【導(dǎo)讀】I. 目錄。一般部分。II

　　

【正文】 頁(yè) 共 124 頁(yè) 立井最復(fù)雜。 （ 1） 平硐開(kāi)拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿(mǎn)足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。 （ 2） 斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿(mǎn)足特大型礦井主提升的需要；斜井 井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng) ， 提升深度有限 ， 輔助提升能力 小 ；通風(fēng)路線(xiàn)長(zhǎng)、阻力大、管線(xiàn)長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 （ 3） 立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿(mǎn)足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜 的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。 由于地表是平原，煤層埋深較大，本礦井只能用立井開(kāi)拓。根據(jù)礦井提升的需要與本礦的地質(zhì)條件，及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，設(shè)立主副井筒各一個(gè)，風(fēng)井一個(gè)，主井用來(lái)提升煤炭，副井用來(lái)運(yùn)送人員、材料、矸石，風(fēng)井用來(lái)通風(fēng)等 。 本礦井瓦斯涌出量小，且礦井采用帶區(qū)式開(kāi)采，井田面積不大，通過(guò)第九章的比較，采用中央并列式。 2） 井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： （ 1） 有利于第一水平 的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少； （ 2） 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； （ 3） 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； （ 4） 井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 本礦井在二 2煤層底板下部 230m 處有一太原組灰?guī)r承壓含水層，壓力大，水量也較大，設(shè)計(jì)時(shí)須使井筒、井底車(chē)場(chǎng)與該承壓水之間有一定厚度的保護(hù)層，本礦井采用單水平開(kāi)采。因此，無(wú)需避開(kāi)太原組承壓含水層的影響，依據(jù)本礦實(shí)際條件，林南倉(cāng)五礦 第 18 頁(yè) 共 124 頁(yè) 主副井筒選址考慮布置在儲(chǔ)量中心和盡量減少工 廣壓煤 。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置 大致位于 井田中央 ， 井田傾向的中上部。 由于本礦井采用中央并列式回風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。 風(fēng)井位置的選擇 為了盡可能的少壓煤和減小通風(fēng)阻力，縮短通風(fēng)路線(xiàn)，因此將風(fēng)井布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。 確定工業(yè)廣場(chǎng)位置 礦井工業(yè)廣場(chǎng)屬于一級(jí)保護(hù)建筑，工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素。 （ 1） 盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局。 （ 2） 處于當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，避免空氣污染。 （ 3） 占地面積盡量小，盡量做到不搬遷村莊。 （ 4） 盡量布置在地勢(shì)比較平坦、地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng) 地的標(biāo)高要高于歷年最高洪水位。 （ 5） 盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量。 綜合以上五條原則，結(jié)合本礦的具體情況，井田中部的地面標(biāo)高為最高并且遠(yuǎn)離村莊，因此把工業(yè)廣場(chǎng)選在井田的中部偏上。 1）布置要求 （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)地應(yīng)具有穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件，避開(kāi)法定保護(hù)的文物古跡，風(fēng)景區(qū)、內(nèi)澇低洼區(qū)和采空區(qū)，不受巖崩、滑坡、泥石流和洪水等災(zāi)害威脅； （ 2） 工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)少占耕地，少壓煤； （ 3）距 水源，電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)短，道路布置合理。 2）工業(yè)場(chǎng)地位置 結(jié)合以上要求，根據(jù)井筒位置，工業(yè)場(chǎng)地的布置： （ 1） 井田走向的中央和傾向 的 中上部 ； （ 2）工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱的短邊與 F4 斷層重合 。 3）工業(yè)場(chǎng)地形 狀 、面積 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 15公頃，形狀為矩形 ，長(zhǎng) 500 m,寬 300 m，為矩形斷面。 開(kāi)采水平和階段高度的確定 本礦井煤層露頭標(biāo)高為 280m，煤層埋藏最深處達(dá) 580m，垂直高度達(dá) 300m，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200～ 350m，根據(jù)本礦井的實(shí)際條件，結(jié)合階段斜長(zhǎng)考慮，決定本礦井首采煤層采用俯斜加仰斜開(kāi)采。 本礦井為 大 型礦 井，井田可采儲(chǔ)量有限，故借鑒現(xiàn)有礦井的經(jīng)驗(yàn)確定開(kāi)采水平華北科技學(xué)院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 124 頁(yè) 的數(shù) 目為 兩 個(gè)。 合理的開(kāi)采水平垂高應(yīng)以合理的階段垂高（斜長(zhǎng)）為前提，并使開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限，有利于礦井水平和采區(qū)的接替，還要有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下因素： （ 1） 階段斜長(zhǎng) 目前，煤炭運(yùn)輸、輔助提升、行人條件和合理的區(qū)段數(shù)目是制約階段斜長(zhǎng)的主要因素，階段斜長(zhǎng)在隨著先進(jìn)設(shè)備的不斷出現(xiàn)有加大的趨勢(shì)，目前 帶區(qū)式準(zhǔn)備上山部分分帶斜長(zhǎng)一般為 10001500m， 有的達(dá)到 20xx6000m；下山部分分帶斜長(zhǎng)為7001200m。 （ 2） 有利于 帶 區(qū) 正常接替 階段斜長(zhǎng)增長(zhǎng)， 帶 區(qū)儲(chǔ)量多， 帶 區(qū)服務(wù)年限長(zhǎng)對(duì) 開(kāi)采 接替有利。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)上有利的水平垂高 開(kāi)采水平垂高過(guò)小，造成嚴(yán)重的采掘失調(diào)，合理的增加水平垂高，可以減少水平數(shù)目，減少基建工程量，目前我國(guó)礦井一般的階段垂高如表 41所示。 根據(jù)本礦實(shí)際情況，煤層傾角較小，平均為 7186。左右，煤田的傾向長(zhǎng)度比較短，因此水平的垂高取 300m。 階段運(yùn)輸大巷位置的選擇 由于 本礦井采用單水平開(kāi)采， 運(yùn)輸大巷 ，輔助運(yùn)輸大巷，回風(fēng)大巷 的使用年限達(dá)數(shù)十年以上，為了便于維護(hù)和使用，應(yīng)不受開(kāi)采個(gè)煤層的采動(dòng)影響。 表 41我國(guó)礦井階 段垂高 井型 緩傾斜煤層 /m 傾斜煤層 /m 急傾斜煤層 /m 大中型礦井 200～ 350 200～ 350 200～ 150 小型礦井 60～ 100 80～ 120 80～ 120 大巷布置在煤層中的優(yōu)點(diǎn)是：容易施工，掘進(jìn)速度快，掘進(jìn)費(fèi)用低，便于機(jī)械化作業(yè)，掘進(jìn)中可以進(jìn)一步探明煤層變化情況和地質(zhì)構(gòu)造。缺點(diǎn)是巷道受采動(dòng)影響，維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高，大巷兩側(cè)要留 30m～ 40m煤柱，煤炭損失較大，采區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不易密封。 大巷布置在巖層中的優(yōu)點(diǎn)是：巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工能按要求保持一定的方向和坡度；少留 煤柱或不留煤柱，減少煤炭損失，便于設(shè)置煤倉(cāng)；在有瓦斯突出和自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井中，采區(qū)封閉好。缺點(diǎn)是巖石工程量大，掘進(jìn)施工困難，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。 綜合以上各方面的因素，大巷布置在 巖層 中 維護(hù) 上占有很大的優(yōu)勢(shì)，因此，本礦井階段運(yùn)輸大巷布置在二 2煤層 底板巖層 中 ,巖層巖性比較穩(wěn)定 。 井田開(kāi)拓方案的確定 林南倉(cāng)五礦 第 20 頁(yè) 共 124 頁(yè) 本井田地形平坦，表土較薄且?guī)r層巖性穩(wěn)定，所以采用立井開(kāi)拓，井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則確定了井筒位于井田走向中部，傾向中偏上部。采用一個(gè)主立井 ,一個(gè)副立井和一個(gè)風(fēng)井。限于本井田的儲(chǔ)量而少壓煤原則采用風(fēng)井布置在工 業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，并且整個(gè)礦井服務(wù)年限中早期采用中央并列式通風(fēng)方式，后期采用中央邊界式通風(fēng)方式。立井井筒采用普通方法施工。根據(jù)井田條件和礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為兩個(gè)水平，階段內(nèi)煤層傾角較小采用帶區(qū)的準(zhǔn)備方式，本礦井為一井一面的高產(chǎn)高效礦井，因此只需在生產(chǎn)采區(qū)布置一個(gè)工作面和一個(gè)備用面，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)任務(wù)。 根據(jù)煤層賦存情況和礦井可采儲(chǔ)量，遵照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井生產(chǎn)能力確定為 150 萬(wàn) t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)按 計(jì)算，因?yàn)楸揪镏萍s備用系數(shù)的因素相對(duì)較少?？梢灾辣镜V井的服務(wù)年限為 52a，本井田的主要 可采煤層為二 2 煤層和三 1煤層，為多煤層開(kāi)采，大巷布置在巖層內(nèi)，其它帶區(qū)巷道均布置在煤層中，最后再加以回收，主要的通風(fēng)方式為中央并列式。綜合本礦井各方面的因素，在保證安全的條件下，提出了三種方案，由于本井田地勢(shì)平坦，煤層埋藏較深且有沖擊層，所以，確定采用立井開(kāi)拓（主井設(shè)箕斗），按煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)上的規(guī)定，井筒原則上布置在井田走向的中央。 根據(jù)井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，本井田至少要?jiǎng)澐譃?2 個(gè)水平，階段內(nèi)采用帶區(qū)式進(jìn)行準(zhǔn)備?？紤]到階段本井田深部?jī)?chǔ)量相對(duì)較小，且涌水量較小，所以可采用上下山開(kāi)采。 考慮到煤層間距較大， 上組二 2煤和下組三 1煤分別布置大巷。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷分別設(shè)于二 2煤層和三 2煤底板下穩(wěn)定堅(jiān)固巖層中。帶區(qū)準(zhǔn)備采用雙巷掘進(jìn)，兩巷道一個(gè)作為本工作面的軌道斜巷，另一條作為下一條帶的運(yùn)輸斜巷。根據(jù)前述各項(xiàng)規(guī)定，本井田在技術(shù)上可行的方案有下列三種，如圖 41所示 : 華北科技學(xué)院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 124 頁(yè) 4 305 30方案 1 立井兩水平上下山＋暗立井延深 430530方案 2 立井兩水平上下山＋暗斜井延深 林南倉(cāng)五礦 第 22 頁(yè) 共 124 頁(yè) 430530640方案 3 立井三水平 上下山 混合＋暗立井 /暗斜井延深 圖 41 技術(shù)上可行的三種開(kāi)拓方案 方案 2 和方案 1 的區(qū)別在于暗斜井暗立井延深還是暗斜井延深至第二 開(kāi)采 水平，方案 3 和方案 1 的區(qū)別在于礦井總體是兩個(gè)水平還是三個(gè)水平進(jìn)行開(kāi)拓。 方案 1 與方案 2 相比較，方案 1 需要暗立井延深，工程量較小，但施工難度較大，需要開(kāi)鑿的井筒長(zhǎng)度為 3100＝ 300m，階段石門(mén) 3250＝ 750m；方案 2 需要開(kāi)鑿暗斜井延伸至第二水平，施工工程量較大而且也具有一定的施工難度，需要開(kāi)鑿的暗斜井長(zhǎng)度為 2275m+1100＝ 650m。兩方案都增加井底車(chē)場(chǎng)工程量，故不作為對(duì)比項(xiàng)。 方案 3 與方案 1 的區(qū)別在于方案 3 布置了三個(gè)開(kāi)采水平，這在技術(shù)上是可行的。由于方案 3 比方案 1 多一個(gè)水平，因此也增加了相應(yīng)的井筒延深量和石門(mén)工程量，方案 3 需要開(kāi)鑿的井筒量 3100＝ 300m，需要開(kāi)鑿的暗斜井井筒量為 2625＝ 1250m并且多了一個(gè)井底車(chē)場(chǎng)。 粗略估計(jì)（如表 43）表明：方案 2 費(fèi)用低于方案 3 的費(fèi)用，且考慮到方案 2 的提升、排水工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，故選用方案 2。余下的方案 1 和方案 2兩個(gè)方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限等也符合要求 。兩者相比，雖然方案 1 的總投資要比方案 2 大一些，但其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用也可能低一點(diǎn)，因此，兩方案需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。 開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較 方案 方案 2 有差別的建井工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，現(xiàn)分別對(duì)方案 1 和方案 2 進(jìn)行計(jì)算以上幾項(xiàng)費(fèi)用，并進(jìn)行匯總比較，詳細(xì)計(jì)算匯總見(jiàn)表 43～ 46。 華北科技學(xué)院采礦工程 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 124 頁(yè) 表 42 各方案粗略估計(jì)費(fèi)用 項(xiàng)目 方案 2 方案 3 基建費(fèi) /萬(wàn)元 立井開(kāi)鑿 暗斜井開(kāi)鑿 井底車(chē)場(chǎng) 34303000104= 11003000104+2275800104= 2800900104= 立井開(kāi)鑿 暗立井 暗斜井開(kāi)鑿 井底車(chē)場(chǎng) 34003000104= 31002050104= 11002050104+26251150104= 3800900104= 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) /萬(wàn)元 立井提升 暗斜井提升 排水（斜、立） 6127= 6127= 15024365（ +） 104 = 暗斜井提升 立井提升 排水（斜、立） 6127= 6127= 15024365（ +） 104 = 小計(jì) 7576 小計(jì) 總計(jì) /萬(wàn)元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 8181 費(fèi)用 /萬(wàn)元 百分率 100% 百分率 ％ 表 43 建井工程量 項(xiàng) 目 方案 1 方案 2 初期 主井井筒（ m） 副井井筒（ m） 風(fēng)井井筒（ m） 井底車(chē)場(chǎng)（ m） 主要石門(mén)（ m） 軌道 +運(yùn)輸大巷 +回風(fēng)大巷（ m） 430+30 430+15 430 800 2500 3980 430+30 630+15 430 800 2500 3980 后期 主井井筒 /暗斜井（ m） 副井井筒 /暗斜井（ m） 風(fēng)井井筒 /暗斜井（ m） 井底車(chē)場(chǎng)（ m） 主要石門(mén)（ m） 軌道 +運(yùn)輸大巷 +回風(fēng)大巷（ m） 100 100 100 800 2500 3980 450 450 100 800 0 3980 林南倉(cāng)五礦 第 24 頁(yè) 共 124 頁(yè) 表 44 基建工程費(fèi)