【正文】 根據(jù)礦山地質(zhì)條件，礦體埋藏不太深，且屬于緩傾斜礦體，利用豎井開拓石門工程量大，不經(jīng)濟(jì)合理。利用斜井開拓施工簡(jiǎn)便，中段石門短，基建工程量小，基建期短。綜上，選用斜井開拓方案。方案初選斜井開拓又分為脈內(nèi)斜井開拓、側(cè)翼斜井開拓和下盤斜井開拓，由于礦體為石膏礦體，若用脈內(nèi)斜井開拓，裸露面積較大，安全性低，并且脈內(nèi)斜井開拓需留礦柱進(jìn)行支撐，增加的礦石的損失率，又由于礦體走向長(zhǎng)度較大，側(cè)翼斜井開拓同樣不可用，而礦體下部圍巖穩(wěn)定性較好，比較適合利用下盤斜井開拓。同時(shí)，下盤斜井開拓具有石門短、基建量少、投產(chǎn)快、不保留礦柱等優(yōu)點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)開拓系統(tǒng)采用下盤斜井開拓方案，同時(shí)配合一副豎井，一主一副聯(lián)合開拓。主斜井主要是用作提升礦石材料等，而副豎井主要是運(yùn)送人員、材料以及井下所需設(shè)備等，同時(shí)亦可用作通風(fēng)。影響階段高度的因素：1礦床開采技術(shù)條件。如礦體厚度，傾角，礦巖的穩(wěn)定性，礦石品位，礦體底柱的平整性等。2基建工程量。階段高度增大回采礦量增加，階段服務(wù)時(shí)間增長(zhǎng)，但基建工程量和初期基建投資增大。3選用的采礦方法和礦山裝備水平，用大量崩礦的高效率采礦方法，礦山機(jī)械設(shè)備水平高，新水平準(zhǔn)備時(shí)間短，可用高階段，否則反之。參考影響階段高度的各種因素，用開拓、采準(zhǔn)超前系數(shù)法確定階段高度的數(shù)值 sin23176。式中：A—礦山年產(chǎn)量，取15萬(wàn)噸/年； ω—超前系數(shù)，； t —下一階段開拓、采準(zhǔn)所需時(shí)間，； ρ′—礦石貧化率，%；γ—礦石容重，；η—礦石回收率，取31%；S —礦體水平面積，s=*10m取23176。H=30m選擇井筒位置應(yīng)綜合考慮礦體產(chǎn)狀、工程地質(zhì)條件、選廠位置、工業(yè)場(chǎng)地及外部運(yùn)輸?shù)纫蛩?。井筒要避免穿過(guò)流沙層、含水層和斷層破碎帶。根據(jù)礦層的埋藏條件和擬定的設(shè)計(jì)原則采用地下開采，下盤斜井井開拓，中央邊界式通風(fēng)，下盤斜井長(zhǎng)度為609m，從地表打到12米水平并在此水平設(shè)置折返式井底車場(chǎng)，打通與風(fēng)井貫通的開拓巷道形成回風(fēng)通道，井下采用上（下）山運(yùn)輸?shù)V石，下盤斜井提出地表。主斜井 布置在礦區(qū)中部偏東，井口坐標(biāo) x=3927578 ,y=20572950。井口標(biāo)高+，井底標(biāo)高12m，沿第二層掘進(jìn)，井筒斜長(zhǎng)410m。半圓拱形斷面，㎡。其中斜井位置的選擇充分考慮到礦山的現(xiàn)狀，從整體礦區(qū)考慮，以開拓工程量少、運(yùn)距短和礦井安全計(jì)，確定井筒的位置在礦體的中部偏東。 按進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井的位置關(guān)系風(fēng)井有以下幾種布置方式：1 中央并列式：進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井都布置在礦體的中央。2 中央對(duì)角式：主井布置在礦體中央兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井布置在礦體的一翼。3 側(cè)翼對(duì)角式：進(jìn)風(fēng)井布置在礦體的一翼排風(fēng)井都布置在礦體的另一翼。由于該設(shè)計(jì)方案入風(fēng)井不置在礦體的中央，考慮到石膏礦山通風(fēng)要求，為減少通風(fēng)阻力，選擇中央邊界式通風(fēng)。風(fēng)井要依據(jù)安全距離及通風(fēng)要求來(lái)考慮，風(fēng)井的中心坐標(biāo)：布置在主斜井東側(cè)，x=3927634，y=20573055；井口標(biāo)高+,井深72m。圓形斷面，㎡。主斜井與副豎井相距30m。礦床的開采順序每一個(gè)階段礦塊為了滿足礦山的生產(chǎn)能力，需要兩個(gè)礦塊同時(shí)在一個(gè)階段內(nèi)生產(chǎn)采用從兩側(cè)向中央的回采方式，階段的回采采用后退式開采，礦房?jī)?nèi)開采順序?yàn)樽韵露祥_采，臥底順序?yàn)樽韵露稀?最小運(yùn)輸功確定開拓巷道位置 ++n點(diǎn)的礦量加上右邊的礦量大于左邊的礦量并且n點(diǎn)的礦量加上左邊的大于右邊的礦量。這個(gè)n點(diǎn)便是所求的位置。為減少運(yùn)輸功，應(yīng)盡可能使地下與地表之間無(wú)反向運(yùn)輸。（用最小運(yùn)輸功確定主要開拓巷道位置，一般不做定量計(jì)算，而至做大概的定性分析即可。）2采巖區(qū)引起的巖層移動(dòng)及其主要開拓巷道的影響。為確保安全，避免因地表移動(dòng)而帶來(lái)的損失。應(yīng)將主要開拓巷道和其他需要保護(hù)的建筑物布置的范圍之外，并與地表移動(dòng)帶邊界保持一定安全距離。3地表地形等因素的考慮。、通風(fēng)排水系統(tǒng)線路的設(shè)計(jì) (1)提升、運(yùn)輸：各中段的礦石、從采場(chǎng)、掘進(jìn)掌子面在采場(chǎng)由人工裝入礦車由絞車牽引礦車進(jìn)入主運(yùn)輸巷道，由斜井串車提升至地表，廢石不出井，礦石進(jìn)地表礦倉(cāng)，由汽車運(yùn)輸。(2)排水由于礦井井型小，井田范圍不大，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，涌水量不大。正常涌水量為50/h,最大涌水量125/h。礦井分兩級(jí)排水。第一級(jí)泵房設(shè)在12m水平。水倉(cāng)容量400，井口排水標(biāo)高+154m。選用100D455型多級(jí)離心泵3臺(tái)，一臺(tái)使用。一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。揚(yáng)程200m，配用電機(jī)100KW。選用規(guī)格為直徑114mm的5根無(wú)縫鋼管。第二級(jí)泵房設(shè)在100m水平，排水能力應(yīng)該能排出第二水平的正常涌水和最大涌水并有一定的備用能力，水倉(cāng)認(rèn)容量200。選用80D304型多級(jí)離心泵3臺(tái)。一臺(tái)使用，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。揚(yáng)程120m，配用電機(jī)30 KW。選用規(guī)格為直徑108m的無(wú)縫鋼管4根。(3)供風(fēng)礦井通風(fēng)方式為中央邊界式，主斜井進(jìn)風(fēng)，副豎井回風(fēng)；通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。新鮮風(fēng)經(jīng)由井底車場(chǎng)提升上山到各分段平巷進(jìn)入個(gè)回采工作面，污風(fēng)經(jīng)回風(fēng)平巷、回風(fēng)石門及回風(fēng)上山由副井抽出地表。(4)主要運(yùn)輸大巷沿走向方向布置 采用窄軌鐵路軌型15kg/m。軌距600mm。砼軌枕；曲線段鋪設(shè)油浸木軌枕。（5)采區(qū)運(yùn)輸巷道采區(qū)巷道在礦體內(nèi)開拓。傾角和礦體傾角相同，方向沿傾向方向。在盤區(qū)內(nèi)鋪設(shè)單軌，礦石通過(guò)絞車提升礦石至主要運(yùn)輸大巷。主要運(yùn)輸大巷內(nèi)由人力推車運(yùn)輸。礦體穩(wěn)固，采區(qū)運(yùn)輸巷道不需要支護(hù)。階段運(yùn)輸巷道的布置或稱階段平面開拓設(shè)計(jì)。階段平面開拓分為主運(yùn)輸階段和副階段。主運(yùn)輸階段需開拓一系列巷道如井底車場(chǎng)、石門硐室等，將礦塊和井筒等開拓巷道連接起來(lái)，從而形成完整的運(yùn)輸、通風(fēng)和排水系統(tǒng)，以保證將礦塊中采出來(lái)的礦石運(yùn)出地表；將材料、設(shè)備運(yùn)送至工作面；保證良好通風(fēng)排水保證安全1)階段運(yùn)輸巷道布置的影響因素和基本要求。2）必須滿足階段運(yùn)輸能力的要求3）礦體厚度和礦石，圍巖的穩(wěn)固性4）應(yīng)貫徹探采結(jié)合的原則5）考略所采用的采礦方法6）符合通風(fēng)要求7）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程量小，開拓時(shí)間短8）其他技術(shù)要求根據(jù)所給的地質(zhì)條件采用單一沿脈巷道脈外布置。巷道凈寬度B采用ZK106/250電機(jī)車寬1060mm,高1550mm， ，寬度為1050mm，據(jù)《礦山安全規(guī)程》，巷道人行道寬C=840mm，非人行道一側(cè)寬a=400mm。則巷道凈寬度：B=A+C+a=1060+840+400=2300mm。 從軌道面算起礦車高度：巷道凈高度H=+為拱高，半圓拱形的拱高和拱的半徑均為巷道凈寬的一半，即=R=B/2=1150mm。為巷道內(nèi)道渣高度為墻高（1）按架線高度計(jì)算：≥+式中：h4—軌面起電機(jī)車架線高度，按《礦山安全規(guī)程》取h4=2000mm； hc—道床總高度，按鋼軌型號(hào)，查得hc=320mm，道渣高度hb=180mm； n—導(dǎo)電弓子距拱壁安全距離，取n=300mm； b1—軌道中線與巷道中線間距，b1=840+1060/21150=220mm； K—導(dǎo)電弓子寬度之半，取360mmh3≥1482mm（2）按管道裝設(shè)要求確定式中：h5—渣面至管子底高度，按《安全規(guī)程》，取1800mm； h7—管子懸吊件總高度，取900mm； m—導(dǎo)電弓子距管子間距，取300mm； D—壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm 經(jīng)計(jì)算：h3≥2405mm（3）按人行道要求確定墻高≥1800+j為距巷道壁的距離，j≥100mm，一般取200mm。≥1332mm。綜上采用第二種即=2600mm。則巷道高度H=+=3645mm。確定巷道凈斷面面積S和凈周長(zhǎng)PS=B(+)=S=㎡P=+2=。風(fēng)速校核巷道凈斷面面積值查表知=6m/s,通過(guò)最大風(fēng)量Q=25/sV=Q/S=25/=6m/s設(shè)計(jì)的大巷斷面面積、風(fēng)度沒(méi)超過(guò)規(guī)定，可以使用。查表知巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度=B=2300巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度=+2=2300+275=2450m巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度=H+=2480m巷道計(jì)算掘進(jìn)高度=+=2555m巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積= (+)=㎡巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積=（+）=㎡：井底車場(chǎng)的組成：井底車場(chǎng)由若干連接和環(huán)繞井筒的巷道及輔助硐室組成，是地下運(yùn)輸?shù)臉屑~站。井底車場(chǎng)的儲(chǔ)車線是容納空、重車線的專用線路。停放材料車、人車等的線路也屬于儲(chǔ)車線。井底車場(chǎng)的行車線是調(diào)度空、重車輛的運(yùn)行線路，其中包括供礦車出入的馬頭門線路。井底車場(chǎng)還設(shè)有各種輔助硐室，如水倉(cāng)通道、清理井底斜巷、通向各硐室的專用線路等。開鑿于井底車場(chǎng)的各硐室主要有水泵房、管子道、水倉(cāng)、變電所、機(jī)車庫(kù)、調(diào)度室、等候室等。井底車場(chǎng)的基本形式：豎井井底車場(chǎng)的基本形式：豎井井底車場(chǎng)的基本形式有環(huán)形式和折返式兩類。根據(jù)主副井儲(chǔ)車巷道垂直、平行或斜交主要運(yùn)輸巷道（或主要運(yùn)輸石門），環(huán)形式車場(chǎng)又可分為“立式”、“臥式”和“斜式”三種形式。井底車場(chǎng)形式的選擇：確定井底車場(chǎng)形式的主要因素：（1）礦井開拓方式對(duì)選擇井底車場(chǎng)形式影響甚大。例如：井筒距離運(yùn)輸大巷較近時(shí)可采用臥式車場(chǎng)；距離較遠(yuǎn)時(shí)可選擇立式環(huán)形、刀把式或盡頭式車場(chǎng)；地面出車方向受限制時(shí)可采用斜式車場(chǎng)。（2）礦井生產(chǎn)能力的大小直接影響提升井筒的數(shù)目、提升容器類型及井底車場(chǎng)的調(diào)車方式等。設(shè)計(jì)能力很小的礦井，一般只有一個(gè)提升井筒，并用罐籠作主井提升，井底車場(chǎng)的調(diào)車可以用自溜或其他調(diào)車設(shè)備，因此可采用盡頭式或刀把式車場(chǎng)。（3）主要運(yùn)輸平巷和井底車場(chǎng)的運(yùn)輸方式和調(diào)車方式。（4）運(yùn)輸設(shè)備的類型和井口機(jī)械化、自動(dòng)化程度。（5）主要硐室的位置，防水門、自動(dòng)風(fēng)門的布置要求。（6）井底車場(chǎng)所處位置的地質(zhì)、水文地質(zhì)及礦井涌水情況?？傊绊懢总噲?chǎng)形式的因素很多，選用時(shí)必須全面考慮。必要時(shí)進(jìn)行方案比較。本次井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)需求：（1）車場(chǎng)承擔(dān)的運(yùn)輸任務(wù)：礦石、人員、材料、設(shè)備等。（2）礦體的富存位置、開拓方式及通風(fēng)、排水系統(tǒng)。車場(chǎng)布置在礦體的內(nèi)部，采用斜井開拓，對(duì)中央邊界式通風(fēng)，礦下基本無(wú)涌水。（4），共設(shè)150輛,其中運(yùn)行礦車數(shù)量為120輛，備用檢修礦車30輛。（5）巷道圍巖穩(wěn)定性程度：所有巷道均掘進(jìn)在礦體內(nèi)部，礦體韌性大，穩(wěn)固性良好。（6）礦山年產(chǎn)量15萬(wàn)噸，斜井開拓。綜上所述，選用折返式井底車場(chǎng)，一條主斜井用作提升礦石及廢石，一條副豎井用作通風(fēng)及人員、材料的運(yùn)輸。井底車場(chǎng)設(shè)在12m水平，單側(cè)出車、單道起破。車場(chǎng)附近布置泵房、配電室、水倉(cāng)、調(diào)度室、信號(hào)室等硐室。車場(chǎng)采用半圓拱形斷面，裸體支護(hù)，凈寬度4m。井底車場(chǎng)軌道線路及彎道連接系統(tǒng)① 鋼軌及道岔鋼軌階段生產(chǎn)能力15萬(wàn)噸/年。軌距600mm，查表得 ，鋼軌的型號(hào)可取15kg/m。道岔單開道岔型號(hào)可取618—1/4—。對(duì)稱道岔可取618—1/3—。彎道及其連接系統(tǒng)1) 彎道最小曲率半徑轉(zhuǎn)彎角度小于90度。取最小彎道半徑不得小于軸距的10倍。10=11m，取最小彎道半徑R=12m。2) 道岔與曲線線路連接。井底車場(chǎng)平面布置1）儲(chǔ)車線范圍斜井串車提升時(shí)，儲(chǔ)車線長(zhǎng)度為2～3鉤串車長(zhǎng)度。2) 井底車場(chǎng)的硐室布置與人行道①硐室混合井的硐室主要包括：變電所、馬頭門、等候室、操作室、及修理間等。 ②人行道進(jìn)車線作為上下班的通行要道 ，需設(shè)人行道。出車線設(shè)單側(cè)人行道?；剀嚲€也設(shè)雙側(cè)人行道。主要運(yùn)輸大巷主要運(yùn)輸巷道沿走向方向布置。根據(jù)產(chǎn)量主運(yùn)輸巷道選用雙軌根據(jù)年產(chǎn)量，,人力推車運(yùn)輸?shù)V石。 鏟運(yùn)機(jī)在運(yùn)輸平巷內(nèi)組裝，鏟運(yùn)機(jī)的最高部分為2400㎜，設(shè)置安全距離為600㎜。階段運(yùn)輸平巷斷面為矩形，高3米，人行道寬度700mm，寬1050㎜，中心距為1300㎜，確定巷道斷面寬3000㎜。階段巷道在礦體內(nèi)開拓。傾角和礦體傾角相同，方向沿傾向方向。在階段內(nèi)鋪設(shè)單軌，礦石通過(guò)絞車提升或下放礦車至主要運(yùn)輸大巷。階段運(yùn)輸巷道尺寸由盤區(qū)內(nèi)最大設(shè)備的尺寸確定，由于礦體較穩(wěn)固，盤區(qū)運(yùn)輸巷道不需要支護(hù)。硐室主要包括，炸藥庫(kù)、水泵房、變電所、井下配電室以及絞車房。除了絞車房外，其它硐室均位于主井保安礦柱內(nèi)，其中炸藥庫(kù)為單獨(dú)設(shè)計(jì)，配有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。絞車房設(shè)于運(yùn)輸上下山巷道端部。(1) 水泵硐室設(shè)計(jì)的一般規(guī)定1) 水泵硐室應(yīng)布置在靠近鋪設(shè)排水管的井筒，并與中央變電室毗鄰。2) 水泵硐室至少應(yīng)設(shè)有兩個(gè)出口。一個(gè)出口通往井底車場(chǎng)，應(yīng)安裝密閉防水防火鐵門一道；另一出口采用斜巷與井筒相通，斜巷與井筒連接平臺(tái)處標(biāo)高應(yīng)高出水泵硐室地面7m以上。3) ；當(dāng)為潛水泵時(shí)，其泵房地面應(yīng)低于該處井底車場(chǎng)巷道軌面4~5m；水泵硐室均應(yīng)采用混凝土地面，并向吸水井或排水井（溝）做散水波。4) 水泵硐室一般應(yīng)砌筑或采用光面爆破錨噴支護(hù)。5) 水泵房人行道側(cè)及與井底車場(chǎng)連通通道應(yīng)鋪設(shè)軌道，并采用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向。通道的斷面應(yīng)滿足最大設(shè)備或設(shè)備最大件的運(yùn)輸要求。當(dāng)為潛模式水泵房時(shí)，其通道為斜巷道，應(yīng)設(shè)置絞車硐室。6) 水泵房與井筒、井底車場(chǎng)運(yùn)輸巷道之間應(yīng)留有6~8m的安全巖柱。7) 水泵硐室應(yīng)設(shè)置便于安裝、檢修的起重梁或吊車等起重設(shè)施。水泵房與中央變電硐室緊挨一起。一個(gè)出口通向井底車場(chǎng)，另一個(gè)出口采用斜巷與井筒相連通，斜巷與井筒連接平臺(tái)處標(biāo)高應(yīng)高出水泵硐室地面7米以上。水泵房硐室混凝土砌筑。水泵房與井筒、井底車場(chǎng)運(yùn)輸巷道之間應(yīng)有的安全礦柱。 (2) 吸水井吸水井直接與內(nèi)、外水倉(cāng)相連接、其連接結(jié)構(gòu)如圖：吸水井結(jié)構(gòu)圖電纜溝及排水溝電纜溝結(jié)構(gòu)如圖：電纜溝結(jié)圖電纜溝底應(yīng)有1%的排水坡度，坡向吸水井或集水井，并與其相通。水泵硐室必須設(shè)置排水溝，通至吸水井。(3) 管子斜道管子道傾角為25，人行臺(tái)階寬度600，踏步高度不大于選用的無(wú)縫鋼管兩條，一條工作，一條備用。管子道由水泵硐室直接連到主井，管子經(jīng)主井連到地表+34m。(4)