【導(dǎo)讀】層可采煤層，分別為49#、50#、57#、59#、60#煤層，煤層總厚度為9米。區(qū)走向長(zhǎng)5540M，寬2310M，面積為平方公里。煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3. 焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量為。本礦井的服務(wù)年限為74年。本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井開(kāi)拓，劃分為兩個(gè)水平，8個(gè)采區(qū)。翼開(kāi)采，兩個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)時(shí)采區(qū)個(gè)數(shù)為一個(gè)。大巷運(yùn)輸采用3噸底卸。式礦車運(yùn)輸，采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。頂板處理方法為全部跨落法。

　　

【正文】 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)； 10）開(kāi)采多煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)； 11）對(duì)于自燃發(fā)火傾向強(qiáng)烈的煤層或圍巖壓力大，難于維護(hù)的礦井，采區(qū)尺寸要適當(dāng)縮??； 12）初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長(zhǎng)度及電壓降的控制范圍，后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。 本礦井含煤 5 層，該礦井第一水平劃分為四個(gè)采區(qū)。 4 50、57煤層 聯(lián)合開(kāi)采，由斷層分為兩個(gè)采區(qū)， 5 60 煤層 聯(lián)合開(kāi)采，也由斷層分為兩個(gè)采區(qū)。采區(qū)劃分示意圖 詳見(jiàn) 圖 35。 圖 35 采區(qū)劃分示意圖 27 井硐布置和施工 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 參見(jiàn)圖 11 煤層綜合柱狀圖和 圖 31 開(kāi)拓方案 剖面示意圖。本設(shè)計(jì)礦井井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)如下： 基巖段：細(xì)砂巖 、 砂礫巖 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《 煤礦安全規(guī)程 》規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 主井井筒 表土段：混凝土砌碹 煤層段：料石砌碹 基巖段：錨噴支護(hù) 副井井筒 表土段：混凝土砌碹 煤層段：料石砌碹 基巖段：錨噴支護(hù) 井硐穿過(guò)巖層主要為細(xì)砂巖。所以本設(shè)計(jì)井筒支護(hù)形式為：混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為 450 mm。 井筒布置及裝備 井筒平面設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求： 1. 設(shè)計(jì)依據(jù) 1）提升容器的種類、數(shù)量及外形尺寸； 2）井筒裝備的類型和規(guī) 格； 3）桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置； 4）提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； 5）井筒通過(guò)的風(fēng)量； 2. 布置要求 1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； 2）作為安全出口的立井井筒，當(dāng)井深超過(guò) 300 米時(shí)，易每隔 200米左右設(shè)置一個(gè)休息點(diǎn)； 3）井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)，所允許的間隙不應(yīng)過(guò)??； 28 4）井筒允許最大風(fēng)速的要求 見(jiàn)表 34。 表 34 井筒允許最大風(fēng)速表 井筒名稱 允許最大風(fēng)速（ m/s） 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井 15 專為升降物料的風(fēng)井 12 升降人員和物料的風(fēng)井 8 設(shè)梯 子間的風(fēng)井 8 修理井筒時(shí) 8 5）合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。 主井為提升煤兼入風(fēng)所用，其直徑為 米，副井為提升矸石、運(yùn)料和人員所用，其直徑為 米。 主副井都采用料石砌碹支護(hù)和混凝土錨噴，其中主井壁厚為 450mm， 副井壁厚為 450mm,主、副井壁充填混凝土厚度為 50mm。主副井井筒斷面 詳見(jiàn) 圖 36 和 圖 37。 主井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 ，掘進(jìn)斷面面積43m2，井筒深度 800m。井筒內(nèi)裝備一對(duì) 16t 剛性罐道立井多繩箕斗（ JDG16/15 0 4Y） ，采用 180mm 180mm 10mm 方形空心型鋼罐道，端面布置采用樹(shù)脂錨桿固定拖架。 副井井筒：井筒直徑 ，凈斷面面積 ，掘進(jìn)斷面積43m2。井筒深度 800m，井筒裝備兩對(duì) 固定式礦車， 600mm 軌距，雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。采用 180mm 180mm 10mm 方型空心型鋼罐道，端面采用樹(shù)脂錨桿固定拖架。罐道和井粱，罐道導(dǎo)向?qū)娱g距均按 設(shè)計(jì)。 立井井筒裝備包括：罐道、罐籠、罐道梁、梯子間、罐路、電纜、井口、井底金屬支撐結(jié)構(gòu)、托管梁 、電纜支架、過(guò)巷裝置等。 29 圖 36 主井 井 筒斷面 30 圖 37 副井井筒斷面 31 表 35 立井井筒支護(hù)類型 類型名稱 采用材料 適用情況 優(yōu)缺點(diǎn) 砌筑式 砂漿、料石、混凝土、預(yù)制塊 取材方便的普通法造井，井筒使用近年來(lái)，凍結(jié)法井 筒在 膨 脹 粘土 層 做臨時(shí)支護(hù) 1． 砌筑后能立即承受壓力 2． 砌體強(qiáng)度較低 3． 整體受力及防水性差 整 體 式 整體灌注 混凝土 井 筒各 種 施 工方 法 包括基巖井壁 1． 整體性好，強(qiáng)度較高 2． 防水性能好 3． 便于機(jī)械化，施 工 方 便 ，勞動(dòng)強(qiáng)度低 混凝土錨噴 混凝土、（ 錨桿、金屬脹） 在巖層較穩(wěn)定，淋水小且井 筒裝 配 少 或鋼 絲 繩罐道的井筒中采用 1． 掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高 2． 噴射過(guò)程中，回 強(qiáng) 率 高 ，粉末多 整體預(yù)制式 預(yù)制裝配式 大 型 配 筋 砌塊 丘 賓 筒 機(jī)地面整體、澆注，預(yù)制鋼筋混凝土井筒 使用鉆井法，沉井法施工時(shí)，需地面預(yù)制的井筒 。在地壓大的滌井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等住戶結(jié)構(gòu)。 1． 丘賓筒、地面 預(yù) 制 混 凝土 構(gòu) 件 強(qiáng) 度高 2． 丘賓筒、混凝 土 右 切 塊在深砂層中 ， 必 須 與防 水 材 料 配套使用 32 井硐延伸的初步意見(jiàn) 為了保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)，本礦井將延伸原主副井，從150 水平延伸至 500 水平。井硐延伸復(fù)雜，一般沿原有井筒直接下沿很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵芯驳难由顢嗝婧苄?，吊桶與箕斗或罐籠平行提升不安全，對(duì)井底施工威脅很大，所以，通常采用巖柱或保護(hù)盤(pán)與原有井筒隔開(kāi)，分段接井。 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 井底車場(chǎng)形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小 、井田開(kāi)拓方式、大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來(lái)選擇。該礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： ，年工作日 300d，實(shí)行 四六工作制，每日凈提升 14 小時(shí)； ，兩個(gè)開(kāi)采水平，集中大巷布置，兩翼來(lái)煤量基本相等； 10t 架線式電機(jī)車牽引 底卸式礦車，輔助運(yùn)輸采用 固定式礦車；掘進(jìn)煤列車由 45 輛礦車組成，煤矸混合列車由 30 輛礦車組成，其中煤車 15 輛，矸石車 15 輛；井底車場(chǎng)設(shè)有卸載坑。 、低等涌水量 礦井； 綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析比較后，本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 底卸式礦車 折返式井底車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)的布置 、 儲(chǔ)車線路及行車線路布置長(zhǎng)度 1）井底車場(chǎng)的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車場(chǎng)的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長(zhǎng)度亦相應(yīng)不同。 33 2）井底車場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； 3）井底車場(chǎng)的線路工程量??； 4）為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上； 5）盡量減少道岔和交岔點(diǎn)； 6）線路布置要有利于通風(fēng)； 7）底卸式礦車的井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題。 表 36 調(diào)度圖表 區(qū)段圖示 噸底卸式礦車 煤矸混合列車 確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如果 存車線長(zhǎng)度 34 不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車場(chǎng)工程量。根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度： 1）礦井的主井空、重車線長(zhǎng)度各為 ～ 列車長(zhǎng)； 2）材料車線長(zhǎng)度，中小型礦井應(yīng)能容納 5～ 10 個(gè)材料車； 3）調(diào)車線長(zhǎng)度通常為 列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和； 底卸式列車廂采用通過(guò)式調(diào)車， 固定式列車采用頂推調(diào)車。井底車場(chǎng) 中 各列車 運(yùn)行 詳見(jiàn) 圖表 34。 井底車場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算 1)按運(yùn)量和凈載重計(jì)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，日產(chǎn)煤 3000t，矸石量占 20%，日運(yùn)量為 3000 20%=600t；掘進(jìn)煤占 5%，日運(yùn)量為 3000 5%=150 t；井底車場(chǎng)線路布置采用 底卸礦車運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用 固定式礦車， 每日 t 底卸式列車數(shù) N1=5700/（ 3 25） =95 列；每日煤矸混合列車數(shù) N2=（ 600＋ 150） /（ 19+91 ）＝ 列，列車數(shù) N=95/＝ 6： 1 每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間 =+++15= min；列車進(jìn)入井底車場(chǎng)的平均間隔時(shí)間 =；列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間 =（ 3 +） /4=643s=。 2)井底車場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算 N＝ （ 203 300 14 60)/ 5（ 1+） =； 車場(chǎng)通過(guò)能力富裕系數(shù)為 K＝ 井底車場(chǎng)通過(guò)能力滿足 《 煤礦 安全 規(guī) 程 》 要求 ，如圖 38 所示。 35 底卸式礦車重車底卸式礦車空車礦車重車礦車空車圖例： 圖 38 井底車場(chǎng)線路布置圖 36 井底車場(chǎng)主要硐室 對(duì)頂板進(jìn)行二次處理，故采用全部垮落法處理采空區(qū)。 2. 回采工藝中使用的機(jī)械設(shè)備。 回采工作面中使用機(jī)械設(shè)備主要有采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)，液壓支架，膠帶輸送機(jī)等，主要設(shè)備型號(hào) 見(jiàn) 表 51。 表 51 主要設(shè)備型號(hào)表 序號(hào)設(shè)備名稱采煤機(jī)液壓支架刮板輸送機(jī)1234型 號(hào)單位臺(tái)架臺(tái)臺(tái)ZFS40017/35SGZ764/320乳化液泵破碎機(jī)56數(shù)量序號(hào)設(shè)備名稱 型 號(hào)位單量數(shù)套臺(tái)臺(tái)臺(tái)臺(tái)臺(tái)111211222707891011乳化液箱噴霧泵轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)變電站照明設(shè)備MRB160/XPB250/X10RXPEM1000650SZ2KSGZY630/6KBY62MG375AW臺(tái) 2膠帶輸送機(jī) SSJ1200/3200M 37 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 采煤工作面循環(huán)方式和工作面勞動(dòng)組織分別見(jiàn)表 5 表 53。 表 52 工作面勞動(dòng)組織表 38 22621858支架工11113316335321110126221133792925 253111731 311小計(jì)三班二班一班合 計(jì)其 他端頭維護(hù)機(jī)電維修工支架維修工泵站司機(jī)輸送機(jī)司機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)采煤司機(jī)班 長(zhǎng)工種數(shù)量班次 39 表 53 工作面循環(huán)方式圖表 10（ ）12 1464218 20 22 0 1616 8 40 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 礦井井下運(yùn)輸 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 大巷煤炭運(yùn)輸方式目前有帶式輸送機(jī)運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸和水力運(yùn)輸 3 種。根據(jù)本礦井的地質(zhì)情況和井型，宜采用軌道運(yùn)輸方式。 ：刮板輸送機(jī) ：皮帶運(yùn)輸 ：軌道運(yùn)輸 上山的運(yùn)輸方式： 皮帶運(yùn)輸 ：軌道運(yùn)輸 礦車的選型及數(shù)量 根據(jù) 新 鐵 二 礦 的 實(shí) 際 情 況 ， 軌 道 運(yùn) 輸 采 用 電 機(jī) 車 的 型 號(hào) 為ZK149/550 型 。選擇單機(jī)牽引。 大巷運(yùn)輸選用 3t 底卸式礦車運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸選用 箱式礦車運(yùn)輸。 列車組成計(jì)算就是確定列車由多少輛礦車組成。通常按三個(gè)條件進(jìn)行計(jì)算，即：按重列車上坡起動(dòng)，牽引電動(dòng)機(jī)溫升和重列車下坡制動(dòng)。取其中最小者為列車組成。 1)按重列車上坡起動(dòng)條件： Q≤ 2Pzg Ψ q/[+(ω a+i)g] － 2p 式中： Q—— 重車組質(zhì)量， t； Pz—— 電機(jī)車粘著重量 ,t, 取 14t； P—— 電機(jī)車質(zhì)量 ,t, 取 14t； G—— 重力加速度，取 ； Ψ q—— 電機(jī)車撒沙起動(dòng)的粘著系數(shù)，取 ； a—— 列車起動(dòng)加速度，取 ； 41 ω a—— 重列車起動(dòng)阻力系數(shù)，取 ； I—— 運(yùn)輸線路平均坡度，‰， I=3‰。 Q≤ 2 14[+( 090+)] 2 14 =； 表 61 礦車運(yùn)行阻力系數(shù)表 礦車名義裝載質(zhì)量（ t） 列車起動(dòng) 列車運(yùn)行 重車 空車 重車 空車 2）按牽引電動(dòng)機(jī)允許溫升條件 Q≤ 2Fd/[αГ 1/2(ω y－ id) g]－ 2p 式中 ： Fd —— 電 機(jī)車 等 值 牽引 力 ， KN， 可 取電 機(jī) 車 長(zhǎng)時(shí) 牽 引力 ,Fd=； α —— 電機(jī)車調(diào)車時(shí)電能消耗系數(shù)， α=1. 25； ω y—— 重列車運(yùn)行阻力系數(shù)， ω y=； id—— 等阻坡度， id=2‰ ； Г —— 相對(duì)運(yùn)行時(shí)間， Г = T