ 200 ～ 200～ 300 ～ 300～ 500 以上 大于 500 所以本 帶 區(qū)煤倉(cāng)容量為 500 t。 煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)包括 :煤倉(cāng)上部收口，倉(cāng)身，下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)，溜口和閘門裝置。 上部收口：為保 證煤倉(cāng)上部收口安全與改善煤倉(cāng)上口的受力狀況，需以混凝土收口筑成圓臺(tái)體。 倉(cāng)身：采用錨噴支護(hù) 下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；煤倉(cāng)下口用混凝土砌筑圓臺(tái)體收口，收口斗倉(cāng)可作成曲面圓臺(tái)體以解決起拱堵倉(cāng)問題，為了大巷的安全，煤倉(cāng)與大巷連接處加強(qiáng)支護(hù)，一般應(yīng)在煤倉(cāng)下口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。 帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 帶區(qū)絞車房 絞車房的位置應(yīng)選擇在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層或煤層中，應(yīng)避開較大的地質(zhì)構(gòu)造。必須設(shè)在進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，如果硐室深度不超過(guò) 6m，入口寬度不小于 1。 5m，而無(wú)瓦斯涌出時(shí)，可采用擴(kuò)散通風(fēng)，空氣溫 度不超過(guò) 30℃，風(fēng)量應(yīng)取 1～ 3m3；必須用不燃材料支護(hù)，應(yīng)備有滅火器材，硐室各種設(shè)備與墻壁之間，應(yīng)留有 0。5m以上的通道，各設(shè)備之間應(yīng)留出 0。 8m以上通道；滾筒直徑大于 2m以上絞車房；電氣設(shè)備應(yīng)與操作室隔開。 絞車房斷面一般設(shè)計(jì)成半圓拱形，用全混凝土砌碹或混凝土扶料在墻砌筑，可發(fā)錨噴支護(hù)。 由情況而定，也可用小絞車。 帶區(qū)變電所 一般宜設(shè)在圍巖穩(wěn)定，地壓小通風(fēng)較好，無(wú)淋水的地點(diǎn)用用電負(fù)荷中心。 24 硐室與電器設(shè)備應(yīng)有 的通道，相互之間應(yīng)留 以上通道溫度不超過(guò)30℃，必須有足夠的照明，機(jī)電硐室應(yīng)設(shè)置瓦斯自 動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電儀，并配備便攜式個(gè)體檢測(cè)設(shè)備。采區(qū)變電所形式有一字形、人形和Ⅱ形，一般采用一字形，斷面一般為半圓形，用混凝土砌筑。 本設(shè)計(jì)采區(qū) 可用移動(dòng) 變電 站， 放在大巷中， 便于移動(dòng)。 帶區(qū)硐室除以上兩個(gè)還應(yīng)設(shè)有井下空氣壓縮硐室、機(jī)電硐室；壓縮機(jī)房一般為半圓拱形用料石或混凝土砌筑，有條件可以錨噴。 帶 區(qū)工作面的接續(xù) 本設(shè)計(jì)采區(qū)為 東 一 帶 區(qū)， 三 層煤聯(lián)合開采，服務(wù)年限為 年，按《規(guī)程》將 東 一 帶 區(qū)分為 20 個(gè)工作面，年產(chǎn)量為 240 萬(wàn)噸。具體情況見工作面 接續(xù)表 。 表 42 工作面 接續(xù)表 25 生產(chǎn)采區(qū)工作面編號(hào)可采儲(chǔ)量年產(chǎn)量西一采區(qū)服 務(wù) 年 限年注:第一位數(shù)字代表水平序號(hào)，第二位數(shù)字代表采區(qū)編號(hào)，第三位數(shù)字代表煤層編號(hào)，第四位數(shù)字代表?xiàng)l帶編號(hào) 工作面開采順序如下表所示： 表 43 工作面開采順序表 26 采區(qū)準(zhǔn)備 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 采準(zhǔn)工作由運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷開掘下部車場(chǎng) ,然后反斜開掘斜巷 ,穿到最上一層煤上方后，再沿煤層開掘運(yùn)輸運(yùn)料斜巷，再開切眼貫通，形成回采工作面。 采 區(qū) 巷 道 的 斷 面 示意 圖 及 支 護(hù) 方 式40 00300290020 003005176。5000800120030042 0010 00600 60036030043 511200 8005000 圖 44 采區(qū)巷道斷面圖 27 第 5 章 采煤方法 采煤方法的選擇 東榮五礦 設(shè)計(jì) 帶 區(qū)的煤層賦存狀況良好， 三 層煤厚分別為 、 、平均傾角為 5176。，屬于中厚煤層，就目前的技術(shù)水平， 經(jīng)過(guò)綜合分析比較， 采用傾斜長(zhǎng)壁采煤方法 最為適宜 。 采煤工藝選用目前最先進(jìn)的綜合機(jī)械化采煤工藝。 回采工藝 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 1． 本 帶 區(qū)生產(chǎn)能力為 Mt/a，日產(chǎn)量 8000t，掘進(jìn)出煤占 6％即 480t，工作面出煤 3760t，采用綜 合 機(jī)械化采煤工藝，每天進(jìn) 5 刀 ，截深是 米，日進(jìn)尺 米， 一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn) ，計(jì)算合理工作面長(zhǎng)度 180 米。 采用端頭斜切進(jìn)刀，雙向割煤，往返一次割兩刀，全部垮落法處理采空區(qū)。工作面回采工藝為：采煤機(jī)端頭斜切進(jìn)刀 — 割煤 — 移架 — 推移刮板輸送機(jī) — 采煤機(jī)在另一端頭進(jìn)刀。 2． 設(shè)備 選型 由于煤層頂?shù)装寰鶠榇稚皫r或泥巖，屬于中等穩(wěn)定頂板，老頂屬于Ⅱ級(jí)，老頂來(lái)壓明顯。礦井為高瓦斯礦井，選架時(shí)要求通風(fēng)良好，選用支撐掩護(hù)式支架，優(yōu)點(diǎn)是支撐掩護(hù)式支架反撐力大，切頂性強(qiáng)，防護(hù)性能好，通風(fēng)面大