【正文】 大類， 即環(huán)形式和折返式。 本礦井設(shè)計年產(chǎn)量為 ， 井底車場通過石門與大巷直接相連。由于該車場采用了底卸式礦車運煤系統(tǒng)，使車場形式大為簡化， 選用 刀式環(huán)行井底車場 ， 通過能力較大 。 井底車場的布置形式見圖 45。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 37 調(diào)度室主井副井主變電所 主排水泵房管子道矸石車 材料車重車空車 圖 45 井底車場平面圖 （ 2）車場副井空重車線的驗算 大型礦井的副井空重車線的長度應(yīng)為 ～ 列車長。 煤炭 運輸采用 － 6 型 3 噸 底卸 式礦車運輸 ，其尺寸為 3450179。 1200179。 1400。電機車選用 ZK106/550直流架線式電機車，其尺寸為 4500179。 1060179。 1550。每列車 20 節(jié)車廂。 一列車的長度 L 列車 ＝ 4500＋ 3450179。 20＝ 73500mm＝ 副井空重車線的長度應(yīng)≥ 179。 =108m 所選車場的副井空車線的長度 L 副井 空車線 ＝ 150m108m，所選車場的副井重車線的長度 L 副井 重車線 ＝ 170m108m，符合要求。 （ 3）調(diào)車方式 運輸大巷的煤 直接 由 底卸式礦車 運入 底卸式礦車卸載坑后，卸入井底煤倉 ?？哲嚱?jīng)調(diào)度室時，通過道岔將礦 車尾指向生產(chǎn)采區(qū)，由電機車遷引礦車尾駛向采區(qū)煤倉運煤。 矸石列車在副井重車線機車分離以后，電機車經(jīng)機車繞道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。材料的運行路線與矸石空車相同。 （ 4）車場峒室的布置 車場峒室的布置見圖 45。 主要開拓巷道 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 38 主要開拓巷道如運輸大巷（圖 46）、 主石門（同運輸大巷），由于煤層較厚且煤質(zhì)較軟， 布置于 煤層大巷 ， 不易維護 ， 決定均布置在底板巖石中。 并根據(jù)現(xiàn)場使用情況，決定其斷面均采用半圓拱型。 圖 46 運 輸大巷斷面 圖 表 49 運輸大巷斷面特征表 圍巖類別 斷面（ m2） 掘進尺寸（ mm） 噴 射 厚度（ mm） 錨桿（ mm） 凈周長（ m） 凈 掘 寬 高 間距 錨深 規(guī)格 巖石 4800 3800 100 800 1500 1500179。20 各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第 19 條，第 20 條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗算其風(fēng)速，驗算結(jié)果見第九章。 巷道支護 根據(jù)本礦井的設(shè)計的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點，經(jīng)過 開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟比中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 39 較，運輸大巷 （雙軌） 布置在 巖層 中。膠帶輸送機大巷采用膠帶輸送機運輸，輔助運輸采用架線式電機車牽引 噸固定廂式礦車。主要大巷（運輸大巷 、主石門 ）均采取錨噴， 其支護效果好，經(jīng)濟效益可觀。 （ 6）風(fēng)速驗算 所選定的副井作為進風(fēng)井，南、北風(fēng)井作為出風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。 由第九章《礦井通風(fēng)與安全》的風(fēng)速驗算可知，所選的井筒符合風(fēng)速要求。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 40 5 準備方式 — 采 區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 煤層的埋藏條件 首采區(qū) 煤層 埋藏在 17m~ 280m之間，傾角 平均 17176。，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量為 ，地表為農(nóng)田 ?？傮w可見，該煤層的開采條件 較 好。 采區(qū)煤層特征 本 采 區(qū)所采煤層為 3 煤層，煤層特征如表 51 所示 。 表 51 煤層特征如表 煤 名 層 稱 煤 厚 (m) 傾 角 (度 ) 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 性 容重（ t/ 3m ） 硬 度 牌 號 3 2 17 簡單 穩(wěn)定 軟 （ f=） 低硫低磷氣煤 一 采 區(qū)所屬煤層的 3 煤層 屬低硫中灰中等可選至易選煤，是良好的煉焦配煤或動力用煤，根據(jù)地質(zhì)資料， 3 煤層 屬于氮氣帶，沼氣和二氧化碳含量很底，均小于 10m3/t，屬低瓦斯。有煤塵爆炸危險，煤塵爆炸指數(shù)一般為 37%~42%。有 自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為 6 個月。 地質(zhì)構(gòu)造 一 采 區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層起伏不明顯，基本沒有斷層，煤層傾角約為 17度，煤層賦存條件 好，粉 砂巖頂?shù)装濉? 頂?shù)装逄匦? 3 煤層的頂?shù)装逄匦匀绫?52 所示。 表 52 3 煤層的頂?shù)装逄匦? 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 41 偽頂 直接頂 老頂 底版 巖性 泥巖 砂質(zhì)泥 巖 砂巖 砂質(zhì)泥 巖 厚度 (m) 9 17 8 類別 二 三 煤層厚度 (m) 5 采高 (m) 直接頂 巖性 泥巖 厚度 (m) 初次垮落距 (m) 15—18 類別 (m) 二 老 頂 巖性 砂巖 厚度 (m) 17 初次來壓步距 (m) 20 級別 二 周期來壓步距 (m) 40 來壓強度等級 三 支架載荷 (KN) 最大 2400 平均 1900 頂?shù)装逡平?（ mm） 最大 150 平均 100 超前壓力影響范圍 機巷 (m) 30—40 風(fēng)巷 (m) 30—40 底板 巖性 泥巖 厚度 允許比壓 (MPa) 4 水文地質(zhì) 3 煤層主要受其頂板裂隙含水層的 威脅為主，但富水性微弱，影響不大，而與地表水、灰?guī)r水無直接水力聯(lián)系的規(guī)律。淺水平歷年涌水量為 噸／時。深部正常涌水量為 噸／時，最大涌水量為 噸／時。 地表情況 一 采 區(qū)對應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、 無鐵路，開采不受地表的限制。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 42 采 區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 采 區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)布置有這樣三種方案：方案一為布置煤層 運輸上山 和 軌道上山 ；方案二為 巖石運輸上山 和 軌道上山 ， 上山位于煤層底板中，距煤層底板1020m。 （ 1） 方案一 ① 優(yōu)點： 沿煤層布置，掘進速度快、費用低，聯(lián)絡(luò)巷工程量小，可補充探明煤層情況。 ② 缺點： 受工作面采動影響大，維護比較困難，雖然可以用加大煤柱尺寸的辦法改善維護狀態(tài)，但增加了煤炭損失。 （ 2） 方案二 ① 優(yōu)點： 減輕或避免了采煤工作面對巖石上山的采動影響，以后的維護費用較低。 ② 缺點 ： 掘進費用較高，增加聯(lián)絡(luò)巷道的工程量。 經(jīng)過以上的技術(shù)比較， 方案二總費用要比方案一少。 可以看出方案二比較適用，故 采 區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)就選為方案二。 采區(qū)走向長度的確定 考慮到運輸通風(fēng)、工作面連續(xù)推進長度、盡快出煤投產(chǎn)等多項因素，決定在工廣煤柱附近開掘兩條巖石上山，布置單翼采區(qū)，單翼推進長度 1300m。 確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目 根據(jù)工作面的長度和 采 區(qū)的尺寸可以確定 區(qū)段 數(shù)目。經(jīng)計算可以劃分 5 個 區(qū)段 ,工作面長 160m，區(qū)段斜長＝工作面長＋區(qū)段平巷＋保護煤柱＝ 173m。 采區(qū)內(nèi)各種巷道的布置 采 區(qū)內(nèi)各種巷道主要包括： 運輸上山、軌道上山、 膠帶運輸 平巷 、 回風(fēng)運料平巷 、 區(qū)段石門、 溜煤眼、 上 下部車場等。 采區(qū)內(nèi)工作面的接替情況 本礦井采用 中央并列式通風(fēng)，副井進風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。開拓巷道布置兩 條大巷，即 運輸大巷 和回風(fēng)大巷，工作面輔助運輸順槽和煤層運料集中巷相聯(lián)，工作面膠帶運輸 平巷 通過 膠帶輸送機把煤輸送到溜煤眼，且通過運輸上山運至采區(qū)下部車場，再由 運輸大巷運到井底車場。 本礦井首采帶區(qū)的推進長度為 1300m左右，采用單巷掘進，沿空掘巷，區(qū)段中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 43 間實行跳采，在保證一個 工作面達產(chǎn)的同時，注意另一區(qū)段的準備，保證工作面的正常接替。 采區(qū)通風(fēng)、運輸及其他系統(tǒng) 采區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采，通風(fēng)方式采用 U型、上行通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)小的優(yōu)點。 （ 1） 運煤系統(tǒng) 工作面 —→ 運輸平巷 —→ 溜煤眼 —→ 運輸上山 —→ 采區(qū)煤倉 —→ 運輸大巷—→ 井底煤倉 —→ 主井 （ 2） 運料 系統(tǒng) 運輸路線如下： 地面 —→ 副井 —→ 280m 井底車場 —→ 運輸 大巷 —→ 采區(qū)下部車場 —→ 軌道上山 —→ 回風(fēng)運料石門 —→ 回風(fēng)運料平巷 —→ 工作面 。 （ 3） 通風(fēng)系統(tǒng) 首采 區(qū)工作面風(fēng)流路線為： 副井 —→ 井底車場 —→ 運輸 大巷 —→ 采區(qū)下部車場 —→ 軌道上山 —→ 區(qū)段進風(fēng)石門 —→ 運輸平巷 —→ 工作面 —→ 回風(fēng) 平 巷 —→ 回風(fēng)石門 —→ 中央 風(fēng)井。具體路線見礦井通風(fēng)部分的圖示。 （ 4） 排矸系統(tǒng) 工作面 —→ 回風(fēng)平巷 —→ 軌道上山 —→ 采區(qū)下部車場 —→ 運輸大巷 —→ 井底車場 —→ 副井 （ 5） 供電系統(tǒng) 地面變電站 —→ 副井 —→ 中央變電所 —→ 主運輸大巷 —→ 軌道上山 —→ 采區(qū)變電所 —→ 工作面 。 （ 6） 排水系統(tǒng) 在工作面 回風(fēng)平巷 、 運輸 平 巷 中 各敷設(shè)一趟 4 寸管路， 回風(fēng)平 巷、 膠帶運輸平 巷低洼處各建一水窩，水由工作面排到水窩，再由水窩通過排水管排出。 在水窩處備兩臺 22KW 水泵，一臺使用，一臺備用。 采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進方法 采 區(qū)內(nèi)所有工作面 平 巷 均沿底板掘進，采用連續(xù)采煤機及其配套設(shè)備施工，后配備皮帶和 刮板輸送機 組成的機械化掘進，采用連續(xù)采煤機割煤，梭車、給料破碎機、加皮帶、 刮板輸送機 運煤， 單 巷掘進。 鏟車完成材料、設(shè)備的運送、搬移以及巷道浮煤的清理工作。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 44 錨桿機完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作；選用手持風(fēng)動鉆機來完成幫錨桿的打眼和安裝工作。 掘進通風(fēng)的基本要求。掘進巷道應(yīng)采用礦井全風(fēng)壓通風(fēng)或局部通風(fēng)機通風(fēng)，不得采用擴散通風(fēng)；局部通風(fēng)機和啟 動裝置必須安裝在進風(fēng)巷中，距回風(fēng)口不得小于 10m。 掘進通風(fēng)方式為分壓入式、抽出式和混合式。 綜合設(shè)計的實際情況，工作面的推進長度為 1300m，巷道為 179。 179。 3m 的梯 形巷道，所以采用壓入式通風(fēng)。 采區(qū)采出率 采 區(qū)內(nèi)實際采出煤量與 采 區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量的百分比稱為 采 區(qū)采出率。 由于煤層厚度一定，也可 按下式計算： 一采區(qū)垂高為 17－ 280，走向長度 1400m，平均傾角 17o，由此可得一采區(qū)儲量為 Q＝（ 28020） /sin17o*1400*2*=872 萬 t Q＝ 872*＝ 872*＝ 實際采出量包括回采面出煤量和掘進面出煤量 Q1＝ 160*5*1400***5＝ 萬 t Q2＝ *1400**10＝ 萬 t 備用面＝ 400*200**5*＝ 萬 t Q3＝煤損＝ 4*1300**5*6＝ 萬 t ＝（ 28020） /sin17o*30*5＝ 萬 t 采區(qū)采出率＝實際采出煤量／采區(qū)工業(yè)儲量179。 100％ ＝（ ++） /872*100％ ＝ ％ 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：采（盤）區(qū)采出率：厚煤層不低于 ，中厚煤層不低于 ，薄煤層不低于 。設(shè)計首采盤區(qū)采出率為 81%，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定。 中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè) 03 級畢業(yè)設(shè)計 45 6 采煤方法 采煤工藝方式 采煤工藝：采煤工作面各工序程序所用的方法，設(shè)備及其在時間上、空間上的相互配合。 采煤工藝方式的一般選擇原則： 就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看，綜采是采煤工藝的重要發(fā)展 方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗以及勞動條件好、勞動強度小的優(yōu)點。但是，綜采設(shè)備價格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)揮有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)、較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)我國的經(jīng)驗和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少、上綜采后能很快獲得高產(chǎn)、高效，或者某些地質(zhì)條件特殊上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟效益。 普采設(shè)備價格便宜，一套普采設(shè)備的投資只相當于一套綜采設(shè)備的四分之一，而產(chǎn)量平均近綜采產(chǎn)量的三分之一。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強，工作面搬遷容易。對推進距離短、形狀 不規(guī)則、小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮，而采用普采則可以取得較好的效果。與綜采相比，普采操作技術(shù)比較容易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機械的重點。 炮采工藝的主要優(yōu)點是技術(shù)裝備少，適應(yīng)性強，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡單，是我國目前采用仍然較多的一種采煤工藝，但是，由于炮采單產(chǎn)和效率低、勞動條件差