【導(dǎo)讀】本設(shè)計礦井為雞西礦業(yè)集團有限責(zé)任公司城子河煤礦，共有可采煤層3層，煤層平均厚度為，傾角為11°，屬緩傾斜煤層。井田的可采儲量，服務(wù)年限為年。采，二水平上下山開采。采用集中大巷布置，大巷采用10噸架線式電機車牽引。底卸式礦車運輸。主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐。由于井田傾斜長度較大，且為緩傾斜煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響，法為全部垮落法。礦井的通風(fēng)方式為中央并列抽出式。

　　

【正文】 但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也??； 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大，從有利井下運輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井 田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設(shè)計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 開采水平數(shù)目和標高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時，一般 由 淺部向深部開采，以達到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采， 也 可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個開采水平設(shè)井底車場和運輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風(fēng)用。 本設(shè)計井田水平標高的確定主要考慮了以下幾個因素： (1)合理的水平服務(wù)年限； (2)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造； (3)生產(chǎn)成本； (4)水平接替 ； (5)井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。 根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出 如下 兩個水平標高劃分方案： 方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標高 250m，二水平標高為 500m。一水平實行上山開采，二水平上 下 山開采。 方案二： 井田劃分三個開采水平，一水平標高 200m，二水平標高 400m，三水平標高 600m。各水平均實行上山開采 。 各方案水平儲量及服務(wù)年限詳見表 33： 27 表 33 水平儲量及服務(wù)年限表 儲量（萬噸） 服務(wù)年限（年） 方案一 一水平 二水平 方案二 一水平 二水平 三水平 從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲量嚴重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于 20年的基本要求，儲量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案 一 的水平劃分方法，即劃分兩個開采水平，一水平標高分別為 250 m 和 500 m，一水平垂高為 350 m，二水平垂高為 250 m。一水平采用上山開采 ,二水平采用上下山開采。 開拓巷道的布置 開拓巷道是指為全礦井、一個水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。 運輸大巷服務(wù)于整個開采水平的煤炭和輔助運輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。 根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷） 。 采用集中運輸大巷時，各煤層（組） 間用采區(qū)石門聯(lián)系．當煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。 ① 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長； ② 井田走向長度短，服務(wù)年限不長； ③ 井底車場或平硐在煤層頂板； ④ 風(fēng)量大，需要疏解； ⑤ 各煤層底板均有堅硬巖層。 ① 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； ② 按煤層的 特點根據(jù)運輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟上有利； 28 ③ 多水平生產(chǎn)，容易解決運輸，通風(fēng)的干擾； ① 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； ② 井田走向長度大，服務(wù)年限長； ③ 下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護； ④ 采區(qū)尺寸大，石門長度短． 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩 種大巷布置方式： 方 案一 分組集中大巷布置 方 案二 集 中大巷布置 兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點詳見表 34： 29 表 34 大巷布置方案比較表 特 點 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu) 點 ，運輸條件好 ，運輸條件好 ，開采程序比較靈活，開采強度大 缺 點 1．石門長度較長 2．掘進工程量大 ，建井時間長 適 應(yīng) 條 件 ，間距大小不同 ，煤層分組間距大 時，初期工程少，工期大 ，服務(wù)年限長 板 有堅硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 3 層，即 224上 、 24，其中 25與 24上 平均間距 ,24上 與 24煤層平均間距 23 m， 針對上述情況，方案 二 采用集中運輸大巷布置， 巷道數(shù)量少，工 程量小，經(jīng)濟上較為合理。方案 一巷道較多， 工程量 大 ，費用高，經(jīng)濟上不合理。 故采用方案 二 比較合理 。 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 本設(shè)計井田采用一對立井開拓，即主井、副井 ,另外還設(shè)有回風(fēng)井。 主井用 以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。 井硐位置及坐標 (1)地處井田儲量中央 ； 井筒距北部邊界 公里，南部邊界 ，西部邊界 公里，東部邊界 公里； (2)有較好的地形條件：井口處標高 +117m，地面坡度不足 2176。， 工程 量??； 30 (3)交通條件好：靠近 哈同公路。 確定井筒坐 標：①主井井口坐標： XA=5192416， YA=44459258； ②副井井口坐標： XB=5192396， YB=44459297； 主井井口標高為 +117m，副井井口標高為 +117m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深 517m，副井井深 517m，兩井筒中心線間距為 54 m，主井井筒直徑 ，副井井筒直徑 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度 450mm。 水平數(shù)目及高度 本井田采用多水平開拓 ,擬定第一標高為 250m,實 行上 山 開采 ， 第二水平擬定標高為 500m，實行 上 、 下 山開 采 。 石門 、 大巷數(shù)目及布置 ： 一條 運輸大巷、 一條 回風(fēng)大巷。 ：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 (1)煤層大巷 當煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護，煤層起伏和斷層、褶皺小時，可保證巷道較為平直，保證運輸設(shè)備運行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點。 下列情況宜布置煤層大巷 ： ①單獨開拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤層群中相距較遠的單個薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源 /儲量有限、服務(wù)年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的； ④煤質(zhì)堅硬，圍巖穩(wěn)定，維護簡單，費用不高的煤層； ⑤煤系底部有強含水層或富含水的巖溶時，不宜布置底板大巷的； ⑥煤層堅硬而頂板松軟或膨脹，難以維護的。 (2)巖石大巷 優(yōu)點很多，如維護條件好，費用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響。可不留或少留護巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小 。缺點主要為巖石工程量大，掘進速度慢，投資費用高，建設(shè)工期長。 在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細致的方案比較才能合理的確定。 本設(shè)計井田對大巷布置提出兩種方案： 31 方案一：煤層大巷布置 方案二：巖石大巷布置 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點： ①煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高； ②當煤層起伏褶曲較多時，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機車運行速度受到限制，運輸能力降低； ③為了便于巷道維護，巷道維護留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ④煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn) ，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。 綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的。在本設(shè)計井田中，由于煤層間距較小，應(yīng)布置巖石集中大巷。 有關(guān)大巷及石門斷面技術(shù)特征詳見圖 36， 37： 圖 36 石門斷面圖 32 表 36 石門斷面特征表 巷道 形狀 支護 方式 斷面積（ m2） 設(shè)計尺寸（ mm） 凈周長 (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 1950 4100 100 圖 37大巷斷面圖 表 37 大巷斷面特征表 巷道 形狀 支護 方式 斷面積（ m2） 設(shè)計尺寸（ mm） 凈周長 (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 1950 4100 100 井底車場形式的選擇 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井 底車場設(shè)計是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 33 (1)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及工作制度 ； (2)礦井開拓方式； (3)井筒及數(shù)目 ； (4)礦井主要運輸巷道的運輸方式； (5)礦井瓦斯等級及通風(fēng)方式； (6)礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式； (1)井底車場富裕通過能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的 30%； (2)井底車場設(shè)計時，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； (3)盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場通過能力； (4)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時便于貫通； (5)井底車場線路不 止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，運行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護； (6)為了保護井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。 (1)環(huán)形式：立式、 刀 式、臥式； (2)折返式：梭式、盡頭式； 原則 ： (1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； (2)調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交岔點少； (3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范； (4)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護，生產(chǎn)成本低； (5)施工方便，各井 筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； (6)當大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場； 綜上所述，根據(jù)井底車場所處的地質(zhì)構(gòu)造，井筒與大巷的相對位置及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點做簡單比較后，初步擬定本設(shè)計井田井底車場形式為環(huán)形刀式車場 。 34 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計井田煤層群開采時的聯(lián)系方式是聯(lián)合準備，用石門聯(lián)系。 煤層傾角一般在 11176。左右。 本設(shè)計帶區(qū)斜巷按逆傾向（反傾斜）布置，由于帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場相連，所以注 定了帶區(qū)下部車場要向集中運輸大巷的下幫開掘，帶區(qū)下部車場方位與集中運輸大巷垂直，然后施工一個回頭，與帶區(qū)斜巷相連。 上述帶區(qū)下部車場、帶區(qū)煤倉和帶區(qū)運輸斜巷的布置方式，是一種最佳組合，以最少的工程量實現(xiàn)了集中運輸大巷與各煤層的聯(lián)系并保障了各項功能的完善。 帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷傾角相同、層位相同、各自的下部車場工程量相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面采止線能順暢地貼近，避免了在采止線附近維護采空區(qū)巷道和 Z形通風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。 帶區(qū)斜巷的層位按穿過一水平煤層群剖面圖幾何中心點考慮。 帶區(qū)斜巷傾角均 取最佳角度 24176。帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用鑄石刮板運輸機，投資少，運營費低。帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷中的運輸設(shè)備可選用絞車硐室在斜巷上部的單鉤串車運輸方式，也可采用絞車硐室在斜巷下部的單軌吊車運輸方式，還可以采用內(nèi)燃機車牽引的單軌吊車，實現(xiàn)從帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷的輔助運輸?shù)倪B續(xù)化。 帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷一般是平行交替布置，它們之間的間距是一個工作面的長度。 帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷與煤層群最下部煤層有一交點，自交點沿最下部煤層施工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與處在最下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連，構(gòu)成回風(fēng)回路，這條回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始 終擔(dān)負回風(fēng)的任務(wù)。帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷在類似位置也有一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，其功能是在帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負掘進任務(wù)時為掘進工作面回風(fēng) 。 帶 區(qū)劃分 本設(shè)計井田走向長度較 小 ， 傾斜長度較大， 地質(zhì)構(gòu)造 簡單 ，欲從井田邊界沿整個階段前進開采，無論從時間、投資和實際開采技術(shù)條件上都要受到限制，勢必按技術(shù)要求將井田沿走向劃分為 帶 區(qū)，并按一定的順序回采，每個 帶 區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括 提升、運輸設(shè)備，以便獨立進行生產(chǎn)與準備。 由于各煤層的傾角都小于 12176。 ，且煤層賦存穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，厚度為 米左右，頂?shù)装辶己?,所以， 本設(shè)計礦井采 用傾斜長壁采煤法 。 采用傾斜長壁采煤法比走向采煤法多很多優(yōu)點，可以節(jié)省大量開采費用。采用傾斜長壁采煤法的礦井內(nèi)的劃分一般是條帶式、帶區(qū)式和盤區(qū)式。由于條帶式和盤區(qū)式巷道布置方式其工程良大，所以采用帶區(qū)巷道布置。帶區(qū)是指 能 35 共用一個帶區(qū)煤倉的所有煤層的所有工作面所組成的區(qū)域。 根據(jù)井田的走向、傾向，以及煤層的地質(zhì)條件，將井田劃分為六個帶區(qū)。 見圖 38： 2 3 5 .992 5 25000西上西下中上東上中下東下 圖 38 帶區(qū)劃分