【正文】 0m 的寬度留置，總長度為 13235m。 則井田的邊界煤柱為： Z1=13235 40 =2686705t= 萬 t 斷層保護(hù)煤柱 斷層兩側(cè)保護(hù)煤柱由于水大以及落差較大，可按每側(cè) 40m 寬度留置，井田內(nèi)有斷層一條，周 長為 1865m，因此斷層保護(hù)煤柱損失量為： Z2=1865 40 2 =757190 t= 萬 t 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 工業(yè)廣場煤柱 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》第 522 條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為 12~13 公頃 /百萬噸。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 60 萬噸 /年，則 （ 12~13） =~，在此取工業(yè)廣場占地面積為 公頃，即 萬 m2。所以取工業(yè)廣場的尺寸為 274m 274m 的正方形。在計算礦井可采儲量時，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱可按井田工業(yè)儲量的 7%留置，因此工業(yè)廣場的煤柱量為 ： Z3=53104651 7%=3717326t= 萬 t 保護(hù)煤柱總量 合計煤柱為 P =Z1+Z2+Z3 =+ + =716 萬 t 綜合以上計算，則礦井的可采儲量按下式計算： Zk=(ZgP) C 其中： Zk礦井的可采儲量， t； Zg礦井的工業(yè)儲量， t； P 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量， t； C 采區(qū)采出率。 礦井的設(shè)計可采儲量可采儲量為： Zk=(ZgP) C =(5310716) 80% =3675 萬噸 即礦井設(shè)計可采儲量為 3675 萬噸。 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330 天計算，“三八”制作業(yè)（二班生產(chǎn)，一班檢修），每日二班出煤，凈提升時間為16 小時。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定 礦井生 產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家需煤等因素確定。 針對超化礦的 實際情況：主采二 1 煤層，平均厚度為 ；瓦斯 涌出量較大等，采用綜合機(jī)械化的開采方法。所以根據(jù)以上條件，確定本礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力為 60 萬 t/年。 井型校核 下面按礦井的實際煤層開采能力，及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力、儲量條件及安全條件等因素對井型進(jìn)行校核。 (1)礦井開采能力校核 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，該礦井由于煤層地質(zhì)條件好，主采煤層二 1 煤煤層較厚， 可布置一個綜采工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。 (2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 本設(shè)計的礦井為中型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。主井采用 1 對 6t 提升箕斗，提升 能力大， 能滿足提升方面的要求。 大巷采用膠帶運輸機(jī)運煤，運輸能力很大，原煤外運不成問題。輔助運輸 1噸材料車和人車運輸，機(jī)動性強(qiáng)。井底車場采用梭式車場，調(diào)車方便，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。 (3)通風(fēng)安全條件的校核 礦 井瓦斯涌出量為 15m3/t，屬于高瓦斯突出性礦井。煤塵有爆炸性危險。水文地質(zhì)條件簡單，正常涌水量為 380 m3/h。 礦井通風(fēng)在第一水平初期掘進(jìn)時采用并列式通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)簡單。通風(fēng)系統(tǒng)貫通后，通過風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。 (4)儲量條件校核 井田的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 礦井服務(wù)年限的公式為： T=Zk/(A K) 其中： T —— 礦井的服務(wù)年限， a； Zk—— 礦井的可采儲量 ,t ； A —— 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力， 60 萬 t/a； K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取 。 則： T =3675/（ 60 ） =44a (5)第一水平服務(wù)年限校核 第一水平的可采儲量為 2352 萬 t，那么第一水平的服務(wù)年限的計算公式為： t=Zk1/(A K) 其中： t —— 礦井第一水平的服務(wù) 年限， a； Zk1—— 礦井第一水平的可采儲量 ,t ； A —— 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力， 60 萬 t/a； K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取 。 則： t =2352/（ 60 ） =28a 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限如表 2— 5— 2— a 所表示。 表 2— 5— 2— a 不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計服務(wù)年限 第一水平設(shè)計服務(wù)年限 煤層傾角 （ Mt/a） （ a） 緩斜 傾斜 急斜 ~ 60 35 ~ 50 30 25 20 ~ 40 25 20 15 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 本礦井分水平儲量分配表，詳見表 2— 5— 2— b 表 2— 5— 2— b 礦井分水平儲量分配表 由以上兩表可知，第一水平服務(wù)年限為 28年 25 年，滿足 60 萬噸礦井第一水平服務(wù)年限的要求。 開采水平 工業(yè)儲量（萬 t） 可采儲量（萬 t） 服務(wù)年限（ a） 150水平 3398 2352 28 450水平 1912 1323 16 合計 5310 3675 44 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 3 井田開拓 井田開拓是在總體設(shè)計已經(jīng)劃 定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計合理原則，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)運輸系統(tǒng)。 開拓方式比較 平硐、 斜井與立井開拓的優(yōu)缺點比較 平硐開拓的優(yōu)點是運輸環(huán)節(jié)少，設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，費用低，但受地形及埋藏條件限制，只適用于賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地帶，并且要便于布置工業(yè)場地。 斜井開拓與立井開拓 相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場及 硐 室都比立井簡單，井筒延深施工方便，對生產(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，人員可迅速從井筒撤離。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土 層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。 根據(jù)自然地理條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮超化礦的實際情況， 采用 立井開拓 較好。 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，在本井田的中部設(shè)立主，副井筒各一個。主井用來提升煤炭，副井用來運送人員、材料、矸石及通風(fēng)等。 本礦井的瓦斯含量較大，屬于高瓦斯礦井。礦井改變必須保證礦井通風(fēng)。同時考慮到井田的實際，確定第一水平初期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用對角式通風(fēng)，即河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第一水平后期在井田上部東，西角各打一風(fēng)井，以 保證礦井的正常通風(fēng)。 井筒位置的確定 （ 1）井筒位置的確定原則 ，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少； ，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； ； 、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； ，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅； ，少壓煤； 、電源較 進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 (2)井筒位置的確定 考慮以上井筒位置確定原則，并結(jié)合礦井實際情況，最終確定主、副井筒位于井田的中部，有利于減少礦井保護(hù)煤柱損失；同時，便于第二水平井筒延深。 風(fēng)井井口位置的布置在井田上部東，西各一個。 綜合以上因素，結(jié)合礦井實際情況，提出本礦井井筒布置位置如下： 表 3— 1— 2 井筒位置坐標(biāo) 井筒名稱 Y X Z 副井 38446178 3812245 220 主井 38446169 3812201 220 東風(fēng)井 38448394 3812616 220 西風(fēng)井 38445554 3813293 220 工業(yè)廣場的位置、形狀和面積的確定 工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素： 盡量位于儲量中心，使井下有合理的布局； 占地要少，盡量做到不搬遷村莊； 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標(biāo)高要高于最高洪水位； 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。 根據(jù)以上原則和本礦井的實際情況，工業(yè)廣場與主副井筒布置位置相同，工業(yè)廣場面積約 公頃，定為 274m 274m 的正方形。方案一1 7 1 . 5 71 82 .5 8450150+200 開采水平的確定 本礦井煤層最高出標(biāo)高 100m，煤層埋藏最深處達(dá) 600m，垂直高度達(dá) 700m，而 450以下煤的儲量較少。 對于本礦井開采水平的確定，可考慮劃分為兩個水平。第一水平標(biāo)高為 150m，第二水平標(biāo)高為 450m。延深方式既可以選擇立井延深，也可以選擇暗斜井延深；大巷可以采用巖巷布置。 井田開拓的方案比較 本井田開拓方式的選擇，主要考慮超化礦的具體情況。 因此，提出以下三個方案： 方案一：立井兩水平，一水平 150m，二水平 450m，直接延深 方案二：立井兩水平，一水平 150m，二水平 450m，暗斜井延深 方案三：立井三水平，一水平 100m，二水平 300m，三水平 500m 直接延深 三種開拓方案的開拓示意圖見圖 3— 2— 2所表示。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 方案一450150+22010 450150方案二+220 +2 2010 19 3 005 001 00方案三 圖 3— 2— 2 方案比較圖 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 從以上方案的簡圖可以對方案一和方案三進(jìn)行直接比較，一方案的生產(chǎn)系統(tǒng)簡單可靠，方案三比方案一多開設(shè)立井井筒，階段石門和立井井底車場 ，并相應(yīng)的增加了井筒和石門的運 輸，提升，排水費用所以在方案一和方案三中決定選擇方案一。 余下的一，二方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求，兩者要通過經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。 基建工程量 時期 項目 方案一 方案二 早期 主井井筒 /m 350+20 350+20 副井井筒 /m 350+5 350+5 井底車場 / m 1000 1000 主石門 /m 0 0 運輸大巷 /m 1000 1000 后期 主井井筒 /m 300 915 副井井筒 /m 300 915 井底車場 /m 1000 300+500 主石門 /m 850 0 運輸大巷 /m 2630 2630 基建費用表 項目 方案一 方案二 工程量/ m 單價 / 元 *m1 費用 / 萬元 工程量 / m 單價 / 元 *m1 費用 / 萬元 早期 主井井筒 370 3000 111 370 3000 111 副井井筒 355 3000 355 3000 井底車場 1000 900 90 1000 900 90 主石門 0 800 0 0 800 0 運輸大巷 1000 800 80 1000 800 80 小計 后期 主井井筒 300 3000 90 915 3000 副井井筒 300 3000 90 915 3000 井底車場 1000 900 90 300+500 900 72 主石門 850 800 68 0 800 0 運輸大巷 2630 800 2630 800 小計 共計 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 生產(chǎn)經(jīng)營費用 項目 方案一 方案二 石門運輸 1323 = 0 提升 1323 = 1323 = 1323 = 排水 380 24 365 16 104 = 380 24 365 16（ +） 104=1012 合計 費用總表 項目 方案一 方案二 費用 /萬元 百分率 /% 費用 /萬元 百分率 /%