【導(dǎo)讀】共有4層可采煤層，分別為7#、6C、6B、3#，煤層總厚度為米。全區(qū)走向長(zhǎng)5900m，傾向2150m,面積為。1/3焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量Mt，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為。區(qū)，雙翼開(kāi)采，兩個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，7#、3#單層開(kāi)采，6C、6B聯(lián)合開(kāi)采。方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。理方法為全部跨落法。井田儲(chǔ)量的計(jì)算......

　　

【正文】 絞車提升， 轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng) 復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力；由于斜井較長(zhǎng)，鋪設(shè)管路、電纜線路度較長(zhǎng) ；斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開(kāi)專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升；當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時(shí) ,斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜 ,有時(shí)難以通過(guò)。 立井 優(yōu)點(diǎn)：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制，井筒為圓形斷面機(jī)結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快；缺點(diǎn)：與斜井優(yōu)點(diǎn)相對(duì)。 適用條件 ： 21 斜井 煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，煤層賦存深度為 0～500 米，含水砂層厚度小于 20～ 40 米，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 立井 煤層賦存深度 200～ 1000m，含水砂層厚度 20～ 400m,立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制．技術(shù)上也比較可靠．當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式． 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田煤層傾角為 18176。、生產(chǎn)能力 、瓦斯涌出量 小 ，采用斜井開(kāi)拓井筒過(guò)長(zhǎng)，井筒斷面較小通風(fēng)較差，且煤 層賦存較深。 權(quán)衡立井和斜井的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件可知本井田 采用立井開(kāi) 拓 優(yōu)于 斜井開(kāi)拓。 根據(jù)上述井筒開(kāi)拓方案的技術(shù)比較后，對(duì)技術(shù)可行方案 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。詳見(jiàn)井筒開(kāi)拓方案比較表 31。 表 31 井筒開(kāi)拓方案比較 表 方案一 方案 二 工程量 m 單價(jià) 元 /m 費(fèi)用 萬(wàn)元 工程量 m 單價(jià) 元 /m 費(fèi)用 萬(wàn)元 初 期 主井井筒 450 3000 108 1315 1050 138 副井井筒 450 3000 108 1315 1050 138 井底車場(chǎng) 1200 900 108 1200 900 108 主石門 0 0 0 0 0 0 運(yùn)輸大巷 3525 800 282 3525 800 282 小計(jì) （萬(wàn)元） 后 期 主井井筒 300 3000 90 878 1050 92． 2 副井井筒 300 3000 90 878 1050 92． 2 井底車場(chǎng) 1200 900 108 1200 900 108 主石門 1485 800 2970 800 237． 6 運(yùn)輸大巷 5726 800 5726 800 小 計(jì) （萬(wàn)元） 864． 88 988． 08 共計(jì) 1589． 38 1772． 58 由上表我們開(kāi)以看出 ， 立井雙水平開(kāi)拓明顯優(yōu)于斜井開(kāi)拓， 因方 案 項(xiàng) 目 22 此，該礦井 設(shè)計(jì) 為立井兩水平開(kāi)拓。 井筒的位置是與井筒的形式、用途密切聯(lián)系的。井筒形式確定后，需要正確選擇井筒位置。 井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要問(wèn)題 。井口位置 的選擇應(yīng)使井巷工程量、井下運(yùn)輸工作量、井巷維護(hù)工作量較少，通風(fēng)安全條件好，煤柱損失少，有利于井下的開(kāi)采部署。所以應(yīng)分別分析井田走向及傾向的有利井筒位置。 (1) 井筒沿井田走向的位置 井筒在沿井田走向的有利位 置應(yīng)在井田的中央，當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開(kāi)采不利的局面。 本設(shè)計(jì)井田的儲(chǔ)量是西多東少 ，所以 井筒位置在走向上 應(yīng) 選擇在中間偏西地一些。 （ 2）井筒沿煤層傾向的位置 井筒在傾向位置的選擇總體上有三種不同方式 :淺部、中部和深部。 由于井田的地質(zhì)條件不同，分析的各因素重要性也不一樣。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)礦井采用立井雙水平開(kāi)拓， 煤層可采厚度較大，為了減少保護(hù)井筒和工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失及適當(dāng)減少初期工程量，考慮使井筒設(shè)在沿傾向中部靠上方的適當(dāng)位 置。 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 1. 開(kāi)采水平 ——簡(jiǎn)稱 “水平 ”。運(yùn)輸大巷及井底車場(chǎng)所在的位置及所服務(wù)的開(kāi)采范圍。 開(kāi)采水平的尺寸以水平垂高表示．水平垂高是指該水平開(kāi)采范圍的垂高．合理的水平垂高的要求： （ 1）具有合理的階段斜長(zhǎng) （ 2）具有合理的區(qū)段數(shù)目 （ 3）要有利于采區(qū)的正常接替 （ 4）證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲(chǔ)量 23 （ 5）經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實(shí)際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分兩個(gè)開(kāi)采水平；一水平 在 － 2 50m 標(biāo)高處，二水平在 － 600 標(biāo)高處。各水平 均實(shí)行上山開(kāi)采。 方案二：井田劃分三個(gè)開(kāi)采水平，一水平在 － 50m 標(biāo)高處 ，二水平在 － 35 0 標(biāo)高處，三水平在 － 600m 標(biāo)高處。各水平均實(shí)行上山開(kāi)采。 表 32 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限如下： 可采儲(chǔ)量（萬(wàn) 噸） 服務(wù)年限（年） 方案一 一水平 9040． 8 35． 9 二水平 8715． 00 34． 6 方案二 一水平 7102． 32 28． 2 二水平 5326． 74 21． 2 三水平 5326． 74 21． 2 由于《煤礦安全規(guī)程》可知礦井的第一水平服務(wù)年限不得小于30 年。所以，方案二的一水平服務(wù)年 限過(guò)短，不附和安全規(guī)程的規(guī)定。而方案二的水平服務(wù)年限 滿足一水平服務(wù)年限不小于 30 年的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故 本設(shè)計(jì)礦井 采用方案二的水平劃分方法，即劃分兩個(gè)開(kāi)采水平，一水平在 － 2 50m 標(biāo)高處 二水平在 － 600 m 標(biāo)高處。 開(kāi)拓巷道的布置 本設(shè)計(jì)礦的開(kāi)拓巷道主要有運(yùn)輸大巷 。根據(jù)煤層的數(shù)目和間距的不同，其中運(yùn)輸大巷 的布置方式 可 分為分煤層大巷和主要石門、集中大巷和采區(qū)石門、分組集中大巷和主要石門 。各種方式的適用條件如下： （ 1）分煤層大巷 和主要石門的特 點(diǎn) ： 在各煤層中布置大巷，各分煤層大巷間只開(kāi)一條主石門，石門工程量不大，初期工程量少，投資也較少，建井速度快；缺點(diǎn)：每個(gè)煤層均布置大巷，總的開(kāi)拓工程量較大，相應(yīng)的軌道、管線的占用量也較多；各煤層布置采區(qū)、 24 總的采區(qū)數(shù)目多， 生產(chǎn)采區(qū)比較分散，生產(chǎn)管理不方便。 （ 2）集中運(yùn)輸大巷和采區(qū)石門的 特點(diǎn)：開(kāi)采水平只布置一條集中大巷，故總的大巷開(kāi)拓工程量、占用的軌道管線均較少，維護(hù)較容易；生產(chǎn)區(qū)域較集中，有利于提高井下運(yùn)輸效率；缺點(diǎn)：在礦井投產(chǎn)前主要掘主石門、集中大巷、采區(qū)石門，所以初期工程量較大，建井期較長(zhǎng)。 （ 3）分組集 中大巷 和主要石門的 此種方工是上述兩種方式的綜合，它兼有前兩種方式的部分特點(diǎn)，當(dāng)井田內(nèi)各煤層間距有大有小時(shí)，可以根據(jù)各煤層的遠(yuǎn)近，將所有的煤層分成若干組，每一組布置分組集中運(yùn)輸大巷。 綜上所述，由于 本井田 的可采煤層有 6C、 6B， 3， 其中 7煤 層 與 6C 煤層平 均間距 在 65m 左右 ， 6 C 煤層與 6 B 煤層平均距在 15m左右， 6B 煤層與 3煤層平均間距在 75m左右 。針對(duì)實(shí)際 地質(zhì)情況，本井田適合于集中 大巷布置 各煤層、大巷與井底車場(chǎng)之間用石門聯(lián)系 。 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 井硐形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)礦井采 用雙立井開(kāi)拓方式，一主井一副井。 另 外 各采區(qū)還設(shè)有回風(fēng)井。 其中 主井用于提升煤炭，副井用于提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井。 回風(fēng)井專用于回風(fēng)。 井硐位置及坐標(biāo) 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角坐標(biāo)和方位角予以表示 。 根據(jù)本井田的 開(kāi)拓示意圖可知 ， 井筒位置為，走向的中央偏西，傾向的中央偏上 。坐標(biāo)分別為： 主井： 425075 , 5008655 副井： 425075 , 5008715 主井井口標(biāo)高為 +170 m，副井井口標(biāo)高為 +170m，擬定二水平為井筒最 終水平。主井井深 770m，副井井深 770m，兩井筒中心線間距為 60m，主井井筒直徑 ，副井井筒直徑 ，均采用整體式 25 混凝土井壁，井壁厚度 450mm。 水平數(shù)目及標(biāo)高 本設(shè)計(jì)礦井采用多水平開(kāi)拓，一水平標(biāo)高為 － 250，二水平標(biāo)高為 － 600。 各水平全部實(shí)行上山開(kāi)采。 石門、大巷數(shù)目及布置 本設(shè)計(jì)礦井只設(shè)計(jì)一條集中運(yùn)輸大巷，其 大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對(duì)于各種大巷布置方式分述如下： 1．煤層大巷優(yōu)點(diǎn)：大巷設(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，沿煤層 掘進(jìn)能進(jìn)一步探明煤層賦存情況。缺點(diǎn)：巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高；當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí)，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，運(yùn)輸能力降低；煤柱損失量大；煤層有自然發(fā)火的危險(xiǎn)。 當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；沒(méi)有瓦斯與煤的突出，無(wú)嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。 2．巖石大巷優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)條件好，費(fèi)用低；便于保持一定的方向、坡度；對(duì)不同地質(zhì)條件適應(yīng)性較強(qiáng)； 煤的損失 量少； 可以較好地預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生 。缺點(diǎn) ： 巖石 掘進(jìn) 工程量大，掘進(jìn)速度慢 ，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長(zhǎng)。 綜上所述，由于 本設(shè)計(jì) 礦 井 服務(wù)年限為 ，一水平年限 ,所以要求大巷和石門都應(yīng)有較長(zhǎng)的服務(wù)年限；再者，本礦井可采煤層有四層，其間距都在 70m 以下，所以本設(shè)計(jì)礦井采用集中運(yùn)輸大巷布置。 該設(shè)計(jì)礦井中，大巷和石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中相同，其內(nèi)部設(shè)施也相同。該設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見(jiàn)圖 32。 26 圖 32 大巷、石門斷面圖 井底車場(chǎng)的形式選擇 井底車場(chǎng)由于井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式及大巷井筒的水平距離等不同，車場(chǎng)的形式也各異。按照礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)，井底車場(chǎng)可分為環(huán)行式和折返式兩大類型 ，詳細(xì)情況見(jiàn)表33。固定礦車運(yùn)煤時(shí)，兩類車場(chǎng)均可選項(xiàng)用，底卸式礦車運(yùn)煤時(shí)，則一般用折返式車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 27 表 33 立井井底車場(chǎng)的基本類型 類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適用條件 環(huán)形式 立式 和回車 線與主 要大巷 垂直 、副井距主要運(yùn)輸 大巷較遠(yuǎn)，有足夠長(zhǎng)度的布置存車線 ～ 150Mt/a 的礦井 2. 刀 形 車 場(chǎng) 適 用 于60Mt/a，增加回車線可提高到 90～ 120 Mt/a 斜式 和回車 線與主 要大巷 分段 60～ 90Mt/a 的礦井 面 出 車 受 限 制 時(shí) 使用 梭式 和回車 線與主 要大巷 平行 、副井距主要運(yùn)輸大巷較近 適用于 60～ 90Mt/a 的礦井 折返式 梭式 利用主要運(yùn)輸大巷作主、副井空、重車線、調(diào)車線、回車線 利用于大型底縱卸式、底側(cè)卸式礦車，可用于大型礦井 盡頭式 利用石門作主井空、重車線 利用于大型底縱卸式、底側(cè)卸式礦車，可用于大型礦井 一． 影響選擇井底車場(chǎng)形式的因素 二． 選擇井底車場(chǎng)形式的原則 ，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有 30%以上的富裕系數(shù)，有增車的可能。 ，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少。 ，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。 ，建設(shè)投資?。槐阌诰S護(hù)；生間成本低。 ，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。 ，能夠布置下存車線和 28 調(diào)車線，可選擇立式井底車場(chǎng)。 ，當(dāng)采用定向卸載的底側(cè)卸式礦車時(shí)，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 綜上 所 述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的 實(shí)際 設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為環(huán)形與盡頭結(jié)合式車場(chǎng)，采用兩翼來(lái)車的形式。 煤層群的聯(lián)系 由于本設(shè)計(jì)井田中有四層全區(qū)可有煤層，各煤層間距不大，其中 7煤層與 6C 煤層間距為 65m； 6C 煤層與 6B 煤層間距為 15m； 6 B煤層與 3煤層間距為 75m。所以 本礦井采用集中運(yùn)輸大巷布置，大巷布置在最下層煤層底板中，且煤層群 與大巷之間 采用石門聯(lián)系。 采區(qū)劃分 將井田劃分成若干采區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮 以下 原則： （ 1） 根據(jù)不同地質(zhì)條，選擇 單翼布置 或雙翼布置 ； （ 2） 采區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地質(zhì)條 件，開(kāi)采機(jī)械化水平，采區(qū)儲(chǔ)量，生產(chǎn)能力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮，采區(qū)的兩翼一般不超過(guò) 1500m （ 3）采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，以便其適應(yīng)各翼的儲(chǔ)量及產(chǎn)量分配； （ 4）采區(qū)劃分既要 有意識(shí)地縮短大巷，又要充分注意人為境界外 延的可能性； （ 5）對(duì)于煤層穩(wěn)定，開(kāi)采條件好，生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長(zhǎng)度要適當(dāng)加大； （ 6）為了充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機(jī)開(kāi)采的部分要單獨(dú)劃分出采區(qū)；