【導(dǎo)讀】新井設(shè)計和專題部分煤礦粉塵防治技術(shù)研究，英譯漢中文字數(shù)3000以上。研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤工作態(tài)度及工作量；五陽煤礦是潞安礦區(qū)最北部的一對大型礦。南北長約，東西寬約6km，礦井面積為。區(qū)內(nèi)地勢屬丘陵，交差不大。地面標(biāo)高一般890m左右。本礦井主采3號煤，煤層傾角為3°～19°平均傾角為10°，屬于緩傾斜煤層，煤層賦存基本穩(wěn)定。井田工業(yè)儲量為17774萬t，礦井服務(wù)年限為，礦井正常涌水量為400m3/h。礦井瓦斯涌出量平均，為低瓦斯礦井。井田為立井兩水平開拓。煤，后退式開采，—次采全高，全部塌落法管理頂板。礦井年工作日為330d，工作制度為―三八‖制。

　　

【正文】 定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； 合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 布置大巷及井底車場； 確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 進行礦井開拓延深 、深部開拓及技術(shù)改造； 合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。 確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則： 貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。 要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素： 1）本井田煤層埋藏較深，最深處到 +310m，表土層厚度不大，平均 30m。 2）本井田瓦斯及涌水比較小 ,對開拓方式的選擇影響不大。 3）本 礦地表地勢平坦，無大的地表水系和水體，地面平均標(biāo)高為 +895m。 井筒形式的確定 （ 1） 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見表 41。 本礦井煤層傾角小，平均 10176。， 角度變化較大， 3176?！?19176。 ；表土層厚約 30 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等 —簡單，涌水量 不大 ；井筒 不 需要特殊施工，因此需采用立井開拓。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 表 41 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點 缺點 適用條件 平硐 1 運輸環(huán)節(jié)和設(shè) 備少 、系統(tǒng)簡單、費用低。 2 工業(yè)設(shè)施簡單。 3 井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費用。 4 施工條件好，掘進速度快，加快建井工期。 5 煤 炭損失少 。 受地形影響特別大 有足夠儲量的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1 井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2 地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。 3 主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。 4 斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1 井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。 2 通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。 3 斜井井筒通過富含水層，流 沙 層 施 工 復(fù)雜。 井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩 斜和傾斜 煤層。 立井 1 不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。 2 井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。 3 當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時，井筒容易施工。 4 井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。 1 井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。 2 井筒裝備復(fù)雜，掘進速度慢，基建投資大。 對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。 （ 2） 井筒位置的確定 井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運輸費用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則： 1）沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。 2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 井筒位于井田淺部時，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時，石門較短，沿石門的運輸工程量較??；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。 3）有利于礦井初期開采的井筒位置 盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量 ，節(jié)省投資和縮短建井工期。 4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒 不 穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。 5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場 井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東 部 國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。 （ 3） 井筒數(shù)目 為了滿足井下煤炭的提升 ， 需設(shè)置 一 主井，輔助提升及進風(fēng)設(shè)置一副井。因為 低瓦斯礦井， 井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風(fēng) ，所以不再另設(shè)風(fēng)井，可 用主井回風(fēng) 。 共計 兩 個井筒。 井筒位置的確定采（帶） 區(qū)劃分 （ 1）井筒位置的確定原則 1）有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石 門的工程量要盡量少； 2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； 3）井田兩翼的儲量基本平衡； 4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 5）工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅； 6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤； 7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 圖 41 采帶區(qū)劃分示意圖 （ 2）井筒位置的確定 本礦井走向長度較大地勢平坦 ,主副井筒布置在儲量中央 ,且兩井筒的地面標(biāo)高大于歷年最高洪水位標(biāo)高。 具體采區(qū)、帶區(qū)劃分見圖 41。 工業(yè)場地的位置 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。 工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表 23 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為 12 公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。根據(jù)制圖規(guī)范 1： 5000 的圖按300m* 400m 繪制。 開采水平的確定 本礦井主采煤層為 3 號煤層，其它煤層屬薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。 3 號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為 10，煤層埋藏最深處在 +310m， 垂直高度達 520m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段最大垂高為 200~350m，針對于本礦井的實際條件，決定煤層的階段垂高為 260m 左右。 由于本礦井瓦斯 ,涌水及煤層傾角局部較小 ,所以可以局部可考慮上下山的開采方案 ,考慮到井田范圍不大 ,所以本礦井可采用兩水平的開采方式。 礦井開拓方案比較 （ 1）提 出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，如圖 42， 分述如下： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 方案 一 ： 暗斜井延伸 主、副井均為立井，布置于井田中央， 大巷布置在巖層當(dāng)中，設(shè)兩個水平，用暗斜井延 伸。 方案 二 ： 立井直接延伸 主、副井均為立井，布置于井田中央， 大巷布置在巖層當(dāng)中，立井直接延伸。 方案 三 ： 輔助水平 主、副井均為立井 ， 布置于井田中央， 大巷和輔助水平布置在巖層當(dāng)中，立井直接延伸設(shè)一個輔助水平 。 方案四： 三水平 主、副井均為立井，布置于井田中央， 設(shè)三個水平，大巷布置在巖層當(dāng)中。 （ 2） 技術(shù)比較 以上所提四個方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長度以及 一 水平采區(qū)和 帶區(qū)布置 總體一致。區(qū)別在于 一水平是否設(shè)輔助水平和 二水平的開拓方 圖 42 開拓方案示意圖 式 不同 而引起部分基建生產(chǎn)經(jīng)營費用不同。 方案一、二中，區(qū)別在于 一 方案中 暗斜井延伸，斜井 掘進 比較困難且工程量大 ，增加了 排水費用， 維護費用；但其優(yōu)點 也是 顯而易見的：減少了 石門工程量，不影響一水平的正常生產(chǎn) 。方案二中， 立井直接延伸 ， 維護費用少， 而且設(shè)備少，環(huán)節(jié)簡單；但 石門工程量大，對上一水平生產(chǎn)干擾大。 故兩方案中暫取方案 二 。詳見表 42。 方案一：暗斜井延伸+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 012+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0方案二：立井直接延伸+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0方案三：輔助水平+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0+ 8 5 0+ 8 0 0+ 7 5 0+ 7 0 0+ 6 5 0+ 6 0 0+ 5 5 0+ 5 0 0+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0+ 9 0 0+ 9 5 0+ 2 5 0方案一：三水平中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 表 42 各方案粗略估算費用表 項目 方案一 暗斜井延伸 方案二 立井直接延伸 基建 費用 /萬元 主井延伸 1831 主井延伸 283 副井延伸 1721 副井延伸 283 石門 153 石門 151 井底車場 1651 井底車場 1423 小計 生產(chǎn) 費用 /萬元 提升 提升 大巷運輸 11444 0 大巷運輸 11444 0 小計 合計 費用 /萬元 費用 /萬元 百分率 百分率 100% 項目 方案三 輔助水平 方案四 三水平 基建 費用 /萬元 主井開鑿 442 主井開鑿 533 副井開鑿 442 副井開鑿 533 石門總