【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般設(shè)計(jì)部分、專題設(shè)計(jì)部分和翻譯部分。一般部分為渦北煤礦Mt/a的新井設(shè)計(jì)。渦北煤礦位于安徽省亳州市境內(nèi)，東有京九鐵路西有濉阜鐵路，交通便利。井田走向長(zhǎng)約6km，傾向長(zhǎng)約km，主采煤層為8號(hào)煤層，平均傾角16°，平均厚度m。業(yè)儲(chǔ)量為Mt，可采儲(chǔ)量Mt，礦井服務(wù)年限為a。根據(jù)井田地質(zhì)條件，提出四個(gè)技術(shù)上可行開拓方案。平開采，暗斜井延伸；方案四：立井三水平水平開采，暗立井延伸。濟(jì)比較，最終確定方案一為最優(yōu)方案。一水平標(biāo)高-700m，二水平標(biāo)高-1000m。設(shè)計(jì)首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式，工作面長(zhǎng)度200m，采用綜采放頂煤采煤法，礦井年工作日為330d，工作制度為“四六制”。大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸。央邊界式，后期為中央并列式。限、實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱連續(xù)開采、提高資源回收率?；趪鷰r破碎機(jī)理采用錨桿注漿加。固和巷旁充填技術(shù)對(duì)圍巖進(jìn)行控制。翻譯部分題目是長(zhǎng)臂開采工作面回采巷道頂板支護(hù)設(shè)計(jì)方法。

　　

【正文】 的 10%，探明的包括 111b 和 2M11，控制的包括 122b 和 2M22，推斷的為 333，礦井各級(jí)儲(chǔ)量分類見表 223。 表 223 礦井地質(zhì)資源分類表 礦井地質(zhì)資源儲(chǔ)量 /Mt 探明的 控制的 推斷的 60% 30% 10% 80% 20% 80% 20% 100% 111b 2M11 122b 2M22 333 工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指地質(zhì)資源量經(jīng)可行性評(píng)價(jià)后，其經(jīng)濟(jì)意義在邊際經(jīng)濟(jì)及以上的基礎(chǔ)儲(chǔ)量的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的資源儲(chǔ)量乘以可信度系數(shù)之和 ,計(jì)算公式如下： Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （ 22） 式中： Zg —— 礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量， Mt； 111b —— 探明的資源量中的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； 122b —— 控制的資源量中的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； 2M11 —— 探明的資源量中的邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁(yè) 2M22 —— 控制的資源量中的邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 Mt； 333 —— 推斷的資源量， Mt； k ——可信度系數(shù)，取 ~ ，井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定 k值取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定 k 值取 ，本井田地質(zhì)構(gòu)造中等簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定，因此 k 值取 。 根據(jù)公式 22 及表 223 中的數(shù)據(jù)計(jì)算得 Mt。此儲(chǔ)量為 8 煤層的地質(zhì)資源儲(chǔ)量由于另外兩層煤厚度小且為局部可采煤層，因此本設(shè)計(jì)中把此儲(chǔ)量作為礦井的工業(yè) /資源儲(chǔ)量。 礦井可采 /資源儲(chǔ)量 1）安全煤柱留設(shè)原則 （ 1） 工業(yè) 場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； （ 2）各類保護(hù)煤柱按垂直剖面法確定，用表土層移動(dòng)角 φ、上山移動(dòng)角 γ、下山移動(dòng)角 β、走向移動(dòng)角 δ確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱； （ 3）維護(hù)帶寬度 15 m，風(fēng)井場(chǎng)地 20 m，其他 15 m； （ 4）斷層煤柱寬度 50 m，井田邊界煤柱寬度 20 m； （ 5）根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)》工業(yè)廣場(chǎng)占地面積取 300400 m。 2）礦井永久保護(hù)煤柱損失量 （ 1）井田 邊界 保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè) 20 m 寬，井田邊界保護(hù)煤柱損失量為 Mt。 （ 2） 斷層 保護(hù)煤柱 斷層煤柱留設(shè) 50 m，斷層保護(hù)煤柱為 Mt。 （ 3） 工業(yè) 廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 Mt/a，工業(yè)廣場(chǎng)尺寸為 300400 m，按照煤柱留設(shè)原則中巖層移動(dòng)角，采用垂直剖面法按下式計(jì)算： Z = SMR106 （ 23） 式中： Z——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量， Mt； S——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱真實(shí)面積， m2； M——煤層平均厚度取 m； R——煤層的容重，取平均值為 t/m3。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁(yè) F2 F1 400甲27.59Mt 15176。乙41.82Mt 14176。丙19.71Mt 20176。丁12.86Mt 14176。戊38.50Mt 15176。己35.12Mt 22176。5006004005006007008009001000400500 600700 800 900 1000F1 β= 35 ～ 70176。 H = 180 ～ 250mF2 β= 40 ～ 70176。 H = 90 ～ 200mF2 F1 圖222 井田塊段劃分示意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁(yè) 利用垂直剖面法得到工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的水平投影面積，有表土層移動(dòng)角 φ=55176。、上山移動(dòng)角 γ=72176。、下山移動(dòng)角 β=78176。、走向移動(dòng)角 δ=55176。，工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖如圖 222。 （ 4）井筒及大巷保護(hù)煤柱 主副井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，礦井主要大巷均布置在煤層底板的巖層當(dāng)中，無(wú)需留設(shè)保護(hù)煤柱，故井筒和大巷的保護(hù)煤柱均為零。 （ 5）經(jīng)濟(jì)不可采煤層 11 煤層局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)將其扣除。 綜合以上內(nèi)容，保護(hù)煤柱損失量見表 224。 表 224 保護(hù)煤柱損失量 序號(hào) 煤 柱 類 型 儲(chǔ)量 /Mt 1 井田邊界保護(hù)煤柱 2 斷層保護(hù)煤柱 3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 4 井筒及大巷保護(hù)煤柱 3）礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量 根據(jù)《采礦專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)文件》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量卡按下式計(jì)算： Zs = Zg P1 （ 24） 式中： Zs——礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量， Mt； P1——井田邊界和斷層保護(hù)煤柱， Mt。 則有 Zs = =（ Mt） 4）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量是 礦井設(shè)計(jì) 的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算： Zk=（ ZsP2） C （ 25） 式中： Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； P2——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱、井筒及大巷保護(hù)煤柱， Mt； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 ；本設(shè)計(jì)煤層 m 屬厚煤層，因此采區(qū)采出率取。 則有 Zk =（ ） =（ Mt） 礦井儲(chǔ)量匯總表見表 231。 表 24 礦井儲(chǔ)量匯總表 煤層 地質(zhì)資源儲(chǔ)量 /Mt 工業(yè)資源儲(chǔ)量 /Mt 設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量 /Mt 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 /Mt 8 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁(yè) 100200300400500600700800900100001002003004005006007008009001000100200300400500600700800900100000φφφφγβδδAB DCabdcφ=55176。γ=72176。β=78176。δ=55176。01002003004005006007008009001000700600500400600圖222 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁(yè) 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330 d，工作制度采用 ―四六 制 ‖，每天 四 班作業(yè)， 三 班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作 6 h。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為 16 h。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定，礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： （ 1）資源 情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井 ； （ 2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模； （ 3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)； （ 4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 渦北井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定， 地質(zhì)條件為中等簡(jiǎn)單，煤層為厚度變化不大的緩傾斜煤層，煤質(zhì)為國(guó)內(nèi)稀缺的優(yōu)質(zhì)焦煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。 確定渦北礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 Mt/a。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力在 ~ Mt/a范圍之內(nèi)，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限應(yīng)大于 50 a，煤層傾角小于 25176。第一開采水平服務(wù)年限應(yīng)大于 25 a。礦井可采儲(chǔ)量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： T=Zk /（ AK ） （ 31） 式中： T——礦井服務(wù)年限， a； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁(yè) Zk——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt/a； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 則礦井服務(wù)年限為： T = （ ） = （ a） 大于 50 a 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 第一水平礦井保護(hù)煤柱損失量見表 321。第一水平可采儲(chǔ)量為 Mt，所以第一水平服務(wù)年限 T1 為： T1 = （ ） = （ a） 大于 25 a 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 表 321 保護(hù)煤柱損失量 序號(hào) 煤 柱 類 型 儲(chǔ)量 /Mt 1 井田邊界保護(hù)煤柱 2 斷層保護(hù)煤柱 3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 4 井筒保護(hù)煤柱 井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： （ 1）煤層開采能力 井田內(nèi) 8 煤平均厚度 m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井 ―一礦一井一面 ‖的發(fā)展模式，可以布置一個(gè)綜采放頂煤工作面保產(chǎn)。 （ 2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，主立井采用箕斗運(yùn)煤，副立井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用架線電機(jī)車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。 （ 3）礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁(yè) 4 井 田 開 拓 礦井開拓的基本問題 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 1）井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個(gè)問題需認(rèn)真研究。 （ 1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； （ 2） 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； （ 3） 布置大巷及井底車場(chǎng)； （ 4） 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； （ 5） 進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； （ 6） 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 2）確定開拓問題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： （ 1） 貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工