【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計是煤礦開采技術(shù)專業(yè)教學(xué)中最關(guān)鍵、最重要的的一個環(huán)節(jié)，三個多月的時間里，在各位指導(dǎo)老師，各位同學(xué)的關(guān)心和幫助下，我圓滿的完成了設(shè)計工作。事礦井設(shè)計、建設(shè)、安全技術(shù)工作、技術(shù)管理工作及經(jīng)營管理工作做好準備?；A(chǔ)技能的全面的初步的訓(xùn)練。了解礦山開采中的。有關(guān)政策、法規(guī)，熟悉并能正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)定。律、規(guī)章制度等。按照煤炭行業(yè)科學(xué)的發(fā)展思路，充分解放思想，認真分析井田的地質(zhì)條件、的集中化、機械化和技術(shù)經(jīng)濟的合理原則。結(jié)合實際情況，科學(xué)、合理地確定各個系統(tǒng)，因。大學(xué)的學(xué)習(xí)在畢業(yè)設(shè)計中拉下帷幕。以此為契機，努力并且盡量完美的規(guī)劃和設(shè)計我的人生。

　　

【正文】 大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù) 3）立井開拓不受煤層傾角、 厚度、深度、瓦斯及 水文等自然條件的限 制，在采深相 同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面 大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有 利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀 均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復(fù) 雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平， 井筒裝備復(fù)雜 ，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。 本礦井地處上黨盆地內(nèi)，地勢平緩，地表較平坦，從地形地貌條件看顯然不能采用平 硐開拓。主采煤層為近水平煤層，一般 2176?！?4176。，局部 6176?！?8176。，松散層厚度 60～ 120 m， 平均 m，煤層埋藏較深，若采用斜井開拓，角度為 12176。時需開鑿 m 長的斜井， 運輸及通風(fēng)線路長，同時還需要穿過 86m 的富含水層的表土層，施工 難度較大，顯而易見 采用斜井是不太合理的，故本設(shè)計首先考慮采用立井開拓方式，因此，井筒形式確定為立井。 （ 2）、井筒位置 的確定 井筒位置的確定原則： 1）有利于第一水平的開采， 并兼顧其他水平，有 利于井底車場和主要 運輸大巷的布 置，石門工程量少； 2）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； 3）井田兩翼儲量基本平衡； 4）筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 5）工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)， 不受崖崩滑坡和洪水威脅； 6）工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤； 7）距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 依據(jù)本礦實際條件 ，同時滿足井筒位置確定的原則，主、副井均布置在井田高級儲量中心附近，沿走向位于走向中央，沿傾向位于中偏下位置。 工業(yè)場地的位置 （ 1）、布置要求 1）工業(yè)廣場地應(yīng)具有穩(wěn)定的 工程地質(zhì)條件，避開 法定保護的文物古跡 ，風(fēng)景區(qū)、內(nèi) 澇低洼區(qū)和采空區(qū)，不受巖崩、滑坡、泥石流和洪水等災(zāi)害威脅； 2）工業(yè)場地應(yīng)少占耕地，少壓煤； 3）距水源，電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 （ 2）、工業(yè)場地位置 結(jié)合以上要求，根據(jù)井筒位置，工業(yè)場地的布置： 1）井田走向的中央和傾向的中下部； 2）工業(yè)廣場的長邊與井田 走向邊界平行。 （ 3）、工業(yè)場地形狀、面積 根據(jù)表 工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為 20 ha，形狀為矩 形，長為 500 m，寬為 400 m。 開采水平的設(shè)計 開采水平的確 定及帶區(qū)的劃分開采水平劃分的依據(jù)： （ 1）是否有合理的階段斜長； （ 2）階段內(nèi)是否有合理的分帶數(shù)目； （ 3）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲量； （ 4）要使水平高度在經(jīng)濟上合理。 本井田主采煤層為 3 煤層，其他煤層不采，設(shè)計只針對 3 煤層。在 3 煤層中，煤 層傾 角只有在靠近南翼斷層邊界南部才達到 5 以上，局部達到 8，而其余部分煤層傾角 都在 5 以下。井田內(nèi)煤層標高落差為 500～ 720m，為 220 m，小于 250 m，符合《規(guī)范》規(guī) 定，可以單水平開拓。同時，設(shè)計要求巷道系統(tǒng)力求簡單，并且盡量減少巷道掘進費用， 因此，本設(shè)計采用單水平開拓。由于井田西翼邊界東部及北部的煤層傾角均在 4 以下，局部達到 5 ，而煤層其余部 分傾角最大 8 ，平均 3 。結(jié)合實際生產(chǎn)中帶區(qū)布置與盤區(qū)布置各自的優(yōu)缺點及適用條件，同時考慮到南部斷層的影響，決定本設(shè)計中，把井田劃為 4 個盤區(qū)。 主要開拓巷道 （ 1）、大巷的布置 由于瓦斯涌出量很小，煤層不易自燃，因此本設(shè)計在一水平只布置兩條大巷。一條運輸大巷，與主井連接，負責(zé)運煤回風(fēng)；一條軌道大巷，與副井相連，負責(zé)行人、進風(fēng)和輔助運輸。 由于運輸大巷要為整個水平的開采服務(wù)，且煤層的頂?shù)装寰鶠槟鄮r或者砂巖，為便于維護和使用，且不受煤層開采的影響，布置巖層 大巷時，巷道布置在 3 煤層的底板巖層 中，距離煤層底板 15m。巖層大巷其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，巷道施工能夠 按要求保持一定方向和坡度；便于設(shè)置煤倉。布置煤 層大巷時，巷道沿煤層掘進，掘進速度快，掘進費用低，所掘進的煤層傾角都 很小，平均在 2176。，巷道布置的位置最大傾角為 ，因此傾角對巷道的布置沒有大的影 響，同時 3 煤層煤質(zhì)中硬，維護不太困難，可以布置煤巷。 （ 2）、井底車場的布置 由于井底車場一般要為整個礦井服務(wù)，服務(wù)時間較長，故要布置在較堅硬的巖層中。本礦井布置位置選擇在距煤層底板 15m 的巖層中。煤層底板為堅硬的細粒砂巖。維護費用較低。 開拓方案比較 （ 1）、提出方案 根據(jù)以上分析及礦井的實際情況，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行 的開拓方案， 方案一：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開拓，帶區(qū)式準備，在井田靠近中部位置布置兩條煤層大巷，其中軌道大巷沿煤層頂板掘進，運輸大巷沿煤層底板掘進，同時掘首 采面的運輸和輔助順槽。由于首采帶區(qū)的運煤系統(tǒng)簡單穩(wěn)定，運輸大巷采用膠帶輸送機運 煤，因此不需要布置帶區(qū)煤倉。 方案二：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開拓，帶區(qū)式準備，在井田靠近中部位置布置兩條巖層大巷，同時掘首采面的運輸和輔助運輸斜巷。在首采面運輸斜巷與運輸大巷 的接頭處布置首采帶區(qū)的溜煤眼。 方案三：主、副、風(fēng) 井都采用立井，單水平開拓，盤區(qū)式準備，在井田靠近中部的位 置布置一條盤區(qū)巖層軌道下山，和一條盤區(qū)煤層運輸下山，盤區(qū)運輸下山沿煤層底板掘進， 同時掘首采面的運輸和軌道區(qū)段平巷。由于首采盤區(qū)的運煤系統(tǒng)簡單穩(wěn)定，運輸大巷采用 膠帶輸送機運煤，因此不需要布置煤倉。 方案四：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開拓，盤區(qū)式準備，在井田靠近中部的位 置沿傾向布置兩條盤區(qū)巖層上（下）山，同時掘首采面的運輸和輔助運輸區(qū)段平巷。在首 采面運輸平巷與運輸大巷的接頭處布置首采盤區(qū)的溜煤眼。 由于井田中部煤層埋藏較淺，在井田中部布置風(fēng)井 礦井通風(fēng)線路較短，經(jīng)濟上合理， 當(dāng)采用中央并列式通風(fēng)，后期開采斷層以西的三角煤時通風(fēng)比較困難；而采用中央邊界式 ,通風(fēng)時，前期通風(fēng)以及形成生產(chǎn)系統(tǒng)都比較困難。因此，這四種方案礦井前期均采用中央 并列式通風(fēng)，后期開采井田斷層以西的三角煤時，由于采用在中央并列式通風(fēng)時通風(fēng)線路 較長，故考慮在井田西翼邊界處布置一個回風(fēng)井，以滿足通風(fēng)要求。 前兩種方案中均是把井田分為 3 個盤區(qū)， 2 個帶區(qū)進行開采，后兩種方案中均是把井 田分為 4 個盤區(qū)， 1 個帶區(qū)進行開采，方案一和方案二首采帶區(qū)在大巷的東部左側(cè)，可以布置 8 個 分帶，方案三和方案四首采盤區(qū)在大巷的北部上側(cè)，可以布置 9 個區(qū)段，儲量約 占井田總儲量的四分之一。 （ 2）、技術(shù)比較 一、二方案之間以及三、四方案之間的不同主要是大巷或者盤區(qū)運輸上（下）山布置 在巖層還是煤層中；一、二和三、四方案的主要不同是主要開拓巷道布置的位置不同，四 個方案均采用立井單水平開拓。提出方案一主要是考慮到大巷開拓工程量省，出煤快，系 統(tǒng)簡單；第二種方案主要考慮到礦井服務(wù)周期長，巷道的維護費用比較低，維護容易；第 三、四方案提出采用沿傾向布置盤區(qū)上（下）山，主要是考慮到后期開采第五帶區(qū)時 不需 要再增掘巷道，接替方便，而且第二盤區(qū)中區(qū)段劃分更合理。這四種方案在技術(shù)上都是可 行的，并且有對比性。 （ 3）、粗略經(jīng)濟比較 四種方案進行詳細的經(jīng)濟比較步驟較多，因此，把相近的一、二方案和三、四方案先分開分 別進 行粗略 的經(jīng) 濟比 較，選 出經(jīng) 濟上 有明顯 優(yōu)勢 的方 案進 行下一 步的 詳細 經(jīng)濟比 較。在比較過程中，由于風(fēng)井的布置以及盤區(qū)或者帶區(qū)的準備方式在這四個方案中基本是相同的，因此，沒有列入比較范圍。 綜上所述：綜合經(jīng)濟、技術(shù)和安全三方面的考慮，方案三是最優(yōu)方案，即該設(shè)計宜選 用立井 單水 平開拓 沿煤 層傾 向布置 一條 巖層 盤區(qū)軌道上 （下 ）山 及一條 煤層 盤區(qū) 運輸上（下）山作為最終的開拓方案。 帶區(qū)的在劃分 帶區(qū)區(qū)段劃分 根據(jù)本帶區(qū)煤層具體情況，結(jié)合我礦放頂煤開采經(jīng)驗及技術(shù)水平，由北向南劃分為五個區(qū)段。 井底車場 礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運至地面；物料經(jīng)副立井運至井底車場，在井底車場換裝，由絞車運到盤區(qū)或帶區(qū)。 （ 1）、井底車場的形式和布置方式 根據(jù)礦井開拓方式，立井和大巷的相對位置關(guān)系，確定為臥式環(huán)形井底車場，副立井以罐籠提運，井底車場鋪軌以礦車 輔助運輸，盤區(qū)上（下）山輔助運輸為絞車，井底車場 布如圖 。 圖 井 底車場平面布置示意圖 1主井； 2副井； 3風(fēng)井； 4井底煤倉； 5中央變電所； 6聯(lián)絡(luò)巷； 7卸載站； 8候車室； 9運輸大巷起坡段； 10中央水泵站； 11水倉； 12盤區(qū)運輸下山； 13盤區(qū)軌道下山； 14回風(fēng)煤門 （ 2）、空重車線長度 大型礦井的副井空重車線的長度應(yīng)為 ～ 列車長。輔助運輸采用 型 噸固定廂式礦車運輸，其尺寸為 240013201200。電機車選用 ZK106/550 直流架線式電 機車，其尺寸為 450010601550。每列車 15 節(jié)車廂。 一列車的長度 L＝ 4500＋ 240015＝ 40500mm＝ 副井空重車線的長度應(yīng) ≥= 所選車場的副井空車線的長度 L1＝ m，所選車場的副井 重車線的長度 L2＝ m，符合要求。 （ 3）、調(diào)車方式 運輸大巷的煤直接由皮帶運入井底煤倉 。矸石列車在副井重車線機車分離后，電機車 經(jīng)機車繞道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。材料的運行路線與矸石空車相同。 （ 4）、硐室 1）主井系統(tǒng)硐室 立井系統(tǒng)硐室由皮帶機頭驅(qū)動硐室、井底煤倉、裝載膠帶巷、清理井底撒煤硐室及水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐?；费b載硐室布置在堅硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室的布置由線路布置決定。井底煤倉的有效容量可按礦井設(shè)計日產(chǎn)量的 15%~25%來計算，一般大型礦井取小值， 因本礦井日產(chǎn)量為 5454 t，所以需要煤倉容量為 t，設(shè)置一個直徑為 7 m，高 20 m 的 圓筒煤倉，總?cè)萘考s 1100 t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。直立煤倉通過一條裝載輸送機巷與 箕斗裝載硐室連接，箕斗裝載硐室為單側(cè)式，這種布置煤倉容量大，多煤種可分裝分運， 適應(yīng)性強。 2）副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉、清理水倉硐室、中央變電所、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設(shè)有防爆密閉門。 水倉的主倉和副倉之間距離 20 m。 礦井正常涌水量為 200 m3/h，最大涌水量為 280 m3 /h， 所需水倉的容量為： Q0=2808=2240 （ m3） 根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為 : = . L 式中 : Q——水倉容量， m3； S——水倉有效斷面積， m2。 L——水倉長度， m； 則 Q== m3 由上面計算得知： 0，故設(shè)計的水倉容量滿足要求。 3）其它硐室 醫(yī)療硐室、機修硐室、消防車硐室、井下材料庫、火藥庫、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車場等。 井底車場巷道及硐室，除煤倉、裝卸載硐 室等采用現(xiàn)澆混凝土支護外，其余的都采用錨噴支護，遇到圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護。 盤區(qū)井底車場主要開拓巷道 盤區(qū)運輸上（下）山沿煤層底板掘進，盤區(qū)軌道上（下）山布置在煤層底板 15m 巖層中。盤區(qū)運輸下山隨著煤層底板起伏，與水平夾角一般控制在 ～ 。而盤區(qū)軌道巷布置在巖層中，故與水平夾角可控制在 0176?！?。 （ 1）、盤區(qū)運輸上（下）山 此巷道內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶機運輸煤炭，并鋪設(shè)有軌道，用架線電機車牽引，以便于膠帶的的維修，同時也作回風(fēng)大巷使用，斷面需要滿足一定的要求。不設(shè)專用人行道 . 式中： B1——煤炭運輸大巷寬度， mm； b——車輛邊緣至巷道壁的最小距離，主要運輸巷道一般取 500 mm， 盤區(qū)巷道一般取 350500 mm； d1——膠帶機寬度， d1＝ 1520 mm； d2——架線電機車的寬度， d2＝ 1060 mm； d3——架線電機車與皮帶機間距， d2＝ 310 mm； c——礦車與巷壁距離，取 810 mm。 B1＝ 500＋ 1520＋ 1060＋ 310+810＝ 4200 mm 盤區(qū)運輸上（下）山的斷面如圖 所示，特征表見表 、 ，回風(fēng)石門選用的 斷面與運輸大巷相同。 開拓系統(tǒng)的綜述 井筒 根據(jù)礦井開拓布置，提升和通風(fēng)等的要求，前期在工業(yè)廣場內(nèi)開掘主副及中央風(fēng)井，后期開采東五帶區(qū)時，再布置一個風(fēng)井。一般來說，立井井筒的斷面有圓形和矩形兩種， 但圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護費用低以及便于