【正文】 井田勘探類型 精查地質(zhì)報(bào)告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件。 井田勘探類型 為中等。 儲(chǔ)量等級(jí) 本礦井設(shè)計(jì)中只對(duì)二 2煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)， 煤層傾角平均 α = 176。 ， 二2 煤層平均容重 3。 邊界煤層露頭線為 460m， 1000m 以下的煤炭?jī)?chǔ)量目前尚未探明，作為礦井的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 由 AutoCAD 軟件測(cè)得井田面積為 。 在 1： 10000 的開拓圖上每 1mm2表示 100m2。 煤容重 為 t/m3，煤層傾角平均 176。，煤厚平均為 。 井田范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲(chǔ)量由煤層面積、厚度及容重相乘所得，其計(jì)算公式一般為： Q=100SMγ/cosα (21) 式中： Q—— 為井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t； S—— 井田面積， km2； M—— 煤層平均厚度 ， ； γ —— 煤的容重， t/m3， α—— 煤層平均傾角， 176。； 則： Zc=100179。（ 179。 100179。 106）179。 179。 176。 = 萬(wàn) t。 工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即 A＋ B＋ C 級(jí)儲(chǔ)量。 根據(jù)地質(zhì)勘探資料顯示，其中高級(jí)儲(chǔ)量為： 萬(wàn) t，約占工業(yè)儲(chǔ)量的 %，符合 高級(jí)儲(chǔ)量比例 要求。 礦井可采儲(chǔ)量 計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損 失 1） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱； 2） 井田邊界煤柱損失； 3） 采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； 4） 建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； 5） 其它各種損失。 礦井永久保護(hù)煤柱損失量 1）邊界煤柱可按下列公式計(jì)算 Z＝ L179。 b179。 M179。 r (22) 式中： Z——邊界煤柱損失量， t； L——邊界長(zhǎng)度， m； b——邊界寬度，斷層邊界 50 m，人為邊界 20 m。 則井田的斷層邊界煤柱為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 西邊界 斷層： 600050= 萬(wàn) t； 南邊界斷層： 825050= 萬(wàn) t； 井田的人為邊界煤柱為： (8089+5294) 20= 萬(wàn) t。 2） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 ，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo) 應(yīng)在 （ ~）公頃 /10 萬(wàn)噸之間小井取大值，故取 。 占地面積 為 24179。 ＝ 179。 104m2。故設(shè)計(jì) 工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為 400179。 500m2的長(zhǎng)方形， 面積為： 20179。 104m2， 尺寸為 400179。 500m2的長(zhǎng)方形。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的 平均傾角為 176。，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處 在井田走向中央，傾向中央偏于煤層中上部 ，其坐標(biāo)為：該處表土層厚度為 200m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按大型礦井Ⅱ級(jí)保護(hù)，留圍護(hù)帶寬度為 15m。 本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表 21。 表 21 礦井地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心深度 煤 層 傾 角α 煤層 厚度 沖積層厚度 沖積層移動(dòng)角Φ 走向移動(dòng)角 δ 下山移動(dòng)角 γ 上山移動(dòng)角 β m 176。 m m 176。 176。 176。 176。 710 10 200 40 70 70 由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖 21 所示的工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱的尺寸，并由圖得出保護(hù)煤柱的尺寸為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 40176。 70176。 176。I IIIIImm1m2nn1n 2rr1r2r3ll1l2l3I Iabcda1b1c1d1a2b2c2d2 40176。 40176。 40176。 70176。 70176。Ⅱ Ⅱ S=梯形面積 =1/2179。 (上寬179。下寬 ) 179。高 =1/2179。 (＋ ) 179。 =179。 104m2 則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為： Q1＝ S179。 M179。 r/cosα (23) ＝ 179。 179。 176。 ＝ 萬(wàn) t 3）斷層煤柱 按斷層落差大小兩側(cè)各留一定水平寬度的安全煤柱。具體留設(shè)方法見表22。 表 22 斷層保護(hù)煤柱留設(shè)方法 斷層落差 H 留設(shè)尺寸 H≥ 50m 50m 30m≤ H≤ 50m 30m H＜ 30m 不留設(shè)煤柱 則井田邊界斷層煤柱： 由于 F F4斷層落差較大，長(zhǎng)度 分別 為 4012m、 3415m、 1100m、 550m，斷層兩邊各留煤柱 50 米 、 25 米； F F6 斷層兩側(cè)各留煤柱 20 米， 則斷層保護(hù)煤柱損失 為 ： Q3 ＝ 4012250＋ 3415225圖 21 工業(yè) 廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) ＋（ 580＋ 894） 220＝ 萬(wàn) t 4）防水煤柱的留設(shè) 由于基巖上面普遍發(fā)育著一層隔水性能良好的灰色及深灰色粘土、砂質(zhì)粘土，厚約 30m左右，隔水性能良好。而煤層露頭的頂板巖性一般為砂質(zhì)泥巖、泥巖或被風(fēng)化了的砂質(zhì)泥巖、泥巖，是礦井淺部開采的主要突水水源，因此，必須留設(shè)合適的防水煤柱防止礦井突水。 導(dǎo)水?dāng)嗔褞У母叨纫话銥椋? H=100∑m/（ ∑m＋ ） 177。 (24) m—— 各開采煤層的厚度， m； 對(duì)于本礦則： H=100（ ＋ ） 177。=177。 結(jié)合礦井實(shí)際條件，留設(shè)防水煤柱的寬度為 30m，即傾斜長(zhǎng)度為 30m。 則上邊界留設(shè)防隔水煤柱量 =179。 30179。 179。 = 萬(wàn) t。 井田 保護(hù)煤柱損失量見表 23。 表 23 保護(hù)煤柱損失量 煤 柱 類 型 儲(chǔ) 量（萬(wàn) t） 井田邊界保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 斷層及防水 保護(hù)煤 柱 合 計(jì) 礦井可采儲(chǔ)量 井田的可采儲(chǔ)量 Z 按下式計(jì)算： Z=(Q－ P) C (25) 式中： Q—— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量， P—— 各種永久煤柱的儲(chǔ)量之和， P=＋ ＋ － = 萬(wàn) t C—— 采區(qū)回采率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 。薄煤層不低于 ； 設(shè)計(jì)開采的二 2煤層屬中厚煤層，采區(qū)回采率 取為 。 則 計(jì)算可采儲(chǔ)量為： Z=(Q－ P) C=（ － ） = 萬(wàn) t 由此可得本礦井的可采儲(chǔ)量為 179。 108t。 在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約為 50%為回采率過底和受未知地質(zhì)破壞影響所損失的儲(chǔ)量。井田實(shí)際采出儲(chǔ)量用下式計(jì)算： Z 實(shí)際 =Z－ Z（ K－ 1） 50%/K (26) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 式中： Z 實(shí)際 —— 井田實(shí)際采出煤量，萬(wàn) t； Zk—— 礦井的可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t； K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 ； 由 23 式，得： Z 實(shí)際 =－ （ － 1） 50%/ = 萬(wàn) t 即本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際采出煤量為 萬(wàn) t。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量及各水平儲(chǔ)量見表 24。 表 24 礦井儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表 煤層 名稱 水平 序號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 /萬(wàn) t 永久煤柱損失 可采儲(chǔ)量/萬(wàn) t 工廣和村 莊 /萬(wàn) t 防水 / 萬(wàn) t 斷層 /萬(wàn) t 邊界煤柱 /萬(wàn) t 合計(jì) / 萬(wàn) t 二 2 一 二 0 0 小計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說(shuō)明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330d 計(jì)算?！?三八 制 ” 作業(yè)（兩班生產(chǎn)、一 班準(zhǔn)備檢修）每天兩班出煤，凈提升時(shí)間為16h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定： 1） 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2） 開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者， 應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模 ， 否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3） 國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)； 4） 投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本井田儲(chǔ)量豐富，設(shè)計(jì)開采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比較穩(wěn)定，屬中厚煤層 ()；煤層平均傾角小，屬近水平煤層 。因地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，同時(shí)煤田范圍較大，開采技術(shù)好的礦井適合布置大型礦井。 因此， 初步確定礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/a。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井可采儲(chǔ)量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) T＝ Zk /（ A179。 K） （ 31） 式中 ： T——礦井服務(wù)年限， a； Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ， 萬(wàn) t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 確定井型時(shí)需要考慮備用系數(shù)的原因是，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高；局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；有的礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量。 則， 礦井服務(wù)年限為： T = = a 服務(wù)年限符合要求 。 井型校核 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第四章（礦井開拓）與第六章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知，該礦由于煤層地質(zhì)條件較好，二 2煤厚度較厚，布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升 容器為兩對(duì) 12t 底卸式提升箕斗，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到帶區(qū)（采區(qū)）煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力也很大，自動(dòng)化程度較高。輔助運(yùn)輸采用雙層罐籠，大巷輔助運(yùn)輸采用 600mm軌距的 固定車廂式礦車，同時(shí)本礦井井底車場(chǎng)調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動(dòng)要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井無(wú)煤塵爆炸性，瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。礦井采用對(duì) 角式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井，可以滿足要求。 輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式 U型通風(fēng) ， 通過第九章的通風(fēng)設(shè)計(jì)知 可以滿足通風(fēng)需要。 4） 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與 服務(wù)年限 相適應(yīng)， 才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 益。 本設(shè)計(jì)中第一水平傾斜范圍為 460m～ 740m，第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T =KAZ?= 式中 : T—— 第一水平服務(wù)年限， a 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 給出了井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求 ，見表31。 本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計(jì)服務(wù)年 限符合規(guī)定。 表 31 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬(wàn) t/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（ a） 第一開采水平服務(wù)年限（ a） 煤層傾角 25176。 煤層傾角 25176?！?45176。 煤層傾角 45176。 600 及以上 80 40 — — 300～ 500 70 35 — — 120～ 240 60 30 25 20 45～ 90 50 25 20 15 9～ 30 各省自定 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 4 井田開拓 井田開拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充資料 ，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入 煤 體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定 。 本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素： 1) 地形平坦，地勢(shì)高差小，有內(nèi)澇威脅； 2) 煤層埋深較大，且表土層厚度大，平均 200 m； 3) 第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工；為防止第四系水潰入井下，需留設(shè)合理的防水煤柱； 4) 太原組灰?guī)r水壓較大，水量相對(duì)豐富，巖溶裂隙比較發(fā)育，選擇井筒位置時(shí)需留有足夠的隔水巖柱 ； 5) 本礦井為低瓦斯礦井 。 確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： 1) 貫徹執(zhí)行 國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 2) 合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 3) 合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 4) 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 5) 要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自 動(dòng)化創(chuàng)造條件。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 6) 根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 1） 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 ，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)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 ：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)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 、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。 由于表土層厚且含水，地表是平原，煤層埋深較大，第一水平只能用立井開拓。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)，主井用來(lái)提升煤炭，副井 用來(lái)運(yùn)送人員、材料、矸石及通風(fēng)等 。 本礦井瓦斯涌出量小，且礦井采用條帶式開采，但由于井田面積大，通過第九章的比較，采用兩翼對(duì)角式的通風(fēng)方式。 2） 井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： ，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 輸大巷的布置，石門工程量少； ，首采區(qū)少遷村或不遷村； ； 、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、井底車場(chǎng)與該承壓水之間有一定厚度的保護(hù)層，在確定 延深 方式時(shí)應(yīng)綜合考慮，盡量使井底車場(chǎng)避開該含水層。因此，為避開太原組承壓含水層的影響，一水平以下 延深 方式的不同，將會(huì)選擇不同的井筒 位置 。 依據(jù)本礦實(shí)際條件，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 。 風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。 在設(shè)計(jì)中 采用 初期中央并列式后期兩翼 對(duì)角式通風(fēng)，因表 土層較厚，共設(shè)計(jì) 三 個(gè)風(fēng)井： 中央風(fēng)井服務(wù)工業(yè)附近的一水平帶區(qū)； 東風(fēng)井服務(wù)第一、二水平的東翼，東翼下一水平的通風(fēng)通過回風(fēng)斜巷與東風(fēng)井相連。西風(fēng)井服務(wù)第二水平的西翼，西翼下一水平的通風(fēng)通過一段回風(fēng)平巷與西風(fēng)井相連。東翼風(fēng)井布置在井田邊界之外，不留煤柱；另外將西翼風(fēng)井布置在斷層煤柱內(nèi)，從而減少了煤柱損失。 工業(yè)場(chǎng)地的位置 1）布置要求 ，避開法定保護(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； ，少壓煤； 水源，電源較近，礦井鐵路專用線短，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： 的中央 和傾向 的中上部 ； 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 20 公頃，形狀為矩形 ，長(zhǎng) 500 m,寬 400 m。為了減少邊角煤，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 短邊平行于 F4 斷層 保護(hù)煤柱線。 開采水平的確定 本礦井煤層露頭標(biāo)高為 460m，煤層埋藏最深處達(dá) 920m，垂直高度達(dá)460m，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，決定煤層的階段垂高選為 200m左右。 本井田可劃分兩個(gè)和三個(gè)水平，但考慮三個(gè)水平生產(chǎn)系統(tǒng)過于復(fù)雜，如果兩個(gè)水平都采用上下兩個(gè)階段可簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，因此采用兩個(gè)水平開采。由于太原組灰?guī)r水壓較大，且水量豐富，需用暗斜井 延深 ；或者井筒位置打在煤層的靠下部位。 井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷的布置 1）運(yùn)輸大巷的布置 由于運(yùn)輸大巷要為上下水平的開采服務(wù)以及本煤層厚度為 ，為便于維護(hù)和使用，且 不受煤層開采的影響，將第一水平大巷布置在煤層中，第二水平大巷布置在距煤層底板 30m處的中細(xì)砂巖中。第一水平煤層大巷的優(yōu)點(diǎn)是巷道掘進(jìn)速度快，礦井投產(chǎn)早，而且掘進(jìn)出煤量也很可觀；第二水平巖層大巷其優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度；在開采上下水平時(shí)，可以跨大巷開采，不留保護(hù)煤柱，減少煤柱損失，便于設(shè)置煤倉(cāng)。 2）井底車場(chǎng)的布置 由于井底車場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或者煤層底板中。煤層頂板為中硬的砂泥巖，底板 為堅(jiān)硬的中細(xì)砂巖。后者相對(duì)于前者維護(hù)費(fèi)用較低，但對(duì)于不同的開拓方案還需進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較，以選擇最優(yōu)方案。 礦井開拓 延深 及深部開拓方案 本礦井開拓 延深 可考慮以下二種方案：雙立井 延深 ；雙暗斜井 延深 。 雙立井 延深 ：采用雙立井 延深 時(shí)可充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)低，管理較方便。但采用這種方法 延深 時(shí)，受太灰水的限制，致使井筒需打在煤層較深處，增大井筒的保護(hù)煤柱量。同時(shí)，該方法使原有井筒同時(shí)擔(dān)任生產(chǎn)和 延深 任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)； 延 深 兩個(gè)井筒施工組織復(fù)雜，為 延深 井筒需要掘進(jìn)一些臨時(shí)工程， 延深 后提升長(zhǎng)度增加，能力下降，可能需要中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 更換提升設(shè)備。 暗斜井 延深 ：采用兩個(gè)暗斜井 延深 時(shí)，原有井筒的位置，水平的劃分，上山或下山開采的確定都不受太灰水的影響。暗 斜井主井內(nèi)鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時(shí)生產(chǎn)和 延深相互干擾少。其缺點(diǎn)是增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。 開采順序 本井田開采順序?yàn)橄炔傻谝凰?，再采第二水平上下山? 采區(qū)開采順序：采用采區(qū)前進(jìn)式，即由井筒向井田邊界推進(jìn)； 采區(qū)內(nèi)回采順 序：采用后退式，即由采區(qū)邊界向采區(qū)上山推進(jìn)。 方案比較 1） 提出方案 根據(jù)以上分析，提出以下四種方案，如圖 41 所示 方案 1：兩水平開采，立井井筒位于 660 煤層處，雙暗斜井 延深 第二水平，一、二水平均上下山開采，巖層大巷。 方案 2：兩