【導(dǎo)讀】采煤層，平均總厚度為，煤的工業(yè)片牌號(hào)為1/3焦煤。儲(chǔ)量為，服務(wù)年限為，劃分兩個(gè)水平開(kāi)采。本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井的開(kāi)拓方式，集中大巷及采區(qū)石門(mén)的布置方式。劃分6個(gè)采區(qū)，其中首采區(qū)為2個(gè)，投產(chǎn)工作面2個(gè)。普通機(jī)械化采煤。年工作日為330d，采用“四·六”式工作制，工作面長(zhǎng)為180m，每刀進(jìn)度為，每日割九刀，后退式開(kāi)采。本設(shè)計(jì)主要涉及礦井開(kāi)拓、運(yùn)輸、提升、排水和巷道支護(hù)等。識(shí)有限，缺乏一定的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。因此，本設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，請(qǐng)各位。專(zhuān)家老師不吝指正,我將真誠(chéng)和虛心的接受。

　　

【正文】 礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行 。 合理的開(kāi)采順序應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： 1. 提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化巷道布置； 合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力 ； ； 、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高 產(chǎn) 。 沿 井田 走向的開(kāi)采順序 根據(jù) 本 設(shè)計(jì) 東榮三礦 的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況， 設(shè)計(jì) 井田 兩采區(qū)同時(shí)開(kāi)采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確定生產(chǎn)的連續(xù)性；有利于礦井通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。 29 沿井田 傾向的開(kāi)采順序 開(kāi)采 同一煤層內(nèi)，沿傾斜 方向 ，可分為上行式和下行式開(kāi)采。 本 設(shè)計(jì) 礦 井 屬于緩傾斜煤層，沿煤層傾斜方向上采用下行式開(kāi)采順序。在垂直方向上的開(kāi)采順序是，先采完第一水平，再 采第二水平。 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 根據(jù) 本設(shè)計(jì) 井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該一水平劃分為 六 個(gè)采區(qū)， 詳見(jiàn) 本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)接續(xù)圖表 310。 ( M t )( a )aM t / a萬(wàn) t2礦 井 生 產(chǎn) 能 力 合 計(jì)同 時(shí) 生 產(chǎn) 采 區(qū) 個(gè) 數(shù)203 0102 001 0服 務(wù) 時(shí) 間3 4 6 . 6 31 3 2 6 . 7 67 5 1 . 0 68 0 8 . 9南二( 上)南一( 下)南一( 上)北一( 上)接續(xù)采區(qū)服務(wù)年限生產(chǎn)能力可采儲(chǔ)量采區(qū)名稱(chēng)5413序號(hào)北一( 下) 1 4 2 8 . 9 南二( 下)6 6 1 2 . 3 4 北一( 下)南一( 下)南二( 上)南二( 下)2 2 表 310 采區(qū)接續(xù)圖表 “三量控制”情況 ： 開(kāi)拓煤量是指井田范圍內(nèi)掘進(jìn)的開(kāi)拓巷道所圈定的尚未開(kāi)采的可采煤量，本設(shè)計(jì) 采用集中大巷和采區(qū)石門(mén)開(kāi)拓， 按 規(guī)定，開(kāi)拓煤量可采期一般為 3— 5a。 礦井開(kāi)拓煤量可用下式計(jì)算： ? ? CPZZZ ksmK ???? 式中 KZ —— 開(kāi)拓煤量， Mt； 30 mZ —— 計(jì)算范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量， Mt； sZ —— 地質(zhì)損失，是因?yàn)榈刭|(zhì)及水文地質(zhì)條件不利所造成的損失，包括含水大、煤層厚度小、斷層多等原因不能采出的儲(chǔ)量， Mt； kP —— 永久煤柱損失， Mt； C —— 采區(qū)回采率，％； 所以， KZ = ； 經(jīng)計(jì)算 可采期 為 。 ： 準(zhǔn)備煤量是指只開(kāi)拓煤量范圍內(nèi)已完成開(kāi)采所必須的采區(qū)運(yùn)輸巷道、采區(qū)回風(fēng)巷道，采區(qū)上山，區(qū)段石門(mén)及采區(qū)車(chē)場(chǎng)等掘進(jìn)，掘進(jìn)工程所圈定的可采儲(chǔ)量，也就是礦井已生產(chǎn)和準(zhǔn)備的采區(qū)含有的可采儲(chǔ)量。 按 規(guī)定，準(zhǔn)備煤量可采期一般為 1 年以上。 所圈定的可采煤量，可按公式計(jì)算： 準(zhǔn)備煤量＝（采區(qū)走向長(zhǎng)度 采區(qū)斜長(zhǎng) 煤層平均厚度 煤層 視密度 －地質(zhì)損失－呆滯煤量） 采區(qū)回采率 所以， cZ =； 經(jīng)計(jì)算 可采期 為 。 ： 回采煤量是指準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)已被采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量。也就是已生產(chǎn)和準(zhǔn)備接替的各采煤工作面尚保有的可采儲(chǔ)量。 按 規(guī)定，回采煤量可采期一般為 6個(gè)月以上。 nndn CZZ ??? 式中 nZ —— 回采煤量 ndZ? —— 已為采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量 nC —— 工作面回采率 所以， nZ = ； 經(jīng)計(jì)算 可采期 為 。 經(jīng)過(guò)以上計(jì)算可“三量 ” 及可采期滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，可以移交生產(chǎn)。 31 第 4 章 采區(qū)巷道布置 采區(qū)概況 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱 根據(jù)采區(qū)布置的要求（ ； ； 好的經(jīng)濟(jì)效果 ； ）和 本礦井的開(kāi)拓方式、煤層賦存狀況以及開(kāi)采投產(chǎn)的要求，采區(qū)的位置及邊界見(jiàn)采區(qū)布置圖，采區(qū)煤柱包括采區(qū)范圍內(nèi)的巷道煤柱、采區(qū)邊界煤柱、斷層煤柱和隔水煤柱等，根據(jù)有關(guān)要求和 該采區(qū)的實(shí)際情況， 本設(shè)計(jì)采區(qū)為南一 上 采區(qū) ，位于井田中部， 南北 以斷層為界，西 以 +50 標(biāo)高為界。 南北 走向 長(zhǎng) ， 東西 傾斜長(zhǎng) km，面積為 ,煤 柱留設(shè)如下：大巷兩側(cè)保護(hù)煤柱留 25m，上下山保護(hù)煤柱其間寬 20m，兩側(cè)各留保護(hù)煤柱 30m，采區(qū)邊界煤柱寬度留設(shè) 30m， 斷層為采區(qū)邊界時(shí)設(shè) 30m 保護(hù)煤柱， 區(qū)段保護(hù)煤柱留設(shè) 20m。露頭處留設(shè) 50m。 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況 本設(shè)計(jì) 南一 上 采區(qū)地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單， 地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單 ，巖性以礫巖、灰白色中細(xì)巖及黑色泥巖為主，在底部有 12 層是凝灰?guī)r，夾 有植物化石，其巖相以湖泊相為主。 采區(qū)內(nèi)煤層發(fā)育較好，平均厚度為 ， 視密度 為 ，采區(qū)內(nèi)煤的灰份一般在 20%左右，屬于低灰份煤，煤質(zhì)以氣煤為主。 采區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 結(jié)合有關(guān)要求、技術(shù)條件和采區(qū)煤層賦存情況，確定同采工作面為 1個(gè)普采工作面，采區(qū)生產(chǎn)能力為 ， 各采區(qū)的服務(wù)年限詳見(jiàn)采區(qū)接續(xù)表。 本設(shè)計(jì)為普采工作面，日進(jìn)尺數(shù)為 。 即： V = 330=1782m 所以 工作面的年推進(jìn)度為 1782m。 32 本采區(qū)生產(chǎn)能力可由下式計(jì)算 ： CrMVLA ????? 式中 A — 采區(qū)生產(chǎn)能力 L — 采煤工作面長(zhǎng)度， m； V — 工作面推進(jìn)度， m/a； M — 煤層厚度或采高， m； r — 煤的 視密度 ， t/m3； C — 采煤工作面采出率，中厚煤層取 95%； 則 A =180 1782 =煤層全區(qū)可采根據(jù)幾何法求得工業(yè)儲(chǔ)量為 可采儲(chǔ)量為 ， 則本采區(qū)服務(wù)年限為 T=Z/A，經(jīng)計(jì)算得服務(wù)年限為 。 采區(qū)巷道布置 區(qū)段劃分 由于本采區(qū)采走向長(zhǎng)壁采煤法，劃分則以工作面長(zhǎng)度為標(biāo)志。本設(shè)計(jì)采用分區(qū)式通風(fēng)，運(yùn)輸大巷設(shè)在 250m標(biāo)高處，本礦井煤層厚度 左右， 五 層分組 開(kāi)采。 工作面長(zhǎng)度的確 定 該采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 ， 1個(gè)工作面，即工作面日產(chǎn)量為 2197t/d。 確定工作面長(zhǎng)度的公式如下： CLnmrLQ ?????? 式中 Q — 工作面日產(chǎn)量， t； L — 工作面斜長(zhǎng)， m； r — 煤的視密度， t/m3； m — 采高， m； n — 晝夜循環(huán)數(shù)； C — 采區(qū)回采率（本帶區(qū)取 ） 即： Q =180 9 =2197t 所以年生產(chǎn)能力為 2197 330= 根據(jù)普采工作面經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)度和有關(guān)規(guī)定， L 大約為 180m。采用走向長(zhǎng)壁采煤， 由此可知， 設(shè)計(jì) 工作面長(zhǎng)度為 180m，截深為 ，年生產(chǎn)時(shí)間為 330d， 33 即可達(dá)產(chǎn)。 采區(qū)上山布置 根據(jù) 本設(shè)計(jì) 礦井的 實(shí)際情況 ，擬布置三條上山，分別為軌道上山，運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，為 了實(shí)現(xiàn)兩翼開(kāi)采結(jié)合生產(chǎn)均衡的要求，三條上山大致位于采區(qū)走向中央 。間距大致為 30m， 其中設(shè) 兩 條煤層上山， 一條 巖石上山 大致平行于煤層，其中三條上山傾角大約為 13176?！?15176。 。 具體布置祥見(jiàn)采區(qū)平面圖和采區(qū)剖面圖。 設(shè)計(jì) 采區(qū)上山的位置，有布置在煤層中或底板巖石中的問(wèn)題以及相對(duì)于煤層群的上部、中部或下部的問(wèn)題。 根據(jù)本設(shè)計(jì)采區(qū)煤層及頂?shù)装鍘r性等實(shí)際情況，結(jié)合上述煤層上山和巖石上山的情況，本設(shè)計(jì)采區(qū)就上山布置方式提出如下三種方案： 三條 上山布置的方案比較示意圖如 圖 41： （ 1） 三條上山布置在 4煤層 中 （ 2） 三條上山布置在 4底板巖石中 （ 3） 兩巖一煤上山 34 圖 41 三條上山布置的方案比較示意圖 下面對(duì)于這三種采區(qū)上山布置方案進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià) : (1)三條煤層上山布置方案 ： 該方案將軌道、運(yùn)輸、通風(fēng)上山布置在 4煤層中，由于受采動(dòng)影 響，維護(hù)這三條上山較為困難；且留設(shè)大量保護(hù)煤柱。故該采區(qū)布置三條煤層上山的方案在技術(shù)上不合理。 (2)兩巖一煤上山布置方案 ： 該方案將運(yùn)輸上山和軌道上山布置在煤層底板巖石中，將回風(fēng)上山布置在煤層中，該方案在技術(shù)上適合本采區(qū)。 (3)三條巖石上山布置方案 ： 該方案將 三條 上山布置煤層底板巖石中，該方案在技術(shù)上可行。 根據(jù)本設(shè)計(jì)采區(qū)實(shí)際情況，兩巖一煤、三條巖石上山布置方案在技術(shù)上均合理，還應(yīng)該進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，詳見(jiàn)表 41上山布置方案經(jīng)濟(jì)比較。 表 41 上山布置方案經(jīng)濟(jì)比較表 項(xiàng) 目 軌道上山 運(yùn)輸上山 回風(fēng)上山 費(fèi)用總計(jì)（萬(wàn) 元） 二 一 煤 上 山 傾角 14176。 14176。 14176。 長(zhǎng)度 1040 980 1040 支護(hù)方式 錨桿 錨桿 錨桿 組合 基價(jià) 單價(jià) 合計(jì) 223 輔助費(fèi) 單價(jià) 合計(jì) 三 條 巖 石 傾角 14176。 14176。 14176。 長(zhǎng)度 1040 980 1040 支護(hù)方式 錨桿 錨桿 錨桿 組合 單價(jià) 35 上 山 基價(jià) 合計(jì) 輔助費(fèi) 單價(jià) 合計(jì) 參見(jiàn)經(jīng)濟(jì)比較表 41，通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，得出 兩巖一煤 上山布置方案在經(jīng)濟(jì)上合理，故本設(shè)計(jì)采區(qū)選用 軌道，運(yùn)輸 上山布置在 4煤層中 ，回風(fēng)上山布置在底板巖石中 。軌道上山與通風(fēng)上山傾角都為 14176。，在煤層底板 起坡。軌道上山內(nèi)用串車(chē)提升，運(yùn)輸上山內(nèi)鋪設(shè)普通膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，回 風(fēng)上山 經(jīng)回風(fēng)石門(mén) 通達(dá)回風(fēng)大巷 。 采區(qū)車(chē)場(chǎng)布置 采區(qū)車(chē)場(chǎng) 是指 采區(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，采區(qū)車(chē)場(chǎng)的主要作用是在采區(qū)內(nèi)運(yùn)輸方式改變或過(guò)度的地方完成轉(zhuǎn)載工作。 上、下部車(chē)場(chǎng)的選擇：均采用平車(chē)場(chǎng)。優(yōu)點(diǎn)，摘掛鉤操作方便安全；缺點(diǎn)，車(chē)輛需反向運(yùn)行，調(diào)車(chē)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)輸能力小。 采區(qū)車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)依據(jù)與要求 必須按照 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 和 采區(qū)車(chē)場(chǎng)安設(shè)風(fēng)門(mén)的規(guī)定 。 裝車(chē)站路線設(shè)計(jì) ： （ 1）本設(shè)計(jì)采用的是采區(qū)石門(mén)裝車(chē)，裝車(chē)路線采用盡頭式裝車(chē)布置，其布置圖如 圖 42。 36 LL2L3L5L1L5nC2L4m圖 42 盡頭式裝車(chē)布置 圖 本設(shè)計(jì)裝車(chē)路線的總長(zhǎng)度： 5321 2 LLLLL ???? 式中 1L — 一 空車(chē)存車(chē)線長(zhǎng)度 , m； n— 一列車(chē)礦車(chē)個(gè)數(shù)； eL — 一 機(jī)車(chē)長(zhǎng) , m； 2L — 一 重車(chē)線存車(chē)線長(zhǎng)度 , m； 5L — 一 單開(kāi)道岔長(zhǎng) 度 , m； 3L — 一 煤倉(cāng)溜煤閘門(mén)主液線道岔長(zhǎng)度， =Le+； 單開(kāi)道岔： ZDK622/4/12， α =14002`10``， a=3462mm。 b=3588mm。 L=7050mm. 因?yàn)椋? 1L =4500+20 （ 3650+300～ 500） =83500～ 87500mm； 2L =20 3650=73000mm； 3L =4500+ 3650=6325mm； 所以： 5321 2 LLLLL ???? =162735mm； （ 2）采區(qū)輔助提升下部車(chē)場(chǎng) ： 采區(qū)輔助提升下部車(chē)場(chǎng)是向采區(qū)回采工作面，掘進(jìn)工作面出煤，運(yùn)料， 37 通風(fēng)等運(yùn)輸站，是采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)的組成部分。其布置方式如 圖 43： LnLcLgL L5 C2RakC3Lf235411. 石門(mén) 2. 軌 道上山 倉(cāng) 4. 運(yùn) 輸上山 5. 輔 助提升車(chē)場(chǎng) 圖 43 采區(qū)輔助提升下部車(chē)場(chǎng) 當(dāng)軌道上山距 石門(mén)較近時(shí)： Lg=L+C2+L5 式中： L 為車(chē)場(chǎng)存車(chē)線長(zhǎng)度， （ 3）采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)繞道布置 頂板繞道如圖 44 14176。繞道采區(qū)石門(mén)上山 圖 44 頂板繞道 （ 4） 豎曲線計(jì)算：豎曲線計(jì)算圖 如圖 45 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，豎曲線半徑定為： RG=20200(高道，重車(chē)線 ) RD=12020(低道，空車(chē)線 ) θ 上山坡度角 θ =14176。 β 上山起坡角 β =14176。 車(chē)場(chǎng)雙軌中心距 1800 38 豎曲線選用 ZDX63041214 α=14 ?02?10? a=3660mm b=3640mm L=1292