【導(dǎo)讀】可采煤層，分別為22#、33#、35#、38#，煤層總厚度為21米。每個采區(qū)為單翼開采，兩個工作面達(dá)產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)時采區(qū)個數(shù)為兩個。分層布置，22#，33#，35#,38#層單獨(dú)開采，。大巷運(yùn)輸采用14噸架線式電機(jī)車。綜合機(jī)械化采煤工藝。頂板處理方法為全部跨落法。

　　

【正文】 水平標(biāo)高 300， 600 100， 300， 600 200， 600 方案分析 煤炭損失量大，巷道布置時需要多次過斷層 布置費(fèi)工，技術(shù)難度大，階段垂高短 比較合理 。 比較結(jié)果 選擇方案 三 比較合理 綜合以上：本設(shè)計(jì)礦井為 2 個水平，一水平標(biāo)高為 200，二水平標(biāo)高為600。 礦井開拓方式為雙立井為主 進(jìn)行 開拓。 總儲量為 Zc=，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ； 服務(wù)年限為 T=Z/AK=(300 )=67a。 圖 31 水平劃分示意圖 開拓巷道的布置 1. 開拓巷道布置方式的選擇 （ 1） 22 ①開采煤層群時，根據(jù)煤層數(shù)目、煤層間距，可以采用分層運(yùn)輸大巷主要石門的布 置方式；集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式或分組集中運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式。根據(jù)某些礦區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，煤層間距小于 50米時，一般可采用集中運(yùn)輸大巷的布置方式，要用分組集中運(yùn)輸大巷布置方式時，分組間距一般應(yīng)大于 70m ②有些煤層的層間距離較大，但煤層受斷層切割，或者賦存狀態(tài)不穩(wěn)定，只有局部地段可采，是且儲量較小，不宜單獨(dú)布置運(yùn)輸大巷，可根據(jù)具體情況與其它鄰近煤層劃為一組布置大巷。對瓦斯量很大或有突然涌水危險的煤 ③主要運(yùn)輸大巷一般 應(yīng)布置在煤組底板巖石中，但在下列情況下，也可考慮布置在煤層中； (a)距其它煤層很遠(yuǎn)，儲量有限的單個薄及中厚煤層； (b)煤組或煤系底部有距離很近的強(qiáng)含水層和富水溶洞，特別是較大的承壓水時應(yīng)慎重； (c)井田走向長度短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長，而煤層厚度不大，大巷維護(hù)不困難時； (d)煤組或煤系底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，無自然發(fā)火危 ④巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅(jiān)硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，如砂巖、石灰?guī)r和砂質(zhì)頁巖等。避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖層中布置。運(yùn)輸大巷應(yīng) 距煤層有一定距離，以避開支承壓力的不利影響，這個距離一般與煤層 10～30m，對急斜煤層，為避免底板移動影響，一般應(yīng)布置在底板移動范圍以外 10～20m ⑤在個別情況下，煤層底部巖層水文條件復(fù)雜，煤組內(nèi)煤巖均較松軟，維護(hù)困難，也可將運(yùn)輸大巷布置在煤層頂板巖層中，此時，必須根據(jù)開采后 （ ） 當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)要求設(shè)置總回風(fēng)巷時，其布置原則同運(yùn)輸大巷基本相同。當(dāng)井田上部邊界標(biāo)高不一致時，總回風(fēng)巷可按不同標(biāo)高分段設(shè)置，但分段不宜過多。當(dāng)井 田上部沖積層厚、含水豐富，留有防水煤柱時，總回風(fēng)巷可以 煤層群分組：為了合理開發(fā)煤炭，多煤層開采時，應(yīng)首先考慮煤層群分組。 ①將層間距近的煤層劃分為一組，但要注意各煤層的傾角、厚度、頂?shù)装?23 ②對不同煤種和煤質(zhì)，根據(jù)國家需要和用戶要求，可考慮分別劃組，以便分采分運(yùn)，保證煤質(zhì)； ③對有突然涌水危險的煤層或?qū)娱g距離大的單個煤層，可以考慮單獨(dú)布置； ④對瓦斯涌出量很大，有煤及瓦斯突出危險的煤層，應(yīng)劃分為一組聯(lián)合布置巷 道，以便采取開采解放層的措施。 2. 階段或水平是溝通采區(qū)與井底車場的交通運(yùn)輸干線，并進(jìn)行通風(fēng)、排水及布設(shè)管線。當(dāng)上一階段采完后，又可作為下一階段或水平的總回風(fēng)道，其工作年限較長。如果采用單一水平開拓，其工作年限與礦井服務(wù)年限相同。見開拓方案比較表和開拓方案剖面示意圖。 方 案 一方 案 二方 案 三 圖 32 開拓方案剖面示意圖 24 表 34 開拓方案比較表 方案 方案一 方案二 方案三 開拓巷道布置 33于 35中間 布置巖石集中運(yùn)輸巷 在 22下與 38層下分別布置巖石集中運(yùn)輸巷 在 38下的巖石中布置一條巖石集中運(yùn)輸巷道 方案分析 33于 35層間距50m，掘石門進(jìn)入煤層，工程 大 ，且 下部煤運(yùn)輸比較困難 。 本方案屬于分組集中開采，22單獨(dú)開采， 3 338集中開采，工程量較方案一大， 布置起來困難工程量大 。 比較合理 分析結(jié)果 本設(shè)計(jì)礦井采用方案 一 的開拓方案，在 33與 35層下布置巖石集中運(yùn)輸巷 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 本 礦井采用雙立井為主的開拓方式，一主井一副井 。 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. 地面條件 （ 1） 工業(yè)場地占地面積 （ 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 2. 井下條件 （ 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 25 根據(jù)本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見開拓示意圖。 兩立井位于井田中央，坐標(biāo)分別為：主井：（ 5024158， 61686）；副井：（ 5024100，61717）； 水平數(shù)目及標(biāo)高 本設(shè)計(jì)礦井為 2個水平，一水平標(biāo)高為 200，二水平標(biāo)高為 600。 石門 大巷數(shù)目及布置 本設(shè)計(jì)礦井中，大巷和石門服務(wù)年限較長，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，降低造價并有利于加快施工速度。該設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖。 井底車場的形式選擇 井底車場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)輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐 。 井底車場是井田開拓的重要內(nèi)容之一。它與井型、大巷位置、井筒及位置等有密切關(guān)系。 1 2 3 4 5 對于開采緩斜和傾斜煤層的立井和穿巖斜井，當(dāng)井筒距運(yùn)輸大巷較 近(如 40～ 60m)可采用臥式環(huán)行車場或梭式車場；井筒距大巷較遠(yuǎn)時 (如大于120m)可采用立式環(huán)形車場或盡頭式車場；井筒距大巷適中，井筒出車方向與大巷斜交，且距離不太遠(yuǎn)時，可選用斜式環(huán)行車場；開采急斜煤層，可采用 對多水平開拓的礦井，主、副井的相對位置、提升方位角、井下出車方向 26 井底車場的形式應(yīng)與礦井井型相適應(yīng)。大、中型礦井可采用環(huán)行式或折返式車場。年產(chǎn) 以上的礦井可采用增設(shè)主井復(fù)線的環(huán)行式車場。大巷用底卸式礦車運(yùn)煤時 ，一般應(yīng)采用折返式車場。大巷用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸時，可采用環(huán)行或折返式車場，小 型礦井，按距井筒的遠(yuǎn)近，可采用刀式環(huán)行車場、盡頭式或梭式車場。 選擇井底車場的形式還應(yīng)考慮地面出車方向的限制，為此有時要求采用斜式環(huán)行車場；如果井下需風(fēng)量較大，要求增加巷道斷面，可采用立式環(huán)行車場或大斷面的折返式車場。 由于井筒形式，提升方式，大巷運(yùn)輸方式及大巷距井筒的水平距離等不多方面考慮 ， 和 礦車在井底車場內(nèi)運(yùn)行特 點(diǎn)，本設(shè)計(jì) 用折返式車場。 煤層群的聯(lián)系 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。即區(qū)段、軌道集中巷與各煤層群回風(fēng)平巷以石門聯(lián)系。區(qū)段運(yùn)輸集中巷通過溜煤眼和石門與各煤層超前運(yùn)輸巷聯(lián)系。這種施工方式施工方便，可以利用區(qū)段石門布置采區(qū)中部車場，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，人員行走不便，但是當(dāng)煤層傾角較小時，石門很長，掘進(jìn)工程量大。石門不容易維護(hù)，且石門輔助輸送機(jī)運(yùn)煤，公用設(shè)備較多，所以它一般用于設(shè)備傾角大于 15186?！?20186。 的煤層。 本設(shè)計(jì)礦井井田范圍內(nèi)共有四層可采煤層，即 22， 33， 35， 38煤層，參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖。 22， 33， 35， 38各煤層間距 基本差不多 ， 并且距離適 中，所以這些 層單獨(dú)開采。 27 1520202045404740R22701300200 100300 400 80018001800320900 900550500 圖 33 大巷 和 石門斷面圖 表 35 立井井底車場的基本類型 類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適用條件 環(huán)形式 立式 、副井距主要運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠長度的布置存車線 60Mt/a，增加回車線可提高到 90120 Mt/a 斜式 6090Mt/a 的礦井 車受限制時使用 梭式 、副井距主要運(yùn)輸大巷較近 適用于 6090Mt/a 的礦井 折返式 梭式 利用主要運(yùn)輸大巷作主、副井空、重車線、調(diào)車線、回車線 利用于大型底縱卸式、底側(cè)卸式礦車，可用于大型礦井 盡頭式 利用石門作主井空、重車線 利用于大型底縱卸式、底側(cè)卸式礦車，可用于大型礦井 28 采區(qū)劃分 采區(qū)劃分一般應(yīng)考慮沿走向有無大的地質(zhì)構(gòu)造變化，如斷層、無煤帶、傾角變化較大等，若有可利用這些地質(zhì)變化帶作為采區(qū)邊界。在無地質(zhì)條件限制時，采區(qū)劃分應(yīng)綜合考慮 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，確定最優(yōu)方案。在課程設(shè)計(jì)中，采區(qū)走向長度可參照下列數(shù)值確定：綜采工作面單翼布置時，走向長度一般不小于 1000m，雙翼布置時一般不小于 2020m；高檔普采的雙翼采區(qū)，其走向長度一般為 1000～ 1500m；炮采工作面，雙翼采區(qū)走向長度一般為 800～1000m。對于頂?shù)装逅绍浵锏离y以維護(hù)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或自然發(fā)火期短的煤層，以及裝備水平低的小型礦井，采區(qū)走向長度適當(dāng)縮短。具體劃分時，應(yīng)該使礦井初期開采的采區(qū)，盡量布置在井筒附近，應(yīng)優(yōu)先考慮布置中央采區(qū)的可能性。采用膠帶輸送機(jī)斜井開拓時，初期中央采區(qū) 上山可利用主、副斜井，以減少井巷工程量；采區(qū)一般宜雙翼布置。當(dāng)受地質(zhì)構(gòu)造限制，或在安全上有特殊要求時，也可布置單翼采區(qū)。 采區(qū)內(nèi)要有合理的區(qū)段數(shù)目，以保證采區(qū)正常生產(chǎn)和工作面接替。在我國目前技術(shù)條件下，緩斜煤層可按 3～ 5 個選取，傾斜和急斜煤層不少于 2～ 3個。 煤層傾角小于 12176。，采用傾斜長壁時，條帶斜長上山部分一般為 1000～1500m，下山部分一般為 700～ 1000m。也可參考實(shí)習(xí)礦井實(shí)際采用的尺寸。 煤層傾角在 8176?！?10176。以下的近水平煤層，宜采用盤區(qū)開采。如果煤層層數(shù)不多，間距較近，可以用一個開 采水平開采所有煤層，盤區(qū)上山的長度一般不超過 1500m，盤區(qū)下山的長度不宜超過 1000m。如果煤層數(shù)目多，上下煤層間距又較大，此時開采水平的位置決定著盤區(qū)的傾斜尺寸。 結(jié)合上述采區(qū)劃分原則，本設(shè)計(jì)礦井第一水平劃分為 12個采區(qū)。見采區(qū)劃分示意圖（圖 34）。 井硐布置和施工 井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 參見綜合柱狀圖和井筒開拓剖面圖。本設(shè)計(jì)礦井井筒穿過的巖層性質(zhì)如下： 29 中一采區(qū)西一采區(qū)東一采區(qū)中二采區(qū)西二采區(qū)東二采區(qū)中三采區(qū)西三采區(qū)東三采區(qū)中四采區(qū)西四采區(qū)東四采區(qū)圖 34 采區(qū)劃分示意圖 基巖段：細(xì)砂巖 砂礫 巖 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《規(guī)程》規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 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。井硐支護(hù)見表 35。 30 井筒布置及裝備 井筒平面設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求 （ 1）提升容器的種類、數(shù)量、度火的外形尺寸； （ 2）井筒裝備的類型和規(guī)格； （ 3）桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置； （ 4）提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； （ 5）井 筒通過的風(fēng)量； （ 1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； （ 2） 作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過 300 米時，易每隔 200 米左右設(shè)置一個休息點(diǎn)； 表 35 立井井筒支護(hù)類型 類型名稱 采用材料 適用情況 優(yōu)缺點(diǎn) 砌筑式 砂漿、料石、混凝土、預(yù)制塊 取材方便的普通法造井，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) 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 式 整體灌注 混凝土 井筒各種施工方法包括基巖井壁注應(yīng)用 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 混凝土、（錨桿、金屬脹 ） 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 掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高 噴射過程中，回強(qiáng)率高，粉末多 整體預(yù)制式 預(yù)制裝配式 大型配筋砌塊丘賓筒機(jī)地面整體、澆注，預(yù)制鋼筋混凝土井筒 使用鉆井法，沉井法施工時，需地面預(yù)制的井筒 。在地壓大的滌井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等住戶結(jié)