【正文】 不大，但方案1的后期建井費、基建工程費和生產經營費相對均較少，開拓延伸對生產的影響略少一些，故決定采用方案1，即主、副井均為立井，布置于井田儲量中央，設475和750兩個水平，第一水平采用上下山式準備方式，第二水平采用上山式準備方式。 礦井基本巷道 井筒立井井筒斷面形狀有圓形和矩形，我國煤礦一般都采用圓形斷面。因為圓形斷面井筒有利于采用混凝土、料石和錨桿噴射混凝土等永久支護，同時具有承受地壓性能好、通風阻力小、服務年限長、維護費用少以及便于施工等特點。本礦井井筒均選用圓形。1）主井井筒內布置一對箕斗，采用鋼絲繩罐道，其布置形式如圖45所示。圖45 主井斷面圖表431主井井筒特征井型150萬t提升容器一對16t箕斗井筒直徑井筒支護混凝土砌砼厚400mm凈斷面積㎡表土鋼筋砼厚1000mm基巖段毛斷面積㎡充填混凝土177。50㎜表土段毛斷面積㎡（2）副井井筒內布置有一對罐籠以及梯子間和管路間，采用槽鋼組合罐道梁，球扁鋼組合管道。其布置形式如圖46所示。圖46 副井井筒斷面圖表432 副井井筒特征井型150萬t提升容器1對雙層單車3t罐籠井筒直徑井筒支護混凝土井壁厚450mm凈斷面積㎡表土段井壁厚1200mm基巖段毛斷面積㎡充填混凝土177。50㎜表土段毛斷面積㎡（3）圖47為風井的布置形式，井筒內布置有梯子間和管路間。 圖47 風井井筒斷面圖表433 風井井筒特征井型150萬t井筒直徑凈斷面積㎡ 井底車場 確定井底車場的形式和各種硐室的布置選擇井底車場形式的經驗及原則：（1）對于開采緩傾斜和傾斜煤層的立井和穿巖斜井，當井筒距運輸大巷距離近時（如40～60米），可采用臥式環(huán)形車場或梭式車場；井筒距離運輸大巷較遠時（如大于120米），可采用刀式環(huán)形車場或盡頭式車場；井筒距運輸大巷適中時，選用立式車場；如井筒出車方向與大巷斜交，且距離較近時，可采用斜式環(huán)形車場；對中、小型礦井，無論甩車場或平車場，井底車場都可采用梭式車場。開采急傾斜煤層的礦井，可采用刀式環(huán)形車場或盡頭式車場。（2）井底車場的形式應與礦井的井型相適應。大中型礦井可采用環(huán)形式或折返式車場。生產能力大于120萬t/a的礦井，可采用增設主井復線的環(huán)形式或車站式車場；井型大，大巷用底卸式礦車運煤時，應采用折返式車場(注意,底卸式礦車受卸載方向限制不能掉頭)。大巷用膠帶輸送機運煤時可采用環(huán)形式或折返式車場。中、小型礦井，按距井筒的遠近，可采用刀式環(huán)形車場、盡頭式車場或梭形車場。（3）選擇井底車場的形式還應考慮到地面出車方向的限制，有時要求采用斜式環(huán)形車場。井底車場的位置應選在堅硬、穩(wěn)定的巖層中，避開斷層和破碎地帶。如果不得不在圍巖不太好的地區(qū)設置時，不宜選用巷道斷面大的車場。本礦井采用立井刀式環(huán)行井底車場，如圖48所示：圖48 立井刀式環(huán)行井底車場調車方式采用頂推調車：電機車牽引重列車駛入車場重車線13，電機車摘鉤，駛入道岔N1 ，經錯車線，過N2 道岔繞至列車尾部，將列車頂入主（副）井重車線。然后，電機車經過道岔N3 ，繞道回車線12，入主（副）井空車線，牽引空列車駛向采區(qū)。大巷用電機車為：14噸架線式電機車。礦車為：3噸固定式礦車。驗算空、重車線長度運輸大巷采用機車運行時，根據(jù)所選的電機車類型、礦車規(guī)格，驗算主、副井空、重車線長度是否滿足《設計規(guī)范》的要求?！对O計規(guī)范》規(guī)定：“主井空、～2列礦車”；“副井進、出車線的長度，大型礦井應各能容納1～；中、～1列礦車。在出車線上應增設一段雙道，作為材料和設備車的停放及編組之用，其長度對大型礦井應能容納10以上的材料車；對中、小型礦井應能容納5～10個以上的材料車?！笨捎孟率竭M行驗算：L = mnL1 + L2 + L3式中： L — 空、重車線長度； m — 列車數(shù)，應別為：～2，～； n — 每列車礦車數(shù)，n=15； L1 — 一列礦車長度，L1 =3450mm； L2 — 電機車長度，L2 = 4900mm； L3 — 電機車制動距離，一般取12～15m，這里取15m。則主井空、重車線的長度至少為：L = 15 + + 15= m副井空重車線的長度至少為 ：L = 15 + + 15= m 主要開拓巷道大巷斷面設計（一）選擇巷道的斷面形狀本礦井為設計生產能力為150萬噸的礦井，設計第一水平運輸大巷一般服務年限30年以上。采用900mm軌距的雙軌運輸大巷，其凈寬在3 m以上，又穿過中等穩(wěn)定巖層，故選用鋼筋砂漿錨桿與噴射混凝土支護。采用半圓拱形斷面。（二）確定巷道斷面尺寸確定巷道的凈寬度 大巷選用ZK149/550型電機車，車寬：A1 = 1335 mm，高 h = 1600 mm；3噸固定式礦車，車寬1200 mm，礦車高：1400 mm 。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，取人行道寬c = 840 mm，非人行道一側寬a = 400 mm。根據(jù)《煤礦設計手冊》中規(guī)定，本巷雙軌中線距為：1600 mm，則兩機車之間的距離為： 1600－（1335/2＋1335/2）＝265 mm故巷道凈寬為： B＝a1＋b＋c1 ＝（400＋1335/2）＋1600＋（1335/2＋840） ＝4175 mm確定巷道拱高h0 半圓拱形巷道拱高h0 = B/2 =≈2088 mm。半圓拱半徑R = 2088 mm。確定巷道壁高h3 (1)按架線電機車導電弓子要求確定h3 由《井巷工程》知半圓拱形壁高要滿足的條件為： h3 ≥h4 ＋hc －[（R－n）2 （k＋b1）2 ]1/2 式中： h4 — 軌面起電機車架線高度，按《煤礦安全規(guī)程》，取h4＝2000 mm； hc— 道床總高度，大巷選用24kg/m的鋼軌，得hc＝3600 mm，道岔高hb ＝200 mm； n— 導電弓子距拱壁安全距離，取n＝300 mm； K— 導電弓子寬度之半，K＝718/2＝359 ，取K＝360 mm； b1— 軌道中線與巷道中線間距 b1＝B/2－a1 ＝4175/2－（400＋1335/2）＝1020 mm；故h3 ≥2000＋360－[（2088－300）2 －（360＋1020）2 ]1/2 ＝1223 （2）、按管道要求確定h3 h3 ≥h5＋h7＋hb －[R2 －（K＋m＋D/2＋b2 ）2 ]1/2 式中： h5 — 渣面至管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，取h5 ＝1800 mm； h7 — 管子懸吊件總高度，取h7 ＝900 mm； m — 導電弓子距管子距離，取m＝300 mm； D — 壓氣管法蘭盤直徑，D＝335 mm； b2— 軌道中線與巷道中線間距，b2 ＝B/2－c1 ＝4175/2－（1335/2＋840）＝580 mm；故 h3≥1800＋900＋200－[20882 －（360＋300＋335/2＋580）2 ]1/2 ＝1374 mm（3）、按人行道要求確定h3 h3≥1800＋hb－[R2－（R－j）2]1/2 ＝1800＋200－[20882－（2088－200）2]1/2 ＝1800＋200－891＝1108 mm綜合以上計算并考慮一定的富余量，確定本礦井大巷的壁高為h3＝1600 mm，則巷道的凈高為H＝h3－h(huán)b＋h0 ＝1600－200＋2088＝3488 mm。 確定巷道凈斷面積S和凈周長P凈斷面積S＝B（＋h2）式中： h2 ＝渣面以上巷道壁高，h2＝h3－h(huán)b ＝1600－200＝1400 mm。則S＝4175（4175＋1400）＝ mm2≈ m2 凈周長 P＝＋2h2 ＝＋2＝ m 用風速校核巷道斷面運輸大巷最高允許風速vm ＝8 m/s。已知通過大巷風量為 Q＝ m3/s，則 v＝Q/S＝247?！?m/s＜vm 滿足要求。選擇支護參數(shù)本巷道采用錨噴支護， m，間距M＝≈ m，排距M′＝ m，錨桿直徑d＝14 mm，噴射混凝土層厚T1 ＝100 mm，而錨桿露出長度T2＝50 mm。 故支護層厚度T＝T1 ＝100 mm。選擇道床參數(shù)根據(jù)大巷通過的運輸設備，已選用24kg/m的鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb 分別為360 mm 和200 mm，渣面至軌面高度ha ＝hc－h(huán)b＝160 mm。確定巷道掘進斷面尺寸巷道設計掘進寬度：B1 ＝B＋2T＝4175＋2100＝4375 mm；巷道設計掘進高度：H1＝H＋hb＋T＝3488＋200＋100＝3788 mm；巷道設計掘進斷面積：S1＝B1（＋h3）＝4375（4375＋1600）≈ m2 大巷斷面圖見圖49：圖49 大巷斷面示意圖5 采區(qū)巷道布置 煤層地質特征 可采煤層概況本井田煤炭儲量比較豐富，井田內主要可采煤層共有2層，即：9煤層、12煤層。兩煤層均賦存穩(wěn)定。9煤層為穩(wěn)定的中厚煤層，～，煤巖類型以光亮型為主，下層以半亮型為主，界線明顯。內生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度f=～。12煤層為復雜結構的中厚煤層，～?！Ｃ簬r類型以光亮型為主。內生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，貝殼狀斷口。煤的硬度f=～。各煤層特征見表51表512。表511 煤層物理特征特征煤層顏色光澤煤巖組分煤巖類型煤的結構和構造塊度黃鐵礦結核9煤層深黑色似玻璃狀光澤鏡煤亮煤和暗煤光亮型半亮型條帶狀，透鏡狀結構粉碎塊狀含12煤層深黑色玻璃光澤鏡煤亮煤和暗煤光亮型條帶狀，層狀結構粉碎塊狀含表512 可采煤層特征表號煤層名稱煤層厚度/m層間距/m傾角/(186。)硬度容重穩(wěn)定性最小最大平均19煤層12～較穩(wěn)定15212煤層12～較穩(wěn)定 煤種及煤質變化采區(qū)9煤層以2號肥煤為主，局部氣肥煤；12煤層以2號肥煤為主。其他煤質情況見表513。表513 可采煤層原煤工業(yè)分析綜合表項目煤層灰分Ag(%)硫分S(%)揮發(fā)Vr(%)發(fā)熱量(卡/克)煤質牌號9煤層～～～5200～757271372號肥煤為主，局部氣肥煤12煤層～～～4600～763060162號肥煤 各煤層頂?shù)装鍘r性1）9煤層頂、底板頂板情況：9煤層直接頂由于原始沉積和小型構造影響，沿走向及傾向均起伏不平，呈波浪狀，巖性為深灰色粉砂巖，致密均一,直立裂隙發(fā)育，其上為層狀細砂巖。底板情況：底板變化比頂板變化表現(xiàn)更為突出，起伏不平，巖性變化不大，一般為灰色、灰褐色的粉砂巖，含雜亂植物根化石，局部底鼓，～。其下為硅質膠結的細砂巖，分布穩(wěn)定。2）12煤層頂、底板頂板情況：12煤層直接頂炭質含量很高，呈腐泥質泥巖，褐色條痕，分布比較穩(wěn)定，與老頂之間存在明顯層見滑動，～。老頂為致密粉砂巖，塊狀結構，含結核，順層呈串珠狀分布。底板情況：～，巖石較完整，灰色塊狀結構。老底為致密粉砂巖，塊狀結構含結核，順層呈串珠狀分布。 煤塵和瓦斯1）瓦斯范各莊礦瓦斯鑒定情況為：179。/min，179。/。， m3/min，鑒定為低瓦斯礦井。瓦斯涌出量見表514。表514 礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯等級絕對涌出量(m3/min)相對涌出量(m3/td)瓦斯(CH4)CO2瓦斯(CH4)CO2低2）煤塵在本礦取樣做煤塵爆炸性試驗，結果為：火焰長度及巖粉含量均為零，屬無爆炸危險煤層。 3）自然發(fā)火及地溫范各莊礦各煤層均沒有自然發(fā)火的傾向，井下各工作地點溫度正常穩(wěn)定,均在17~21℃之間，沒有異常區(qū)，沒有超過26℃的工作地點。 采區(qū)巷道布置及生產系統(tǒng) 確定采區(qū)走向長度根據(jù)沿井田走向有無大的地質變化，如斷層，無煤帶，傾角變化很大等地質條件，利用這些地質變化帶劃分采區(qū)，確定走向長度。若沒有地質地質條件限制時，采區(qū)走向長度應從技術上可行和經濟上有利的原則來確定。技術上的因素主要考慮區(qū)段巷道的運輸維護和供電問題。經濟上有利的采區(qū)走向長度，應是與采區(qū)走向有關的巷道掘進、維護、運輸?shù)鹊膰嵜嘿M用最低的長度。根據(jù)我國煤礦實踐經驗：對于緩傾斜和傾斜煤層，如果開采條件好，采掘機械化程度較高，區(qū)段集中巷采用帶式輸送機。生產能力較大的采區(qū)，其走向長度為10001500米。綜合機械化開采，采區(qū)單面布置時，走向長度一般不小于1000米；雙面布置時，走向長度不小于2000米。普通機械化開采時，一般為12001500米。范各莊礦井田內沒有大的地質變化，設計采用綜合機械化開采，井田劃分為4個采區(qū)，采區(qū)走向長度為2700米。 確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目使用走向長壁采煤法的采區(qū)，區(qū)段斜長等于回采工作面長度加上區(qū)段平巷和護巷煤柱的寬度。區(qū)段平巷寬度，根據(jù)巷道斷