【導(dǎo)讀】可采煤層，分別為3#下、6#A、17#、34#，總厚度為m，煤層傾角平均11?設(shè)計(jì)服務(wù)年限為60a。劃分兩個(gè)水平開(kāi)采。噸架線式電機(jī)車牽引3噸底卸式礦車運(yùn)輸，采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁采煤法。首采區(qū)為1個(gè)，投產(chǎn)工作面1個(gè)，建井工期43個(gè)月。大巷裝車式下部車場(chǎng)，中。央兩翼式通風(fēng)，綜合機(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200m，每刀進(jìn)度為，每日割15刀。提升，副井采用罐籠提升。由于本人知識(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)各位專家老師不吝指正。

　　

【正文】 砼，表土層為 1000~1150mm 砼，立井?dāng)嗝鏋閳A形，斷面 （ 如圖 3— 8） ： 副井井筒凈直徑為 ，井筒裝備一對(duì)雙層四車加寬多繩罐籠，井筒支護(hù)方式：基巖段 500mm 砼，表土層 1000~1400mm 砼，副井?dāng)嗝鏋閳A形，32 斷面形狀 （ 如圖 3— 9） 圖 3— 8 主井井筒斷面 33 圖 3— 9副 井井筒斷面 井筒延伸的初步意見(jiàn) 東山 井田 煤層底版離奧陶系灰?guī)r很遠(yuǎn)， 延伸不到灰?guī)r上，因此，延伸方案有三個(gè)：雙暗斜井延伸；雙立井延伸；一立一斜延伸。用雙暗斜井延伸時(shí)，運(yùn)人，運(yùn)料，提矸等組織比較復(fù)雜，故提出雙立井延伸；一立一斜延伸兩種方案。 34 方案 Ｉ ： 圖 3— 10 雙立井延伸 方案 Ｉ 需多開(kāi)力井井筒 300 米，并相應(yīng)增加了井筒和石門的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用 。施工條件差，速度慢，開(kāi)拓維護(hù)費(fèi)用高。優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備 較 少。 35 方案 Ⅱ ： 圖 3— 11 一立一斜延伸 方案 Ⅱ 多開(kāi)主暗斜井 200 多米，副立井 150米，并相應(yīng)增加了斜井的提升和排水費(fèi)用，施工速度比方案 Ｉ 要快些，但與暗斜井配套的設(shè)備，人員和材料等的運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載。 考慮到方案 Ｉ 的提升，提水工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，而且在通風(fēng)方面要優(yōu)于方案 Ⅱ ，決定選用雙立井延伸。 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 井底車場(chǎng)是連接 井口和運(yùn)輸大巷 的樞紐，井下的煤通過(guò)井底車場(chǎng)經(jīng)井筒運(yùn)至地面，地面的材料和設(shè)備通過(guò)井筒、井 底車場(chǎng)運(yùn)到各個(gè)工作面。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)及人員上下等，也必須通過(guò)井底車場(chǎng)。而井底車場(chǎng)的形式必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方的不同，井底車場(chǎng)的形式也各異。 井底車場(chǎng)形式的確定，應(yīng)根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小和大巷布置 提升方式及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素確定。本礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： (1)礦井設(shè)計(jì)能力為 ，年工作日 330d，實(shí)行 四六 工作制，每日凈提升為 16h。矸石量占煤產(chǎn)量的 15%；掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的 10％。 (2)礦井采用雙立井、兩個(gè)水平、分組集中運(yùn)輸大巷的開(kāi)拓方式。 (3)矸石量占煤產(chǎn)量的 15%，由副井提升。掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的 10％，由翻車機(jī)翻入井底煤倉(cāng)。 36 (4)主井裝備一對(duì) 16T 箕斗，副井凈直徑 米，裝備一對(duì)雙層四車加寬多繩罐籠。 (5)井下主要運(yùn)輸大巷采用 3t底卸式礦車運(yùn)煤，由 10噸架線式電機(jī)車牽引，每列車由 17輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用 固定式礦車，掘進(jìn)煤列車由 30輛礦車組成。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，確定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為 立式環(huán)型 車場(chǎng)。 主副井距運(yùn)輸大巷較近，工程量小。 井底車場(chǎng)的布置、儲(chǔ)車路線、行車路線布置長(zhǎng) 度 （ 1）井底車場(chǎng)的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車場(chǎng)的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長(zhǎng)度亦相應(yīng)不同。 （ 2）井底車場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； （ 3）井底車場(chǎng)的線路工程量?。? （ 4）為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上； （ 5）盡量減少道岔和交岔點(diǎn)； （ 6）線路布置要有利于通風(fēng)； （ 7）底卸式礦車的井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題。 確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如 果存車線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車場(chǎng)工程量。根據(jù) 美國(guó) 煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度： （ 1） 大 型礦井的主井空、重車線長(zhǎng)度各為 － 列車長(zhǎng)； （ 2）副井空、重車線長(zhǎng)度， 大 型礦井按 － 列車長(zhǎng)； （ 3）材料車線長(zhǎng)度， 大 礦井應(yīng)能容納 15－ 20個(gè)材料車； （ 4）調(diào)車線長(zhǎng)度通常為 列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和； （ 1）主副井空、重車線 計(jì)算公式如 下： L=mn L1+N L2+ L3 式中： L――空重車線長(zhǎng)度， m n――每列車的礦車數(shù)，輛 37 m――列車 系 數(shù)， 主井取 ，副井取 L1―― 一個(gè)列車帶緩沖器的長(zhǎng)度， m L2――每臺(tái)電機(jī)車長(zhǎng)度， m L3 ――列車制動(dòng)距離， 一般取 815m N――電機(jī)車數(shù)量，臺(tái) a、主井： n＝ 17 輛， L1＝ ， N=1 臺(tái)， L2＝ ， L3＝ 10m 則： L＝ 2 17 +1+ 10＝ 118 m b、副井； n＝ 30 輛， L1＝ 2m， N=1 臺(tái)， L2＝ ， L3＝ 10m 則： L＝ 30 2+1+ 10＝ （ 2）材料車線長(zhǎng)度 L＝ n L1 式中： n――容納材料的車數(shù)，取 15 臺(tái) L1――材料車長(zhǎng)度，為 2m L＝ 15 2＝ 30m 井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，井底車場(chǎng)線路布置采用 3t 底卸礦車運(yùn)煤， 10t架線式 電機(jī)車牽引，每列車內(nèi)由 17輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用 車，掘進(jìn)出煤由主井運(yùn)至井外，每列車由 30輛車組成。列車在車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間 s＝ 4 分鐘，日產(chǎn)煤 5500 t,矸石 5500 15％＝ 825t，掘進(jìn)煤 5500 10%＝550t。 3t 底卸式礦車運(yùn)煤量 55009 0%＝ 4950t，每日需 3t 底卸式礦車列數(shù)4950/（ 3 17）＝ 98。煤矸混合車數(shù)：（ 825＋ 550）／（ 30）＝ 31 則列車數(shù)為 98： 31≈ 3： 1 每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有 3列 3t 底卸式礦車和 1 列 式礦車組成，每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間 分鐘 ，進(jìn)車間隔 4分。 車場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算： N＝（ 3 17 330 60 14） /( 4 )＝ 車場(chǎng)通過(guò)能力富裕系數(shù)： K＝ 井底車場(chǎng)通過(guò)能力滿足 規(guī)范 要求。 38 13 2461主井N 12副井3主井重車線4主井空車線5繞道回車線6主要運(yùn)輸巷道α = 4 5 oR = 2 5 0 0 0K p = 1 9 6 3 5511840118408500240015000640030001324010440N 16400 3000ⅠⅡⅢⅣⅢVVIⅠⅡⅢⅣVVI 圖 3— 12 井底車場(chǎng)線路圖 ⅤⅣⅢⅡⅠ總計(jì)區(qū)段時(shí)間min煤列車煤矸混合列車Ⅵ 表 3— 1 井底車場(chǎng)運(yùn)行圖表 39 井底車場(chǎng)主要硐室 主井設(shè)有 3t 底卸式礦車 、井底煤倉(cāng)裝載硐室、清理散煤硐室。 副井與井底車場(chǎng)連接處設(shè)有中央水泵房，中央變電所，水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室。中央水泵房與中央變電 所聯(lián)合布置，使供電距離縮短，水倉(cāng)用人工清理，采用 ，用罐籠提升外運(yùn)。 其它硐室設(shè)有調(diào)車室、醫(yī)療室、機(jī)車維修房、消防材料室、等候室、工具室等。 開(kāi)采順序 開(kāi)采順序是指礦井采掘工作應(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，因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程、規(guī)范規(guī)定、合理的開(kāi)采順序應(yīng)滿足下列要求： 、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)； ，最大限度地開(kāi)采煤炭資源； ， 充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化巷道布置； ，減少井巷工程量和基建投資。 沿井田走向的開(kāi)采順序 本礦井 將煤層劃分為帶區(qū)，每個(gè)帶區(qū)劃分為兩個(gè)條帶開(kāi)采。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，帶區(qū)按井田走向劃分。 沿井田走向由中央向兩邊開(kāi)采 。 沿井田傾向的開(kāi) 采 順序 在同一煤層內(nèi)，沿傾斜煤層的開(kāi)采順序，可分為上行式和下行式開(kāi)采。除近水平煤層外，對(duì)于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，一般只采用下行式開(kāi)采順序。本礦屬于緩傾斜煤層，故沿煤層傾斜方向上采用 仰俯斜 式開(kāi)采順序 ， 采 用后退式開(kāi)采。 40 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 按照開(kāi)采順序，進(jìn)行后退式采煤詳情 （ 見(jiàn)表 3— 2） 帶區(qū) 接續(xù)表： 表 3— 2帶區(qū) 接續(xù)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，可按下式計(jì)算： Ｚ K=(Ｚ m－ Ｚ s－ Pk) c 式中： Ｚ K――開(kāi)拓煤量， Mt Ｚ m――計(jì)算范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ) 量， Mt Ｚ s――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 Pk―― 永久煤柱損失， Mt C―― 采區(qū)回采率，％ 本設(shè)計(jì)礦井的開(kāi)拓煤量計(jì)算： Ｚ K＝ 41 第七章 礦井通風(fēng)與安全 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則 總的原則應(yīng)貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，并有利于加快礦井的建設(shè)速度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》中第 113 條，第 114條，第 115 條，第 116 條，第 117 條的有關(guān)規(guī)定。 選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)主要考慮，礦井的開(kāi)采技術(shù)中的條件和開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)考慮，盡可能地減少井巷工程量和通風(fēng)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)輸及修理費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素，另外，還要根據(jù)上述因素考慮是否需要灌漿，煤層注水和抽放瓦斯等。 礦井的通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)方式（即進(jìn)風(fēng)井和加風(fēng)井的布置方式）通風(fēng)方法（即礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法）以及由若干通風(fēng)巷和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 ①中央并列式 通風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列于井田中央，由主井兼作回風(fēng)井或?qū)ＴO(shè)中央風(fēng)井，這種方式具有初期工程量少，建井期短，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是進(jìn)回風(fēng)井之間漏風(fēng)大，礦井的中后期通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，工業(yè)場(chǎng)地噪音大，這種方式適用于煤層傾角較大，走向長(zhǎng)度小于 4km的低瓦斯礦井 ②中央分列式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井位于井田上部邊界中央，這種方式具有通 風(fēng)阻力小，漏風(fēng)小，安全性好，工業(yè)場(chǎng)地噪音小，且便于從回風(fēng)井鋪設(shè)防塵灑水管路等優(yōu)點(diǎn)，適用于煤層傾角較小，埋深較淺，瓦斯和自燃發(fā)為比較嚴(yán)重的礦井，走向長(zhǎng)度較大的中型礦井，投產(chǎn)初期多用這種通風(fēng)方式。 42 ③ 兩 翼對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井布置在 東 西翼各一個(gè)，分別為井田的一翼服務(wù)，適用于高瓦斯礦井，自然發(fā)火及熱害比較嚴(yán)重或有煤和瓦斯突出的礦井。 ④分區(qū)對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，兩翼各有兩個(gè)或兩個(gè)以上的回風(fēng)井為所在采區(qū)的或附近采區(qū)的生產(chǎn)服務(wù)，這種方式也稱分區(qū)通風(fēng)，它適用于煤層距地表較淺，且高低起伏較大，第一水平無(wú) 法開(kāi)鑿總回風(fēng)巷的情況，也適用于煤和瓦斯有突出危險(xiǎn)的礦井或高瓦斯礦井，此外各分區(qū)有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，這種方式具有建井期短，安全性好，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，但因風(fēng)井多，占地面積大和風(fēng)機(jī)管理分散原則，多適用于分區(qū)分期開(kāi)拓，分期投產(chǎn)的特大礦井。 ⑤混合式 上述幾種方式的組合稱為混合式，如中央分列式與對(duì)角式混合，中央并列式與對(duì)角式混合，以及中央并列式與中央分列式混合，這種方式適用于井田走向長(zhǎng)度大，礦井改擴(kuò)建和開(kāi)拓延伸礦井或多煤層多井筒礦井，或井田面積較大，產(chǎn)量大而且是分區(qū)開(kāi)拓礦井。 主要通風(fēng)機(jī)的工 作方法有抽出式，壓入式及混合式，一般礦井多采用抽出式通風(fēng) ，只有在低瓦斯礦井（地面塌陷區(qū)分布較廣泛且與礦井溝通）或地形復(fù)雜且煤層埋藏較深，開(kāi)采第一水平時(shí)無(wú)法設(shè)置主通風(fēng)機(jī)，總回風(fēng)通無(wú)法聯(lián)通或維護(hù)困難，煤層發(fā)火不嚴(yán)重的中小型礦井，才采用壓入式通風(fēng)。 混合式工作方法由于管理復(fù)雜，很少使用。 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的確定 選擇采區(qū)或帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》第 118 條與第 112 條中的有關(guān)規(guī)定。 采區(qū)通風(fēng)應(yīng)滿足：分區(qū)通風(fēng)，采掘工作應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)內(nèi)所有的巷道，回采工作面，備用工作面，掘進(jìn)工作面和硐室等 都應(yīng)有足夠的風(fēng)量，采區(qū)或帶區(qū)內(nèi)風(fēng)流穩(wěn)定，有利于采區(qū)或帶區(qū)的采空區(qū)瓦斯排放和防止浮煤自燃，通風(fēng)系統(tǒng)具有一定的抗災(zāi)能力和滿足一些特殊的要求的能力（如抽放瓦斯，防火灌漿，煤層注水，區(qū)域反風(fēng)和降溫等）使新鮮風(fēng)流在其流動(dòng)的線路上被加熱與污染程序最小。 條帶采煤工作面通風(fēng)方式同樣分為運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，軌道巷回風(fēng)或軌道巷進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸巷回風(fēng)，對(duì)于運(yùn)輸巷仍然存在有上行風(fēng)和下行風(fēng)的問(wèn)題，對(duì)工作面沒(méi)什么影響，該布置方式具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)路短，轉(zhuǎn)折變化少通風(fēng)建筑物少，漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率高等優(yōu)點(diǎn) 通過(guò)上述通風(fēng)方式的選擇，結(jié)合本礦的情況，最后確定 礦井的通風(fēng)方式為：43 礦井容易時(shí)期即礦井建井初期由于通風(fēng)回路短，投產(chǎn)快投資少，決定采用中央