【導(dǎo)讀】井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，走向較長(zhǎng)，西翼為縱貫井田南北的草溝。5o～9o，平均6o，屬于近水平煤層。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400. 法采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，綜合機(jī)械化回采工藝。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)與主運(yùn)輸系統(tǒng)相分。井底車(chē)場(chǎng)直達(dá)工作面。礦井一水平前期采用中央并列式通風(fēng)，后期采用分區(qū)式通。能滿(mǎn)足礦井的開(kāi)采需求。

　　

【正文】 Mt； 2 11ZM ——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； 2 22ZM ——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， Mt； 333Z ——推斷的資源量， Mt； k ——可信度系數(shù)，取 ~，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定取 ， 根據(jù)本礦實(shí)際條件，地質(zhì)構(gòu)造中等，煤層賦存較穩(wěn) 定，故取 。 四 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 ○ 1 安全煤柱留設(shè)原則： 1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； 2）各類(lèi)保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線(xiàn)法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層移動(dòng)角為 75176。，表土層移動(dòng)角為 45176。； 3）斷層煤柱寬度 30 m，井田境界煤柱寬度為 20 m； 4）大巷兩側(cè)各按 30m 留設(shè)保安煤柱 ； 5）根據(jù)可行性研究報(bào)告中井下開(kāi)采對(duì)地面建筑物的影響分析結(jié)論，村莊民房除 3號(hào)煤不留設(shè)煤柱采取加固或修復(fù)措施外，其余煤 層暫按留煤柱考慮。 ○ 2 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量按下式 計(jì)算： 1Zs Zg P?? （ ） 式中 ： Zs ——礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量， Mt； 1P ——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物、地面構(gòu)筑物等永久煤柱損失量之和， Mt； 按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，由本礦井實(shí)際情況取井田境界煤柱為 20m， 斷層保太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 護(hù)煤柱 30m，則保護(hù)煤柱量如下表 所示： 保護(hù)煤柱壓煤量 表 則礦井設(shè)計(jì)資源量為： 1Zs Zg P??==。 ○ 3 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量按下式 計(jì)算： 2()kZ Zs P c? ? ? （ ） 式中 ： kZ ——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； 2P——工業(yè)場(chǎng)地和主要煤柱損失之和， Mt； c ——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 75%，中厚煤層不小于 80%，薄煤層不小于 85%。本礦 3煤層 ， 4煤層 ，屬中厚煤層，故取 C=。 1）工業(yè)場(chǎng)地煤柱 井筒及工業(yè)廣場(chǎng)煤柱按巖層移動(dòng)角留取，工業(yè)廣場(chǎng)按 Ⅱ 級(jí)保護(hù)留圍護(hù)帶寬度 20 m。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》有關(guān)規(guī)定和其他礦井的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各參數(shù)選取如下： 表土層移動(dòng)角： ? =45176。 巖層移動(dòng)角： ? =75176。 保護(hù)煤柱根據(jù)上述參數(shù)，采用垂線(xiàn)法計(jì)算。所做的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱如圖 所示： 經(jīng)塊段法得： S =797000m2 可得保護(hù)煤柱壓煤量為： Z =797000（ 6176。） = 2）主要井巷煤柱 主要井巷煤柱指大巷保護(hù)煤柱，大巷布置在煤層底板巖石中，保護(hù)煤柱為 0。 煤柱名稱(chēng) 面積（ m2） 比重（ t/m3） 煤厚（ m） 壓煤量（ t） 井田境界煤柱 6633228 F64 斷層煤柱 29930 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 3）井筒保護(hù)煤柱 主、副井井筒保護(hù)、煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)故井筒保護(hù)煤柱損失量為 0。 則有公式 計(jì)算可得礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為： 2( ) ( 5 4 3 .4 5 6 .8 3 ) 0 .8 4 2 9 .3 0kZ Z s P c M t? ? ? ? ? ? ?太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 第三章 制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 第一節(jié) 礦井工作制度 根據(jù) 2021 年 9 月 14 日頒發(fā)的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330d，每天四班作業(yè) (其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備 )，每天凈提升時(shí)間為 16h。 礦井工作制度表 表 年工作日數(shù)（天） 班 /日 凈提升小時(shí) /日 330 4 16 第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢?據(jù)以下條件確定： ○ 1 資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井； ○ 2 開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及人城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶(hù)，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模； ○ 3 國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)； ○ 4 投資效果：投資少 、工期短、牛產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 二 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 新元井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角小，厚度變化不大，開(kāi)采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)氣～肥煤，交通運(yùn)太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。 確定新元礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。 三 礦井服務(wù)年限 ○ 1 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)，礦井及水平服務(wù)年限均按下式計(jì)算： ZT AK? （ ） 式中： T ——服務(wù)年限， a； Z ——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A ——生產(chǎn)能力， Mt/a； K ——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 則： T =（ 4） =， 《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 》規(guī)定：生產(chǎn)能 力為~，服務(wù)年限大于 60a，見(jiàn)表 ， 符合要求。 ○ 2 第一水平服務(wù)年限 11 ZT AK? （ ） 式中： 1T ——服務(wù)年限， a； 1Z ——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A ——生產(chǎn)能力， Mt/a； K ——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 則： 1T =（ 4） =，滿(mǎn)足《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定對(duì)于傾角小于 25176。，生產(chǎn)能力為 ~ 時(shí)，第一水平服務(wù)年限大于 30a 的要求。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 第四章 井田開(kāi)拓 第一節(jié) 田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱(chēng)為 開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 ○ 1 井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。 1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及 T 業(yè)場(chǎng)地的位置； 2）合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置； 3）布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)； 4）確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替； 5）進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造； 6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 ○ 2 確定開(kāi)拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家 政策，綜合考慮地質(zhì)、升采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全而比較后才能確定合理的方案。在解決開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： 1）貫徹執(zhí)行國(guó)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(kāi)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) ； 2）合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn) ； 3）合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失 ； 4）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(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保 持良好狀態(tài) ； 5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件 ； 6）根據(jù)用戶(hù)需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別升采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 一 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) ○ 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(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 平硐開(kāi)拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大 致能滿(mǎn)足同類(lèi)井型水平服務(wù)年限要求。 斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井簡(jiǎn)裝備、井底車(chē)場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅：主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿(mǎn)足特大型礦井主提升的需要：斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線(xiàn)長(zhǎng)、阻力大、管線(xiàn)長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 立井開(kāi)拓不 受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井簡(jiǎn)短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿(mǎn)足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。 本礦井煤層傾角小，平均 6176。，為近水平煤層；表土層較厚，無(wú)流 沙層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，礦井涌水量不大；地表平坦平均高程 +1100m，高程落差較小，且與煤層淺部邊界 +750m 相距較遠(yuǎn)，平硐開(kāi)拓明顯不可用。本礦井只可采用斜井開(kāi)拓或立井開(kāi)拓方案，斜井開(kāi)拓較長(zhǎng)，費(fèi)用相對(duì)較高，因此只能采用立井升拓，經(jīng)后面比較確定井簡(jiǎn)形式為立井兩水平（位于井田中央）。 ○ 2 井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： 有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 石門(mén)工程量少； 有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； 井 田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； 井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； 工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤； 距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)短，道路布置合理。 由于井田南部邊界距鐵路很近，故為便于地面運(yùn)輸及工業(yè)廣場(chǎng)布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田南部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。 5004803 403 203 004 003 803 603002803203 403 603 203 403 603 804604 004204404 304405004604805 804 804 605 605 405 205 004 604 803 804 004 204 405 605 806 005 005 205 406 806 606 406 206 007 607 407 006 407 206 206 807 007 406 605205405605806206006606406807007 407 207 806606807005205605406005806206407605105105 105 10 圖 井筒位置圖 二 井筒數(shù)目的確定 本設(shè)計(jì)礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 400 萬(wàn)噸 ，采用立井開(kāi)拓，主井使用一對(duì) 32 噸箕斗提升，副井使用一對(duì)雙層四車(chē)（ 噸）罐籠提升，本礦井為高瓦斯礦井，需設(shè)專(zhuān)門(mén)的回風(fēng)井筒。風(fēng)井內(nèi)設(shè)螺旋梯子間，與副井一起作為安全出口，故開(kāi)采水平時(shí)，井筒數(shù)目有三個(gè)，它們是主立井、副立井、中央回風(fēng)立井。 三 工業(yè)場(chǎng)地的位置 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 ，形狀為矩形，長(zhǎng)邊垂直于井田走向 ,長(zhǎng)為 600m，寬為 400m。 四 開(kāi)采水平的確定及其服務(wù)年限 井田主采煤層為 4煤層，其它煤層均不可采。 4煤層傾角平緩，為 5176。~9176。，平均 6176。，為近水平煤層， +300m~+750m，深淺部垂高 450m。 根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 502152021 ， 當(dāng)?shù)V井劃分為階段開(kāi)采時(shí)，其階段垂高宜為： 1） 緩傾斜、傾斜煤層 200～ 350m； 2） 急傾斜煤層 100～ 250