【導(dǎo)讀】煤層，煤層平均厚度為，煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤。設(shè)計(jì)井田的可采儲。量t，服務(wù)年限為年。本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井開拓方式，劃分兩個(gè)開采水平。采用聯(lián)合布置集中。向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化開采，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。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。礦井的通風(fēng)方式為中央并列抽出式。力學(xué)、排水、運(yùn)輸、提升進(jìn)行了細(xì)致的分析和計(jì)算。將大巷及石門長度縮小到最短,從而減少了。工程量,降低了費(fèi)用。為了使本次設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確合理，文中內(nèi)容采用了大量的。計(jì)算,進(jìn)行了方案比較。誤,請各位指導(dǎo)教師給予指正。這也能使我及時(shí)糾正錯(cuò)誤,為以后的工作打下

　　

【正文】 井開拓 優(yōu)點(diǎn)： ①掘進(jìn)速度快； ②可滿足最大風(fēng) 量的通風(fēng)要求； ③有助于輔助運(yùn)輸。 缺點(diǎn)： ①井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場的布置； ②地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便； ③地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較， 方案二第一水平斜長過長，方案不合理。 初步選定兩種較合理開拓方案： 方案一：雙立井開拓方式 方案三 ：雙立井 加暗斜井 開拓方式 (2)經(jīng)濟(jì)比較 考慮到各煤層間距較小，一般都在 30m 左右，宜采用集中大巷布置。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于 3A＃煤層底板下垂距 35m的厚巖層內(nèi)。上階段運(yùn)輸大巷做下階段回風(fēng)大巷使用。 方 案 1 和方案 3 的區(qū)別僅在于第二水平式用暗斜井還是直接延伸立井。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠。兩方案對比，第一方案多開立井井筒（ 2200），階段石門（ 1050m）和立井井底車場；并相應(yīng)增加了井筒和石門的 運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用。而第 3 方案則多開暗斜井井筒（傾角 16 度， 2 1000m）和暗斜井上、下部車場；并相應(yīng)的增加了斜井的 提升和排水費(fèi)用。粗略的估算，工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案 3 中未計(jì)入暗斜井上、下部車場的石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案 1 在通風(fēng)方面優(yōu)于方案 3，所以決定采用方案 1。 18 表 31 井筒 開拓方案比較表 方案 項(xiàng)目 方案一 方案三 工程量 m 單價(jià) 元 /m 費(fèi)用 萬元 工程量 m 單價(jià) 元 /m 費(fèi)用 萬元 初期 主井井筒 350 3000 105 350 3000 105 副井井筒 350 3000 105 350 3000 105 井底車場 1000 900 105 1000 900 105 運(yùn)輸大巷 1200 800 96 1200 800 96 小計(jì) (萬元 ) 411 411 后期 主井井筒 300 3000 90 800 1050 84 副井井筒 300 3000 90 800 1050 84 井底車場 1000 900 105 1000 900 105 主石門 1400 800 112 1700 800 136 運(yùn)輸大巷 1600 800 128 1600 800 128 小計(jì) (萬元 ) 525 537 共計(jì) 936 948 從上表可看出，方案 1 的運(yùn)輸費(fèi)用低于方案 3。另外，從開采水平來看，方案 1 僅需延伸一次立井，對生產(chǎn)影響少于方案 3（因方案 3 需延伸 2 次）。因此，確定方案 1 為最優(yōu)方案。 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口 位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，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)廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： (1)井下條件 ①井田走向儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡； 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。 (2)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)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； ④工業(yè)場地不占或少占用良田 ； 19 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 圖 34 方案二：井筒位于井田中部 圖 35 方案三：井筒位于井田深部 圖 36 圖 34 方案 1 圖 35 方案 2 圖 36 方案 3 20 經(jīng)過簡單的技術(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； ②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，但對于開采井田深部煤層及井通延伸有利； ③井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也??； ④本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大，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)，一般又淺部向深部開采，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。 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 /儲量 和較長的服務(wù)年限。水平上、下山開采方式是優(yōu)越的，可保證生產(chǎn)合理集中化，穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)省總井巷工程量，經(jīng)濟(jì)效益好。因此使用上下山開采的意義很大。在條件適宜時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用上下山開采。 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)提出如下兩個(gè)水平標(biāo)高劃分方案： 方案一：井田劃分兩個(gè)開采水平；一水平標(biāo)高 250 m，二水平標(biāo)高 為 550 m。一水平實(shí)行上山開采，二水平上下山開采。 21 方案二：井田劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高 250 m，二水平標(biāo)高 550 m，三水平標(biāo)高 800 m。各水平均實(shí)行上山開采。 各方案水平儲量及服務(wù)年限詳見表 32。 表 32 水平儲量及服務(wù)年限表 儲量（萬噸） 服務(wù)年限（年） 方案一 一水平 二水平 40 方案二 一水平 二水平 三水平 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 25 年的基本要求，儲量充足，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，兩 水平標(biāo)高分別為 250 m 和 550 m，一水平垂高為 350 m，二水平垂高為 650 m。一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采。 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、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。 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開采水平的煤炭和輔助運(yùn)輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。 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）．采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系．當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 (1)分煤層大巷適用條件 ① 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長； ② 井田走向長度短，服務(wù)年限不長； ③ 井底車場或平硐在煤層頂板； 22 ④ 煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運(yùn)； ⑤ 產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解； ⑥ 各煤層底板．均有堅(jiān)硬巖層 。 (2)分組集中大巷適用條件 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； (3)集中運(yùn)輸大巷適用條件 ① 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； ② 井田走向長度大，服務(wù)年限長； ③ 下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； ④ 煤質(zhì)牌號相同，要求分采分運(yùn)； ⑤ 自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故； ⑥ 采區(qū)尺寸大，石門長度短 。 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩 種大巷布置方式 圖 3圖 38： 圖 37 方案一 ： 分組集中大巷布置 23 圖 38 方案二 ： 集中大巷布置 兩種技術(shù) 方案 的優(yōu)缺點(diǎn)詳見 表 33 所示 。 表 33 大巷布置方案比較表 特 點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu) 點(diǎn) ，運(yùn)輸條件好 域比較集中，運(yùn)輸條件好 ，開采程序比較靈活，開采強(qiáng)度大 缺 點(diǎn) 1．石門長度較長 2．掘進(jìn)工程量大 ，建井時(shí)間長 反向運(yùn)輸 適應(yīng)條件 ，間距大小不同 ，煤層分組間距大 ，初期工程少，工期大 ，服務(wù)年限長 ，采區(qū)尺寸大，石門長度短 24 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采 煤層 4 層，即2 3B、 3A，其中 四層煤間距 較 小 平均間距 m。 針對上述情況，方案 二 集中大巷布置，將 四層煤分為一組集中布置 ， 經(jīng)濟(jì)上較為合理。方案 一 采區(qū) 大巷長度 很大，工程量增加，費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上不合理。故而采用方案 二 。 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)井田采用一對立井開拓，即主井、副井。 另外還設(shè)有回風(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)備及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。 井 筒 位置及坐標(biāo) (1)地處井田儲量中央 ； 井筒距北部 邊界 公里，南部邊界 公里，西部邊界 公里，東部邊界 公里； (2)有較好的地形條件：井口處標(biāo)高 +67 m，地面坡度不足 2176。，平正土方量??； (3)交通條件好：靠近 哈 同 公路。 確定井筒坐標(biāo)： ①主井井口坐標(biāo)： XA=5192416， YA=44459258； ②副井井口坐標(biāo)： XB=5192396， YB=； 主井井口標(biāo)高為 +67 m，副井井口標(biāo)高為 +68 m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深 517 m，副井井深 517 m，兩井筒中心線間距為 86 m，提升方位角為 25176。，主井井筒直徑 m，副井井筒直徑 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度 450 mm。 水平數(shù)目及高度 本井田采用多水平開拓 ,擬定第一 水平 標(biāo)高為 250 m,實(shí)行上山開采 .第二水平擬定標(biāo)高為 550 m，實(shí)行上山開 采 。第三水平擬訂標(biāo)高 800，實(shí)行暗斜井上山開采 。 大巷數(shù)目及布置 1） 大巷數(shù)目： 一 條 運(yùn)輸大巷、 一 條 回風(fēng)大巷。 25 2） 大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 (1)煤層大巷 當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷 道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點(diǎn)。 下列情況宜布置煤層大巷 ： ① 單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層； ② 煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源 /儲量有限、服務(wù)年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的； ③ 煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡單，費(fèi)用不高的煤層； ④ 煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的； ⑤ 煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或 膨脹，難以維護(hù)的。 (2)巖石大巷 優(yōu)點(diǎn)很多，如維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點(diǎn)主要為巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定。 本設(shè)計(jì)井田對大巷布置提出兩種方案： 方案一：煤層大巷布置 方案二：巖石大巷布置 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； 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。 26 綜上所述，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，由于煤層間距 較 小， 應(yīng)布置巖石集中大巷。 有關(guān) 大巷 及 石門斷面 技術(shù)特征 詳見圖 39， 圖 310所示。 53176。19′ 圖 39 石門斷面圖 表 39 石