【導讀】本設計礦井為XX市某煤礦新井設計，設計生產(chǎn)能力為，服務年限。根據(jù)設計要求，井田的工業(yè)資源儲量為萬噸,可采儲量為。長8km，傾斜長5km，煤層平均傾角15°，屬于緩傾斜煤層。共劃分十一個采區(qū)，其中首采。區(qū)為211采區(qū)，布置一個工作面同時生產(chǎn)。采煤工藝為綜采，大巷采用膠帶輸送機運煤。年工作日為330d，采用“三八”工作制，工作面長為180m，截深，班進兩刀,主井裝備：12t箕斗，鋼絲繩罐道,箕斗由四根鋼絲繩提升。副井采用一套為礦車單層單車雙罐籠提升設備，槽鋼組合罐道。礦井通風方式為中央分列式，通風方法為抽出式。該礦井田位于XX省X縣之西南約10Km，井田外形為不規(guī)則菱形。沙河井田位于太行山東麓中段，山前沖洪積傾斜平原之中。占全年降雨總量的80%左右。達770mm，造成百年以來。井田基本構造形態(tài)為一短軸向斜盆地和被斷層復雜化。井田范圍內(nèi)所揭露的斷層均屬高角度正斷層，斷層傾角一般為65～70°。由于斷層發(fā)育，嚴重地破壞了煤系地層的連續(xù)性，并形成了一

　　

【正文】 設置清理撤煤硐室，其中安設提升絞車，并經(jīng)清理斜巷將礦車或小箕斗送入井底。清出的煤炭提升至運輸水平，然后由礦車運至罐籠由副井運出。 （ 5）主井井底小水泵房： 為了清理撤煤和防止箕斗裝載設備被水淹沒，必須及時排除井底積水。通常在清底設備之下或其附近，于井筒一側 開一小泵房，安設兩臺水泵，一臺工作，一臺備用。井底積水排入井底車場巷道的水溝中，再流入水倉。 (6) 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，并設有防爆密閉門。 ① 、馬頭門： 它是副井井簡與車場巷道相連接的部分。材料、設備和人員都要通過它進出罐籠。在馬頭門附近為便于礦車進出罐籠，要安設推車機、阻車器等設備。 ② 、中央變電所： 中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護方便和便于提供新鮮風流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場連接的附近。 變電所必須采用不燃性材料支護，如選用混凝土或料石砌碹，條件許可也可采用不燃性錨噴支護。 硐室必須設置易關閉的既防水又防火的密閉門，門內(nèi)可設向外開的鐵珊門，但不能妨礙門的關閉。從硐室出口防火門起 5米內(nèi)的巷道應砌碹或用其它不然性材料支護。 變電所的地平，應比副井重車線側的硐室通道與車場巷連接點處的標高高出 。 硐室不應有滴水現(xiàn)象，電纜溝應 設一定坡度，以便將積水隨時排除室外。 中央變電所應根據(jù)規(guī)定，設置滅火器材，如配備滅火設備和充足的沙箱，為此在硐室設計尺寸時，應留出相應的位置。 ③ 、中央水泵房： 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 30 水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運行關系重大，故水泵房硐室位置的選擇應考慮以下因素： 管線敷設最短，不僅節(jié)約管線電纜，而且管道阻力和電壓降最小。 一旦井下發(fā)生水患，人員，設備便于撤出，或便于下放排水設備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復生產(chǎn)。要求具有良好的通風條件 根據(jù)以上要求，硐室位置應選在井底車場與副井連 接處附近空車線一側，以便于設備運輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室，即使有特殊原因也要盡可能靠近副井。 中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護，如砌料石或混凝土碹，在堅固的巖層中也可是用錨噴支護，但不得有淋水。 出口通道處需設置向外開啟的能防水防火的密閉門。從硐室出口密閉門起 5 米內(nèi)的巷道，應砌碹或采用其它不燃性材料支護。 泵房硐室的地平應高出通道與車場連接處地板 米，設有流水坡，以防硐室積水。 水泵工作的總能力應滿足 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的正常涌水量。 ④ 、井底水倉： 井底水倉是按照礦井正常涌水量計算的，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，當?shù)V井正常涌水量在 1000 立方米 /小時以下，主要水倉有效容積能容納 8 小時的正常涌水量。同時主要水倉的有效容積不得小于四小時的礦井正常涌水量。礦井主要水倉必須含有內(nèi)水倉和外水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用，即在井底車場的北側布置兩條水倉，一個主倉一個副倉，它們獨立且不滲漏，在清理時交替使用。特殊情況應設多條水倉。 據(jù)上述可知，本礦正常涌水量 211 m3/h，小于 1000 m3/h。故其容量： V=Q178。8 V：水倉容積， m3 Q：礦井正常涌水 量， m3/h V=1688 m3 本礦井水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，水倉凈斷面應乘以 的系數(shù)。為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水倉方向設立反坡，其坡度常為 1‰~2‰ ，在水倉最低點既清理斜巷底部附近應設積水窩，在清理水倉時能將積水排出，以方便清理工作。 ⑤ 、等候室 : 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 31 在副井井筒附近應設置等候室，作為工人候罐和休息的場所。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領取工具。 (7) 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。 主要開拓巷道 (1) 運輸大巷 此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶輸送機運輸煤炭，并鋪設有軌道，用架線式電機車牽引，以便于膠帶輸送機的的維修，同時也作回風大巷使用，斷面需要滿足一定的要求。不設專用人行道。 B1=b+d1+d2+d3+c （ ） 式中： B1—— 運輸大巷寬度， mm； b—— 輸送機邊緣至巷道壁的最小距離，主要運輸巷道一般取 500mm， 采區(qū)巷道一般取 300~500mm； d1—— 膠帶輸送機寬度， d1＝ 1400+120mm； d2—— 架線電機車的寬度， d2＝ 1060mm； d3—— 架線電機車與皮帶機間距， d3＝ 310mm； c—— 礦車與巷壁距離，取 810mm。 B1＝ 500+1520+1060+310+810＝ 4200mm 運輸大巷的斷面和特征表如圖 46，回風石門選用的斷面與運輸大巷相同。 (2) 輔助運輸大巷 此巷為一條雙軌道大巷，并作進風巷使用，設人行道。 B2=a+b+d1+d2+ c （ ） 式中 ： B2—— 軌道大巷寬度， mm； a—— 人行道寬度，取 1200mm； b—— 車輛邊緣至巷道壁的最小距離，主要運輸巷道一般取 580mm，采區(qū)巷道一般取 300~500mm； d d2—— 架線電機車的寬度， d1＝ d2＝ 1060mm； c—— 架線電機車的間距， 300m。 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 32 B2=1200+580+1060+1060+300＝ 4200 (mm) 軌道大巷的斷面和特征表如圖 46，回風石門選用的斷面與運輸大巷相同。具體情況如圖 48。 巷道支護 根據(jù)本礦井的設計的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點，經(jīng)過開拓方案的技術經(jīng)濟 比較，將膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷都布置在巖層中。膠帶輸送機大巷采用膠帶輸送機運輸，輔助運輸采用架線式電機車牽引 固定廂式礦車。主要大巷（膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷）均采取錨噴，采用錨噴支護，能夠提高巷道圍巖強度，防止圍巖強度惡化，改善圍巖受力狀態(tài)，增強支護系統(tǒng)的整體性，前蘇聯(lián)經(jīng)驗表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每米巷道的剛才消耗量降低 40~100kg，勞動力消耗比拱形支架減少 60%，縮小巷道斷面，從而加快巷道掘進速度。 圖 運輸大巷斷面圖 圖 軌道大巷斷面圖 圖 回風石門斷面圖 5 準備方式 —— 采區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征 采區(qū)煤層特征 2煤層：為于山系組下部，井田最小厚度 ，最大厚度 ，平均 ，純煤平均厚度 。全井田穿過煤 層的鉆孔 155 個，見煤厚度均在最低可采厚度之上，可采性指數(shù)（ Km）為 1。經(jīng)計算，煤厚變異系數(shù)（ γ ）為 17%，屬穩(wěn)定的厚煤層。 2煤在南部單斜區(qū)、中部斷裂帶、東部褶斷帶及北部波曲區(qū)淺部均為單一。 2煤有兩個煤類，氣煤（ QM）和 1/3 焦煤。以氣煤為主，少量的 1/3 焦煤。氣煤分布廣泛， 1/3 焦煤呈零河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 33 量小塊夾在其間。 9均為二類自燃。其中 2煤的自然發(fā)火期為 6～ 12個月。煤塵具有爆炸性或爆炸危險性。 煤層的頂?shù)装鍘r石構造情況 直接頂 厚度（ m） 初步跨距 (m) 初跨強度 KN/架 分類 4 1408 2 老頂 厚度 （ m） 結構形式 初步跨距(m) 初壓強度KN/架 周壓步距（ m） 周壓強度KN/架 分級 16 拱梁 1724 2250 Ⅱ 底版 數(shù)值 項目種類 允許比壓 (Mpa) 底版類別 煤底版 1 巖石底版 780 2 煤層產(chǎn)狀 煤層 (m) 真傾角 (度 ) 抗壓強度（ MPa） 5～ 15 水文地質(zhì) 該含水層層為穩(wěn)定，但厚度變化大，為 0～ ，一般厚度 5m～ 15m，巖性一中細砂巖為主，局部 為粗砂巖，泥質(zhì)膠結，本區(qū)裂隙不發(fā)育，該含水層為含水性弱，但局部可達中等的承壓裂隙含水層。預計礦井正常涌水量為 211m3/h，最大涌水量為 320m3/h。 概述 本采區(qū)單斜構造，煤層平均傾角為 15176。 左右，采區(qū)范圍內(nèi)沒有斷層。地層走向近東西，區(qū)內(nèi)有小構造，地質(zhì)構造簡單。采區(qū)走向長度約為 1780m，傾斜長度 940m，煤層河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 34 平均傾角 15176。 ，為緩傾斜煤層，沿采區(qū)中央傾斜方向在 2煤層底板 10m 以外巖層內(nèi)布置兩條巖石上山，進行單翼后退式回采。 上山布置方式有兩種：一是巖層上山；二是 煤層上山。各自優(yōu)缺點如下： 煤層上山的優(yōu)點： （ 1）巷道掘進較容易，掘進費用低； （ 2）巖石工程量少。 缺點是：增加了煤柱損失且維護較困難。 巖石上山的優(yōu)點是： （ 1）巷道維護容易，維護費用低； （ 2）巷道受采動影響小，服務年限長； （ 3）能實現(xiàn)跨采； （ 4）無須留設上山保護煤柱。 缺點是：（ 1）開掘困難，準備時間長；（ 2）巖石巷道工程量增加，投資高。 由于本采區(qū)上山長度較長，兩條上山在采區(qū)煤層采完后需為下水平其他采區(qū)留作回風上山使用，其服務年限較長，煤層上山維護困難，所以決定選用 一 巖 一煤 上山。布置在 2煤 層底板 10m 以外巖層，共兩條上山，一條為軌道上山，作為行人、運料、排矸、進風用，內(nèi)鋪軌、頂部設絞車房。一條為皮帶上山，巷道內(nèi)布置與采區(qū)煤倉相通的膠帶運輸機，把順槽運出的煤通過膠帶運輸機運至采區(qū)煤倉。 采區(qū)巷道布置 本采區(qū)使用走向長壁一次采全高采煤方法，采區(qū)傾向長度 940m，沿傾向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為 5個區(qū)段， 分別布置區(qū)段運輸平巷和回風平巷，采用沿空掘巷方式布置下區(qū)段回風平巷。 采區(qū)內(nèi)布置中央上山，雙翼工作面，一個生產(chǎn)，一個準備。 區(qū)段平巷沿煤層底板掘進，通過采區(qū)中部車場與采區(qū)巖石上山聯(lián)系，設 區(qū)段溜煤眼連通區(qū)段運輸平巷和膠帶輸送機上山。 由于采用一次采全高，工作面產(chǎn)量大，只布置一個工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 35 區(qū)段采用留煤柱護巷，煤柱寬度 20m 左右，工作面接替順序采用依次順序接替，即當工作面進行回采時，在其相鄰區(qū)段準備下一工作面，共有兩個掘進面，當上一區(qū)段回采即將結束，便可在下一區(qū)段安設回采設備，實現(xiàn)其順利接替。 采區(qū)內(nèi)的煤柱主要是采區(qū)邊界煤柱、區(qū)段之間保護煤柱。 井田一水平內(nèi)布置兩個采區(qū)，采區(qū)兩邊各留設 10m 采區(qū)邊界煤柱。水平 運輸大巷和軌道大巷布置在巖層中，水平間距 15m，外側各留設 50m 保護煤柱。采區(qū)軌道上山和運輸上山布置在煤層中，水平間距 40m，外側各留設 30m 保護煤柱。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造情況簡單，無大斷層、陷落柱及其它影響回采的復雜地質(zhì)構造。各區(qū)段巷道采用留小煤柱沿空掘巷的方法，在沿空掘進區(qū)段回風小平巷時，留 寬的小煤柱，以利于巷道回風和支護。 ⑴ 、掘進方法 采區(qū)兩條上山采用巖巷機械化掘進，利用全液壓雙臂履帶掘進鉆車鉆鑿爆破孔，后配套采用履帶式側卸裝巖機進行運輸矸石。 采區(qū) 區(qū)段運輸巷和區(qū)段回風巷采用煤巷機械化掘進，運輸煤炭采用橋式轉(zhuǎn)載機，伸縮帶式輸送機，輔助運輸采用電機車運輸，支護采用機載錨桿鉆機打錨桿支護。 工作面通風采用局部扇風機，扇風機采用壓入式。局扇和啟動裝置安裝在離掘巷道口 10 米以外的進風側，局部風扇把新鮮風流經(jīng)風筒送到掘進面，污風沿巷道排出。 在通風除塵方面，在巷道內(nèi)或主機上設置干式布袋除塵裝置，配合內(nèi)外噴霧，綜合除塵。 ⑵ 、掘進速度 根據(jù)各掘進隊施工技術力量，煤巖性質(zhì)，作業(yè)方式以及掘進關系，參照《設計規(guī)程》，規(guī)定巷道掘進速度如下： 巖巷：月進度 150m； 煤巷：月進度為 450m。 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 1．運煤系統(tǒng) 工作面 → 區(qū)段運輸平巷 → 采區(qū)運輸上山 → 采區(qū)煤倉 → 運輸大巷 → 井底煤倉 → 主井→ 地面。 2．運料系統(tǒng) 河北工程學院畢業(yè)設計（論文） 36 地面 → 副立井 → 井底車場 → 軌道大巷 → 采區(qū)下部車場 → 采區(qū)軌道上山 → 采區(qū)上部車場 → 區(qū)段軌道平巷 → 工作面。 3．通風系統(tǒng) 地面 → 副井 → 軌道大巷 → 采區(qū)下部車場 → 采區(qū)軌道上山 → 采區(qū)中部車場 → 區(qū)段運輸平巷 → 工作面 → 區(qū)段 回風 平巷 → 回風石門 → 風井。 4．排矸系統(tǒng) 與運料系統(tǒng)路線相反。 5．供電系統(tǒng) 地面變電站 → 副井 → 中央變電所 → 運輸大巷 → 采區(qū) 運輸上山 → 區(qū)段運輸平巷 → 工作面。 6．排水系統(tǒng) 工作面 → 區(qū)段運輸平巷 → 采區(qū)軌道上山 → 軌道大巷 → 井底車場 → 副井 → 地面。 采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 一、采區(qū)生產(chǎn)能力 (1) 確定工作面走向長度 加長工作面的走向長度可以加大可采儲量，增加工作面連續(xù)生產(chǎn)的時間，有利于提高工