【導(dǎo)讀】輸、提升、通風(fēng)和排水方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。編寫(xiě)礦井新井設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)或?qū)ｎ}論文。按比例繪制方案設(shè)計(jì)圖。其中1張必須手繪，其他計(jì)算機(jī)繪。計(jì)算準(zhǔn)確，制表清晰，插圖美觀，做到文字說(shuō)明和所繪制的圖表密切配合。合設(shè)計(jì)大綱的要求，平面圖和剖面圖應(yīng)相互對(duì)應(yīng)。云駕嶺一礦新井設(shè)計(jì)主要包括以下幾部分：。礦井的地質(zhì)、地理位置、煤層等基本情況的概述。礦井井田內(nèi)的可采儲(chǔ)量，礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限的確定。主要介紹采區(qū)的設(shè)計(jì)、開(kāi)采的技術(shù)和技巧、采區(qū)巷道布。置及回采系統(tǒng)的構(gòu)成以及采區(qū)各峒室的布置和采區(qū)的工作制度。況我提出了多種開(kāi)采方案和設(shè)想。例如，長(zhǎng)壁工作面采煤法在開(kāi)采緩傾斜煤層的過(guò)程中，在老頂周期性跨落和其它因素的影響下，采用沿空掘巷的方式進(jìn)行回采、掘進(jìn)和維護(hù)。并且本設(shè)計(jì)采用AutoCAD20xx輔助設(shè)計(jì)，減少了繪圖的困難并且增加。真心感謝高永格院長(zhǎng)和郝彬彬老師在設(shè)計(jì)中給予我的認(rèn)真指導(dǎo)，讓我學(xué)到了很多，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，不斷豐富自己。

　　

【正文】 /米 ) 總 費(fèi) 用 （萬(wàn)元） 主井 425 15 600 15 副井 400 15 570 15 大巷 2019 18 1500 18 總計(jì) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 方案經(jīng)濟(jì)比較表 表 47 項(xiàng)目 方 案 掘進(jìn)費(fèi)用（萬(wàn)元） 提升費(fèi)用（萬(wàn)元） 運(yùn)輸費(fèi)用 （萬(wàn)元） 排水費(fèi)用（萬(wàn)元） 維護(hù)費(fèi)用 （萬(wàn)元） 總 計(jì) （萬(wàn)元） 方案一 464 方案二 510 306 由以上比較可看出，（ ） /=%， 方案一的生產(chǎn)系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，后期工程量較小。 而且方案一比方案二的綜合費(fèi)用低 。綜合考慮，選擇方案一為最優(yōu)方案，本次設(shè)計(jì)即采用單水平分區(qū)俯斜 仰斜 開(kāi)采。 井筒位置的確定 在井田內(nèi)布置一對(duì)主副立井，在井田邊界北部布置一個(gè)風(fēng)井，采用中央邊界 式通風(fēng)方式。遵循《設(shè)計(jì)規(guī)范》 2— 13條選擇井筒的依據(jù)，應(yīng)遵循以下原則： (1).本井田范圍內(nèi) ,地勢(shì)平坦 ,煤層埋藏深度較大 ,因?yàn)闇\部采用立井開(kāi)拓方式 ,為便于通風(fēng) ,減少漏風(fēng) ,早出煤，達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí) ,本礦井設(shè)計(jì)三個(gè)井筒 ,即主井、副井、西風(fēng)井。 (2).井筒位置的選擇牽涉井下、地面等一系列因素 ,關(guān)系重大 ,選擇時(shí)要對(duì)井下開(kāi)采有利 ,又要便于井筒的開(kāi)拓和維護(hù) ,還要注意充分利用地形 ,使工業(yè)廣場(chǎng)便于布置 ,減少工業(yè)廣場(chǎng)土石量 ,減少運(yùn) 輸費(fèi)用 ,使地面布置合理 .遵照《規(guī)范》 2～ 13 條 ,選擇井筒位置 ,應(yīng)遵循以下原則 : ,縮短貫通時(shí)間 ,減少工程量。 。 ,井下運(yùn)輸、通風(fēng)合理。 ,少占地 ,少壓煤。 。 ,含水層 ,較厚的沖積層 ,有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層。 定的安全距離。 ,便于維護(hù)和開(kāi)拓。 根據(jù)以上原則確定井筒及工業(yè)廣場(chǎng)位置如圖所示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ?6000400100153 0 153 0199 810 2199 810 2井 筒 中 心 線井筒中心線1021846888958184640010057 0179 0 179 0主副井特征如表所示，風(fēng)井位置布置在采區(qū)開(kāi)拓長(zhǎng)度距集中大巷最遠(yuǎn)，并且儲(chǔ)量較為豐富的采區(qū)。 礦井初期需開(kāi)鑿三個(gè)井筒，分別為主立井、副立井、回風(fēng)立井。 （ 1）主井 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6 m，斷面面積為 。 井筒內(nèi)裝設(shè)安裝兩對(duì) 8 噸底卸式箕斗，井壁采用混凝土支護(hù)方式。主井主要用于提煤。主井井筒斷面和井筒特征表分別見(jiàn)圖 和表 41。 圖 主井井筒斷面圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 表 41 井 型井筒直徑井 深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積343(543)222提升容器井筒支護(hù)兩對(duì)8t底 卸式箕斗混凝土井壁厚400mm充填混凝土厚100mm （ 2）副井 副井井筒采用立井開(kāi)拓，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積為 m2。井筒內(nèi)裝設(shè)井筒裝備一對(duì) 3噸雙層單車普通罐籠，井壁采用混凝土支護(hù)方式，另外敷設(shè)排水管兩路，風(fēng)管一路，消防灑水管路一路。此外尚有動(dòng)力信號(hào)及通訊電纜等。井筒主要用于運(yùn)人、提料。提升設(shè)備、矸石等。副井井筒斷面和井筒特征表分別見(jiàn)圖 42和表 41。 表 42 井 型井筒直徑井 深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積3 . 0 M t / a6 . 5 m( 5 4 3 )3 3 . 1 8 m24 4 . 1 8 m24 4 . 1 8 m2提升容器井筒支護(hù)雙層單車3 t 普通罐籠混凝土井壁厚4 0 0 m m充填混凝土厚1 0 0 m m河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 副井井筒斷面 （ 3）風(fēng)井 風(fēng)井井筒 采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積為 。采用混凝土支護(hù)方式，備有安全出口。風(fēng)井井筒斷面圖和井筒特征表分別見(jiàn)圖 和表 43。 表 43 400?65006804000120xx202 1285212 306400214775013991401750井筒中心線井 筒 中 心 線1000999155045194214601232井 型井筒直徑井 深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積248m22~2河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 風(fēng)井井筒斷面圖 4）風(fēng)速驗(yàn)算 根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程的規(guī)定》規(guī)定。 第 開(kāi)采水平的設(shè)計(jì) 水平高度的確定應(yīng)考慮如下因素 根據(jù)水平服務(wù)年限 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，為使每個(gè)開(kāi)采水平有足夠的儲(chǔ)量保證服務(wù)年限 ，可按下式計(jì)算必須的階段高度。 400760476657601898102井筒中心線井 筒 中 心 線?6600600501100~120050河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 H=AKTsinα /（ SMγ C） (431) 式中： H階段垂高， A礦井年產(chǎn)量， T水平服務(wù)年限， α 階段內(nèi)煤層平均傾角， K儲(chǔ)量備用系數(shù)， S井田走向長(zhǎng)度， M階段內(nèi)煤層累計(jì)厚度， γ 煤的容重，可取 ； C采區(qū)回采率，可取 — ； 本井田參數(shù)如下：礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 A取 300 萬(wàn)噸，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范定水平服務(wù)年限 T取 25 年，儲(chǔ)量備用系數(shù) K 取 ，階段內(nèi)煤層平均傾角 α取 9 度， S取 7200 米， M 取 米 ，γ取 ， C取 ； 計(jì)算得，階段垂高 H 為 150 米，取 H為 150 米。 根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造 煤層傾角不同對(duì)階段高度影響較大。急傾斜煤層因受采動(dòng)影響階段不能太高，否則底板會(huì)風(fēng)道難于維持，采區(qū)上下行人、運(yùn)料、溜煤都比較困難，因此急傾斜煤層階段垂高一般比緩傾斜和傾斜煤層較小。水平或近水平煤層，階段高度的計(jì)算已無(wú)實(shí)際意義，應(yīng)按水平運(yùn)輸大巷兩側(cè)盤區(qū)上、下山長(zhǎng)度決定水平開(kāi)采范圍的大小，并要保證水平服務(wù)年限。 盤區(qū)上、下山長(zhǎng)度根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，采 用盤區(qū)準(zhǔn)備時(shí)盤區(qū)上山長(zhǎng)度一般不超過(guò) 1500 米，盤區(qū)下山不宜超過(guò) 1000 米。用盤區(qū)石門溜煤眼開(kāi)采時(shí)盤區(qū)斜長(zhǎng)可按條件而定。 根據(jù)生產(chǎn)成本 合理的階段高度應(yīng)使噸煤成本低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。我國(guó)大多數(shù)礦井過(guò)去的階段高度偏小，水平儲(chǔ)量不足，造成接替緊張，增大了后期總工程量，使管理復(fù)雜化。 一般階段高度增大，全井水平數(shù)目減少，水平儲(chǔ)量增加，分?jǐn)偟矫繃嵜旱恼叟f費(fèi)減少。但階段斜長(zhǎng)過(guò)大又會(huì)使一部分生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)增加。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 確定開(kāi)采設(shè)計(jì)的較優(yōu)方案 結(jié)合本井田的實(shí)際情況 ，該煤層傾角 9176。，礦井瓦斯和涌水量都不大，故本井田比較適 合帶區(qū) 開(kāi)采。根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井第一水平服務(wù)年限不應(yīng)低于 25 年 ,該井田 分為一個(gè)水平，在 150米。 設(shè)計(jì)水平的巷道布置 ㈠ 對(duì)大巷布置的一般要求 大巷的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)，排水、敷設(shè)管線。對(duì)大巷的基本要求方便運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井的通風(fēng)和安全的需要。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和地質(zhì)條件的不同，大巷可選不同的運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸方式，而不同的運(yùn)輸設(shè)備又對(duì)大巷提出了不同的要求。 1. 開(kāi)采水平大巷的布置方式 開(kāi)采水平布置的核心問(wèn)題是運(yùn)輸大巷的布置。運(yùn)輸大巷可有單煤層布置 （稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷），或全煤組集中布置 (稱集中運(yùn)輸大巷 )，主要根據(jù)煤層的數(shù)目和間距來(lái)定。采用集中或分組集中的基本出發(fā)點(diǎn)都是為了合理集中生產(chǎn)。但根據(jù)煤層間距大小不同，集中的程度也不一樣，間距近可以全部集中，間距遠(yuǎn)則易分組集中。我國(guó)一些礦區(qū)的實(shí)際情況是層間距小于 50m 的煤層一般采用集中布置。采用分組集中布置的分組間距一般大于 個(gè)可采煤層， 2＃和 6＃間距平均 40m。經(jīng)初步比較集中分組布置須掘進(jìn)石門約 2 千米，分組集中布置須開(kāi)掘大巷 5千米。所以本井田采用集中分組布置 。 2. 運(yùn)輸大巷布置的選則 確定運(yùn)輸大巷在煤組中的具體位置是與選擇運(yùn)輸大巷的布置方式密切聯(lián)系的。由于運(yùn)輸大巷不僅要為上水平開(kāi)采的各煤層服務(wù)，還將作為開(kāi)采下水平各煤層的總回風(fēng)道，其總的使用期限達(dá)十余年至數(shù)十年，為便于維護(hù)和使用，應(yīng)不受開(kāi)采各煤層的采動(dòng)影響，一般將運(yùn)輸大巷設(shè)在煤組的底板巖層中，有條件時(shí)，也可設(shè)在煤組底部煤質(zhì)堅(jiān)硬圍巖穩(wěn)固的薄及中厚煤層中。 （ 1） 煤層大巷 通常分煤層運(yùn)輸大巷為煤層內(nèi)大巷，條件適宜的集中大巷有時(shí)也在煤層內(nèi)。大河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 巷設(shè)在煤層內(nèi)，掘進(jìn)施工容易，掘進(jìn)速度快，有利于采用綜掘，沿煤掘進(jìn)能進(jìn)一 步探明煤層賦存情況。但是煤層大巷也有下列缺點(diǎn)： ① 煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高。 ② 當(dāng)煤層起伏，褶曲較多時(shí)，如大巷沿一定坡度沿煤層掘進(jìn)，則巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，將減低運(yùn)輸能力。 ③ 為便于巷道維護(hù)，須在煤層大巷上下兩側(cè)各留 4050m 的煤柱，煤柱回收困難，資源損失大。 ④ 當(dāng)煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就必須封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受采動(dòng)影響破壞，密閉效果不好，處理火災(zāi)更困難。 從世界各國(guó)技術(shù)發(fā)展來(lái)看，煤層大巷是發(fā)展趨勢(shì)。就我國(guó)目前情況而言，在某些條件適合的情況下，可考慮使用煤層大巷： ① 煤層賦存不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的小型礦井，尤其地方小煤礦或生產(chǎn)勘探井，煤層大巷對(duì)探明地質(zhì)情況、及早布置和準(zhǔn)備采區(qū)有重要意義； ② 井田走向長(zhǎng)度不大或煤組中距其它煤層甚遠(yuǎn)的單個(gè)薄或中厚煤層，儲(chǔ)量有限，服務(wù)年限不長(zhǎng)。 ③ 煤系基底有近距離富含溶洞水的巖層，不宜布置底板巖層大巷，而該煤層又有較堅(jiān)硬的頂板，有設(shè)置大巷的條件。 ④ 煤組底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)固、無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)的薄或中厚煤層，也可在該煤層中布置運(yùn)輸大巷。 （ 2） 巖層大巷 巖層大巷能適應(yīng)地質(zhì)構(gòu)造的變化，便于保持一定的坡度和方向?？稍谳^長(zhǎng)距離 內(nèi)直線布置， 彎曲轉(zhuǎn)折少，利于提高列車運(yùn)行速度和通過(guò)能力；巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用底，并可少留或不留煤柱，對(duì)預(yù)防火災(zāi)及安全生產(chǎn)也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設(shè)置采區(qū)煤倉(cāng)。巖石大巷的主要問(wèn)題是巖石掘進(jìn)工程量大，要求的掘進(jìn)設(shè)備多，掘進(jìn)速度慢。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 井底車場(chǎng) 確定井底車場(chǎng)的形式 ㈠ 井底車場(chǎng)的選擇原則： 1. 車場(chǎng)的通過(guò)能力，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有 30%以上的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； 2. 調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少； 3. 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求； 4. 井巷工程量小，建設(shè)投資省；便于維護(hù)；生產(chǎn)成本低； 5. 施工方便，各井筒間、井底車場(chǎng)巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設(shè)時(shí)間。 ㈡ 井底車場(chǎng)的設(shè)計(jì)依據(jù)： 1. 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度。本礦的設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 300 萬(wàn)噸，年工作日為300 天，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每日凈提升時(shí)間為 14 小時(shí)。 2. 開(kāi)拓方式。本礦采用立井開(kāi)拓，立井延伸。 3. 井筒。本礦主井凈直徑 ,裝備一對(duì) 8 噸雙箕斗；副井凈直徑 6M，裝備雙層單車（ 3 噸）罐籠提升。 4. 各種硐室的有關(guān)資料。 5. 礦井沼氣涌出量及通風(fēng)系統(tǒng)。 6. 井上、下生產(chǎn)系統(tǒng)。 7. 井底車場(chǎng)所處位置的地質(zhì)、水文地質(zhì)及礦井涌水量。 根據(jù)以上條件，本井田設(shè)計(jì)采用 立井刀把式車場(chǎng)，水平大巷采用 ZK106/250 型單機(jī) 10 噸架線式電機(jī)車，運(yùn)煤采用 ， 15 節(jié) /車，運(yùn)矸采用 型固定式礦車，材料車采用 型材料車。 車場(chǎng)內(nèi)各種存車線長(zhǎng)度計(jì)算 存車線長(zhǎng)度的確定： （ 1） 底卸式礦車運(yùn)煤的井底車場(chǎng)主井空、重車線長(zhǎng)度：掘進(jìn)煤集中在井底車場(chǎng)用翻車機(jī)處理時(shí)，由掘進(jìn)煤列車空、重車線長(zhǎng)度確定底卸式礦車空、重車線長(zhǎng)度。 （ 2） 副井進(jìn)、出線長(zhǎng)度：大型礦井應(yīng)各容納 ~ 列車。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 （ 3） 副井材料線設(shè)在出車側(cè)，即在副井出車線旁增設(shè)一股道，其長(zhǎng)度：中型 礦井應(yīng)容納 5~10 個(gè)以上材料車。 2 存車線長(zhǎng)度的確定： （ 1） 主、副井空、重車線： 主井空、重車線長(zhǎng)度：