【正文】 突破設(shè)計(jì)能力，提高了工作面生產(chǎn)能力。 4) 工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下，礦井服務(wù)年限增加。 5) 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲(chǔ)量及較好的開采條件。 礦井的工作制度 結(jié)合本礦井煤層條件、儲(chǔ)量情況、以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時(shí)間；同時(shí)考慮設(shè)備檢修以及工人工作時(shí)間等實(shí)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(shí)間為 16 小時(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 4 井田開拓 井田開拓方式應(yīng)該通過(guò)對(duì)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，地形地貌條件，井田地質(zhì)條件，煤層賦存條件，開采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)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(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： 1）貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)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(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可高和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 2）合理集中開拓部署，簡(jiǎn) 化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 3）合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 4）必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、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(yīng)綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本，并結(jié)合開拓的具體條件選擇井筒。 礦井開拓，就其井筒形式來(lái)說(shuō)，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(jìn)行技術(shù)分析，然后進(jìn)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(shì)，例如山地或丘陵，也就是要有高于工業(yè)廣場(chǎng)以上具有一定煤炭?jī)?chǔ)量。本井田地勢(shì)比較平緩，高低地的最大高差也不過(guò)幾十 米 ，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開拓對(duì)于本井田來(lái)說(shuō)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(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開拓困難時(shí)，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長(zhǎng)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(dá) 500m。這樣一來(lái)，如果按照皮帶斜井設(shè)計(jì)時(shí)，傾角不超過(guò) 17 度的話，此時(shí)斜井的井筒 長(zhǎng)度將是很大的。太長(zhǎng)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(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)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(duì)于本礦井來(lái)說(shuō)。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(duì)井筒的開鑿將不會(huì)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(shí)，開鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零，本井田采用立井開拓時(shí)，對(duì)于煤炭的提升也較合適。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》 [1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲(chǔ)量比較豐富等特點(diǎn)．本設(shè)計(jì)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(fēng)井 各 一個(gè)（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(zhǎng)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(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸 480 罐籠提升 風(fēng)井 回風(fēng)兼作 安全出口 200 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 該設(shè)計(jì)采 用三個(gè)井筒的井田開拓方式：主井、副井、風(fēng)井，通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)。 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(chǎng)的布置和主要運(yùn)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(chǔ)量基本平衡。 c 井筒不易穿過(guò)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(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山，低洼地和采空區(qū)，不受滑坡和洪水威脅。 e 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占農(nóng)田少 壓煤 f 水源，電源較近，礦井設(shè)在鐵路專用線路短，道路布置合理點(diǎn)。 便于布置工業(yè)場(chǎng)地的位置，主要是根據(jù)以下一些原則： a 有足夠的場(chǎng)地，便于布置礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及其工業(yè)建筑物和構(gòu)筑物。 b 有較好的工程、水文地質(zhì)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(zāi)害的侵襲。 c 便于礦井供電、給水、運(yùn)輸，并使附近有便于建設(shè)居住區(qū)、排矸設(shè)施的地點(diǎn)。 d 避免井筒和工業(yè)場(chǎng)地遭受水患、井筒位置要高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗弧? e 充分利用地形、使地面生產(chǎn)系統(tǒng)，工業(yè)場(chǎng)地總平面布置及其地面運(yùn)輸合理，并盡可能是平整場(chǎng)地的工程量少。 對(duì)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(hù)井筒和工業(yè)場(chǎng)地繁榮煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小；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(yīng)在井田中央，當(dāng)井田儲(chǔ)量不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以次形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面。 Xx礦 24 b) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。 c) 井筒設(shè)在井田 中央時(shí)，兩翼分配產(chǎn)量比較均衡，兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。 d) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)線路短，通風(fēng)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(fēng)井井口位置的選擇 : 風(fēng)井井口位置的選擇，應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，與提升井筒的貫通距離較短，并應(yīng)利用各種煤柱。有條件時(shí)風(fēng)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(fēng)井沿走向布置在井田的邊界中部。 圖 41主井?dāng)嗝鎴D Main shaft cross— section fig 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 主井凈直徑 ，提升容器為 9t 箕斗一對(duì)，采用 Jkm44（ Ⅱ ）型多繩磨擦輪提升機(jī)，配 JRZ170/49—16 型繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái) 1000KW。最大提升速度為，該提升設(shè)備擔(dān)負(fù)本礦全部煤炭提升。 灑水管壓風(fēng)管信號(hào)通訊電纜排水管動(dòng)力電纜 圖 42副井?dāng)嗝鎴D 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(duì)（一寬一窄）， 采用Jk 3m .254（ Ⅱ ）型多磨擦輪提升機(jī)，配 JRZ500—12 型繞線異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái)500KW，最大提升速度 。 副井每次提升或下放四輛重車時(shí)，另一側(cè)必須配四輛空車，下放液壓支架時(shí)其重量限制在 以內(nèi)（包括平板車重），另一側(cè)必須配兩輛重車。 Xx礦 26 圖 43風(fēng)井?dāng)嗝鎴D shaft cross— section fig 風(fēng)井位于井田上部邊界中部，凈直徑 ，同時(shí)做為安全出口。 開采水平的設(shè)計(jì) 水平劃分的原則 確定原則： 1） 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 ： （ 1） 90 萬(wàn) t 的礦井第一水平服務(wù)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(jié)合的方式； （ 3）近水平多煤層開采，當(dāng)層間距不大時(shí)，宜采用單一水平開拓。 2）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 煤層的傾角不同對(duì)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(biāo)高從 750m標(biāo)高到 300m標(biāo)高。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì) 規(guī)范》規(guī)定緩傾斜煤層畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 的階段垂高為 200~350m,故劃分為兩個(gè)階段。再結(jié)合本井田的煤層標(biāo)高差較 小 ，階段斜長(zhǎng)較 短 的實(shí)際情況， 宜 采用單水平上下山開采。 3）根據(jù)生產(chǎn)成本 階段高度增大，全礦井水平數(shù)目減少，水平儲(chǔ)量增加，分配到每 t 煤的折舊費(fèi)減少，但階段長(zhǎng)度大會(huì)使一部分經(jīng)營(yíng)費(fèi)相應(yīng)增加，其中隨著階段增大而減少的費(fèi)用有：井底車場(chǎng)及硐室、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、石門及采區(qū)車場(chǎng)掘進(jìn)費(fèi)、設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用等；相應(yīng)增加的費(fèi)用有：沿上山的運(yùn)輸費(fèi)、通風(fēng)費(fèi)、提升費(fèi)、傾斜巷道的維修費(fèi)，此外還延長(zhǎng)生產(chǎn)時(shí)間、增加初期投資，因此要針對(duì)礦井的具體 條件提出幾個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選擇經(jīng)濟(jì)上合理的方案。 4）根據(jù)水平接替關(guān)系 在上一水平減產(chǎn)前，新水平即作好準(zhǔn)備，因此一個(gè)水平從投產(chǎn)到減產(chǎn)為止的時(shí)間，必須大于新水平的準(zhǔn)備時(shí)間。正常情況下，大型礦井的準(zhǔn)備時(shí)間要 ～ 2 年，井底車場(chǎng)、石門及主要運(yùn)輸大巷亦需要 ～ 2 年，延伸井筒需要 1 年，合計(jì)需要 4～ 5 年的時(shí)間。開拓延伸加上水平過(guò)渡需要 7～ 9 年，所以每個(gè)礦井在確定水平高度時(shí)，必須使開采時(shí)間大于開拓延伸加上水平過(guò)渡所需要的時(shí)間。 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)煤層傾角大于 12 度時(shí)，宜采用走向長(zhǎng)壁采煤法。本礦 井煤層傾角平均為 14 度，故采用走向長(zhǎng)壁采煤法。 開采水平的劃分 根據(jù)本井田的實(shí)際情況，以及煤層賦存的條件，提出兩個(gè)在技術(shù)上可行的方案 ： 方案一：采用立井單水平上下山開采 總的來(lái)說(shuō)，兩個(gè)方案再在技術(shù)術(shù)上均可行，各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。 首先對(duì) 下階段的巷道布置在技術(shù)上比較兩方案的優(yōu)缺點(diǎn) ，詳見表 42。 Xx礦 28 表 42兩種開拓方案的技術(shù)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(diǎn) (1） 開拓巷道工程量小，兩階段共用一組大巷和平巷，掘進(jìn)率較低 (2）提升運(yùn)輸距離較短 (3）保護(hù)煤柱損失少，可以提高回采率 (4) 下山階段輔助運(yùn)輸容易 (1) 采準(zhǔn)巷道施工容易，工藝簡(jiǎn)單 (2) 對(duì)工作面通風(fēng)有利，可以避免下行風(fēng)帶來(lái)的缺點(diǎn)，通風(fēng)費(fèi)用較少 (3) 對(duì)于煤炭的回采有利 (4) 延伸井筒的施工比較方便 缺 點(diǎn) (1) 施工技術(shù)復(fù)雜 ,設(shè)備要求多 (2) 掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高 (3) 下山開采， 工作面生產(chǎn)難度增加，排水困難 （ 4）順槽內(nèi)運(yùn)輸費(fèi)用較高，生產(chǎn)費(fèi)用較高 （ 5）兩順槽間風(fēng)壓差別較大，通風(fēng)困難 (1） 開拓巷道工程量大，增加準(zhǔn)備時(shí)間 (2） 提升能力小 ,動(dòng)力消耗大 ,提升費(fèi)用高 (3） 風(fēng)路長(zhǎng) ,風(fēng)阻大 ,通風(fēng)費(fèi)用高 (4） 暗斜井的維護(hù)較為困難，維護(hù)費(fèi)用高 對(duì)于兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較： 因兩個(gè)方案劃分的采區(qū)基本相同，所以采區(qū)上山的經(jīng)濟(jì)比較可以忽略不計(jì)，具體比較如下： 圖 44立井開拓方案一 Fig. 44 vertical shaft development 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xiàng)目 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 運(yùn)輸提升 萬(wàn) t 1520 萬(wàn) t 元 /t 萬(wàn)元 排水 萬(wàn) m179。 萬(wàn) m179。 元 /m179。 萬(wàn)元 合計(jì) 萬(wàn)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(jìn) 費(fèi) 用 長(zhǎng)度 （ m） 費(fèi)用 （元 /m） 總費(fèi)用 （萬(wàn)元） 運(yùn)輸暗 斜 井 922 3000 回風(fēng)暗 斜 井 922 3000 井底車場(chǎng) 1100 3000 330 運(yùn)輸大巷 1269 3000 合計(jì) 萬(wàn)元 Xx礦 30 通過(guò)兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(yīng)的采準(zhǔn)巷道 ，掘進(jìn)費(fèi)用明