【正文】 0m；三水平 1000m。方案一、方案二均三個(gè)水平需設(shè)三套井底車場、石門及大巷投資費(fèi)用大，且階段斜長較短。對于第一水平服務(wù)年限計(jì)算如下：方案一：T = Zk/Ak = 247。 (300 )=方案二：T = Zk/Ak = 247。 (300 )=方案三：T = Zk/Ak = 247。 (300 )=與礦井井型及第一水平服務(wù)年限表可知方案一、方案三的礦井第一水平服務(wù)年限小，不符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》。注：礦井分水平煤層儲(chǔ)量如下表2—12表2—12： 礦井分水平煤層出量表水平礦井可采儲(chǔ)量550m以上550m～800m800m～1000m通過上表可計(jì)算出 450m以上礦井可采儲(chǔ)量Z1；620m以上礦井可采儲(chǔ)量Z2；及550m以上礦井可采儲(chǔ)量Z3。Z1 ={247。(550150）}(450150）=Z2 ={247。(800550)}(620550)+ =Z3 =通過上述計(jì)算分析得出由于方案二、方案三井底車場、石門及大巷投資費(fèi)用多且第一水平服務(wù)年限較小不符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》在這三個(gè)方案中選擇方案二作為礦井開拓設(shè)計(jì)方案。 回風(fēng)水平標(biāo)高的確定風(fēng)井位置應(yīng)充分考慮地面因素、地下因素及礦井通風(fēng)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)礦井采用中央并列式通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井都位于井田中央的同一個(gè)工業(yè)廣場內(nèi)。一般利用主副井作進(jìn)風(fēng)井單設(shè)中央風(fēng)井作為回風(fēng)井。這種布置方式稱為中央并列式，其優(yōu)點(diǎn)是工業(yè)場地布置集中，管理方便，井筒保護(hù)煤柱損失少，缺點(diǎn)是通風(fēng)線路長，通風(fēng)助力大，井下漏風(fēng)多。和主、副井相似，大多數(shù)條件完全一致，如地質(zhì)條件、煤柱煤量、勘探程度、初期工程量、占地面積、交通達(dá)輸以及防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等；都要共同遵守。風(fēng)井與主副井區(qū)別，多數(shù)沒有提升設(shè)備。不受運(yùn)輸條件制約只需解決施工臨時(shí)運(yùn)輸。選擇位置時(shí)主要應(yīng)按通風(fēng)要求，并盡量與總回風(fēng)道直接溝通，以減少通風(fēng)工程和阻力消耗。依據(jù)上述原則可確定本井田風(fēng)井位置其坐標(biāo)如下：中央風(fēng)井：X＝ Y＝ Z＝＋經(jīng)綜合考慮地面因素、地下因素及礦井通風(fēng)系統(tǒng)等因素，確定中央風(fēng)井的回風(fēng)水平標(biāo)高為 250m。 井筒特征1. 主井井筒，井筒深640m,井口標(biāo)高27m，主井內(nèi)裝備兩套16t雙箕斗，四個(gè)扁箕斗一排布置，異側(cè)裝卸載，專供提煤用。灌道及灌道梁采用組合槽鋼，樹脂錨桿牛腿托架固定方式。另敷控制信號(hào)電纜卡兩趟。2. 副井井筒,井筒深645m，井口標(biāo)高27m, 雙層四車灌龍和一套單鉤5t雙層雙車灌龍帶平衡錘。該井筒為進(jìn)風(fēng)井筒，提升礦井材料、設(shè)備及上下人員。設(shè)有玻璃鋼梯子間并作礦井安全出口之用。采用槽鋼對焊組合矩形灌道及灌道梁，樹脂錨桿牛腿托架固定方式。井筒內(nèi)敷設(shè)三路排水管（另預(yù)留一路），動(dòng)力電纜卡一趟，控制信號(hào)電纜卡兩趟。3. 風(fēng)井井筒中央風(fēng)井井筒凈直徑6m，井深標(biāo)高250m，井口標(biāo)高+。該井筒為礦井回風(fēng)井，并兼作安全出口用。井內(nèi)設(shè)有梯子間，各梁用牛腿托架式承，牛腿托架與鋼筋混凝土井壁的預(yù)留鋼板焊接固定。井筒內(nèi)敷設(shè)有灑水管路，瓦斯抽排管路及防火灌漿管路各一趟。 采區(qū)劃分礦井根據(jù)斷層防水煤柱線、井田邊界線、鐵路保護(hù)煤柱線及部分勘探線劃分五個(gè)采區(qū)。采區(qū)劃分如圖2—7圖2—7 礦井采區(qū)劃分 井底車場、主要硐室及各大生產(chǎn)系統(tǒng)1. 立井井底車場的基本類型如下表2—13表2—13： 立井井底車場的基本類型類型圖示結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)適用條件環(huán)形式立式存車線和回車線與主運(yùn)輸大巷垂直；主、副井距主要運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠的長度布置存車線空、重車線基本位于直線上；有專用的回車線；調(diào)車方便；可兩翼進(jìn)車；彎道頂車；工程量大90～150萬t/a的礦井；刀型車場適用于60萬t/a的礦井，增加回車線能力可抵搞到90～120萬t/a斜環(huán)形式式存車線與主要運(yùn)輸大巷斜交；主要運(yùn)輸大巷可局部作回車可兩翼進(jìn)車；工程量較??；存車線有效長度調(diào)整方便；彎道頂車；一翼調(diào)車方便，另一翼在大巷調(diào)車適用于60～90萬t/a的礦井；地面出車方向受限制臥式存車線與主要運(yùn)輸大巷平行；主、副井距主要運(yùn)輸大巷較近空重車線位于直線上；工程量??；調(diào)車方便；可兩翼進(jìn)車；彎道頂車；巷道內(nèi)坡度較大適用于60～90萬t/a的礦井；折返式梭式利用主要運(yùn)輸大巷作主井空、重車線、調(diào)車線和回車線工程量小，交叉點(diǎn)少、彎道少；可兩翼進(jìn)車?yán)么笮偷卓v卸式、底側(cè)卸式礦車可用于大型礦井盡頭式利用石門作主空重車線工程量?。徽{(diào)車方便；利用大型底縱卸式、底側(cè)卸式礦車可用于大型礦井2. 井底車場形式選擇選擇井底車場形式的原則： 在具體設(shè)計(jì)選擇車場形式時(shí)，有時(shí)可能提出多個(gè)方案，進(jìn)行方案比較，擇優(yōu)選用。井底車場形式必須滿足下列要求：(1)車場的通過能力，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有30％以上的富裕系數(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(diǎn)少；(3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求；(4)井巷工程量小，建設(shè)投資?。槐阌诰S護(hù)；生產(chǎn)成本低；(5)施工方便，各井筒間、井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設(shè)時(shí)間。根據(jù)井下開拓巷道布置、大巷運(yùn)輸方式及總平面布置方式等因素，考慮到新集一礦井產(chǎn)量較大，瓦斯可能升級(jí)等特點(diǎn)，井底車場選用了通風(fēng)條件好、工程量省，通過能力較大，調(diào)車方便的臥式環(huán)形車場。3. 井底車場峒室及機(jī)械配備(1) 主井峒室1)箕斗裝載峒室及煤倉：煤倉下口設(shè)有兩臺(tái)4＃給煤機(jī)，分別給兩條送煤皮帶機(jī)，經(jīng)過皮帶機(jī)，將煤分別輸送到兩套16噸箕斗的定重裝載漏斗，通過壓磁元件自動(dòng)控制定重裝載。由16噸箕斗將煤提升到地面。由于井底煤倉容量較大，為便于施工，故采用圓形斷面的立倉形式。煤倉下口的給煤機(jī)、皮帶機(jī)及箕斗裝載設(shè)備等，均從箕斗井下放到適當(dāng)位置，給煤機(jī)和皮帶機(jī)，在經(jīng)過皮帶平巷送入安裝地點(diǎn)。裝載峒室工作人員是經(jīng)過一段主井底清理撤煤斜巷和由該斜巷通向箕斗裝載水平的人行平巷達(dá)到目的地。2)主井井底清理撤煤系統(tǒng)：箕斗裝載過程中的撤煤，由井底封閉全井筒的55176。鋼筋混凝土板，導(dǎo)出井筒外的溜煤口，流入沉淀地。沉淀下來的煤泥，然后由JT800 X 600－30絞車，經(jīng)過30176。的斜巷拉到井底車場水平，翻入翻車機(jī)下面的煤倉，在由一臺(tái)3＃給煤機(jī)，將煤給入皮帶機(jī)，由皮帶機(jī)送入其中一套16噸箕斗的定重裝載漏斗中，由16噸箕斗提升到地面。井筒淋水經(jīng)沉淀溢入主井井底水倉，然后由主井底水窩水泵排到井底車場水平巷道的水溝內(nèi)。主井井底水倉亦鋪設(shè)軌道，礦車可直接放入進(jìn)行清理。 (2) 副井峒室1)副井井底與井底車場連接部分：該峒室設(shè)置雙層平臺(tái)，在等候室通道處打斜巷通至上層平臺(tái)，以便雙層同時(shí)上、下人員。在副井空、重車線，各設(shè)爬車機(jī)一臺(tái)，重車可直接進(jìn)入下層車線，亦可經(jīng)爬車機(jī)爬至上層平臺(tái)，并借推車機(jī)將重車送入罐籠，同時(shí)下層平臺(tái)出來的空車，亦同樣可經(jīng)爬車機(jī)，將空車送到上層平臺(tái)，進(jìn)入井底車場運(yùn)輸大巷空車道，以達(dá)到同時(shí)進(jìn)出矸石車的條件。在副井重車線設(shè)兩臺(tái)繩式推車機(jī)，可將矸石推至副井底，以便裝入罐籠。為了防止罐籠墜入井底，在井底過卷深度處，設(shè)置防撞梁和且契形木罐道。 2)翻車機(jī)峒室：該峒室為通過式，運(yùn)至井底車場，由該翻車機(jī)翻入翻罐煤倉，然后經(jīng)給煤機(jī)、皮帶機(jī)、定重裝載漏斗，由16噸箕斗提升到地面。為了改善勞動(dòng)條件和便于管理，在副井井底打一通向翻車機(jī)煤倉下的皮帶機(jī)巷的淺水巷，使副井的淋水經(jīng)淺水巷和皮帶機(jī)巷，流向箕斗裝載水平的人行道，再經(jīng)主井底清理斜巷，流入主井井底水倉，與主井井底水倉的水一道排至井底車場水平大巷水溝內(nèi)。(3) 其它峒室1)井底車場水倉：該水倉設(shè)計(jì)容量，能容納8小時(shí)的礦井正常涌水量。水倉清理方式，采用JT800X600－。2)井下炸藥庫：該峒室為壁槽式，庫房為二排，庫房的總儲(chǔ)量能存放不超過礦井三晝夜的炸藥需要量和是晝夜的雷管需要量，炸藥庫有單獨(dú)的回風(fēng)道。除了上峒室外，在井底車場內(nèi)，還設(shè)有管子道、中央變電所、中央水泵房、主井通道以及井下調(diào)度室、保健站等峒室。 4. 礦井各大生產(chǎn)系統(tǒng)(1) 運(yùn)輸系統(tǒng)1)運(yùn)煤系統(tǒng)：一水平的煤采落后通過采區(qū)內(nèi)運(yùn)煤系統(tǒng)，到達(dá)采區(qū)煤倉，再由皮帶運(yùn)往主井煤倉，由主井箕斗提至地面。2)運(yùn)矸系統(tǒng)：矸石主要是在巖巷掘進(jìn)中產(chǎn)生。掘進(jìn)產(chǎn)生的矸石通過扒矸機(jī)送至礦車，再由電機(jī)車?yán)巾肥?，由灌籠提至地面。3)運(yùn)料系統(tǒng)：礦井各種材料由地面通過副井下至井底車場，再由機(jī)車運(yùn)往各采區(qū)投入使用。(2) 通風(fēng)系統(tǒng)礦井采用抽出式通風(fēng)方式，主要由副井進(jìn)風(fēng)，主井部分進(jìn)風(fēng)，通過軌道大巷到各采區(qū)石門和下部車場，由軌道上山進(jìn)入到采區(qū)內(nèi)部各用風(fēng)地點(diǎn)，再由采區(qū)回風(fēng)石門流至回風(fēng)大巷，由風(fēng)井排入大氣。另外，爆破材料庫布置在井底車場旁邊穩(wěn)定的巖層中，距各井筒及行人巷道均在安全距離以外，且采用獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，新鮮風(fēng)流由副井進(jìn)入井下一部分直接經(jīng)爆破材料庫使用后，排至回風(fēng)巷，再由風(fēng)井排入大氣。(3) 排水系統(tǒng)各采區(qū)內(nèi)的涌水通過各自軌道上山的水溝流至軌道大巷的水溝，軌道大巷在施工時(shí)預(yù)留了一定的傾角，水流自軌道巷水溝可自行流入井底水倉，再由水泵通過副井內(nèi)的排水管排至地面。(4) 壓風(fēng)系統(tǒng)壓風(fēng)機(jī)設(shè)在地面工業(yè)廣場內(nèi)，通過鋼管又副井進(jìn)入地下，經(jīng)運(yùn)輸大巷到達(dá)各采區(qū)下部車場，由運(yùn)輸上山進(jìn)入采區(qū)內(nèi)部各用風(fēng)地點(diǎn)。(5) 供電系統(tǒng)地面高壓電源經(jīng)變壓達(dá)礦用電壓后由副井動(dòng)力電纜線輸送到井下中央變電所，再由中央變電所輸送至各采區(qū)變電所，以供各種電機(jī)設(shè)備及充電硐室之用。 主要巷道布置1. 主要運(yùn)輸大巷布置主要運(yùn)輸大巷布置服務(wù)于整個(gè)開采水平的煤炭運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線鋪設(shè)，服務(wù)時(shí)間很長。單水平開拓，主要運(yùn)輸大巷要為全礦井生產(chǎn)服務(wù)，其使用年限更長，其位置選擇更要慎重。（1）煤層大巷當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；沒有煤與瓦斯的突出，無嚴(yán)重自然發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮使用煤層大巷。對于新礦井，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)情況等特點(diǎn)。因此，對于煤層賦存條件較好的礦井，在煤層中布置大巷和其他巷道是利大于弊的，應(yīng)盡量推廣煤層大巷布置。下列情況，宜于布置煤層大巷：1)獨(dú)開拓的薄煤層及中厚煤層 。2)煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層和中厚煤層，走向長度不大，資源/儲(chǔ)量有限，服務(wù)年限短的。3)煤層群（組）下部薄及中厚煤層中開集中大巷的。4)煤層堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡單，費(fèi)用不高的煤層。5)煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的。6)煤層堅(jiān)硬而頂?shù)装逅绍浕蚺蛎?，難以維護(hù)的。（2）巖石大巷它的優(yōu)點(diǎn)很多，如維護(hù)條件好、費(fèi)用少。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響?？刹涣簦ɑ蛏倭簦┳o(hù)巷煤柱。煤的損失少，安全性好，受煤與瓦斯突出及自然發(fā)火等影響小。它的缺點(diǎn)主要是巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長。因此，在具體礦井條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷，需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定。巖石大巷位置的選擇視大巷至煤層的距離以及巖層的巖性而定，為避開開采形成的支承壓力的不利影響，大巷應(yīng)與煤層保持一定距離。根據(jù)我國經(jīng)驗(yàn)，按圍巖的性質(zhì)，煤層賦存的深度，管理頂板的方法等不同，巖石大巷距煤層的距離一般為10～30m。同時(shí)還要認(rèn)真選擇巖石大巷所處巖層的巖性，避免在巖石松軟、吸水膨脹、易于風(fēng)化、強(qiáng)含水的巖層中布置大巷。新集一礦的主要大巷經(jīng)過方案比較布置在巖石中。 采區(qū)設(shè)計(jì) 采區(qū)基本概況本設(shè)計(jì)取新集一礦中央采區(qū)作為設(shè)計(jì)對象，，面積約25平方公里。采區(qū)上限標(biāo)高為250m，下限采高1000m。可采煤層屬于緩傾斜煤層5～25度。全區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡單。主采13煤層，以厚煤層為主，結(jié)構(gòu)較簡單，含矸點(diǎn)約見煤點(diǎn)的三分之二，其中以含1－2層的居多，夾矸巖性為泥巖及炭質(zhì)泥巖。頂板巖性以泥巖為主，粉砂巖、細(xì)砂巖零星分布。底板巖性以泥巖為主，少數(shù)炭質(zhì)泥巖、含炭泥巖。中部及西部煤層較薄在4－5米左右，淺部及深部的煤層較厚，在5－6米左右?？刹芍笖?shù)為98%，變異系數(shù)為30%，屬穩(wěn)定煤層，新集一礦瓦斯涌出量大，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)性，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。 采區(qū)上山、區(qū)段平巷的布置1. 上山數(shù)目新集一礦井為高瓦斯雙突礦井，為滿足高瓦斯雙突煤層開采時(shí)通風(fēng)的要求，設(shè)計(jì)采區(qū)上山按三條布置。即：一條軌道上山，一條皮帶運(yùn)輸上山，一條回風(fēng)上山。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：專巷專用，能滿足雙突礦井通風(fēng)的要求，安全可靠，膠帶機(jī)上山風(fēng)速小，對降低采區(qū)煤層污染，改善工作面生產(chǎn)環(huán)境均為有利。另外，上山斷面小，有利于巷道的施工和長期維護(hù)。 2. 上山布置方式采區(qū)上山布置方式考慮了三個(gè)方案：（1）巖石上山 （2）煤層上山 （3）煤層、巖層上山相結(jié)合。 三種方案的比較如下表表2—14：表2—14： 山布置方式方案比較表采區(qū)上山布置方式優(yōu)缺點(diǎn)比較巖石上山布置采區(qū)巖巷工程量大，巷道掘進(jìn)費(fèi)用高，速度慢，工期長，但維護(hù)費(fèi)用低煤層上山布置施工速度快，但煤柱多，維護(hù)費(fèi)用高，尤其是上山和工作面上，下順槽多出平面向交叉，對煤炭及輔助運(yùn)輸系統(tǒng)不利。且漏風(fēng)大，通風(fēng)管理復(fù)雜煤層、巖層上山相結(jié)合克服了巖石，煤層上山布置的缺點(diǎn)，對移交工期，輔助運(yùn)輸，通風(fēng)管理，巷道維修均有利根據(jù)上表比較及該采區(qū)煤層的特點(diǎn)，該區(qū)瓦斯涌出量較大，為使上山的維護(hù)及滿足通風(fēng)要求，根據(jù)煤層頂?shù)装鍘r性情況，在底板巖石中布置運(yùn)輸上山、軌道上山、回風(fēng)上山，上山之間相距15米。各區(qū)段在煤層中布置兩條平巷，一條為運(yùn)輸巷，一條為回風(fēng)巷。 區(qū)段劃分及車場形式該采區(qū)斜長1054米,為了有合適的工作面長度，將采區(qū)劃分為5個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段斜長202米左右，區(qū)段間留10米煤柱。該采區(qū)上部車場采用甩車場，甩車場具有使用方便、比較安全、勞動(dòng)量小且上部絞車房維護(hù)不困難等優(yōu)點(diǎn)。故選用甩車場。其中部車場采用單向甩車場，石門車場形