【導(dǎo)讀】施顯得尤為重要。各煤田所處的地理位置不同，煤層地質(zhì)條件多種多樣，開采方法也就。采區(qū)的布置及裝備、各巷道的布置等。后期的通風(fēng)阻力計(jì)算以及對(duì)通風(fēng)設(shè)備的選擇等。防及粉塵防治措施等。

　　

【正文】 井田開拓方案 井田開拓方式的選定 開拓方案 設(shè)計(jì)從表土層厚度、煤層埋藏深度、煤層產(chǎn)狀以及井田水文地質(zhì)條件等方面分析，井田適合于斜井開拓方式。結(jié)合礦井井型、煤層賦存條件、井筒提升設(shè)備、井下開拓布置和回采面裝備水平等因素，考慮了兩個(gè)開拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，現(xiàn)分述如下： 方案一：（ 詳見圖 ） 主斜井回風(fēng)斜井 副斜井 一水平主水泵房一水平主變電所副斜井 回風(fēng)斜井主斜井31號(hào)煤煤倉 圖 開拓方 案一 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 不利用礦井工業(yè)場地，另在井田中東部石灰川西岸新建一工業(yè)場地。在工業(yè)場地內(nèi)沿東西方向布置三個(gè)井筒開拓全井田，各井筒間距 40m。分別敘述如下 主斜井凈寬 ，傾角 16176。，斜長 ，凈斷面 。井筒內(nèi)裝備一條帶寬，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井。 副斜井凈寬 ，傾角 6176。，斜長 ，凈斷面 。采用防爆無軌膠輪車擔(dān)負(fù)全礦井的輔助提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 回風(fēng)斜井凈徑 ，傾角 30176。，斜長 ，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安 全出口。 永智煤礦批準(zhǔn)開采 3 41 中 、 5 61 中 號(hào)四層煤，各可采煤層特征見表 。 根據(jù)各煤層的間距、主要可采煤層的賦存特征和可采儲(chǔ)量等情況，設(shè)計(jì)以兩個(gè)水平開拓全井田，初期以 +1307m水平為第一水平開采的 3 41 中 號(hào)煤層，后期將以 +1240m水平開采的 5 61 中 號(hào)煤層。 主斜井落底 至各煤層 ， 各煤層煤通過溜煤眼分別溜至主斜井。副斜井一水平落底至41 中 號(hào)煤層，后期開采二水平時(shí)在 41 中 號(hào)煤輔助運(yùn)輸大巷一側(cè)以 6176。暗斜井與副斜井反方向延伸至 61 中 號(hào)煤層；副斜井在 31 號(hào)煤和 51 號(hào)煤 見煤點(diǎn)以甩車場聯(lián)絡(luò) 31 號(hào)煤和51 號(hào)煤輔助運(yùn)輸大巷。 回風(fēng)斜井落底 至各煤層 ， 并在各煤層見煤點(diǎn)通過聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系各煤層回風(fēng)大巷。一水平在 41 中 號(hào)煤層布置一水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室，二水平在 61 中 號(hào)煤層布置二水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室。各煤層均布置膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷 ，各條大巷相互平行，間距均為 30m。 井下主運(yùn)輸均采用膠帶輸送機(jī)。大巷輔助運(yùn)輸均采用防爆無軌膠輪車運(yùn)輸。 礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。礦井通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。 兩個(gè)水平均 各 劃 分為兩個(gè)采區(qū)，各采區(qū)采用走向長壁開采。 方案二：（ 詳見圖 ） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 副斜井X = 4 3 9 5 0 7 7 . 0 0 0Y=374318 8 1 . 9 0 0z = + 1 3 5 0 . 0α = 6 176。( 傾角)β = 3 5 2 176。( 方位角)回風(fēng)平硐X = 4 3 9 5 0 3 6 . 7 0 0Y=374319 6 8 . 6 0 0z = + 1 3 5 0 . 0α = 3 0 176。( 傾角)β = 3 5 2 176。（方位角）主斜井X = 4 3 9 5 0 5 6 . 8 0 0Y=374319 2 5 . 3 0 0z = + 1 3 5 0 . 0α = 1 6 176。( 傾角)β = 3 5 2 176。（方位角）3 1 號(hào)煤回風(fēng)大巷4 2 中號(hào)煤回風(fēng)大巷5 1 號(hào)煤回風(fēng)大巷6 2 中號(hào)煤回風(fēng)大巷3 1 號(hào)煤輔助運(yùn)輸大巷4 2 中 號(hào)煤輔助運(yùn)輸大巷5 1 號(hào)煤輔助運(yùn)輸大巷6 2 中 號(hào)煤 輔助運(yùn)輸大巷3 1 號(hào)煤膠帶運(yùn)輸大巷4 2 中 號(hào)煤膠帶運(yùn)輸大巷5 1 號(hào)煤膠帶運(yùn)輸大巷6 2 中 號(hào)煤 膠帶運(yùn)輸大巷 圖 開拓方案 二 方案二在工業(yè)場地選擇、水平劃分上與方案一相同，不同點(diǎn)為：在工業(yè)場地上沿井田邊界南偏東 8176。方向新建主斜井、副斜井和回風(fēng) 斜井 三個(gè)井筒 ，各井筒延伸方式與方案一相同。井筒在各煤層見煤點(diǎn)以南北方向布置集中膠帶運(yùn)輸大巷、集中輔助運(yùn)輸大巷和集中回風(fēng)大巷。然后各煤層均沿東西方向布置膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷。一水平在 41 中 號(hào)煤層布置一水平主變電所、主水泵房、水倉等硐室，二水平內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 在 61 中 號(hào)煤層布置二水平主變電所、主 水泵房、水倉等硐室。各煤層均布置膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷三條大巷 ，各條大巷相互平行，間距均為 30m。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)與采區(qū)化分均與方案一相同。 方案比較及選擇 上述兩方案各有利弊，其優(yōu)缺點(diǎn)如下： 方案一優(yōu)點(diǎn)：（ 1） 井巷工程量小， 全井田開拓工程量比方案二少 2835m； （ 2）開拓布置簡單，運(yùn)輸轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少； （ 3）向下水平延伸方便； 缺點(diǎn)：（ 1）保護(hù)煤柱損失大； 方案二優(yōu)點(diǎn)：（ 1）保護(hù)煤柱損失少； 缺點(diǎn)：（ 1）全井田開拓工程量比方案一 多 2835m； （ 2）開拓、運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜； （ 3） 工業(yè)場地填挖方工程量大 。 通過以上比較，設(shè)計(jì)推薦方案一。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 2 第五章 采礦方法 采煤方法選擇 初期開采的 31 號(hào)煤層煤層厚度為 ～ ，平均 。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，一般不含夾矸。其頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為中、細(xì)粒砂巖，底板巖性主要為砂質(zhì)泥巖，局部地段相變?yōu)榧?xì)粒砂巖。對(duì)比可靠，全區(qū)可采，煤層穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定類型。 綜上所述，適合于綜合機(jī)械化開采。 根據(jù) 31 號(hào)煤 層 的賦存狀況和井田開拓特征，確定礦 井 一水平 采用長壁綜采一次采全高的采煤方法，頂板采用下行全部垮落法管理。 工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 礦井以一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)、一個(gè)綜采工作面保證礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。在此前提下，結(jié)合工作面采高、 31 號(hào)煤層的煤質(zhì)特征對(duì)工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式進(jìn)行確定和設(shè)備選型。 工作面主要設(shè)備配備詳見表 。 工作面支架 液壓支架的阻力是支架設(shè)計(jì)中最基本的參數(shù)，支架所有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都由此決定。設(shè)計(jì)采用 “估算法 ”計(jì)算液壓支架工作阻力。 估算法首先考慮支撐冒落帶巖層的重量。 ? ???? ahRSP c o 式 中： P―― 支架承受的荷載， kN； S―― 支架支護(hù)的頂板面積， m2，為 ； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 3 r―― 頂板巖石視密度 ， t/m3， 為 ； ∑h―― 冒落帶巖石的高度（直接頂厚度）， m； M―― 采高， m，為 ； K―― 巖石碎脹系數(shù)，取 ～ ； α―― 煤層傾角，（ 176。），為 1176。； 上式可寫成： P＝（ 2～ 4） 一般用上限，即 P＝ 4 計(jì)算中再考慮支架受力不均衡量的安全系數(shù) ～ 2，則 P＝（ 6～ 8） 則： P＝（ 6～ 8） cos1＝ ～ （ kN） 31 號(hào)煤埋深 ～ ， 平均 。確定工作面屬有一定影響的淺層地壓工作面，支架工作阻力需加以安全系數(shù)。 則： P＝ K′(～ )=～ （ kN） K′―― 淺層地壓影響系數(shù)，取 ； 設(shè)計(jì)選用型號(hào)為 ZZ6800/17/35 支撐掩護(hù)式液壓支架，其支護(hù)頂板面積為 ，工作阻力 6800kN，初撐力 6180kN，支撐高度 1700～ 3500mm，支架重量 。 礦方可與支架廠 定制。 31 號(hào)煤工作面端頭過渡支架初步選用 ZTF650020/32 型液壓支架，工作阻力6500kN，支護(hù)高度 ～ 。 工作面超前 20m采用 DZ32 型單體液壓支柱配 HDL3000 型 Π型鋼梁支護(hù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 4 采煤工作面采高、長度及年推進(jìn)度 采煤工作面采高 井田內(nèi) 31 號(hào)煤層平均厚度 ，設(shè)計(jì)確定采煤機(jī)割煤高度 。 表 31 號(hào)煤回采工作面主要機(jī)械配備表 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 功率(kW) 單位 數(shù)量 備 總 其中備用 備用 雙滾筒采煤機(jī) MGTY300/730 375 臺(tái) 1 可彎曲刮板輸送機(jī) SGZ800/630 2 315 臺(tái) 1 破碎機(jī) PCM160 200 臺(tái) 1 刮板轉(zhuǎn)載機(jī) SZZ830/200 160 臺(tái) 1 可伸縮膠帶輸送機(jī) SSJ1200/2250 500 臺(tái) 2 液壓支架 ZZ5600/17/27 架 110 10 端頭支架 ZTF650020/32 架 5 1 乳化液泵站 LBR400/ 250 臺(tái) 2 噴霧泵站 KMPB320/10 75 臺(tái) 1 注液槍 DZQ1 把 3 1 小水泵 ID6550160 臺(tái) 4 注水、探水鉆機(jī) MAZ200 11 臺(tái) 1 阻化劑噴射泵 WJ24 臺(tái) 1 井下移動(dòng)分離制氮機(jī) MD300 55 臺(tái) 1 單體液壓支柱 DZ32 根 150 30 Π型鋼梁 HDL4000 根 80 20 超前支 護(hù) 采煤工作面長度 礦井首采區(qū)為一采區(qū)，依據(jù)首采區(qū)煤層賦存特征和礦井設(shè)計(jì)規(guī)模，參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，綜合確定綜采工作面長度為 150m。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 采煤工作面年推進(jìn)度 31 號(hào)煤采煤工作面采煤機(jī)截 深為 ，設(shè)計(jì)采工作面每個(gè)循環(huán)進(jìn)一刀，循環(huán)進(jìn)度為 ，設(shè)計(jì) 每班 循環(huán)次數(shù)為 4 次，即每天 8 個(gè)循環(huán)， 則日循環(huán)進(jìn)度為 8=。 采煤工作面年推進(jìn)度按下式計(jì)算： 年推進(jìn)度＝日循環(huán)進(jìn)度 年工作日 循環(huán)率 31 號(hào)煤采煤工作面年推進(jìn)度 =330=1584(m) 循環(huán)作業(yè)標(biāo)見圖 圖 循環(huán)作業(yè)表 工作面回采方向 采煤工作面采用后退式回采，相鄰工作面間采用依次順序采。 采區(qū)及工作面回采率 井田內(nèi) 31 號(hào)煤層為中厚煤層，依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》， 31 號(hào)煤采區(qū)回采內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 6 率取 90%，工作面回采率為 95%； 采區(qū)布置 采區(qū)數(shù)目、位置和工作面生產(chǎn)能力計(jì)算 (一 )采區(qū)數(shù)目和位置 根據(jù)礦井開拓部署，結(jié)合礦井規(guī)模和采煤工作面裝備水平，礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置 1 個(gè)生產(chǎn)采區(qū)。采區(qū)內(nèi) 31 號(hào)煤層賦存較穩(wěn)定，儲(chǔ)量可靠，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件簡單，對(duì)礦井及早達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)均十分有利。 (二 )礦井生產(chǎn)能力計(jì)算 采煤工作面生產(chǎn)能力計(jì)算 采煤工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： A 采 =M l L r C 式中： A 采 ―― 回采工作面年產(chǎn)量， t/a； l―― 回采工作面長度， 150m； M―― 回采工作面采高， 31 號(hào)煤層采高為 ； L―― 回采工作面年推進(jìn)度， 31 號(hào)煤層為 1584m； r―― 煤的視密度， 31 號(hào)煤層為 ； C―― 工作面回采率， 31 號(hào)煤層工作面回采率為 95％。 則 A 采 ＝ 1501584＝ （ 萬 /a） 掘進(jìn)煤量按回采煤量的 5％計(jì)算，則掘進(jìn)煤量為： A 掘 ＝ 5 ％＝ （ 萬 t/a） 全礦井年產(chǎn)量為： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 A＝ A 采 ＋ A 掘 ＝ ＋ ＝ （ 萬 t/a） 可滿足礦井 90 萬 t/a 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。 礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)采區(qū)回采工作面特征見表 。 表 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)采區(qū)工作面特征表 采區(qū)名稱 采煤工作面 個(gè)數(shù) 裝備 煤層平均厚度(m) 機(jī)采高度(m) 年推 進(jìn) 度(m) 生產(chǎn)能力 (萬t/a) 31 號(hào)煤采區(qū) 1 綜采工作面 1584 90 二、采區(qū)巷道布置 采區(qū)巷道布置 依據(jù)推薦井田開拓方案，礦井首采區(qū)開采煤層為 31 號(hào)煤采區(qū)。 首采工作面位于大巷南側(cè)靠近工業(yè)場地附近，回采工作面采用傾斜長壁開采，回采工作面膠帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽、材料運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽和材料運(yùn)輸回風(fēng)順槽 分別沿 31 號(hào)煤層底板布置。膠帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽直接 與膠帶運(yùn)輸大巷 相接，擔(dān)負(fù)工作面的煤炭運(yùn)輸任務(wù)；材料運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽跨過膠帶運(yùn)輸大巷與輔助運(yùn)輸大巷直接相連接，擔(dān)負(fù)工作面的輔助運(yùn)輸任務(wù)及膠帶順槽膠帶機(jī)安裝、檢修等材料運(yùn)輸任務(wù)；材料運(yùn)輸回風(fēng)順槽直接與回風(fēng)大巷相接，并通過聯(lián)絡(luò)巷與輔助運(yùn)輸大巷相連接，聯(lián)絡(luò)巷中設(shè)兩道雙向風(fēng)門，擔(dān)負(fù)工作面的回風(fēng)任務(wù)及工作面安裝、搬家 時(shí)的 主要輔助運(yùn)輸任務(wù)；其中材料運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽為與下一工作面共用的順槽巷道。首采工作面以三條順槽形回采工作面完善的運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電及井下消防灑水系統(tǒng) ，相鄰順槽間 距 20m。 回采方式為采區(qū)內(nèi)采用前進(jìn)式開采，工作面采用后退式開采，相鄰工作面依次順序內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 8 開采。 三、采區(qū)煤炭運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng) 運(yùn)煤系統(tǒng) 采煤工作面 (可彎曲刮板輸送機(jī) )→ 膠帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)順槽 (可伸縮膠帶輸送機(jī) )