【導(dǎo)讀】朱集東井田屬朱集井田27勘探線以東部分，位于安徽省淮南市潘集區(qū)與懷遠(yuǎn)縣交界處的武前莊與騎龍莊一帶，行政區(qū)劃隸屬淮南市潘集區(qū)和懷遠(yuǎn)縣，井田東南距淮南市洞山約38km。地理坐標(biāo):東經(jīng)116°45′00″～116°53′45″，北緯32°50′15″～32°54′30″。本井田內(nèi)陸路交通較為便利。南鄰潘集礦區(qū)，有淮阜鐵路穿過(guò)，西至阜陽(yáng)與京九線連接；公路經(jīng)潘集鎮(zhèn)，可達(dá)蚌埠、阜陽(yáng)、徐州、合肥等地；北部有茨懷新河可以通航，可連接淮河航運(yùn)，如圖1-1所示。淮河為鄰近本井的主要河流，歷史最高洪水位標(biāo)高為+m，兩岸地勢(shì)低洼，雨季淮河水位上漲易成內(nèi)澇；北部茨懷新河為人工開(kāi)挖水利工程，寬約200m，向東連接淮河。國(guó)家地震局1979年10月，在淮南地區(qū)進(jìn)行地應(yīng)力普查，在7km的深度截面地應(yīng)力相對(duì)大小等值線圖和斷裂構(gòu)造分析，明顯地存在北西西向的地應(yīng)力高值區(qū)，存在一條東西向、一條北東向的深大斷

　　

【正文】 斜巷、回風(fēng)斜巷、開(kāi)切眼和必要的硐室車(chē)場(chǎng)，巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，井巷工程量小，建井工期短，經(jīng)濟(jì)效益高。盤(pán)區(qū)式布置大巷掘進(jìn)工程量較小，可以較早投產(chǎn)。由于本井田東部受斷層影響不適合設(shè)置盤(pán)區(qū)上下山，只可采用帶區(qū)布置，而西翼則無(wú)此限制，特提出西翼盤(pán)區(qū)開(kāi)采方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。方案二（方案四）、方案三（方案五）的主要區(qū)別在于通風(fēng)方式的不同。方案二采用中央并列式通風(fēng)方式，中央并列式的優(yōu)點(diǎn)是工業(yè)場(chǎng)地布置集中，管理方便，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱小。缺點(diǎn)是通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，井下漏風(fēng)多。方案三（方案五）混合式通風(fēng)線路短，帶區(qū)通風(fēng)方便，通風(fēng)阻力小，適用于高瓦斯礦井，但投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，東西風(fēng)井還需設(shè)置保護(hù)煤柱?？紤]到本礦井為煤與瓦斯突出礦井，為適應(yīng)通風(fēng)需要，特提出混合式通風(fēng)方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。圖41 方案一：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、混合式通風(fēng)（工廣在右）圖42 方案二：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、中央并列式通風(fēng)圖43 方案三：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、對(duì)角式通風(fēng)圖44 方案四：雙立井單水平東翼帶區(qū)西翼盤(pán)區(qū)式布置、中央并列式通風(fēng)圖45 方案五：雙立井單水平東翼帶區(qū)西翼盤(pán)區(qū)式布置、對(duì)角式通風(fēng)（3）粗略經(jīng)濟(jì)比較四種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較步驟較多，因此，把相近的方案和方案二，方案三和方案四先分開(kāi)分別進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，選出經(jīng)濟(jì)上有明顯優(yōu)勢(shì)的方案進(jìn)行下一步的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較。各方案的粗略估算費(fèi)用見(jiàn)表42～47。表42 方案一：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、混合式通風(fēng)（工廣在右）表43 方案二：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、中央并列式通風(fēng)表44 方案三：雙立井單水平東西兩翼全帶區(qū)式布置、對(duì)角式通風(fēng)表45 方案四：雙立井單水平東翼帶區(qū)西翼盤(pán)區(qū)式布置、中央并列式通風(fēng)表46 方案五：雙立井單水平東翼帶區(qū)西翼盤(pán)區(qū)式布置、對(duì)角式通風(fēng)表47 四個(gè)方案相互間粗略經(jīng)濟(jì)比較表方案名稱(chēng)方案一方案二方案三方案四方案五費(fèi)用/萬(wàn)元百分比/%100通過(guò)粗略估算可以看出方案一費(fèi)用明顯過(guò)大，予以排除；方案二（三）和方案四（五）的費(fèi)用差別較大，西翼采用盤(pán)區(qū)式開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用小于帶區(qū)式開(kāi)采的費(fèi)用，因此可以確定采用盤(pán)區(qū)式開(kāi)采，排除了方案二（三）。方案三和方案四通過(guò)粗略估算可以看出費(fèi)用差別不大，最終開(kāi)拓方案的選擇還要進(jìn)行詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。（4）詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較方案四和方案五的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表4表49：表48 方案四：雙立井單水平中央并列式通風(fēng)表49 方案五：雙立井單水平對(duì)角式通風(fēng)兩方案對(duì)比匯總見(jiàn)表410：表410 方案四、方案五經(jīng)濟(jì)比較表方案方案四方案五名稱(chēng)中央并列式通風(fēng)對(duì)角式通風(fēng)項(xiàng)目費(fèi)用/萬(wàn)元百分比/%費(fèi)用/萬(wàn)元百分比/%基建費(fèi)用生產(chǎn)費(fèi)用總費(fèi)用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第107頁(yè)由表410可知，雖然方案四的前期基建費(fèi)用低，但無(wú)論是后期基建費(fèi)用還是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用都比方案五要高，最終的投資總費(fèi)用也要比方案五要高。而且從技術(shù)比較上可以看出中央并列式通風(fēng)雖然在前期投入上較少，但很難滿足高瓦斯礦井的通風(fēng)需要，后期通風(fēng)線路較長(zhǎng)且較復(fù)雜，相對(duì)而言?xún)梢韺?duì)角式通風(fēng)線路簡(jiǎn)單，適于本礦井的地質(zhì)條件。因此，綜合技術(shù)比較、粗略和詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較所得出的結(jié)論，可確定選擇方案五，即雙立井單水平開(kāi)拓，采用東翼帶區(qū)、西翼盤(pán)區(qū)式劃分井田，通風(fēng)方式采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，于東西兩翼各布置一個(gè)風(fēng)井，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷都布置在112煤層底板巖石中。 礦井基本巷道 井筒由前節(jié)確定的開(kāi)拓方案可知主副井都為立井，在井田東西兩翼設(shè)計(jì)東西風(fēng)井。一般來(lái)說(shuō)，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長(zhǎng)，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用少及便于施工的特點(diǎn)，因此，主、副立井及東、西風(fēng)井均采用圓形斷面。（1）主立井 m，井口絕對(duì)標(biāo)高為+ m， m，井筒總深度為978 m。井筒內(nèi)布置一對(duì)4 t多繩箕斗，用于煤炭提升，并兼進(jìn)部分風(fēng)。井筒裝備采用方管罐道和罐道梁，用牛腿托架固定在井壁上。主井井筒斷面及主要參數(shù)如圖46。（2）副立井 m，井口絕對(duì)標(biāo)高為+ m， m，井筒總深度為998 m。 t固定箱式礦車(chē)單層雙車(chē)罐籠。供提升矸石及上下人員、設(shè)備、材料之用。本井筒為礦井的進(jìn)風(fēng)井，并兼作礦井的一個(gè)安全出口。井筒裝備采用方鋼管罐道，設(shè)有玻璃鋼梯子間。井筒內(nèi)還敷設(shè)排水管四趟，壓風(fēng)管、灑水管各一趟，動(dòng)力電纜架和通訊信號(hào)電纜架各兩趟。井筒裝備采用方管罐道和罐道梁，用牛腿托架固定在井壁上。副井井筒斷面及主要參數(shù)如圖47。（3）東、西風(fēng)井東、 m，井口絕對(duì)標(biāo)高為+ m， m， m；東風(fēng)井井底水平標(biāo)高為950 m， m。風(fēng)井井筒斷面及主要參數(shù)如圖48。圖46 主井井筒斷面及主要參數(shù)圖47 副井井筒斷面及主要參數(shù)圖48 風(fēng)井井筒斷面及主要參數(shù) 井底車(chē)場(chǎng)及硐室礦井為立井開(kāi)拓，煤炭由膠帶機(jī)運(yùn)輸至井底煤倉(cāng)，再由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車(chē)場(chǎng)，在車(chē)場(chǎng)由蓄電池電機(jī)車(chē)牽引至工作面。（1）井底車(chē)場(chǎng)的形式和布置方式井底車(chē)場(chǎng)是連接礦井只要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》:井底車(chē)場(chǎng)布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，通過(guò)車(chē)場(chǎng)的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車(chē)場(chǎng)巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并符合下列規(guī)定：①大巷采用固定式礦車(chē)運(yùn)輸時(shí)，宜采用環(huán)形車(chē)場(chǎng)。②當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式及固定式礦車(chē)運(yùn)輸時(shí)，宜采用折返與環(huán)形相結(jié)合形式的車(chē)場(chǎng)，并應(yīng)與采區(qū)裝車(chē)站形式相協(xié)調(diào)。③當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車(chē)場(chǎng)；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng)，則宜采用環(huán)形形式的車(chē)場(chǎng)。④采用綜合開(kāi)拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。由于井底車(chē)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。本礦井布置位置選擇在距煤層底板40m的巖層中。煤層底板為堅(jiān)硬的細(xì)粒砂巖。維護(hù)費(fèi)用較低。根據(jù)礦井開(kāi)拓方式，立井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為臥式環(huán)形井底車(chē)場(chǎng)，井下矸石、大巷材料及設(shè)備輔助運(yùn)輸采用蓄電池電機(jī)車(chē)牽引固定式礦車(chē)，工作面斜巷采用無(wú)極繩絞車(chē)牽引，井底車(chē)場(chǎng)形式和布置方式如圖49。圖49 井底車(chē)場(chǎng)形式和布置方式（2）空重車(chē)線長(zhǎng)度～。，其尺寸為20008801150。電機(jī)車(chē)選用ZK106/550直流架線式電機(jī)車(chē)，其尺寸為450010601550。每列車(chē)15節(jié)車(chē)廂。一列車(chē)的長(zhǎng)度L＝4500＋200015＝34500mm＝ m副井空重車(chē)線的長(zhǎng)度應(yīng)≥= m所選車(chē)場(chǎng)的副井空車(chē)線的長(zhǎng)度L1＝ m m，所選車(chē)場(chǎng)的副井重車(chē)線的長(zhǎng)度L2＝ m m，符合要求。（3）調(diào)車(chē)方式運(yùn)輸大巷的煤直接由皮帶運(yùn)入井底煤倉(cāng)。矸石列車(chē)在副井重車(chē)線機(jī)車(chē)分離以后，電機(jī)車(chē)經(jīng)機(jī)車(chē)?yán)@道至副井空車(chē)線牽引空車(chē)經(jīng)繞道出井底車(chē)場(chǎng)。材料的運(yùn)行路線與矸石空車(chē)相同。（4）硐室①主井系統(tǒng)硐室立井系統(tǒng)硐室由皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室、井底煤倉(cāng)、裝載膠帶巷及清理井底撒煤硐室等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐?；费b載硐室布置在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室的布置由線路布置決定。井底煤倉(cāng)的有效容量可按礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量的15%~25%來(lái)計(jì)算，因本礦井日產(chǎn)量為1364 t，煤倉(cāng)容量為341 t，設(shè)置一個(gè)直徑為6 m，高15 m的圓筒煤倉(cāng)，總?cè)萘考s500 t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。直立煤倉(cāng)通過(guò)一條裝載輸送機(jī)巷與箕斗裝載硐室連接，箕斗裝載硐室為單側(cè)式，這種布置煤倉(cāng)容量大，多煤種可分裝分運(yùn)，適應(yīng)性強(qiáng)。②副井系統(tǒng)硐室副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉(cāng)、清理水倉(cāng)硐室、中央變電所、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時(shí)考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設(shè)有防爆密閉門(mén)。水倉(cāng)的主倉(cāng)和副倉(cāng)之間距離為20 m。礦井正常涌水量為267 m3/h，最大涌水量為387 m3/h，所需水倉(cāng)的容量為：Q0=3878=3096 m3根據(jù)水倉(cāng)的布置要求，水倉(cāng)的容量為: （41）式中:Q——水倉(cāng)容量，m3；S——水倉(cāng)有效斷面積， m2；L——水倉(cāng)長(zhǎng)度，620 m；則Q=620=5053 m3由上面計(jì)算得知：0，故設(shè)計(jì)的水倉(cāng)容量滿足要求。③其它硐室醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、井下材料庫(kù)、火藥庫(kù)、換矸硐室、乘人車(chē)場(chǎng)等。井底車(chē)場(chǎng)巷道及硐室，除煤倉(cāng)、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，其余的都采用錨噴支護(hù)，遇到圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。 大巷（1）軌道大巷此巷為一條半圓拱雙軌運(yùn)輸大巷，并作進(jìn)風(fēng)巷使用，設(shè)人行道。 （42）式中：B1——軌道大巷寬度，mm；a——人行道寬度，取1200mm；b——車(chē)輛邊緣至巷道壁的最小距離，取840mm；dd2——蓄電池電機(jī)車(chē)的寬度，d1＝d2＝1060mm；c——電機(jī)車(chē)的間距，400 m。B1=1200+840+1060+1060+400＝4200mm軌道大巷的斷面和特征表如圖410。（2）膠帶機(jī)大巷此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶機(jī)運(yùn)輸煤炭。 （43）式中：B2——運(yùn)輸大巷寬度，mm；a——人行道寬度，取1750mm；b——輸送機(jī)邊緣至巷道壁的最小距離，取1150mm。d——膠帶機(jī)寬度，d1＝1300 mm；B2＝1750＋1150＋1300＝4200 mm膠帶機(jī)運(yùn)輸大巷的斷面和特征表如圖411。 （3）回風(fēng)大巷為滿足通風(fēng)需要，回風(fēng)大巷內(nèi)不設(shè)軌道和膠帶運(yùn)輸機(jī)，回風(fēng)大巷的斷面和特征表如圖412。圖410 軌道大巷的斷面和特征表圖411 膠帶機(jī)運(yùn)輸大巷的斷面和特征表圖412 回風(fēng)大巷的斷面和特征表 巷道支護(hù)根據(jù)本礦井的設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)開(kāi)拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷都布置在巖層中。膠帶輸送機(jī)大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷）均采取錨網(wǎng)噴，并采用壁后及時(shí)注漿技術(shù)提高圍巖整體的穩(wěn)定性。采用錨噴支護(hù)能夠提高巷道圍巖強(qiáng)度，防止圍巖強(qiáng)度惡化，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的整體性，前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每米巷道的剛才消耗量降低40~100 kg，勞動(dòng)力消耗比拱形支架減少60%，縮小巷道斷面，從而加快巷道掘進(jìn)速度。