【導(dǎo)讀】井田平均走向長4km，煤層平均傾角3°，屬近水。共有3層可采煤層，平均厚度5m。本礦井設(shè)計(jì)采用雙斜井方案開拓。集中大巷及盤區(qū)上下山的大巷布置方。和老師批評(píng)指正，本人將誠懇接受并予以更正。

　　

【正文】 彎道數(shù)量增加，影響運(yùn)輸設(shè) 備的運(yùn)行速度且增加投資，所以，該方案對(duì)構(gòu)造適應(yīng)能力差；每層煤的護(hù)巷煤柱較大，在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中，護(hù)巷煤柱壓裂透風(fēng)容易引起自然發(fā)火；由于是分層開拓，容易助長短期行為，引發(fā)掏肥丟瘦，浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。與方案一類似，一般在井田走向短，煤層數(shù)目少，煤層間距大，采用集中布置有困難且經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，才采用此種布置方案。 在目前設(shè)計(jì)、制造和使用的回采工作面機(jī)械設(shè)備的條件下，以上幾種井田開拓方案的適用條件是傾角 12176。以下的煤層，但對(duì)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備采取一些相關(guān)措施，也可將適用條件擴(kuò)大到傾角為 17176。的煤層。 方案三優(yōu)點(diǎn)如下： 大巷工程量及與大巷有關(guān)的聯(lián)絡(luò)巷道相對(duì)于其它三種方案大大減少，無總石門，也無回風(fēng)石門，總工程量最少，大大降低了費(fèi)用和成本；由于總工程量較其它方案大為減少，所以巷道維護(hù)量大為減少，巷道維護(hù)費(fèi)大大降低； 26 由于煤層間的開采順序是階梯式，總工程量又少，所以采掘干擾輕微，回采面接續(xù)從容。井田每翼可安排 1～ 3 個(gè) 盤區(qū) 階梯式同采，增產(chǎn)潛力大，排產(chǎn)靈活，礦井服務(wù)年限內(nèi)的均衡生產(chǎn)容易保證； 盤區(qū) 斜巷與煤層的夾角較大，而且隨著煤層的階梯開采逐段報(bào)廢，越來越短，所以壓煤量為零；集中大巷處在煤層群的最下部煤層，無石門，護(hù)巷煤柱比其它方案 大為減少；由于 盤區(qū)斜巷的空間特性，層組內(nèi)煤層的開采順序必須是自上而下的順序式，煤層間接續(xù)工程量少，薄煤層可在低準(zhǔn)備量低成本狀態(tài)下被采出，因此最大限度地遏制了采肥丟瘦的現(xiàn)象的發(fā)生；所以煤炭采出率較其它方案大為提高；由于層組內(nèi)煤層間的開采順序是階梯式， 盤區(qū) 斜巷又不壓煤，所以給層組內(nèi)煤層的搭配開采創(chuàng)造了條件，有利于礦井生產(chǎn)期內(nèi)綜合指標(biāo)的穩(wěn)定；以斜巷代替石門做為煤層間的聯(lián)絡(luò)巷道，最大限度地緩解了工作面接續(xù)的緊張狀況，降低了 盤區(qū) 巷道的運(yùn)輸費(fèi)用；當(dāng)遇到走向斷層時(shí)，集中大巷不必頻繁轉(zhuǎn)彎， 盤區(qū) 斜巷向下延伸或向上調(diào)整 盤區(qū) 斜巷 的長度即可保證 盤區(qū) 斜巷與所有煤層的聯(lián)絡(luò)，所以創(chuàng)新方案對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)能力較強(qiáng)；排水費(fèi)和通風(fēng)費(fèi)比其它方案低；護(hù)巷煤柱少，在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層中，安全狀況比其它方案好；由于 盤區(qū) 斜巷是逆傾向穿層布置，所以巷道受力狀態(tài)好，容易維護(hù)；由于總工程量少，出矸量少；煤炭采出率高，延長了礦井的經(jīng)濟(jì)壽命，會(huì)減少單位歷史階段內(nèi)的建井?dāng)?shù)量；效益高；成本低；安全狀況好；從而使得該方案具有了環(huán)保型的特性，推廣后，將有利于煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 方案三缺點(diǎn)如下： 井筒提升方式復(fù)雜不利于綜合管理，井筒提升費(fèi)略高； 由于一水平井筒較深，加之 移交前要施工 盤區(qū) 斜巷，所以初期工程量略大，工期略長； 27 表 33 技術(shù)比較表 序號(hào) 對(duì)比項(xiàng)目 評(píng)優(yōu) 準(zhǔn)則 方案 一 方案 二 方案 三 1 移交工程量及投資 少 中 優(yōu) 差 2 一水平總工程量及總投資 少 差 差 優(yōu) 3 工期 短 中 優(yōu) 差 4 巷道維護(hù)費(fèi) 少 差 優(yōu) 差 5 礦井出矸量 少 差 優(yōu) 差 6 煤炭采出率 高 差 優(yōu) 差 7 盤區(qū) 巷道長距離掘進(jìn)通風(fēng) 易 差 優(yōu) 中 8 工作面推進(jìn)長度差值 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 9 煤層間的搭配開采 易 差 優(yōu) 差 10 對(duì)構(gòu)造的適應(yīng)能力 強(qiáng) 差 優(yōu) 差 11 運(yùn)輸段數(shù) 少 優(yōu) 差 中 12 盤區(qū) 巷道運(yùn)輸費(fèi) 少 差 較優(yōu) 優(yōu) 13 盤區(qū) 斜巷運(yùn)輸費(fèi)和井筒提升費(fèi) 少 中 優(yōu) 差 14 排水費(fèi) 少 優(yōu) 差 優(yōu) 15 通風(fēng)費(fèi) 少 差 優(yōu) 優(yōu) （ 2）經(jīng)濟(jì)比較 方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門掘進(jìn)長度等等。兩個(gè)方案的井底車場、水平運(yùn)輸大巷以及各種 盤區(qū)上下山 和 盤區(qū) 上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用、基建費(fèi)用和 維護(hù)費(fèi)用等。詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表。 28 表 34 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 方 案 項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 基建費(fèi)（萬元） 井筒 945． 4 井筒 540． 0 井筒 620． 8 石門 290． 6 石門 0 石門 集中斜巷 0 集中斜巷 110． 7 集中斜巷 0 主要大巷 490． 8 主要大巷 510． 8 主要大巷 580． 6 盤區(qū) 車場 2130． 9 盤區(qū) 車場 2130． 9 盤區(qū) 車場 2137． 6 盤區(qū) 煤倉 840． 2 盤區(qū) 煤倉 725． 2 盤區(qū) 煤倉 739． 7 盤區(qū) 斜巷 0 盤區(qū) 斜巷 123 盤區(qū) 斜巷 214． 0 小計(jì) 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi)（萬元） 斜 井提升 2124． 8 斜 井提升 1818． 7 斜 井提升 2324． 9 運(yùn)輸費(fèi)用 1536． 8 運(yùn)輸費(fèi)用 1678． 5 運(yùn)輸費(fèi)用 1587． 2 斜 井排水 1356． 9 立井排水 1456． 9 斜 井排水 1489． 6 小計(jì) 5018． 5 小計(jì) 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 / 萬元 費(fèi)用 / 萬元 從經(jīng)濟(jì)比較表可知方案三投資少，所以該設(shè)計(jì)礦井選擇方案三。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井筒形式和數(shù)目 選擇井筒位置的條件： 井下條件 ： 在井田走向的儲(chǔ)量中央或近中央使兩翼可采儲(chǔ)量平衡，減少走向運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用。巷道好維護(hù)，通風(fēng)費(fèi)用低，保持兩翼均衡生產(chǎn)和盤區(qū) 正常接續(xù)，采用多水平開采，井田傾斜方面各水平石門工程量總和小，同時(shí)考慮到第一水平兼顧其他水平，減少煤柱數(shù)量，少壓、不壓開采條件好的煤層。 地面條件 ： 工業(yè)場地占地面 ， 產(chǎn)建設(shè)與住宅 地形與工程地質(zhì)條件 ， 煤的運(yùn)輸方向 ， 地表水體分布條件 根據(jù) 本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見 29 開拓示意圖 AO=200179。 988179。 179。 179。 =60萬 t 盤區(qū) 生產(chǎn)能力 AB=n179。 A0179。 B179。 k A—— 盤區(qū) 生產(chǎn)能力 萬 t/a n—— 盤區(qū) 同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù) n=1 A0—— 每個(gè)工作面的生產(chǎn)能力 萬 t/a B—— 掘進(jìn)出煤率 取 K—— 工作面不均衡系數(shù)（沿空留巷取下限，其余取上限，區(qū)內(nèi)單工作面取 1，兩個(gè)工作面取 ，三個(gè)工作面取 ） AB=1179。 128179。 179。 1=60 萬 t/a 盤區(qū) 服務(wù)年限 T =Z/（ *AB） =1632/（ 60179。 ） =19a 盤區(qū) 巷道布置 區(qū)段劃分 將本 盤區(qū) 劃分為 6 個(gè) 區(qū)段 ， 3 層煤聯(lián)合開采。采用 混合 式通風(fēng)。 走向工作面長 200m,一個(gè)區(qū)段 用一個(gè)溜煤眼 。本礦區(qū)均屬是近水平煤層， 盤區(qū) 服務(wù)年限都較長，運(yùn)輸大巷采用巖石大巷，掘進(jìn)費(fèi)用高，但維護(hù)費(fèi)用低且安全。巖石大巷受工作面的采動(dòng)影響較小，生產(chǎn)期間易維護(hù)。 工作面長度的確定： 該 盤區(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1848t/d。 確定工作面長度的公式如下： A0=L179。 l179。 M179。 γ 179。 c 30 式中： A0―― 工作面年生產(chǎn)能力，噸； L―― 工作面年推進(jìn)度， m； l―― 工作面長度， m； M―― 煤層厚度， m； γ ―― 煤的容重，噸 /m3； c―― 回采率，取 ～ ； 可以得出 L=200m 上式計(jì)算得到的 L值，還應(yīng)通過下述公式確定的工作面 L’ 來校核，若 L≤ L’ ， 則 L合理。 L’ =（ 60179。 V179。 B179。 Cｆ 179。 M）／（ Qb179。 Sn179。 P179。 ∮ ） 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)煤一噸煤所需風(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’ ＝ 305m，可見 L＝ 200m＜ L’ ,故 工作面長度合理。 盤區(qū) 斜巷布置 考慮到本設(shè)計(jì)礦井為低瓦斯，煤層傾角 3 度左右 。設(shè)計(jì)有盤區(qū)材料斜巷，負(fù)責(zé)南一、南二材料矸石的運(yùn)輸，同時(shí)起到進(jìn)風(fēng)、行人的作用。還布置有進(jìn)風(fēng)斜巷、 區(qū)段材料斜巷、回風(fēng)斜巷、溜煤斜巷等。負(fù)責(zé)運(yùn)輸煤炭、矸石、材料、通風(fēng)、行人、排水及煤層間的聯(lián)絡(luò) 盤區(qū) 車場布置 盤區(qū) 上、下山與區(qū)段平巷或階段大巷連接處的一組巷道和硐室稱之為 盤區(qū)車場， 盤 區(qū)車場的主要作用是在 盤 區(qū) 內(nèi)運(yùn)輸方式改變或過度的地方完成轉(zhuǎn)載工作。 上 、 中 部車場的選擇：均采用 雙側(cè)甩車場。優(yōu)點(diǎn)：兩翼運(yùn)輸簡單，互不影響，節(jié)省繞道工程量。缺點(diǎn)是上山提升系統(tǒng)復(fù)雜，操車分散，兩翼人員聯(lián)系不便，增加交岔點(diǎn)。 31 盤區(qū) 車場設(shè)計(jì)依據(jù)與要求： 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 在雙軌運(yùn)輸巷道中 2 列列車車場的最突出部分之間的距離 盤區(qū) 裝車點(diǎn)不得小于 米，礦車摘掛鉤地點(diǎn)不得小于 1米。使用絞車提升的傾斜井巷上端，必須有足夠的過卷距離。串車提升的各車場必須設(shè)有信號(hào)硐室及躲避硐。信號(hào)硐和躲避硐的尺寸為：凈寬 米，凈高 米，凈深 米。 盤區(qū) 車場安設(shè)風(fēng)門的規(guī)定 根據(jù)通風(fēng)要求， 盤區(qū) 上部車場可在存車線進(jìn)車側(cè)道岔外安設(shè)風(fēng)門，兩道風(fēng)門的間距按需要確定。中部車場內(nèi)設(shè)有風(fēng)門時(shí)，應(yīng)設(shè)在存車線末段道岔以外的單道上，兩道風(fēng)門間的最小距離應(yīng)符合下列要求：單輛礦車運(yùn)行時(shí)， 和 礦車取 6 米， 礦車取 9米。其他機(jī)械牽引時(shí)，一串車長加 3米。 3． 盤區(qū) 下部車場線路布置 下部車場的計(jì)算：采用對(duì)稱道岔，高道豎曲線半徑 RSG=15000mm,存車線坡度 iG=,上抬角Δ BG=0， S1=1900mm,低道豎曲線半徑 RSD=15000mm， 存車線坡度 iD= 下扎角Δ BD=0上山傾角 B=24 o，采用 915312道岔。 L=a+s1/2179。 cota/2+T=8693mm LcosB=7941 T=Rtga/4=993 Kp=1982 Lb=s1/2sina/2T=4786 LT=a=2020 LTcosB=1827 TG=RSGtg(B∮ G)/2=3102 KPG=6118 LG=RSG(sinBsin∮ G)=5936 hG= RSG(cosBcos∮ G)=1296 TD=RSDtg(B+∮ D)/2=3259 KPD=6418 LD=RSD(sinB+sin∮ D)=6236 H=RSD(cos∮ DcosB)=1296 .終點(diǎn) .錯(cuò)距 Δ H=LZGiG+LZDiD=500 32 L1= (hG+Δ H+ hD)/sinB=1229 L1cosB=1123 L2=L1cosB+LDLG=1423 L2LD=4813 L5=1500 L5cosB =1370 △ =ZKD=177。 =ZKD=hD=1296 =ZKG=Δ H=500 =ZAG=Δ H+hG=1796 =+L5sinB=24 =+LsinB=5942 =+(Δ H L2iG)iD/(iG+iD)=218 盤區(qū) 煤倉形式、容量及支護(hù) 1． 盤區(qū) 選用的是垂直式煤倉，主要優(yōu)缺點(diǎn)是倉體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象，但受條件限制。 按有關(guān)規(guī)定， 盤區(qū) 運(yùn)輸上、下山與運(yùn)輸大巷或者石門之間的煤倉，應(yīng)該根據(jù)位置的相互關(guān)系選擇煤倉的布置形式，運(yùn)輸機(jī)上、下山與運(yùn)輸大巷 或者石門之間有一定高差，宜采用垂直圓形煤倉，輸送機(jī)上、下山與運(yùn)輸大巷均布置在煤層中，應(yīng)采用水平煤倉。所以本 盤區(qū) 選用的是垂直式煤倉，主要優(yōu)缺點(diǎn)是：倉體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象。圓形煤倉的主要特征是：受力性能好，斷面利用率高，施工方便，便于維護(hù)，不易堵倉。 33 圖 41煤倉斷面形狀 2． 煤倉容量 (1)按采煤機(jī)連續(xù)作業(yè)割一刀的容量計(jì)算 Q＝ Qo＋ L179。 m179。 b179。 r179。 Co179。 Kt 式中 : Q―― 盤區(qū) 煤倉容量； Qo――防空倉漏風(fēng)留煤量，一般取 5～ 10t； L――工作面長度， m； m――采高， m； b――進(jìn)刀深度， m； 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； n―― 盤區(qū) 內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目； 故 Q＝ 8+200179。 179。 179。 179。 179。 1＝ 359t (2)按運(yùn)輸大巷列車間隔時(shí)間內(nèi) 盤區(qū) 高峰期產(chǎn)量計(jì)算 Q＝ Qo＋ Qh179。 ti179。 ad 式中： Q h―― 盤區(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 盤區(qū) 裝車站的間隔時(shí)間，一般取高限