【導(dǎo)讀】本設(shè)計包括三個部分：一般設(shè)計部分、專題設(shè)計部分和翻譯部分。一般部分為渦北煤礦Mt/a的新井設(shè)計。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。井田走向長約6km，傾向長約km，主采煤層為8號煤層，平均傾角16°，平均厚度m。業(yè)儲量為Mt，可采儲量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。濟比較，最終確定方案一為最優(yōu)方案。一水平標高-700m，二水平標高-1000m。設(shè)計首采區(qū)采用采區(qū)準備方式，工作面長度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運煤，輔助運輸采用礦車運輸。央邊界式，后期為中央并列式。限、實現(xiàn)無煤柱連續(xù)開采、提高資源回收率?；趪鷰r破碎機理采用錨桿注漿加。固和巷旁充填技術(shù)對圍巖進行控制。翻譯部分題目是長臂開采工作面回采巷道頂板支護設(shè)計方法。

　　

【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，礦井各級儲量分類見表 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 /儲量 礦井工業(yè)儲量是指地質(zhì)資源量經(jīng)可行性評價后，其經(jīng)濟意義在邊際經(jīng)濟及以上的基礎(chǔ)儲量的內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源儲量乘以可信度系數(shù)之和 ,計算公式如下： Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k （ 22） 式中： Zg —— 礦井工業(yè)資源 /儲量， Mt； 111b —— 探明的資源量中的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量， Mt； 122b —— 控制的資源量中的經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量， Mt； 2M11 —— 探明的資源量中的邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量， Mt； 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 2M22 —— 控制的資源量中的邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 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)計算得 Mt。此儲量為 8 煤層的地質(zhì)資源儲量由于另外兩層煤厚度小且為局部可采煤層，因此本設(shè)計中把此儲量作為礦井的工業(yè) /資源儲量。 礦井可采 /資源儲量 1）安全煤柱留設(shè)原則 （ 1） 工業(yè) 場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱； （ 2）各類保護煤柱按垂直剖面法確定，用表土層移動角 φ、上山移動角 γ、下山移動角 β、走向移動角 δ確定工業(yè)場地、村莊煤柱； （ 3）維護帶寬度 15 m，風(fēng)井場地 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)計制圖標準》工業(yè)廣場占地面積取 300400 m。 2）礦井永久保護煤柱損失量 （ 1）井田 邊界 保護煤柱 井田邊界保護煤柱留設(shè) 20 m 寬，井田邊界保護煤柱損失量為 Mt。 （ 2） 斷層 保護煤柱 斷層煤柱留設(shè) 50 m，斷層保護煤柱為 Mt。 （ 3） 工業(yè) 廣場保護煤柱 本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 Mt/a，工業(yè)廣場尺寸為 300400 m，按照煤柱留設(shè)原則中巖層移動角，采用垂直剖面法按下式計算： Z = SMR106 （ 23） 式中： Z——工業(yè)廣場煤柱量， Mt； S——工業(yè)廣場煤柱真實面積， m2； M——煤層平均厚度取 m； R——煤層的容重，取平均值為 t/m3。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 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 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 利用垂直剖面法得到工業(yè)廣場保護煤柱的水平投影面積，有表土層移動角 φ=55176。、上山移動角 γ=72176。、下山移動角 β=78176。、走向移動角 δ=55176。，工業(yè)廣場保護煤柱示意圖如圖 222。 （ 4）井筒及大巷保護煤柱 主副井筒保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，礦井主要大巷均布置在煤層底板的巖層當(dāng)中，無需留設(shè)保護煤柱，故井筒和大巷的保護煤柱均為零。 （ 5）經(jīng)濟不可采煤層 11 煤層局部可采，屬不穩(wěn)定煤層，計算可采儲量時將其扣除。 綜合以上內(nèi)容，保護煤柱損失量見表 224。 表 224 保護煤柱損失量 序號 煤 柱 類 型 儲量 /Mt 1 井田邊界保護煤柱 2 斷層保護煤柱 3 工業(yè)廣場保護煤柱 4 井筒及大巷保護煤柱 3）礦井設(shè)計資源儲量 根據(jù)《采礦專業(yè)畢業(yè)設(shè)計文件》規(guī)定，礦井設(shè)計資源儲量卡按下式計算： Zs = Zg P1 （ 24） 式中： Zs——礦井設(shè)計資源儲量， Mt； P1——井田邊界和斷層保護煤柱， Mt。 則有 Zs = =（ Mt） 4）礦井設(shè)計可采儲量 礦井設(shè)計可采儲量是 礦井設(shè)計 的可以采出的儲量，可按下式計算： Zk=（ ZsP2） C （ 25） 式中： Zk——礦井設(shè)計可采儲量， Mt； P2——工業(yè)廣場保護煤柱、井筒及大巷保護煤柱， 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)計煤層 m 屬厚煤層，因此采區(qū)采出率取。 則有 Zk =（ ） =（ Mt） 礦井儲量匯總表見表 231。 表 24 礦井儲量匯總表 煤層 地質(zhì)資源儲量 /Mt 工業(yè)資源儲量 /Mt 設(shè)計資源儲量 /Mt 設(shè)計可采儲量 /Mt 8 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 100200300400500600700800900100001002003004005006007008009001000100200300400500600700800900100000φφφφγβδδAB DCabdcφ=55176。γ=72176。β=78176。δ=55176。01002003004005006007008009001000700600500400600圖222 工業(yè)廣場保護煤柱示意圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(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)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為 330 d，工作制度采用 ―四六 制 ‖，每天 四 班作業(yè)， 三 班生產(chǎn)，一班準備，每班工作 6 h。礦井每晝夜凈提升時間為 16 h。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，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)條件簡單，儲量豐富，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），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模； （ 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(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)計生產(chǎn)能力 渦北井田儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定， 地質(zhì)條件為中等簡單，煤層為厚度變化不大的緩傾斜煤層，煤質(zhì)為國內(nèi)稀缺的優(yōu)質(zhì)焦煤，交通運輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。 確定渦北礦井設(shè)計生產(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)計規(guī)范》要求，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力在 ~ Mt/a范圍之內(nèi)，礦井設(shè)計服務(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。礦井可采儲量 Zk、設(shè)計生產(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； 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 Zk——礦井設(shè)計可采儲量， Mt； A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力， Mt/a； K——礦井儲量備用系數(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)計規(guī)范》要求。 第一水平礦井保護煤柱損失量見表 321。第一水平可采儲量為 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)計規(guī)范》要求。 表 321 保護煤柱損失量 序號 煤 柱 類 型 儲量 /Mt 1 井田邊界保護煤柱 2 斷層保護煤柱 3 工業(yè)廣場保護煤柱 4 井筒保護煤柱 井型校核 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核： （ 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)計為大型礦井，主立井采用箕斗運煤，副立井采用罐籠輔助運輸，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達到設(shè)計井型的要求。副井運輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運輸采用架線電機車運輸，運輸能力大，調(diào)度方便靈活。 （ 3）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 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入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(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，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。 1）井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 （ 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； （ 4） 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； （ 5） 進行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； （ 6） 合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。 2）確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，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，應(yīng)遵循下列原則： （ 1） 貫徹執(zhí)行國家有關(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