【導讀】本設計是伊泰集團酸刺溝煤礦一盤區(qū)設計。處，井田位于準格爾煤田中部，南北長約，東西寬約～，主采煤層為4、5、6和6上煤，井田地質條件簡單。礦井正常涌水量為276m3/h，最大涌水量為。礦井瓦斯涌出量低，為低瓦斯礦井。礦井只有一個水平，礦井采用綜合機械化放頂煤開采法。采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用無軌膠輪車運輸。為330d，每天凈提升時間16h。礦井工作制度采用―三八‖制，兩班零四個。小時生產(chǎn)，四個小時檢修。

　　

【正文】 護，支護厚度為 400mm，基巖段為錨噴支護，支護厚度為 150mm。 回風立井采用混凝土砌碹支護，表土段支護厚度為 600mm，基巖段支護厚度為 400mm。 以上各井筒均采用普通法施工。 山東科技大學學士學位論文 井田開拓 26 鋪底材 料 消 耗 量每米巷道工程量及材料消耗表斷面粉刷面積基礎墻拱基礎設計掘進工程量巷道圍巖類別 凈 設計掘進 基礎 寬 高 形式混凝土厚度凈周長支 護設計掘進尺寸斷面積巷道斷面特征表消防灑水管壓風管排水管通信及監(jiān)測電纜灑水管照明電纜通信及監(jiān)測電纜通信電纜臺階 圖 主斜井井筒斷面圖 山東科技大學學士學位論文 井田開拓 27 每米巷道工程量及材料消耗表設計掘進工程量 材料消耗量粉刷面積巷道 基礎 拱 墻 基礎 鋪底( 砼)鋪底 片石 小計圍巖類別凈 設計掘進 基礎斷面積 設計掘進尺寸寬 高支 護形式混凝土厚度凈周長巷道斷面特征表砂漿片石層通信電纜照明電纜 圖 副斜井井筒斷面圖山東科技大學學士學位論文 井田開拓 28 鐵托板備注重量數(shù)量 根基巖段表土段基巖表土設計掘進工程量 混凝土消耗 樹脂錨桿每米巷道工程量及材料消耗表圍巖類別凈表土段掘進基巖段掘進斷面積支護方式混凝土支護厚度外露長度 排列方式間排距 錨深 直徑樹 脂 錨 桿井筒斷面特征表風硐安全出口次梁[主梁北圖 回風立井井筒斷面圖 山東科技大學學士學位論文 井田開拓 29 井底車場及硐室 井底車場 本礦井主、副井筒均為斜井，主運輸采用帶式輸送機，輔助運輸采用無軌膠輪車，無傳統(tǒng)意義上的井底車場，副斜井進入 4 煤層和 6 上 煤層之后，通過聯(lián)絡巷與輔助運輸大巷相連即可。 井底硐室布置 1） 井底煤倉 上煤組不設井底煤倉，上煤組一盤區(qū)大巷通過盤區(qū)煤倉與下組煤大巷聯(lián)系；二盤區(qū)和三盤區(qū)大巷與主斜井直接搭接；下煤組大巷與主斜井直接搭接，通過高差為 8～ 9m 的搭接硐室，大巷帶式輸送機來煤通過主 斜井帶式輸送機運至地面。 2） 井底水倉 井底水倉布置在 6 上 煤輔運大巷的西側，礦井正常涌水量為 276m3/h，水倉容量按容納 8h 正常涌水量計算，設計布置兩條水倉，其有效容量為2210m3。水倉清理采用高壓水沖攪沉泥，主排水泵排泥的清理方式。 3） 水泵房及主變電所 井底水泵房及中央變電所聯(lián)合布置，布置在 6 上 煤輔運大巷的西側。水泵房布置三臺水泵，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵房通過管子道與主斜井相連。 4） 消防材料庫 在副斜井底附近 6 上 煤的輔運大巷和回風大巷之間各布置有消防材料庫。 山東科技大學學士學位論文 大巷運輸及設備 30 4 大巷運輸及設備 運輸方式的選擇 主運輸方式選擇 井下煤炭采用帶式輸送機運輸。 6 上 煤綜采工作面來煤經(jīng) 6 上 煤 工作面 帶式輸送機 ，運至 6 上 煤東翼大巷帶式輸送機 ，然后 直接轉入主斜井帶式輸送機 ， 在主斜井井口房內設 1 臺 8/300 CCTD 篩分破碎機。 輔助運輸方式選擇 本礦井構造簡單，煤層傾角較小，屬于近水平煤層，井下所有巷道均沿煤層布置，錨噴支護，輔助運輸量較少，但巷道沿煤層布置有一定的起伏。因此，結合本礦井的具體條件，設計輔助運輸方式采用無軌膠輪車運輸。以柴油機為動力的無軌膠輪車優(yōu)點是載重量大， 車速較快，外形尺寸較小，功能多，運行時間長，其缺點是有尾氣排放，噪音和散熱量都比較大。為了充分發(fā)揮無軌膠輪車運輸快速、高效的特點，無軌膠輪車動力采用防爆低污染柴油機。 主運輸設備選型 本礦井 生產(chǎn)規(guī)模 。結合井下 6 上 煤綜采工作面配套情況及生產(chǎn)能力、運輸大巷條件，并考慮到生產(chǎn)因素和工作面的峰值煤量， 6 上 煤大巷帶式輸送機運輸量取 Q=3500t/h。 選用 ST1600S 型膠帶輸送機。其特征為： 運量： Q=3500t/h 帶寬： B=1600mm 帶速： V=機長： L= 提升高度： H= 山東科技大學學士學位論文 大巷運輸及設備 31 傾角： β= 3176?！?0176。 膠帶型號： ST1600S（阻燃防撕裂） 膠帶強度： ST=1600 N/mm 輔助運輸設備選型 輔助運輸系統(tǒng) 礦井輔助運輸系統(tǒng)為無軌膠輪車一條龍運輸，從副斜井經(jīng)輔運大巷、工作面 輔運 巷 或回風 巷 可直達回采工作面。輔助運輸包括人員、材料、設備的運輸以及綜采工作面搬家倒面。由于井下巷道全部沿煤層布置，矸石量很少，少量矸石可隨煤流運出或排棄至井下廢棄的巷道中，因此，矸石按不升井考慮。 輔助運輸車輛選型 根據(jù)運距及 輔助運輸工作內容，礦井需配備支架搬運車、多功能車、材料鏟運車、人員運輸車以及輕型無軌膠輪車，由于國內目前尚無性能穩(wěn)定的重型無軌膠輪車生產(chǎn)，因此，支架運輸車和材料鏟運車考慮引進，其它車輛全部采用國產(chǎn)設備。 1） 支架搬運車 支架搬運車主要用于搬運采掘工作面重型設備，本礦井綜采工作面全部為引進設備，設備噸位大，因此，為了實現(xiàn)綜采工作面快速搬家作業(yè)，支架搬運車載重量按大于 40t 考慮，框架式結構，配置 4 輛。 此外為了實現(xiàn)工作面設備的搬遷就位和運輸，另配備 1 輛柴油鏟板支架搬運車，該車載重量為 35t。 2） 多功能車 多功 能車是進行人員、物料和其它特種材料運輸系統(tǒng)的一種車輛，采用更換車廂來實現(xiàn)運輸。多功能車配備特殊拖車車廂后即可成為以下用途山東科技大學學士學位論文 大巷運輸及設備 32 車輛：運人車廂、爆破材料車廂、泵單元車廂、剪式平臺車廂等，特殊拖車車廂上設計有帶錐形前端和耳軸的結構，配置 2 輛。 3） 其它輕型無軌膠輪車 （ 1）礦井正常生產(chǎn)期間輔助材料量 礦井正常生產(chǎn)期間，輔助運輸?shù)膬热葜饕ㄈ藛T、材料、設備的運輸。由于井下掘進巷道矸石量較少，故掘進工作面矸石按不升井考慮。因此，輔助運輸?shù)闹魇莾热菔牵荷舷氯藛T、支護材料、雷管、炸藥、設備、配件以及其它。 （ 2）輔助運輸距 離 所配車輛主要考慮一盤區(qū) 6 上 煤層的開采。運輸距離最遠的是一盤區(qū) 6上 1111 回采工作面開切眼，自副斜井井口開始，至切眼運輸距離為 。 最長的運輸線路主要是：副斜井→ 6 上 煤東翼輔運大巷→ 6 上 1111 工作面輔運巷→開切眼 （ 3）無軌膠輪車運輸能力計算 a、膠輪車臺班運輸能力 A＝ 60GTK1K2/t （ ） 式中： A――無軌膠輪車臺班運輸能力， t/臺班； G――無軌膠輪車裝載質量， 3t（ 8t）； T――每班工作時間， 8h； t――無軌膠輪車往返一次所需時間， 117min； t＝ t1+t2+t3+t4 t1――裝車時間， 10min； t2――無軌膠輪車行駛時間， 102min； t2=120L/υ L――運輸距離，取 ； υ――平均行駛速度， 10km/h； 山東科技大學學士學位論文 大巷運輸及設備 33 t3――無軌膠輪車的卸車時間， 2min； t4――無軌膠輪車調車時間，取 3min； K1――無軌膠輪車載重量利用系數(shù)，取 ； K2――無軌膠輪車工作時間利用系數(shù)，取 。 經(jīng)計算，載重量 3t 的無軌膠輪車臺班運輸能力為 ，載重量 8t 的無軌膠輪車臺班運輸能力為 。 b、膠輪車臺數(shù)的確定 n=CQK4/(AK3) () 式中： n――無軌膠輪車臺數(shù)，臺； C――運輸不均衡系數(shù)，取 ； Q――每班運輸量， ； 綜采工作面：液壓支柱 10 根（ ）；金屬絞接頂梁 10 根（ ），滾筒截齒（ ），其它 。合計 。 連采掘進工作面：按班進度 20m計算，錨桿、藥卷、托板 300 套，共重 ，網(wǎng)片 100 ㎡，重量為 ，其它 。合計 。 普掘工作面（煤巷）：按班進度 ，錨桿、藥卷、托板 42 套，共重 ，其它 ，小計 。 普掘工作面（巖巷）：按班進度 ，錨桿、藥卷、托板 18 套，共重 ，混凝土 ，重量 。其它 ，小計 。 其它地點： 。 A――無軌膠輪車臺班運輸能力， （ ） t/臺班； K3――無軌膠輪車出車率，取 ； K4――無軌膠輪車備用系數(shù)，取 ； 經(jīng)計算，礦井需載重量按 3t 的無軌膠輪車計算共需 6 臺；如按 8t 的無軌膠輪車計算共需 3 臺。 c、車輛配置 山東科技大學學士學位論文 大巷運輸及設備 34 設計選用 W8 型懸掛式防爆客貨兩用車 1 臺，載重量為 8t； WCQ－ 3A 輕型防爆無軌膠輪車 3 臺，運量可滿足礦井正常生產(chǎn)期間的輔助運輸要求。 4） 多功能運輸車 多功能車是進行人員、物料和其它特種材料運輸系統(tǒng)的一種車輛，設計暫選用澳大利亞奧鋼聯(lián)礦業(yè)隧道設備有限公司生產(chǎn)的 ED10 型多功能運輸車，配置 2 輛。 山東科技大學學士學位論文 盤區(qū)布置及裝備 35 5 盤區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法的選擇 6 上 煤層自然厚度為 ～ ，平均 。煤層 厚度總體由東北向西南變薄，在井田的北部 6 上 煤與 6 號煤合并。煤層結構較復雜，夾矸總厚平均 ，巖性多為泥巖、炭質泥巖。煤層頂板多為粗粒砂巖，局部為泥巖；底板多為泥巖、砂質粘土巖，局部為粗粒砂巖。首采區(qū)各鉆孔煤層厚度見表 。 設計認為， 6 上 煤 采煤方法可以采用綜采放頂煤采煤方法。 放頂煤綜采的主要優(yōu)點是：巷道掘進率和材料消耗量低，可減少綜采設備的搬家次數(shù)與費用，對煤厚變化大、構造比較復雜的地質條件有較好的適應性。主要缺點是：工作面設備多、管理較復雜，易混入矸石使原煤灰分增高，工作面作業(yè)條件差，和大采高綜采 相比，因受放頂煤時間的制約其工作面單產(chǎn)受到一定的限制 。 表 首采區(qū)各鉆孔 6 上 煤層揭露厚度一覽表 鉆孔編號 Y02 Y03 Y04 Y05 Y06 Y07 Y08 Y09 Y10 儲量利用厚度 (m) 煤層自然厚度 (m) 鉆孔編號 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18 Y19 儲量利用厚度 (m) 煤層自然厚度 (m) 鉆孔編號 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 169 舊 36 H46 H54 儲量利用厚度 (m) 煤層自然厚度 (m) 山東科技大學學士學位論文 盤區(qū)布置及裝備 36 近幾年來，隨著綜采放頂煤設備的日趨完善和技術的不斷進步，綜采放頂煤采煤法以其適應性強、安全、低耗、高產(chǎn)、高效等特點越來越成為厚煤層首選采煤方法。由于放頂煤主要是利用礦山壓力破煤，因此，頂煤冒放性的 難易程度 是放頂煤成功與否的關鍵，影響頂煤冒放性的因素主要有煤層賦存深度、煤體的強度、裂隙發(fā)育程度、煤層結構、夾石層位置和厚度、煤層的厚度以及頂板條件等。 研究 表明， 6 上 煤層屬于冒放性中等的Ⅲ 類煤層。從研究結論上看， 6 上 煤層實行放頂煤開采技術上可 行， 設計采高為 ，采放比按 1:3，則可采煤層總厚度平均為 16m，在所測的 27 個鉆孔中，只有 Y0 Y05 及 Y23 煤層厚度大于 16m，且超過不是很多，故可以采用綜采放頂煤采煤方法。 采煤工藝 根據(jù)礦井開拓布置以及確定的采煤方法，考慮本礦井為年產(chǎn) 的大型礦井，采煤工藝全部采用綜合機械化采煤 ，采用條帶開采，且采用后退式開采 。 1） 綜采工作面主要設備選型 6 上 煤綜采工作面為綜采 放頂煤 工作面，工作面設計能力確定為，主要設備全部引進，工作面帶式輸送機采用國產(chǎn)設備配套。工作