【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)包括兩部分：一般部分和專題部分。下運(yùn)輸、礦井提升、礦井通風(fēng)與安全和礦井主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。徐州礦務(wù)集團(tuán)龐莊煤礦位于江蘇省徐州市銅山縣、九里區(qū)境內(nèi)，在徐州市西北方向。主井地理座標(biāo)為東經(jīng)117°06′19″，北緯34°20′24″，井囗標(biāo)高+。約3km，南北長約5km，面積約15km2。16°，針對該礦區(qū)煤層少、煤層厚、煤層傾角較大的特點(diǎn)，采用立井兩水平加暗斜井開拓，第一水平標(biāo)高-370m,第二水平標(biāo)高-750m。開采方法采用在我國已經(jīng)比較成熟的走向長壁開。輸，輔助運(yùn)輸采用3t固定式礦車運(yùn)輸。巷旁支護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，提出膏體材料巷旁充填沿空留巷新技術(shù)。

　　

【正文】 壓電纜的間距 不得小于 。 輸送機(jī)大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷斷面均采取半圓拱形，如圖 4－ 6，圖 4－ 7，圖 4－ 8。 14001500300420044401201001800900210015035001203770 圖 4－ 6 輸送機(jī)大巷斷面圖 徐礦集團(tuán) 龐莊礦 第 20 頁 共 114 頁 14002 0022028017004 2 004 4 401 2041022002100350012036201 20 圖 4－ 7 軌道大巷斷面圖 5 0 005 2 401 20 1 201500250040001204120 圖 4－ 8 回風(fēng)大巷斷面圖華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 21 頁 共 114 頁 21 水平儲量及水平服務(wù)年限 水平服務(wù)年限按下式計(jì)算： Tp=Zkp/（ A178。 K） （ 4— 1） 式中， Tp——水平服務(wù)年限， a； Zkp——水平可采儲量，萬 t； 礦井生產(chǎn)能力，萬 t/a； K——儲量備用系數(shù)（ —）。 在開采緩傾斜和傾斜煤層的大型礦井，第一水平的服務(wù)年限一般都在 25 年以上。 已知： Tp=25a， A=240 萬 t/a， K= 則該水平的可采儲量通過計(jì)算可得： Zkp=Tp178。 A178。 K （ 4— 2） Zkp=26179。 240179。 =8736（萬 t） 在井田走向長度一定時(shí)，要調(diào)整階段的儲量以 保證服務(wù)年限的要求，這就要調(diào)整階段斜長，亦即調(diào)整階段垂高。因此，根據(jù)階段的服務(wù)年限及生產(chǎn)能力求出儲量后，也就相應(yīng)求出階段垂高。 階段垂高可按下式計(jì)算： H=Zkp178。 sina/（ s178?！?mrc） （ 4— 3） 式中， H——階段垂高， m； Zkp——水平可采儲量，萬 t； a——煤層傾角， 16176。； s——井田走向長度， m； ∑ m——可采煤層總厚度， m； r——煤的容重， t/m3； c——采區(qū)回采率。 已知： Zkp=8736 萬 t， a=16176。， s=5000m，∑ m=10m， r=， c=。 則代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： H=Zkp178。 sina/（ s178。∑ mrc） 徐礦集團(tuán) 龐莊礦 第 22 頁 共 114 頁 ＝ 00 27 36 4 ??? ??≈ 317（ m） 階段垂高過小，水平服務(wù)年限短，基本建設(shè)經(jīng)常處于緊張狀態(tài)，一面生產(chǎn)（開采），一面基建（延深），組織管理復(fù)雜，對礦井正常、均衡的生產(chǎn)不利。 設(shè)計(jì)水平的巷道布置及方案比較 本井田位于－ 50m～－ 750m之間，煤層傾斜長度較長， 第一種方案設(shè)計(jì)三個(gè)水平，經(jīng)分析不可行；還 可以設(shè)計(jì)兩個(gè)水平。水平垂高分別為 320m和 750m。 根據(jù)上面的計(jì)算，為了滿足第一水平的服務(wù)年限夠 長，避免采區(qū)的接替頻繁，水平垂高大概在 320m 左右，所以設(shè)計(jì)兩個(gè)水平開拓。因此在本礦井筒位置沿傾斜方向以經(jīng)定的情況下，開水平確定有以下兩種方案。如圖 4－ 9。 Ⅰ方案：立井兩水平 加暗斜井開拓 Ⅱ方案：立井兩水平 上山開拓 方案Ⅰ和方案Ⅱ區(qū)別在于第二水平是立井開拓還是主暗斜井開拓，兩方案比較，方案Ⅱ 多開立井井筒 290m，方案Ⅰ 多開暗斜井 1100m，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)用。采用立井提升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，礦井延伸在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少。但施工條件差，施工速度慢，開拓維護(hù) 費(fèi)用高；采用暗斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低，但需要與暗斜井配套設(shè)備，人員、材料運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載。 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 23 頁 共 114 頁 23 方案Ⅰ方案Ⅱ 圖 4－ 9 開拓方案圖 開拓方案比較 表 4－ 10 方案Ⅰ 立井兩水平開拓 項(xiàng)目名稱 數(shù)量 (10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 基 建 費(fèi) 用 (萬元 ) 主井開鑿 表土段 4 103821 基巖段 67 76581 副井開鑿 表土段 4 135260 基巖段 108542 井底車場 巖巷 100 35732 第一水平石門 巖巷 43 35732 第二水平石門 巖巷 278 35732 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi)用 (萬元 ) 立井提升 系數(shù) 煤量 (萬 t) 提升高度 (km) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 第一水平 8736 徐礦集團(tuán) 龐莊礦 第 24 頁 共 114 頁 續(xù)表 4－ 10 第二水平 8424 生 產(chǎn) 費(fèi) 用 (萬元 ) 排水 涌水量 (m3/h) 時(shí)間 (h) 服務(wù)年限 (a) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 253 8760 50 石門運(yùn)輸 系數(shù) 煤量 (萬 t) 平均運(yùn)距 (km) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 第一水平 8736 第二水平 8424 小計(jì) 合計(jì) 表 4－ 11 方案Ⅱ 立井兩水平加暗斜井開拓 項(xiàng)目名稱 數(shù)量 (10m) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 基 建 費(fèi) 用 (萬元 ) 主井開鑿 表土段 4 103821 基巖段 38 76581 石門 35732 斜井段 112 39226 副井開鑿 表土段 4 135260 基巖段 108542 石門 73 35732 斜井段 112 39226 井底車場 巖巷 100 35732 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) 用 (萬元 ) 立井提升 系數(shù) 煤量 (萬 t) 提升高度 (km) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 8736 暗斜井提升 8424 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 25 頁 共 114 頁 25 續(xù)表 4－ 11 生產(chǎn)費(fèi) 用 (萬元 ) 排水 涌水量 (m3/h) 時(shí)間 (h) 服務(wù)年限 (a) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 253 8760 50 石門運(yùn)輸 系數(shù) 煤量 (萬 t) 平均運(yùn)距 (km) 基價(jià) (元 ) 費(fèi)用 (萬元 ) 第一水平 8736 第二水平 8424 小計(jì) 合計(jì) 表 4－ 12 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方 案Ⅰ 方 案Ⅱ 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 初期建井費(fèi)用 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 總 費(fèi) 用 綜合比較 從以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來看，方案Ⅱ比方案Ⅰ總費(fèi)用低，其基建投資費(fèi)用明顯低于方案Ⅱ，所以認(rèn)為方案Ⅱ相對較優(yōu)。 立井兩水平上山開拓 。 采區(qū)劃分及開采順序 采區(qū)形式及尺寸的確定 采區(qū)是在階段內(nèi)劃分的一個(gè)開采區(qū)域，它是礦井生產(chǎn)的基本單元。采區(qū)尺寸主要受到地質(zhì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素影響，我國礦井實(shí)際的采區(qū)傾斜長度多為 600～ 1500m，雙翼采區(qū)的走向長度可達(dá) 1000～ 2020m，根據(jù)設(shè)計(jì)礦井特點(diǎn)：煤層賦存穩(wěn)定、傾角小、井田西部中央有一條斷層，以這條斷層為 界，把井田分為南北兩翼。劃分采區(qū)是還需考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因徐礦集團(tuán) 龐莊礦 第 26 頁 共 114 頁 素，共劃分為 4 個(gè)采區(qū)。詳細(xì)情況見表 4－ 13 采區(qū)劃分明細(xì)表以及礦井開拓平面圖。 表 4－ 13 采區(qū)劃分明細(xì)表 項(xiàng)目 走向長度（ m） 傾斜長度（ m） 煤層厚度（ m） 采區(qū)邊界 一采區(qū) 2500 1500 10 東部 煤層露頭 南部 F3 斷層 西部 － 370m 等高線 北部 5 勘探線 二 采區(qū) 2500 1500 10 東部 煤層露頭 南部 F1 斷層 上部 西部 － 360m 等高線 北部 5 勘探線 三 采區(qū) 2500 1500 10 東部 － 360m 等高線 南部 F1 斷層 西部 17 勘探線 北部 5 勘探線、 F2 斷層 四 采區(qū) 2500 1500 10 東部 － 360m 等高線 南部 F4 斷層 西部 － 750m 等高線 北部 5 勘探線、 F2 斷層 開采順序 開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃有步驟地按照一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行。因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程規(guī)范的規(guī)定。合理的開采順序應(yīng)滿足以下要求： 1) 保證開采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保持礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。 2) 符合煤炭采動影響關(guān)系，最大限度的開采出煤炭資源。 3) 合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動生產(chǎn)率，簡化巷道布置。 4) 盡量降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量及基建投資。 綜合上述因素，將本礦的開采順序劃分如下： 整個(gè)井田的開采工作沿著傾斜方向由上向下依次進(jìn)行，即階段下行式開采，這樣可以華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 27 頁 共 114 頁 27 減少上下煤層開采時(shí)的采動影響，對安全生產(chǎn)有利。 1) 采區(qū)：先開采離工業(yè)廣場遠(yuǎn)的采煤工作面，然后逐漸向工業(yè)廣場保護(hù)煤柱方向開采； 2) 區(qū)段：沿著煤層傾斜方向自上而下開采，即區(qū)段下行式； 3) 分層： 綜合放頂煤開采 ； 4) 工作面：回采工作面推進(jìn)方向是從采區(qū)兩翼向采區(qū)上山推進(jìn)，即工作面后退式。 開采水平與回風(fēng)水平井底車場形式的選擇 井底車場形式及通過能力 井底車場是連接井筒和大巷或者主要石門的一組巷道及井底附近各種硐室的總稱。井底車場擔(dān)負(fù)井上下煤炭、矸石、材料、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)，是聯(lián)結(jié)井下運(yùn)輸和礦井提升的樞紐，并為礦井的通風(fēng)、排水、動力供應(yīng)、通訊、調(diào)度服務(wù)，對保證礦井的正常生產(chǎn)起著重要作用。 選擇井底車場應(yīng)該滿足下列要求： 1) 車場的通過能力要比礦井的生產(chǎn)能力有 30%以上的富余系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性 ； 2) 調(diào)車簡單，管理方便，彎道急交叉點(diǎn)少； 3) 操作安全，符合有關(guān)規(guī)定，規(guī)范要求； 4) 井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； 5) 施工方便，各個(gè)井筒間，井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建井時(shí)間。 根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件，本礦井選擇立井臥式環(huán)行井底車場，這種車場在直線段上頂推重車比較安全，調(diào)度工作簡單，通過能力較大。由于本礦采用膠帶運(yùn)輸機(jī)代替礦車運(yùn)輸，煤炭經(jīng)輸送機(jī)直接進(jìn)入煤倉，井底車場只擔(dān)負(fù)輔助運(yùn)輸任務(wù)，故車場形式和線路結(jié)構(gòu)可簡化，具體線路如圖 4－ 14。 徐礦集團(tuán) 龐莊礦 第 28 頁 共 114 頁 圖 4－ 14 井底車場布置圖 硐室的位置、規(guī)格尺寸、支護(hù)方式 井底車場硐室為主井煤倉及裝載硐室、中央變電所、中央水泵房、火藥庫，具體位置見井底車場平面圖。 1) 主井煤倉 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，礦井的煤倉容量為 Qmc=（ ～ ） Amc （ 4— 4） 式中， Qmc——井底煤倉容量； Amc——礦井日產(chǎn)量； ～ —系數(shù)，大型礦井取大值，小型礦井取小值 ,本設(shè)計(jì)取 。 則井底煤倉容量為： Qmc=179。 4000=1000(t) 2) 中央變電所和中央水泵房 中央變電所和中央水泵房聯(lián)合布置，便于使中央變電所向中央水泵房供電距離短，中央變電所和中央水泵房建成聯(lián)合硐室，具體見開拓圖。 本礦正常涌水量為 253m3/h,小于 1000m3/h，水倉容量應(yīng)按 8h正常涌水量計(jì)算，即 253179。 8＝ 2024m3/h。初步設(shè)定主、副水倉，每條水倉承擔(dān)一半涌水量，則 2024247。 2＝ 1012m3/h，用斷面為 ，那么一條水倉長度 1012247。 ＝ 115m。 3) 火藥庫 華北科技學(xué)院采礦工程 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 29 頁 共 114 頁 29 根據(jù)《設(shè)計(jì)指南》火藥庫距井 筒，井底車場，主要運(yùn)輸巷道及影響全礦井或大部分采區(qū)通風(fēng)的風(fēng)門的直線距離不得小于 60m，距硐室的距離不小于 100