【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)礦井為鐵煤集團(tuán)大興礦，共有三層可采煤層，單層平均厚度，總厚度約10m。設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量133Mt，服務(wù)年限。為，本礦井設(shè)計(jì)采用三水平立井方案開拓，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。

　　

【正文】 ，有利于礦井通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長壁開采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。 沿 井田 傾斜方向的開采順序 本礦屬于緩傾斜煤層，本 設(shè)計(jì)井田內(nèi)共有 三 個(gè)可采煤層，即 9。其中 2煤層位于最上部， 9煤層位于最下部， 三層 煤層分為一組， 布 置集中運(yùn)輸巷道，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，采用下行開采順序 。 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 根據(jù)井田的地自然斷層為界，將 一水平 劃分為 2 個(gè)采區(qū)， 經(jīng)過計(jì)算，符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系 ， 開采水平、采區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，減少巷道維護(hù)費(fèi) 。 詳見表 37。 表 37 一水平采區(qū)接續(xù)表 服務(wù)年 限北一(M t) (a)(M t/a)北二采區(qū)名稱12編號(hào) 服務(wù)年限生產(chǎn)能力可采儲(chǔ)量 0 5 10 15 20 25 32 “三量”控制情況 (1)開拓煤量 Ｚ K= (2)準(zhǔn)備煤量 ZC=862Mt (3)回采煤量 Ｚ n=172Mt 開拓煤量可采期 =35a滿足要求； 準(zhǔn)備煤量可采期 =1a滿足要求； 回采煤量可采期 =13 月 46 月 滿足要求。 但三量為概括性指標(biāo)，所以其只可作采掘關(guān)系的參考指標(biāo)。 33 第 4 章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)概況 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱 本設(shè)計(jì)采區(qū)為 北一 采區(qū)，位于井田 西北 部。西部以正 F2 斷層為界， 北 部以 大興礦邊界 為采區(qū)邊界。標(biāo)高 范圍 200 m～ 450m。走向長 2150m，南北傾斜長 1111m。 采區(qū)煤柱 ： 各煤層在采區(qū)邊界留設(shè) 15m 煤柱，井田境界處留設(shè) 30m 保護(hù)煤柱 。 采區(qū) 的 地質(zhì)和煤質(zhì)情況 本區(qū)地層傾角平緩，走向變化不大，采區(qū)內(nèi)無斷層， 純煤厚平均 ，結(jié)構(gòu)單一，視密度 。 各煤層特征詳見井田可采煤層特征表 12。 采區(qū) 的 生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 采區(qū)煤層全部可采，根據(jù)幾何法求得工業(yè)儲(chǔ)量為 32Mt,可采儲(chǔ)量為，本采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，則本采區(qū)服務(wù) 年限 Tn＝ C Z/A，經(jīng)計(jì)算得服務(wù)年限為 。 采區(qū)巷道布置 區(qū)段劃分 一水平采區(qū)的傾斜長度在 1111m 左右，采煤工作面長度 213m，本礦區(qū)煤層傾角變化不大，因此，采區(qū)斜長和階段斜長變化不大，采區(qū)進(jìn)行綜合機(jī)械化開采時(shí)一般沿傾向劃分 5個(gè)區(qū)段。 采區(qū)上山布置 設(shè)計(jì)采區(qū)為聯(lián)合開采采區(qū)，若布置煤層上山，則維護(hù)困難受采動(dòng)影響大，所以采區(qū)上山布置在 9煤層底板巖層中。 設(shè)計(jì)采區(qū)中布置三條上山，即軌道上山、運(yùn)輸上山、回風(fēng)上山。三條上山與煤層底板間的距離都為 20m。 34 采區(qū)車場布置 采區(qū)上部、中部車場均采用平車場。采區(qū)下部車場采用大巷裝車、底板繞道甩車場。運(yùn)輸大巷位于煤層底板巖石內(nèi)，大巷中心線至煤層底板垂直距離 20m，上山與大巷交角 83186。 大巷、軌道上山均采用 600mm 軌距， 3t 底卸式 礦車。大巷用 12t 蓄電池電機(jī)車 牽引，列車由 22個(gè)礦車組成。上山輔助運(yùn)輸由絞車完成。車場與大巷鋪設(shè) 24kg/m 鋼軌。 設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)給定條件，裝煤車場為大巷裝車式，設(shè)計(jì)成 盡頭 式。 形式見圖 41 圖41 大巷裝車式線路布置 圖 1運(yùn)輸上山、 2煤倉、 3空車存車線 4重車存車線、 5裝車點(diǎn)道岔 裝車站線路總長度 L 為： 5321 LLLLL ???? 式中 L —— 車場線路長度， m； 1L —— 空車存車線長度， m； )5~3(1 ??? em LnLL 式中 n —— 列車礦車個(gè)數(shù)，個(gè)； eL —— 機(jī)車長， m； mL —— 礦車長， m； )5~3( —— 制動(dòng)，安全距離， m； 2L —— 重車線存在長度， m； 35 mLnL ??2 式中 3L —— 煤倉溜煤閘門至渡線道岔長度， m； me LLL ?? 5L —— 單開道岔長度， m。 單開道岔 ZDK624412， α=14186。15′ a=3660mm， b=3640mm， L=7300mm； 1L =4500+223450+(3000～ 5000)=83400～ 85400； 2L =223450=75900； 3L =4500 +3450=6225； L =84400+75900+6225+7300=173825； ① 甩車道計(jì)算 輔助提升車場在豎曲線以后 25186。坡度跨越大巷見煤。 斜面線路采用 ZDC624315 對(duì)稱道岔，α =18186。26′ 06″， a=2560， b=2852。 車場雙道中心線間距為 1600， 對(duì)稱道岔線路聯(lián)接長度為： (聯(lián)接半徑取 120xx) 1 3 4 5 14t a n2c o t2 ??????? ?? RSaTBaL 對(duì) 水平投影長度 1 2 1 9 125c o s1 3 4 5 1c o s ???? ?對(duì)對(duì)’ LL 豎曲線計(jì)算： 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，豎曲線半徑定為： RG=15000(高道，重車線 ) RD=9000(低道，空車線 ) 36 、 β 、 、 β 、 、θ圖42 豎曲線計(jì)算 存車線取半列車，即 8 0 4 0 04 5 0 03 4 5 022 ??????? lm LLnAO iG取 8‰ (高道動(dòng)滾行坡，重車道 ) 3039。 n 1 ?? ?G? iD取 10‰ (低道自動(dòng)滾行坡，空車道 ) 2339。 an 1 ?? ?D? 則高道豎曲線回轉(zhuǎn)角 3039。32243039。272539。 ??????? DG ??? 低道豎曲線回轉(zhuǎn)角 2339。342539。 ????? DD ??? 32622ta n ?? GGG RT ? 2 0 4 22ta n ?? DDD RT ? 4 0 8 8 22 0 4 23 8 8 4 0 ????? DTAOEO 41757s ins in39。 ?? DEOOO ?? 9 6 7s ins in39。 ??? DEOEO ?? 37 38 表 71 容易時(shí)期通風(fēng)阻力 序 號(hào) 巷道名稱 支護(hù) 方式 巷道長度(m) 凈 斷面積(m2) 凈周長(m) 風(fēng)量(m3/s) 通風(fēng)阻力系數(shù)(Ns 2/m4) 風(fēng)速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 530 2 井底 車場 錨噴 400 68 3 運(yùn)輸大巷 錨噴 810 139 4 采區(qū)石門 錨噴 420 70 5 軌道上山 錨桿 1031 115 6 區(qū)段 運(yùn)輸 平巷 錨桿 1720 46 125 7 回采 工作 面 液壓支架 213 33 8 區(qū)段 回風(fēng) 平巷 錨桿 1756 46 128 9 回風(fēng)大巷 錨噴 835 98 10 風(fēng)井 井筒 錨噴 275 15 小計(jì) 合計(jì) (合計(jì)部分加了 10%局部損失 ) 39 表 72 困難時(shí)期通風(fēng)阻力表 序 號(hào) 巷道名稱 支護(hù) 方式 巷道長度(m) 凈斷面積 (m2) 凈周長(m) 風(fēng)量(m3/s) 通風(fēng)阻力系數(shù)(Ns 2/m4) 風(fēng)速(m/s) 阻力 (Pa) 1 副井 井筒 混凝土 530 2 井底 車場 錨噴 400 70 3 運(yùn)輸大巷 錨噴 810 160 4 采區(qū)石門 錨噴 420 60 85 5 軌道上山 錨桿 1031 168 6 區(qū)段 運(yùn)輸 平巷 錨桿 1720 154 7 回采 工作 面 液壓支架 213 33 33 8 區(qū)段 回風(fēng) 平巷 錨桿 1756 167 9 回風(fēng)大巷 錨桿 835 123 10 風(fēng)井 井筒 錨噴 275 8 22 小計(jì) 987 合計(jì) (合計(jì)部分加了 10%局部損失 ) 1086 40 通風(fēng)設(shè)備的選擇 主扇的選擇計(jì)算 主扇的選擇計(jì)算主要由風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量來考慮 : 風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量： Qf＝ PLQ＝ ＝ 式中 PL—— 考慮外部漏風(fēng)系數(shù)取 選擇主扇為 JBT61。 電動(dòng)機(jī)的選擇 ,由下式可求得電動(dòng)機(jī)在困難時(shí)期和容易時(shí)期所需要的功率 .根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)的配套設(shè)備 ,選用 JS915－ 4 型電動(dòng)機(jī)兩臺(tái) ,一臺(tái)工作 ,一臺(tái)使用。 功率： 850 KW,兩時(shí)期均用最大功率。 電壓： 6000V。 反風(fēng)措施 一般情況下， 當(dāng) 火災(zāi)發(fā)生在總進(jìn)風(fēng)流中時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全礦性反風(fēng)，阻止煤煙侵入井下采掘區(qū)。具體措施為： ， 通過開關(guān)風(fēng)門來完成 ，但 風(fēng)門能夠?qū)е抡託夥e聚 。 ， 可保證井下工作地點(diǎn) 適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量 。 礦井安全技術(shù)措施 本礦井沼氣相對(duì)涌出量大于 m3/min，有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃傾向 ,為了保證安全生產(chǎn)必須制定預(yù)防措施 。 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 (1)應(yīng)嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》中有關(guān)安全生產(chǎn)的措施； (2) 首先建立完善的制度和嚴(yán)格的管理制度作到預(yù)防為主； (3)采掘工作面都應(yīng)當(dāng)獨(dú)立通風(fēng)，如不得以串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，在進(jìn)入串聯(lián)工作面的風(fēng)流中必須裝有瓦斯自動(dòng)報(bào)警斷電裝置； 41 (4)井下各種電器設(shè)備應(yīng)選用防暴型 ； (1) 在井 下一定距離內(nèi)應(yīng)有完善的防塵撒水系統(tǒng)； (2) 建立嚴(yán)格完善的規(guī)章制度，嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定工作； (3)必須嚴(yán)格遵守《 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》及《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定工作。 其它事故預(yù)防 ,不經(jīng)培訓(xùn) ,不許從事主要工作。 ,電纜懸掛必須整齊。 ,如果出現(xiàn)煤壁片幫時(shí) ,應(yīng)及時(shí)組織人員進(jìn)行安全處理。 ,不許生產(chǎn)。 避災(zāi)及自救 井下人員必須帶自救器，熟悉避災(zāi) 路線，并在遇到事故無法撤退時(shí) , 應(yīng)躲進(jìn)避難硐室。 42 第 8 章 礦井排水 概 述 礦井水的來源及 涌水量 本設(shè)計(jì)礦井 屬于水文地 質(zhì) 簡單型。主要特征是煤層位于地下水位以上或季節(jié)變化帶內(nèi)，以大氣降水為主要充水水源，直接充水層單位涌水量q()。 本設(shè)計(jì)進(jìn)行 450m 水平的排水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的有關(guān)資料如下：礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，最大涌水量為 124m3/h,涌水時(shí)間為 60d，礦井正常涌水量為 103 m3/h，涌水時(shí)間為 300d,礦井水視密度 為 1035kg/ m3。 對(duì)排水設(shè)備的要求 ，應(yīng)在 20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量，除工作水泵外，還應(yīng)配 作不小于工作水泵能力 70%的為備用水泵， 還必須有較高的運(yùn)行效率。 ，以減小水泵室尺寸，結(jié)構(gòu)上應(yīng)適合井下安裝、拆卸、運(yùn)輸和便于維護(hù)。 ，其中工作水管的能力，應(yīng)能配合工作水泵在20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵，在 20h 內(nèi)能排出 24h 的最大涌水量。 ，應(yīng)有預(yù)防涌水突然增加 致使設(shè)備被淹沒的措施。 遠(yuǎn) 距離的操作系統(tǒng)。 ，其電氣設(shè)備應(yīng)是防爆型的。 ，其水力特征應(yīng)適合流量變化不大而揚(yáng)程有較大變化的需要。在需要傾斜放置時(shí)，應(yīng)能在軸線傾斜的情況下正常工作。 礦井主要排水設(shè)備 大興礦采用揚(yáng)水法排水方式。主排水設(shè)備負(fù)責(zé)把全礦或大部分涌水排至地面；輔助排水設(shè)備負(fù)責(zé)把下一開采范圍的水排至主排水設(shè)備所在的水平。 排水方式與排水系統(tǒng)簡介 礦井排水系統(tǒng)包括： 43 (1)分段排水系統(tǒng) ：將涌水排至井筒中間水倉， 然后再由中間泵房將水排至地面。 (2)集中排系統(tǒng) ：將全部井巷的涌水集中至水倉內(nèi)，而后用泵將水倉的水直接排至地面。 本設(shè)計(jì)大興礦井采用雙立井三水平開拓方式。水平設(shè)在－ 450m, －650m，－ 850m 標(biāo)高處。本礦井屬于中等涌水量礦井。根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，選用集中排水系統(tǒng)排水，即將涌水排至井底車場附近水倉內(nèi)，然后由水泵將水排至地面。