【正文】 突破設計能力，提高了工作面生產能力。 4) 工作面的回采率提高，導致在相同的條件下，礦井服務年限增加。 5) 采區(qū)地質構造簡單，儲量可靠，因此投產后有可靠的儲量及較好的開采條件。 礦井的工作制度 結合本礦井煤層條件、儲量情況、以及達成產量所需要的時間；同時考慮設備檢修以及工人工作時間等實際的因素，在滿足《煤礦安全規(guī)程》的條件之下，本礦井工作制度安排如下： 礦井工作日為 330 天。 本礦井工作制度采用 “三八”制，兩班采煤，一班檢修，日提升工作時間為 16 小時。 畢業(yè)設計（論文） 21 4 井田開拓 井田開拓方式應該通過對礦井設計生產能力，地形地貌條件，井田地質條件，煤層賦存條件，開采技術及裝備設施等綜合因素進行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后確定。因此，在解決井田開拓問題時，應遵循以下原則： 1）貫徹執(zhí)行有關煤炭工業(yè)的技術政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。要使生產系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產可高和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設。 2）合理集中開拓部署，簡 化生產系統(tǒng)，避免生產分散，為集中生產創(chuàng)造條件。 3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 4）必須貫徹執(zhí)行有關煤礦安全生產的有關規(guī)定。要建立完善的通風系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態(tài)。 5）要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜合機械化、自動化創(chuàng)造條件。 6）根據(jù)用戶需要，應照顧到不同煤質、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 井筒形式的確定 井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉 ，是全礦的樞紐。井筒選擇應綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動生產率及煤的生產成本，并結合開拓的具體條件選擇井筒。 礦井開拓，就其井筒形式來說，一般有以下幾種形式：平硐、斜井、立井和混合式。下面就幾種形式進行技術分析，然后進行確定采用哪種開拓方式。 平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開掘平硐的高地勢，例如山地或丘陵，也就是要有高于工業(yè)廣場以上具有一定煤炭儲量。本井田地勢比較平緩，高低地的最大高差也不過幾十 米 ，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開拓對于本井田來說是沒有可行性的。 斜井：利用斜井 開拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開拓困難時，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長的斜井井峒的條件Xx礦 22 下才可能使用，而本井田的條件卻不盡如此，全部的可采煤層均賦存于 50m以下，最深達 500m。這樣一來，如果按照皮帶斜井設計時，傾角不超過 17 度的話，此時斜井的井筒 長度將是很大的。太長的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關的維護和運輸?shù)荣M用也會大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開拓也是不可行的。 立 井：適用于開采煤層埋藏較深且地表附近沖積層不 厚的情況，而且越是這種情況就越顯示出 立 井的優(yōu)越性。 混合式：對于本礦井來說。由于利用平硐和斜井都是不可行的，所以混合式也就不予考慮。 本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對井筒的開鑿將不會造成影響。而且立井開拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時，開鑿以后，其維護費用幾乎為零，本井田采用立井開拓時，對于煤炭的提升也較合適。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》 [1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質條件復雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲量比較豐富等特點．本設計采用立井開拓． 井筒位置及 數(shù)目的確定 1) 井筒的數(shù)目 a 根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件，各井筒均采用立井。 b 主井、副井 、 風井 各 一個（見圖 4 4 43）。 c 井筒參數(shù) 表 41井筒參數(shù) Well chamber parameter 井筒名稱 用途 井筒長度 /m 提升方法 斷面尺寸 直徑 /m 凈斷面積 /㎡ 主井 提升煤炭 520 箕斗提升 副井 進風、進人、運料排矸 480 罐籠提升 風井 回風兼作 安全出口 200 畢業(yè)設計（論文） 23 該設計采 用三個井筒的井田開拓方式：主井、副井、風井，通風方式為中央邊界式通風。 2) 井筒的位置 選擇井筒位置的原則： a 有利于第一開采水平的開采，并兼顧其它水平，有利于井底車場的布置和主要運輸大巷位置的選擇，石門工程量小。 b 有利于首采采區(qū)不只在井筒附近的富煤塊段，首采采區(qū)少遷村或不遷村。 井田兩翼儲量基本平衡。 c 井筒不易穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較弱巖層。 d 工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山，低洼地和采空區(qū)，不受滑坡和洪水威脅。 e 工業(yè)廣場宜少占農田少 壓煤 f 水源，電源較近，礦井設在鐵路專用線路短，道路布置合理點。 便于布置工業(yè)場地的位置，主要是根據(jù)以下一些原則： a 有足夠的場地，便于布置礦井地面生產系統(tǒng)及其工業(yè)建筑物和構筑物。 b 有較好的工程、水文地質條件，盡可能避開滑坡、崩巖、溶洞、流沙層等不良地段，這樣既便于施工，又可以防止自然災害的侵襲。 c 便于礦井供電、給水、運輸，并使附近有便于建設居住區(qū)、排矸設施的地點。 d 避免井筒和工業(yè)場地遭受水患、井筒位置要高于當?shù)刈罡吆樗弧? e 充分利用地形、使地面生產系統(tǒng)，工業(yè)場地總平面布置及其地面運輸合理，并盡可能是平整場地的工程量少。 對井田開采有利的井筒位置，確定依據(jù)： 傾斜方向的位置： 從保護井筒和工業(yè)場地繁榮煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈??；愈靠近深部，煤柱的損失愈大。因此，井筒沿傾斜方向位于井田中上。 走向的位置 a) 井筒沿井田走向的位置應在井田中央，當井田儲量不均勻分布時，應在儲量分布的中央，以次形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田。應該避免井筒偏于一側造成單翼開采的不利局面。 Xx礦 24 b) 井筒設在井田中央時，可以使沿井田走向運輸工作量小，而井田偏于一側的相應井下運輸工作量比前者要大。 c) 井筒設在井田 中央時，兩翼分配產量比較均衡，兩翼開采結束的時間比較接近。 d) 井筒設在井田中央時，兩翼風量分配比較均衡，通風線路短，通風阻力小。 綜合考慮，主副井筒位置選在井田走向中央位置，位于傾向中上部。 風井井口位置的選擇 : 風井井口位置的選擇，應在滿足通風要求的前提下，與提升井筒的貫通距離較短，并應利用各種煤柱。有條件時風井的井口也可以布置在煤層露頭以后。 綜合考慮，本礦井的風井沿走向布置在井田的邊界中部。 圖 41主井斷面圖 Main shaft cross— section fig 畢業(yè)設計（論文） 25 主井凈直徑 ，提升容器為 9t 箕斗一對，采用 Jkm44（ Ⅱ ）型多繩磨擦輪提升機，配 JRZ170/49—16 型繞線式異步電動機兩臺，每臺 1000KW。最大提升速度為，該提升設備擔負本礦全部煤炭提升。 灑水管壓風管信號通訊電纜排水管動力電纜 圖 42副井斷面圖 Auxiliary shaft cross— section fig 副井凈直徑 ，提升容器為一 噸 雙層四車多繩罐籠一對（一寬一窄）， 采用Jk 3m .254（ Ⅱ ）型多磨擦輪提升機，配 JRZ500—12 型繞線異步電動機兩臺，每臺500KW，最大提升速度 。 副井每次提升或下放四輛重車時，另一側必須配四輛空車，下放液壓支架時其重量限制在 以內（包括平板車重），另一側必須配兩輛重車。 Xx礦 26 圖 43風井斷面圖 shaft cross— section fig 風井位于井田上部邊界中部，凈直徑 ，同時做為安全出口。 開采水平的設計 水平劃分的原則 確定原則： 1） 根據(jù)《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》規(guī)定 ： （ 1） 90 萬 t 的礦井第一水平服務年限不得小于 20 年，緩傾斜煤層的階段垂高為 200— 350m； （ 2）條件適宜的緩傾斜煤層，宜采用上下山開采相結合的方式； （ 3）近水平多煤層開采，當層間距不大時，宜采用單一水平開拓。 2）根據(jù)煤層賦存條件及地質構造 煤層的傾角不同對階段高度的影響較大，本井田的屬于緩傾斜煤層，其平均傾角為14176。，煤層標高從 750m標高到 300m標高。根據(jù)《煤炭工業(yè)設計 規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層畢業(yè)設計（論文） 27 的階段垂高為 200~350m,故劃分為兩個階段。再結合本井田的煤層標高差較 小 ，階段斜長較 短 的實際情況， 宜 采用單水平上下山開采。 3）根據(jù)生產成本 階段高度增大，全礦井水平數(shù)目減少，水平儲量增加，分配到每 t 煤的折舊費減少，但階段長度大會使一部分經營費相應增加，其中隨著階段增大而減少的費用有：井底車場及硐室、運輸大巷、回風大巷、石門及采區(qū)車場掘進費、設備購置及安裝費用等；相應增加的費用有：沿上山的運輸費、通風費、提升費、傾斜巷道的維修費，此外還延長生產時間、增加初期投資，因此要針對礦井的具體 條件提出幾個方案進行經濟技術比較，選擇經濟上合理的方案。 4）根據(jù)水平接替關系 在上一水平減產前，新水平即作好準備，因此一個水平從投產到減產為止的時間，必須大于新水平的準備時間。正常情況下，大型礦井的準備時間要 ～ 2 年，井底車場、石門及主要運輸大巷亦需要 ～ 2 年，延伸井筒需要 1 年，合計需要 4～ 5 年的時間。開拓延伸加上水平過渡需要 7～ 9 年，所以每個礦井在確定水平高度時，必須使開采時間大于開拓延伸加上水平過渡所需要的時間。 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》：當煤層傾角大于 12 度時，宜采用走向長壁采煤法。本礦 井煤層傾角平均為 14 度，故采用走向長壁采煤法。 開采水平的劃分 根據(jù)本井田的實際情況，以及煤層賦存的條件，提出兩個在技術上可行的方案 ： 方案一：采用立井單水平上下山開采 總的來說，兩個方案再在技術術上均可行，各有優(yōu)缺點，需要通過經濟比較，才能確定其優(yōu)劣。 首先對 下階段的巷道布置在技術上比較兩方案的優(yōu)缺點 ，詳見表 42。 Xx礦 28 表 42兩種開拓方案的技術分析表 two kind of development plan technical analytical table 方案 方案一：采用立井單水平上下山開采 方案二：采用立井雙水平加暗斜井上山開采 優(yōu) 點 (1） 開拓巷道工程量小，兩階段共用一組大巷和平巷，掘進率較低 (2）提升運輸距離較短 (3）保護煤柱損失少，可以提高回采率 (4) 下山階段輔助運輸容易 (1) 采準巷道施工容易，工藝簡單 (2) 對工作面通風有利，可以避免下行風帶來的缺點，通風費用較少 (3) 對于煤炭的回采有利 (4) 延伸井筒的施工比較方便 缺 點 (1) 施工技術復雜 ,設備要求多 (2) 掘進速度慢，掘進費用高 (3) 下山開采， 工作面生產難度增加，排水困難 （ 4）順槽內運輸費用較高，生產費用較高 （ 5）兩順槽間風壓差別較大，通風困難 (1） 開拓巷道工程量大，增加準備時間 (2） 提升能力小 ,動力消耗大 ,提升費用高 (3） 風路長 ,風阻大 ,通風費用高 (4） 暗斜井的維護較為困難，維護費用高 對于兩個方案進行經濟比較： 因兩個方案劃分的采區(qū)基本相同，所以采區(qū)上山的經濟比較可以忽略不計，具體比較如下： 圖 44立井開拓方案一 Fig. 44 vertical shaft development 畢業(yè)設計（論文） 29 圖 45立井開拓 方案二 Vertical shaft development plan 表 43案一 ， 單水平上下山開采 Table 43 pioneering singlelevel downhill 項目 工程量 單價 費用 運輸提升 萬 t 1520 萬 t 元 /t 萬元 排水 萬 m179。 萬 m179。 元 /m179。 萬元 合計 萬元 表 44方案二：暗斜井延伸，兩水平開采 Table 44 Option 2: Inclined Shaft extension, the two levels of exploitation 名 稱 掘 進 費 用 長度 （ m） 費用 （元 /m） 總費用 （萬元） 運輸暗 斜 井 922 3000 回風暗 斜 井 922 3000 井底車場 1100 3000 330 運輸大巷 1269 3000 合計 萬元 Xx礦 30 通過兩個方案進行經濟比較，很顯而易見，方案二比方案一明顯增加兩條 912m的暗斜井，以及增加相應的采準巷道 ，掘進費用明