【導(dǎo)讀】唐洞礦井是三都礦區(qū)南部的一個(gè)礦。位于湖南省資興市區(qū)行政區(qū)劃隸屬資興市管轄。西距市區(qū)中心三公里，北去資興礦務(wù)局。交通運(yùn)輸以鐵路為主。京廣鐵路許家洞車站，有許三支線經(jīng)過本礦區(qū)唐洞車站。八達(dá)，尚稱方便。三都煤田地形多為高山峻嶺。山系走向?yàn)闁|南至南西，八一井東南瀕臨高山峻嶺，西北為。月份時(shí)，水流中斷，在礦區(qū)的東南3公里處，有東江河流，水源豐富，可行駛1—3噸木船。次年4月份末，陰雨綿綿，降雨量較大時(shí)為2月份。近幾年來，氣溫偏低，最低氣溫為零。本礦區(qū)不位于地震強(qiáng)烈?guī)?，無地震發(fā)生。礦區(qū)用電主要以鯉魚江發(fā)電廠，三都自備廠形成的電網(wǎng)線路供給。本區(qū)屬三都礦區(qū)南端的一個(gè)生產(chǎn)井田。米，茅仙嶺層以白色長(zhǎng)石中粒砂巖為主，并含植物化石碎屑，厚度為299米。該采區(qū)煤層屬楊梅壟地層，煤呈單斜構(gòu)造，賦存情況簡(jiǎn)單，可采煤層為1煤層，2煤層，頂板由灰色砂質(zhì)頁巖，有垂直節(jié)理，含方解石及石英細(xì)脈的直接頂及菱鐵質(zhì)的老頂組成，

　　

【正文】 得 R=,D=2R=,取為 6m。 支護(hù)類型： 井筒的支護(hù)類型有四種，具體列表如下表 54。 錨噴混泥土 混泥土 (錨桿、金屬等 ) 在巖層較穩(wěn)定、淋水小且井筒裝備少或鋼絲繩罐道的井筒中采用 ，施工進(jìn)度較快，效率較高； 高、粉塵多； 限制。 整體預(yù)制式、預(yù)制裝配式 大 型 配 筋 砌塊、丘賓 筒及地 面 整 體 澆注、預(yù)制鋼筋混泥井筒 使用于鉆井法、沉井法施工時(shí)，需要地面預(yù)制的井筒；地壓大的深井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等支護(hù)結(jié)構(gòu) 、地面預(yù)制混泥土構(gòu)件強(qiáng)高； 、混泥土砌塊在深流沙層中，必須與防水材料配套使用 根據(jù)本礦井是地質(zhì)復(fù)雜、井下水多的實(shí)際情況和上表中所述的各種支護(hù)類型的適用條件，選取整體澆注式的立井支護(hù)類型。 支護(hù)材料的選擇： 在上面支護(hù)類型選定為整體澆注式后，根據(jù)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》，加上本礦井的立井延伸較深，所受的地壓大，所以要選取強(qiáng)度較大的支護(hù)材料，因此 ，決定選用混泥土及鋼筋混泥土作為本礦井的支護(hù)材料。 ： 根據(jù)設(shè)計(jì)，立井的深度設(shè)計(jì)為 900m，而且本礦井范圍內(nèi)的喀斯特地形發(fā)育，井下涌水大，根據(jù)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》的各種計(jì)算地壓公式的適用條件，宜選用重液公式計(jì)算本礦井的地壓。計(jì)算公式如下： P=γHty2(45176。 － φ /2) 式中 P— 計(jì)算處地壓， t/m2； H— 計(jì)算處深度， m； γ— 土層的容重，取 ； φ —— 土層內(nèi)摩擦角，取 30176。 。 所以井筒在 900m深處處的所受地壓是： P=179。 900tg30176。 =。 ： （ ? ?? ????????? ??? 13 PR Rrh a a）。 公式中 h— 井壁厚度， cm； r— 井筒凈半徑， cm； P— 地壓， t/cm2； Ra— 井壁材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度， kg/cm2； K— 設(shè)計(jì)安全系數(shù)，《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》根據(jù)取為 。 井壁材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 500t/cm2，根據(jù)拉麥公式計(jì)算時(shí)，有： ? ? 33 0 ??aR kg/cm2 333250 ????????? ?????h cm=1213mm。 根據(jù)能量強(qiáng)度公式計(jì)算時(shí)，有： ? ? ???????? ????? 333250h 圖5 5 立井 斷面 布置 圖==945mm。 根據(jù)以上兩種計(jì)算方法，取小值，即： h=945mm。 （三）、回風(fēng)井設(shè)計(jì) 回風(fēng)井筒的形式一般有立井和斜井兩種，通常來說斜井的施工比立井要快，技術(shù)比較簡(jiǎn)單，而且投資也比較少，所以選用斜井作為風(fēng)井的形式。 斷面 一般采用直墻半圓拱形。斷面積根據(jù)回風(fēng)量和允許的風(fēng)速確定?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，無提升設(shè)備又不作為安全出口的風(fēng)井，允許最高風(fēng)速為 15m/s；作為礦井安全出口時(shí)，允許最高風(fēng)速為 8m/s。當(dāng)人行道封閉時(shí)，最高風(fēng)速仍可達(dá)到 15m/s。風(fēng)井內(nèi)應(yīng)設(shè)置水溝，作為礦井 安全出口時(shí)，應(yīng)設(shè)臺(tái)階、扶手等，其設(shè)計(jì)的規(guī)格與主斜井的設(shè)計(jì)一樣。 井口布置包括風(fēng)井井筒、風(fēng)硐、安全出口、井口防爆門框等。為減少通風(fēng)阻力，風(fēng)硐與井筒的夾角不宜太大，一般采用 30176。 ～ 50176。 。為減少漏風(fēng)，安全出口與井筒的夾角應(yīng)盡量大一點(diǎn)。在其中 裝設(shè)兩道正向風(fēng)門和兩道反向風(fēng)門，避免反風(fēng)時(shí)風(fēng)流短路。防爆門應(yīng)安設(shè)在裝有主要扇風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口，不得小于出風(fēng)井口斷面，并正對(duì)出風(fēng)井口的風(fēng)流方向。 由于本礦井的通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)量大，在選擇風(fēng)井?dāng)嗝娉叽鐣r(shí)要選擇較大的斷面。根據(jù) 《煤礦采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可選擇井筒凈寬為 4m的井筒，其斷面特征和每米材料消耗量見下表 56。 表 56 回風(fēng)斜井井筒斷面特征及材料消耗 井 凈 凈 允許通 全荒料石砌筑 筒凈寬 (m) 斷面(㎡ ) 周長(zhǎng)(m) 過最大風(fēng)量 (m3/s) 掘進(jìn)斷面(㎡ ) 拱壁厚度(mm) 材料消耗量 (m3/m) 井筒 基礎(chǔ) 300 拱 壁 基 礎(chǔ) 充 填 12.9 通過以上對(duì)副立井、主斜井和風(fēng)井的設(shè)計(jì)，現(xiàn)將有關(guān)這些井巷的斷面特征列表如下 57。 表 57 井筒特征表 井筒名稱 井 口 坐 標(biāo) 井 口 標(biāo) 高 井筒直徑或?qū)挾?(m) 井筒斷 面 (m2) 砌壁 井筒裝備 x y 凈 掘進(jìn) 凈 掘進(jìn) 厚度 材料 副立井 147.4 945 鋼筋混泥土 罐籠、罐道梁、梯子間、管子間 主立井 混泥土 軌道、水溝、道床、礦車 斜風(fēng)井 300 全荒料石 水溝、管子 四、井筒的風(fēng)速校核 井筒設(shè)計(jì)完后，就要針對(duì)本礦井的實(shí)際情況進(jìn)行風(fēng)速校核，看井筒的設(shè)計(jì)是否符合安全生產(chǎn)、合理采煤等的要求。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的井巷中風(fēng)流速度及《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)條文進(jìn)行校核?！睹旱V安全規(guī)程》中的有關(guān)井巷風(fēng)速的要求如下表 58 所示。 表 58 《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)井巷風(fēng)速要求表 井巷名稱 容 許風(fēng)速 最低 最高 風(fēng)橋 10 主要進(jìn)、回風(fēng)道 8 架線電機(jī)車巷道 8 輸送機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)道 6 回采工作面、掘進(jìn)面的煤巷和半煤巖巷 4 掘進(jìn)中的巖巷 4 其他人行巷道 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在不違反《煤礦安全規(guī)程》的條件下，并按設(shè)計(jì)要求確定巷道斷面，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗟亍? 在進(jìn)行風(fēng)速校對(duì)之前，必須還要對(duì)礦井的通風(fēng)量進(jìn)行估算，因?yàn)楸镜V井屬于高瓦斯礦井，因此可以用瓦斯的多少來估算礦井的通風(fēng)量。根據(jù)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》，高瓦斯礦井在計(jì)算 風(fēng)量時(shí)，必須使總回風(fēng)流中的瓦斯和二氧化碳濃度不超過 %，同時(shí)日產(chǎn)一噸煤礦井需要風(fēng)量不少于每分鐘 。本礦井設(shè)計(jì)的日生產(chǎn)能力為 1500t，所以，每分鐘礦井所需風(fēng)量為 Qmin=1500=2250m3,j 則每秒鐘地所需風(fēng)量為 Qs=Qmin/60=。最后根據(jù)公式： Q=Sv 和上表 57 中已經(jīng)確定了的井巷斷面積來進(jìn)行井筒的風(fēng)速校核。 式中 S—— 井筒的凈斷面積； v—— 井筒中的風(fēng)速。 具體風(fēng)速的校核情況如下： ： v 立 =Qs/S 立 =247。=。 ： v 風(fēng) =Qs/S 風(fēng) =247。=。 由于主斜井是由來提升煤炭的，一般不用做通風(fēng)巷，所以這里就不用進(jìn)行風(fēng)速校核了。而平硐作為第一水平開拓的主要運(yùn)輸巷道，將在后面的第二節(jié)中論述。 通過以上的井巷風(fēng)速校核，結(jié)合表 58 中所規(guī)定的風(fēng)速數(shù)值，可以看出，礦井的井巷設(shè)計(jì)是比較合理的，能夠保證礦井在開采時(shí)的通風(fēng)要求。 第六章 采煤方法和采區(qū)巷道布置 第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征 一、煤層及煤質(zhì)： （ 1）煤層層次，厚度，結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 本區(qū)主要含煤地層為三迭統(tǒng)楊梅壟組：出炭 壟組次之，共含煤八層可采煤層，可采局部煤層四層，即上部楊梅壟組的 1 煤層（可采）， 2 煤層， 3 煤層（可采）和下部出炭壟組的 4 煤層（僅局部煤層點(diǎn)達(dá)到可采）。 各煤層厚度及特征： 該采區(qū)煤層屬楊梅壟地層，煤呈單斜構(gòu)造，賦存情況簡(jiǎn)單，可采煤層為 1 煤層， 2 煤層，3 煤層， 4 煤層，各煤層厚度及特征為： 1 煤：厚度為 米，傾角為 22 度，容重為 1。 44，煤層牌號(hào)為肥焦 2 號(hào)， 1 煤至 2 煤間距為 20 米。 2 煤：厚度為 米，傾角為 25 度，容重為 ，煤層牌號(hào)為肥焦 2 號(hào)， 2 煤至 3 煤間距為19 米。 3 煤：厚度為 米，傾角為 26 度，容重為 ，煤層牌號(hào)為主焦煤。 3 煤至 4 煤間距為10 米。 4 煤：厚度為 2 米，傾角為 25 度，容重為 ，煤層牌號(hào)為肥焦 2 號(hào)。 煤層結(jié)構(gòu)特征： 1 煤：屬?gòu)?fù)合煤層，由清煤，炭質(zhì)頁巖組成，煤層厚度為 米，煤層含硫化鐵結(jié)亥，本層穩(wěn)定。 2 煤：屬單一煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)純，由鏡煤組成，煤層厚度為 米，本層穩(wěn)定。 3 煤：屬?gòu)?fù)合煤層，由清煤，炭質(zhì)頁巖組成，煤層厚度約為 米，煤層局部地質(zhì)含硫化鐵結(jié)亥，本層較穩(wěn)定。 4 煤：屬單一煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)純，由鏡煤組成，煤層厚度為 2 米，本層穩(wěn)定。 三、瓦斯賦存情況及其涌 出量，煤塵爆炸危險(xiǎn)性，煤的自燃性，地溫情況 低瓦斯，高 CO2 礦井 １）絕對(duì)瓦斯涌出量 ２）相對(duì)瓦斯涌出量 %m３ /t178。日 ３）點(diǎn)相對(duì)瓦斯涌出量 178。日 ４）絕對(duì) CO2 涌出量 ５）相對(duì) CO2 涌出量 178。日 煤塵無爆炸危險(xiǎn)，無自然發(fā)火 ６）瓦斯涌出梯度 178。日 地溫：井溫梯度 ℃ /百米～ ℃ /百米 第二節(jié) 采煤方法和回采工藝 一，回采工藝選擇 法的選擇 因本礦井煤層為單一向斜，傾角為 22176。參考〈〈采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉其采煤方法選為單一走向長(zhǎng)壁采煤法。據(jù)〈〈采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉用機(jī)采落煤時(shí)其工作面長(zhǎng)度一般為 80 到 150米。在此考慮到第一水平傾斜后長(zhǎng)度 612 米且上部邊界為煤層露頭線選工作面長(zhǎng)度為120 米。采區(qū)走向長(zhǎng)度按〈〈采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉當(dāng)用爆破落煤時(shí)，雙工作面采區(qū)走向長(zhǎng)度為 800 米到 1000 米，考慮到第一水平走向長(zhǎng)度 2100 米將采區(qū)走向長(zhǎng)度定為 1050 米，推進(jìn)方向?yàn)楹笸耸?。因煤層傾角為 22176。，參考〈〈采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉其工作面采用鐵槽自溜運(yùn)輸。運(yùn)輸平巷選用 SGW— 80T 行刮板輸送機(jī)。 本工作面是傾斜工作面，傾角為 22176。，最大采高 米，最小采高 米，直接頂為泥巖或砂質(zhì)泥巖厚度為 6 米，其上為細(xì)砂巖厚 4 米工作面最大控頂距為 4 米。 老頂級(jí)別： Km=H/m 式中 Km—— 老頂級(jí)別 H—— 直接頂厚度， 6 米 m—— 采高 — 則 Km=H/m=6/— =— 其老頂級(jí)別在Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)之間直接頂有周期來壓。 2，確定支架規(guī)格 選用 HPJA— 1000 型頂梁（據(jù)一次掘進(jìn)深度 1 米選 用） SL=ymL 式中 y—— 系數(shù)，取 m—— 最小采高，為 米 L—— 最大控頂距，為 4 米 則 SL=4==216mm Hmax=MmaXb=220096=2104mm Hmin=MminSLba=18002169650=1438mm 據(jù)〈〈液壓轉(zhuǎn)動(dòng)與采掘機(jī)械〉〉表 12— 2 選用 DZ22— 30/60 型單體液壓支柱。 P=HY 式中 H—— 直接頂厚度，為 6 米 Y—— 巖石容重，每平方米 24KN 則 P=624=144KN 每平方米 確定支柱有效阻力 P 柱 =KPh 式中 K—— 為系數(shù)，取 Ph—— 為支柱工作阻力，取 300KN 確定支柱密度和柱距 P1=P/P 柱 =144/90=（根每平方米） R=1/P1L 式中 L—— 為行距取 1 米 則 R=1/=，取 米 6— 6— 6— 3。 圖 6— 1 圖 6— 2 圖 6 2 移柱放頂后采煤前 圖 6— 3 三，采區(qū)通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng) 1，運(yùn)煤系統(tǒng)： 工作面的煤→區(qū)段運(yùn)輸平巷→聯(lián)絡(luò)石門→區(qū)段煤斗→運(yùn)輸上山→采區(qū)下部車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→井底車場(chǎng)→主立井→地面。 2，運(yùn)材料系統(tǒng) 地面材料→副立井→井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)上部車場(chǎng)→回風(fēng)石門→區(qū)段軌道平巷→采煤工作面。 3，通風(fēng)系統(tǒng) 地面新鮮風(fēng)流→副立井→井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→軌道上山→區(qū)段運(yùn)輸平巷→采煤工作面→ 區(qū)段軌道平巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)大巷→風(fēng)井→地面。 4，運(yùn)煤設(shè)備 （ 1）、工作面開采時(shí)，鋪設(shè) SGW— 80 型刮板運(yùn)輸機(jī)，工作面的煤由刮板運(yùn)輸機(jī)送至該區(qū)段，煤最后裝入礦車運(yùn)至地面。 （ 2）、大巷運(yùn)輸使用 1t 固定礦車， 8t 蓄電池電機(jī)車。 （ 3）采區(qū)采用區(qū)段集中式煤斗儲(chǔ)煤，煤斗容量 20m3 5，供電系統(tǒng) （ 1）、機(jī)電設(shè)備見表 6— 5。 表 6— 5 序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 功率 1 液壓泵 XRB 1 臺(tái) 37KW 2 開關(guān) QC8380 7 臺(tái) 3 開關(guān) QC83320 1 臺(tái) 4 溜子 SGW80 5 臺(tái) 80KW 5 小絞車 1 臺(tái) 6 風(fēng)鎬 0311 4 臺(tái) 7 電煤鉆 1 臺(tái) 8 起爆器 1 臺(tái)