【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作。了明確的說(shuō)明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。古書院礦位于位于山西省東南部，沁水煤田的東南緣，面積平方公里。各層煤自燃性不強(qiáng)，屬于不易自燃。礦井工業(yè)儲(chǔ)量22113萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量萬(wàn)。礦井移交生產(chǎn)至達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)，共開鑿3個(gè)井筒，即主、主斜井裝皮帶，副斜井鋪軌道，工業(yè)廣場(chǎng)位于井田中部。本井田3號(hào)煤層劃分為4個(gè)采區(qū)，采用帶區(qū)式準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)采用傾斜長(zhǎng)壁采煤方法。作業(yè)制度為“四六制”，三。運(yùn)輸機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等。方式為中央并列式通風(fēng)。機(jī)型號(hào)為：，n=740r/min，電機(jī)功率為390KW。

　　

【正文】 可以看出，在煤層南部露頭線處建井后可以將井田分為東西兩翼進(jìn)行開采，而東西兩翼一個(gè)是上山，一個(gè)是下山，井口的布置離煤層最近，所以是合理的，根據(jù)以上條件可以確定主井的井口坐標(biāo) y＝ ， x＝ 。副斜井座標(biāo)為 x＝ ， y＝ 。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置 3 個(gè)井筒，即主斜井、副斜井、中 央回風(fēng)立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 副斜井：擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)，作進(jìn)風(fēng)井、排矸和安全出口。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，不裝備。 井筒裝備及布置： 主斜井：凈斷面 2m ，掘進(jìn)斷面為 ，裝備 1400mm 寬鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和 600mm 檢修軌。 副斜井：凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 ， 噸固定式礦車。 回風(fēng)立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進(jìn)斷面為 。 （二） .階段垂高、開采水平的規(guī)劃及其服務(wù)年限的確定 從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在 3～ 5 度之間，屬于近水平煤層，因此對(duì)其垂高的計(jì)算已經(jīng)毫無(wú)實(shí)際意義可言，所以在井田內(nèi)不應(yīng)該劃分階段，而是直接劃分為盤區(qū)進(jìn)行開采，所以該礦井初步設(shè)計(jì)為斜井單水平盤區(qū)開拓，盤區(qū)內(nèi)進(jìn)行單一開采，由于采用單一水平進(jìn)行開采，所以該開采水平的服務(wù)年限即為礦井的服務(wù)年限為 65 年。 （三）礦井通風(fēng)方式的選擇 中央并列式：適用于煤層傾角較 大，走向不長(zhǎng)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自燃發(fā)火不嚴(yán)重礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)是：（ 1）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中便于管理（ 2）節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地，壓煤少（ 3）進(jìn)出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長(zhǎng)（ 4）工業(yè)場(chǎng)地有噪音影響。 中央分列式：適用于煤層傾角小，走向長(zhǎng)度適中的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）比中央前列式安全性好（ 2）通風(fēng)阻力小，幾個(gè)內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對(duì)瓦斯、自燃發(fā)火的管理（ 3）工業(yè)場(chǎng)地?zé)o噪音影響（ 4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。 兩翼對(duì)角式：適用煤層走向大于 4km，井型較大，低瓦斯礦井或瓦斯與自然發(fā)火 嚴(yán)重的礦井 。煤層走向較長(zhǎng)，產(chǎn)量較大的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）風(fēng)流線路是直向式的，風(fēng)流線路短，阻力小，內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)噪聲危害（ 2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。 分區(qū)對(duì)角式：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開掘總回風(fēng)巷，它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）每個(gè)采區(qū)有獨(dú)立通風(fēng)路線，互不影響，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)，建井工期短，初期投資少，出煤快（ 2）占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。 考慮到該礦井實(shí)際 情況，該礦井應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 第三節(jié) 開采水平的置 為了保證生產(chǎn)使用，便于維護(hù)，減少煤柱損失，一般將主要運(yùn)輸大巷布置在煤層底板不受采動(dòng)影響的堅(jiān)硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定，無(wú)自然發(fā)火的薄及中厚煤層中。因此將該礦井的主要運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤層底板的堅(jiān)硬巖層中，查閱《礦井開采設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)），兩井筒間距為 60m，主井井底標(biāo)高為 620 m，副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場(chǎng)，與主井副井相聯(lián)系。 方案一：主井井口標(biāo)高 780m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為 ，副井標(biāo)高為 782m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為 ，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。 以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)上合理，此處地面寬敞。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場(chǎng)，與主井相聯(lián)系。副井打至 620 水平時(shí) ， 掘井底車場(chǎng) ， 然后按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時(shí)，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個(gè)大的采區(qū) 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4個(gè)盤區(qū)并采用傾斜長(zhǎng)壁 采煤法進(jìn)行開采。 方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標(biāo)高 790m，經(jīng)度 ，緯度 ，向下掘進(jìn)打至 620 水平，副井標(biāo)高為 792m，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。工業(yè)場(chǎng)地與一方案相同。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場(chǎng)，與主井相聯(lián)系 。 主副井同井底車場(chǎng)連接起來(lái)后 ， 按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時(shí)，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個(gè)大的采區(qū) 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4 個(gè)盤區(qū)并采用傾斜長(zhǎng)壁采 煤法進(jìn)行開采。 兩個(gè)方案比較如下： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 項(xiàng)目 比較內(nèi)容 比較 方案一 方案二 主井形 式及工程量 形式 。斜井 工程量： 形式 。立井 工程量： 160 方案二雖然工程量少，但是和方案一比較，掘進(jìn)費(fèi)用要比方案一高得多，另外方案一采用斜井地面的輔助提升設(shè)備要比方案二要少，井底車場(chǎng)的工程量也要比方案二要少很多 副井形 式及工 程量 形式 。斜井 工程量： 形式 。立井 工程量： 162 方案二的掘進(jìn)費(fèi)用比方案一多 運(yùn)輸 大巷 工程量： 2980 工程量： 3000 左右 方案一和方案二的掘進(jìn)工程量幾乎相同 準(zhǔn)備巷 道及采 區(qū)上山 無(wú) 無(wú) 采區(qū) 劃分 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開采 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開采 兩種方案的劃分方式相同 從上面的比較不難看出，方案一明顯優(yōu)于方案二，因此該礦井采用方案一進(jìn)行開采。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 第五章 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 本設(shè)計(jì)的井田其中只有一層近水平可采煤層，采用雙斜井單水平盤區(qū)式開拓方式，通風(fēng)方式為中央并列式，運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤層的底板巖石中。 第一節(jié) 井筒、石門與大巷 一、主 井?dāng)嗝娌贾? 主井設(shè)計(jì)采用可彎曲膠帶輸送機(jī)往上運(yùn)煤，井筒斜長(zhǎng)為 ，巷道采用半圓拱形設(shè)計(jì)，并用混凝土、錨噴支護(hù)。凈寬 ，掘進(jìn)寬度為 ，凈斷面積 ，掘進(jìn)面積為 ． 二、副井?dāng)嗝娌贾? 副井設(shè)計(jì)采用 固定式礦車來(lái)進(jìn)行運(yùn)料，井筒斜長(zhǎng)為 ，巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計(jì)，采用混凝土、錨噴支護(hù)，凈寬為 ，掘進(jìn)寬度為 ，井筒凈斷面面積為 平方米，掘進(jìn)面積為 m2。 三、回風(fēng)立井布置 風(fēng)井的巷道采用圓形巷道進(jìn)行設(shè)計(jì)，風(fēng)井的凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為，井筒凈直徑為 5m，垂高 153m。 四、回風(fēng)大巷布置 巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計(jì)，采用錨噴支護(hù)，掘進(jìn)寬度為 ，掘進(jìn)高度為 井筒凈斷面面積為 ，掘進(jìn)面積為 。 五、 主要運(yùn)輸大巷斷面及支護(hù)方式 根據(jù)井田開拓方式，結(jié)合煤層賦存條件，井下主要大巷布置在巖層和煤中。其中一條為膠帶輸送機(jī)大巷，凈寬 ，凈斷面 ㎡， 巷道斷面直墻半圓拱形 ，錨噴混凝土支護(hù)，巷道內(nèi)僅鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)， 為方便檢修，鋪設(shè) 600 ㎜檢修軌道 ；一條為運(yùn)輸大巷，凈寬 ， 凈斷面 ㎡，底板鋪設(shè) 混凝土路面， 直墻半圓拱形斷面，噴射混凝土支護(hù)；另一條為回風(fēng)大巷，凈寬 ，凈斷面 ，采用 直墻半圓拱形 斷面，噴射混凝土支護(hù)。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 六、井底煤倉(cāng) 井底煤倉(cāng)采用圓柱型垂直煤倉(cāng)，井底煤倉(cāng)的有效容積為： Qmc=()Am 式中： Qmc—— 井底煤倉(cāng)的有效容量（ t） Am—— 礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量（ t） —— 系數(shù)，大型礦井取大值，小型礦井取小值。此處取 . 故 Qmc=()Am= = 第二節(jié) 井底車場(chǎng)形式 井底車場(chǎng)內(nèi)設(shè)置各種硐室，以供提升、運(yùn)輸、排水和供電等需要。硐室的布置應(yīng)符合礦井安全規(guī)程的要求。①主井的硐室設(shè)在主井附近的適當(dāng)位置 ,如卸載硐室、礦倉(cāng)或煤倉(cāng)、裝載硐室、清理撒礦或撒煤硐室和斜巷、井底水泵房；②副井的硐室有中央水泵房、變電所、水倉(cāng)、等候室、工具房等 。③在井底車場(chǎng)附近 ,還有調(diào)度室、醫(yī)療室、電機(jī)車修理室等。確定車場(chǎng)形式的原則 ,應(yīng)使車場(chǎng)通過(guò) 能力不小于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 倍；車場(chǎng)巷道和硐室的工程量要??；車輛運(yùn)行安全，調(diào)度方便；巷道和硐室易于開鑿和維護(hù)。 井底車場(chǎng)類別很多，通常按照礦車運(yùn)行的方式，分環(huán)行車場(chǎng)、梭式車場(chǎng)和盡頭式車場(chǎng)，后二者又統(tǒng)稱折返式車場(chǎng)。 考慮到本次整合設(shè)計(jì)礦井主提升為膠帶運(yùn)輸機(jī)，井下運(yùn)輸量不大；本設(shè)計(jì)采用機(jī)車?yán)@道的單環(huán)形車場(chǎng) 布置方式（ 刀把式車場(chǎng)） ，負(fù)責(zé)全礦的運(yùn)輸任務(wù)。如下圖： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 一、井底車場(chǎng)空重車線長(zhǎng)度的確定、列車運(yùn)行及調(diào)車方式 礦井主運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，井底車場(chǎng)擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備的周轉(zhuǎn)及運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)輸量不大。井下輔助運(yùn)輸采用無(wú)極繩絞車牽引 系列礦車運(yùn)輸。 水平車場(chǎng)井底能力以滿足輔助提升要求為基準(zhǔn)來(lái)考慮。材料車在井筒落底摘掛鉤后，礦車自動(dòng)滑入車場(chǎng)重車線，掛上鉤后由無(wú)極繩絞車牽引駛?cè)氪笙镘壍?；空車摘鉤后滑入車場(chǎng)存車線，并由人工推到車場(chǎng)軌道大巷無(wú)極繩絞車摘掛鉤點(diǎn)。 二、井底車場(chǎng)硐室名稱及位置 根據(jù)生產(chǎn)安全需要，井底設(shè)置配電室、主副水倉(cāng)、水泵房、消防材料庫(kù)等硐室。 該礦資源儲(chǔ)量核查地質(zhì)報(bào)告中涌水量數(shù)據(jù)， 3 號(hào)煤層正常涌水量為120150m3/d，最大涌水量為 400m3/d；根據(jù)車場(chǎng)布置形式及主排水泵房位置，設(shè)置水倉(cāng)布置在井底車場(chǎng)的東側(cè)，主副水倉(cāng)平行布置，長(zhǎng)度約 50m，容積約 400m3。 三、井底車場(chǎng)主要巷道和硐室的支護(hù)方式和材料 本次設(shè)計(jì)均利用原有的兩個(gè)井筒改造后利用，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置井底硐室有中央變電所、主副水倉(cāng)、水泵房及消防材料庫(kù)等。井底車場(chǎng)、所有硐室、運(yùn)輸回風(fēng)大巷與井筒及車場(chǎng)連接處均采用料石砌碹支護(hù)；運(yùn)輸、回風(fēng)大巷主體采用鋼棚支護(hù)，部分采用砼碹支護(hù)。 第三節(jié) 主副井硐室布置 主井系統(tǒng)硐室：主井系統(tǒng)硐室有礦車?yán)嬢d站 硐室，井底煤倉(cāng)，清理井底煤倉(cāng)撤煤硐室及水窩房等。本設(shè)計(jì)各硐室均布置于 3＃煤層底板的巖層中。 副井系統(tǒng)硐室：副井系統(tǒng)硐室有主排水泵房，水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室主變電所、等候硐室，及修理間等。排水水泵房和主變電所采用聯(lián)合布置，這樣可使主變電所向主排水泵房的供電距離最短。它們均布置于副井井筒與井底車場(chǎng)連接處附近。水倉(cāng)設(shè)在井底標(biāo)高的最低點(diǎn)處。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 第六章 采煤方法 第一節(jié) 采煤方法的選擇 該井田內(nèi)煤系地層為二疊系山西組，煤層埋藏穩(wěn)定，無(wú)大的地質(zhì)構(gòu)造，只有 3號(hào)煤層可采，其平均厚度為 米，平均傾 角只有 3度到 5度，該井田圍巖性質(zhì)較穩(wěn)定，瓦斯含量不大，為低沼氣礦井，礦井涌水量較小，井田平均走向長(zhǎng) ，傾斜長(zhǎng) ，煤的容重為： ，煤層無(wú)自然發(fā)火的現(xiàn)象。 由上述地質(zhì)條件，該礦可選用的采煤方法如下下表： 體系 整 層 與分層 推 進(jìn) 方向 采 空 區(qū)處理 采 煤 工藝 適用條件 單一走向長(zhǎng)壁 壁式 整層 走向 垮落 綜 普 炮 薄中厚煤層 單一傾斜長(zhǎng)壁 壁式 整層 傾斜 垮落 綜 普 炮 緩斜薄中厚 刀柱式采煤法 壁式 整層 刀柱 刀柱 普 炮 同上，頂板堅(jiān)硬 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 大采高一次采全高 壁式 整層 走 向 或傾斜 垮落 綜 采 緩斜 5m以下 放頂煤長(zhǎng)壁 壁式 整層 走 向 或傾斜 垮落 綜 采 緩斜 5m以上 通過(guò)對(duì)比得，該礦井應(yīng)采用放頂煤長(zhǎng)壁采煤法。與厚煤層傾斜分層開采相比，綜放開采的優(yōu)越性： ?有利于合理集中生產(chǎn) ?對(duì)煤層及地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的適用性③具有顯著的經(jīng)濟(jì)因素 。另外放頂煤的適用條件如下： ?煤層厚度，一般認(rèn)為一次采出煤層厚度以 5到 12m 為佳 ?煤層硬度，煤的硬度系數(shù)一般小于 3，否則需采取預(yù)破碎措施③煤層的傾角不宜過(guò)大，否則支架的倒滑問題會(huì)給開采造成困難④煤層結(jié)構(gòu)，煤層中含 有堅(jiān)硬夾石會(huì)影響頂煤的放落，每一夾石層厚度應(yīng)小于 ，其硬度系數(shù)也應(yīng)小于 3，頂煤中夾石層厚度占煤層厚度比例不宜超過(guò) 10％－ 15％⑤頂板條件，直接頂應(yīng)具有隨頂煤下落的特性，其冒落高度不宜小于煤層厚度的 － 倍，基本頂懸露不宜過(guò)大，以免受沖擊。⑥地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)破壞較嚴(yán)重、構(gòu)造復(fù)雜、斷層較多和使用分層長(zhǎng)壁綜采較困難的地段、上下山等，采用放頂煤開采比用