【正文】 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 （ Mt/a） 礦井設(shè)計服務(wù)年限 （ a） 第一水平設(shè)計服務(wù)年限 煤層傾角 25176。 25176?！?45176。 45176。 及以上 70 35 ～ 60 30 ～ 50 25 20 15 ～ 40 20 15 15 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐開拓是最簡單最有利的方式，斜井次之，立井最復(fù)雜。在針對某一具體井田時，應(yīng)從其地形、地質(zhì)、開采技術(shù)技術(shù)條件及經(jīng)濟條件等方面綜合考慮。 平硐開拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存在較高的山嶺、溝壑地區(qū)，而且有利于布置工業(yè)場地，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求時才能采用。 斜井開拓 與立井開拓相比：井筒施工比較簡單，建井速度快，井筒施工價格便宜，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒的裝備、井底車場和硐室都比立井簡單；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。缺點是：在同樣難過的地質(zhì)條件下，斜井的井筒較長，導(dǎo)致通風(fēng)路線，運輸路線都同樣的增加，同時井筒的維護費用也相應(yīng)的增加，施工技術(shù)復(fù)雜，價格高。 斜井開拓的適用條件是：煤層埋藏較淺、表土層不厚、水文地 質(zhì)情況簡單、無流沙層、井筒不需特殊施工的緩斜和中傾斜煤層。 立井開拓立井井筒短，提升速度快，提升能力大，有利于輔助提升，不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在開采深度相同的的條件下 ,；井筒斷面積大，可滿足煤與瓦斯突出礦井、高瓦斯礦井需風(fēng)量的要求，而且通風(fēng)阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為流沙層或含水層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均較為復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備比較多，要有很高的技術(shù)，裝備，掘進速度慢，基本建設(shè) 投資大。 采用斜井開拓，與立井相比，對于一樣的開采深度，斜井的井筒要長，沿井筒鋪設(shè)管路、電纜及其它線路的長度較大，采用絞車提升的比較慢，對 240 萬噸 /年的大型礦井來說，副井的提升能力也不能滿足；另外，斜井井筒的維護也比較困難，而且維護量大，保護煤柱的損失也比立井的大；采用斜井開拓，通風(fēng)路線長，阻力大，不利于瓦斯的排出。 立井開拓需要較長的石門聯(lián)系，但總體來說，立井開拓具有以下優(yōu)點： 承壓能力大，維護井筒工程量少，維護費??； 煤柱損失較斜井少，易穿沖積層和含水層； 提升能力大，機械化程度高，易于自動控制； 圓 形斷面有效面積大，通風(fēng)條件好，較為經(jīng)濟； 人員升降速度快。蘆嶺煤礦表土層厚 26m，煤層賦存深（下界為 800m），礦區(qū)產(chǎn)量大（ 240 萬 T/A），走向較傾斜長（西北到東南約 ，傾斜寬 km），故立井開拓是最佳井硐形式。 （ 2）井硐位置的確定 合理的井筒位置應(yīng)使井下開采有機，井筒的開掘和使用安全可靠，工業(yè)廣場布置合理。 礦區(qū)設(shè)置井筒時，井筒沿礦區(qū)有力的位置應(yīng)在礦區(qū)中央。蘆嶺煤礦沿東南、中、西北三部分組成，從各方面因素考慮，井硐應(yīng)設(shè)在中部。井硐沿井田傾斜方向的有利位置要求煤柱損失少?？紤]到蘆嶺煤礦賦存 較深，因此井硐為不占用淺部煤量而略靠下部，見煤點定在 550 蘆嶺礦地質(zhì)條件無特別之處，井筒的位置受地形的影響不大。但從煤礦生產(chǎn)均衡、通風(fēng)來看，選擇在中下部比較合理。 為避免井筒受洪水的影響，《規(guī)范》要求井口標高應(yīng)高于歷年最高洪水位 。中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 根據(jù)相關(guān)水文資料，確定井筒地面標高為＋ 。故確定各井筒坐標如表 24 所示 （ 3）井筒和工業(yè)廣場位置的確定原則： 有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置； 使首采區(qū)布置的在井筒附近的富煤階段； 煤田的兩翼的儲量盡量平衡； 井筒最好不要穿過煤層的地質(zhì)條件比較復(fù)雜的區(qū)域； 工業(yè)廣場要努力避開山丘、低谷和采空區(qū)，不能受崖崩滑坡，洪水威脅； 工業(yè)廣場應(yīng)不要壓煤，少壓煤； 距離電源、水源距離近，礦井鐵路專用線長度短，道路布置合理。 為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田東部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。 根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標（表 23），本礦井的實際情況，本煤礦將工業(yè)廣場布置在煤田的儲量中央位置，井筒設(shè)置在煤田中部地區(qū)。 表 24 井筒位置坐標 名稱 X Y Z 主井 副井 南風(fēng)井 按《規(guī)程》規(guī)定：每一個礦井必須至少能有兩個可以使人的通達地面的安全通道，各出口的距離最小不低于 30 米。所以在井田中部設(shè)置一對主、副立井，間距為 50m。主井裝備箕斗，用于煤炭提升；副井裝備罐籠，用于提升材料，矸石，升降人員，并裝備有梯子間、排水管、通訊電纜等設(shè)備，同時用作進風(fēng)井。 3）開采水平確定 傾斜、急傾斜煤層的開采 總是由淺入深按預(yù)先劃分的階段逐漸向深部發(fā)展，初期工 程量少、建設(shè)快，可以迅速投產(chǎn)發(fā)揮生產(chǎn)效果。因此，除水平煤層采用單一水平開拓或因防水需要留待后期開采的淺部水平之外，已經(jīng)成了井田開發(fā)的必然規(guī)律。在技術(shù)上 由于將井田劃分為階段不僅減少了人員、材料、煤炭的反向提升，也有效地解決了采區(qū) 傾斜運輸存在的實際困難。 但是，階段高度也不能過小，否則儲量少，服務(wù)年限短，造成接續(xù)緊張，使全井階段 總數(shù)增加，后期工程量增大，使經(jīng)營效果下降。 設(shè)計時，井田沿煤層傾斜劃分階段數(shù)量多少，主要取決于井田傾斜長度和階段高度 的尺寸大小 。 階段尺寸一般以階段垂高或階段斜長表示，并按標高注明。井田開拓設(shè)計著重于選擇開采水平的標高，使其貫穿全部煤層，有利于開采。階段高度或斜長往往隨煤層傾角與回風(fēng)道標高不同而有較大變化。階段斜長在一定程度上受采區(qū)斜長控制。緩傾斜煤層或傾斜煤層的深部以及傾斜長度過大的局部塊段，往往采用上下山或增設(shè)中間水平開采。而近水平煤層有時用一個水平開采幾個階段。 本設(shè)計礦井開采煤層的傾角為 16176。，為緩傾斜煤層，傾斜長為 ～ 。根據(jù)“緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高宜為 150～ 350m”，本井田煤層露頭線最高標高為 200m左右，煤層最深部標高為 900m左右，故井田宜劃分為兩個階段，即一個水平，階段平均垂高 350m中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 左右，上山階段垂高可適當(dāng)加大。兩個階段劃分為：第一階段從煤層露頭線～ 550m，第二階段從 550m 至井田深部邊界。結(jié)合本礦井的實際情況，本設(shè)計采用兩水平開采，水平標高 550m。 4）主要開拓巷道 本設(shè)計礦井賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大。礦井軌道大巷、運輸大巷布置均布置在煤層中，井底車場布置成環(huán)形。 5）礦井開拓方案比較 井田開拓方案比較 結(jié)合本礦實際提出以下兩種開拓方案： 方 案一：立井單水平開拓 主、副井筒均采用立井。大巷布置在煤層中，如圖 22 所示。 圖 22 開拓方案一示意圖 方案二：主斜副立單水平開拓 斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。大巷布置在煤層中，沿底板掘進，主井傾角為 16176。，具體見圖 23。 圖 23 開拓方案二示意圖 技術(shù)比較：以上所提兩個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置、部分基建及生產(chǎn)費用。 方案一、二主井井筒形式不同。方案一主井為立井，立井開拓 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 提升能力大，對輔助提升特別有利，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，對深井開拓極為有利，主要缺點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，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大；方案二主井為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，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。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，管線長度大。 經(jīng)濟比較： 表 24 基建費用表 方案一 方案二 工程量 /m 單價 /元 m 1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元 m 1 費用 /萬元 初期 主井井筒 /m 副井井筒 /m 井底車場 /m 主石門 /m 運輸大巷 /m 630 630 310 160 675 3000 3000 900 800 54 192 192 1228 630 350 160 675 3000 3000 900 800 800 192 64 總 計 表 25 生產(chǎn)運營費用 項 目 方案一 項 目 方案二 立井提升 10000= 斜井提升 10000= 巷道維護 172 234 總 計 總 計 表 26 費用匯總表 方案一 方案二 費用 /萬元 費用 /萬元 基建工程費 生產(chǎn)經(jīng)營費 總費用 經(jīng)過詳細經(jīng)濟與技術(shù)上的對比，雖然方案二提升能力比方案一高，但是在采用立井井筒時，可以滿足年產(chǎn)量范圍內(nèi)的提升需求，而且生產(chǎn)經(jīng)營費和總費用相對方案一都較節(jié)省，且投產(chǎn)速度快、井巷工程量少，綜上，選擇的是方案一。 礦井基本巷道 1）井筒 礦井共有三個井筒，分別為主立井、副立井、中央風(fēng)井。四個井筒均為立井開拓，圓形斷面。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 （ 1）主井： 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備 兩 對 12t 箕斗，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護方式 ，厚 450 毫米 。此外，還布置有檢修道、動力電纜、照明電纜、通訊信號電纜和人行臺階等設(shè)施。主井主要用于提升煤炭。 （ 2）副井：擔(dān)負全礦井人員、材料、設(shè)備的升降任務(wù)，為礦井主要進風(fēng)井。 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備一對 3t 雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設(shè)備、矸石等。采用金屬罐道梁，行鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道等設(shè)備。 （ 3） 風(fēng)井： 風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6m，斷面面積為 ，采用混凝土支護方式 井壁厚度 400 米 ，備有安全出口。 （ 4）井筒斷面圖 主井井筒斷面圖和斷面特征分別見圖 24 和表 27，副井?dāng)嗝鎴D和斷面特征分別見圖25 和表 28，風(fēng)井?dāng)嗝鎴D和斷面特征分別見圖 26 和表 29。 圖 24 主井井筒斷面布置圖 表 27 主井井筒特征表 井型 提升容器 兩對 12t 的長形箕斗 井筒直徑 井深 610m 凈斷面 井筒支 護 混凝土砌碹井壁厚 450mm 表土段砌碹井壁厚 1000mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 圖 25 副井井筒斷面布置圖 表 28 副井井筒特征表 井型 提升容器 礦車雙層四車加寬罐籠一對 井筒直徑 井深 590m 凈斷面 井筒支護 混凝土砌碹井壁厚 450mm 表土段砌碹井壁厚 1000mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 主 圖 26 風(fēng)井井筒斷面布置圖 表 29 風(fēng)井井筒特征表 井型 提升容器 無 井筒直徑 5m 井深 200m 凈斷面 井筒支護 混凝土井壁厚 400mm 表土段井壁厚 800mm 充填混凝土厚 50mm 基巖斷面 表土層 2）井底車場及主要硐室 （ 1）井底車場位置及形式 井底車場是礦井的咽喉，是煤、料、人、物的轉(zhuǎn)運處，是樞紐，是開采水平布置的重要部分。 井底車場形式的選擇 與井筒形式、井型大小，井筒與大巷的距離，空間相對位置、運中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計