【正文】 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每年240萬噸，年運(yùn)輸矸石48萬t，井下運(yùn)輸大巷中采用3t底卸式礦車運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸通過1t固定式礦車、平板車和材料車來完成。, 安裝壓繩輪后能適應(yīng)傾角變化，局部安裝卡軌后則可實(shí)現(xiàn)彎道運(yùn)輸，巷道坡度大于14176。軌道斜巷輔助運(yùn)輸絞車選擇為無極繩連續(xù)絞車。工作面實(shí)行“兩班半采煤，半班準(zhǔn)備”的作業(yè)方式，在采煤班內(nèi)進(jìn)行“落、裝、運(yùn)、支、移”等工序，準(zhǔn)備班進(jìn)行加固煤壁、設(shè)備檢修、推移轉(zhuǎn)載機(jī)及縮短輸送機(jī)膠帶、回收運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷支架、平巷超前支護(hù)等工作。運(yùn)輸能力為700t/h，功率160kW；71煤層綜采工作面破碎機(jī)采用LPS1000型國產(chǎn)設(shè)備，其破碎能力為1000t/h，功率110kW；71煤層綜采工作面順槽膠帶輸送機(jī)選用STJ10004X220S型國產(chǎn)設(shè)備。r式中：Qt—采煤機(jī)小時(shí)能力，t/h； Vc—采煤機(jī)的牽引速度，取8m/s；m—采高，；B—截深，；r—煤容重，；計(jì)算結(jié)果如下：Qt＝608＝2174t/h(2)采煤機(jī)技術(shù)生產(chǎn)率計(jì)算Q＝K1Qt式中：Q—技術(shù)生產(chǎn)率，t/h；K1—采煤機(jī)技術(shù)上連續(xù)工作系數(shù)，K1＝，；計(jì)算結(jié)果如下：Q＝2174＝(3)采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)率計(jì)算Qm＝K2Q式中：Qm—實(shí)際生產(chǎn)率，t/h；K2—采煤機(jī)在連續(xù)工作系數(shù)，K2＝，；計(jì)算結(jié)果如下：Q＝＝根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果采煤機(jī)選擇MG360W型，其參數(shù)表如下：表42 采煤機(jī)參數(shù)型 號(hào)采 高截 深傾 角滾筒直徑功 率12176。(1)采煤機(jī)理論生產(chǎn)率計(jì)算Qt＝60結(jié)合煤層及頂、底板條件，～。根據(jù)不同類（級(jí)）的頂?shù)装逅m應(yīng)的架型，本礦井112煤層一次采全高工作面可選擇二柱掩護(hù)式或者四柱支撐掩護(hù)式支架，設(shè)計(jì)結(jié)合國內(nèi)外大采高液壓支架的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢，推薦采用國產(chǎn)高強(qiáng)度支撐掩護(hù)式支架。（2）設(shè)備選型在技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠的同時(shí)，兼顧設(shè)備間的相互配套，保證運(yùn)輸系統(tǒng)流暢，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采設(shè)備優(yōu)勢。1998年，美國長壁面刮板機(jī)功率平均1195kW，最大2238kW，運(yùn)量最大4000～5000t/h。近年來已有部分長壁面采用智能采煤機(jī)，可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頂煤厚度自動(dòng)調(diào)整滾筒高度，自動(dòng)調(diào)整牽引速度和測定采煤機(jī)位置。國內(nèi)神東大柳塔礦采用德國高強(qiáng)度掩護(hù)式支架，該套設(shè)備大修前共回采了6個(gè)綜采面，其可靠的性能、卓越的過煤能力為大柳塔礦高產(chǎn)高效的實(shí)現(xiàn)提供了保證。國內(nèi)神東大柳塔礦國產(chǎn)大采高液壓支架采用了大流量片閥，移架速度只能達(dá)到12～15s/架。近年來液壓支架有向重型發(fā)展的趨勢，支架工作阻力逐年增加，美國長壁工作面支架工作阻力大部分在7000～8000kN，最大的二柱掩護(hù)式支架工作阻力達(dá)到9800kN，而美國煤層埋深都在500m以內(nèi)，平均306m。其主要原因是兩柱支架結(jié)構(gòu)簡單。在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎(chǔ)上，對(duì)首采區(qū)首先投產(chǎn)工作面回采工藝設(shè)計(jì)，回采工藝設(shè)計(jì)主要包括機(jī)械設(shè)備選型、確定作業(yè)方式、確定支護(hù)方式和采空區(qū)處理方法、繪制機(jī)械配備平剖面圖、編制循環(huán)圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。綜合近年來神東大柳塔、補(bǔ)連塔、邢臺(tái)東龐、淮南張集等礦的開采經(jīng)驗(yàn)，在頂板中等穩(wěn)定、煤質(zhì)較硬的條件下，采高可達(dá)到5m；對(duì)于頂板穩(wěn)定性較差、煤質(zhì)較軟的煤層。⑤ 加快工作面推進(jìn)速度大采高工作面加快推進(jìn)速度，縮短端面頂板及煤壁懸露時(shí)間，減少煤體及端面頂板的累計(jì)變形量，亦可提高煤壁的穩(wěn)定性。如美國10個(gè)厚煤層礦井中考慮煤質(zhì)問題有6個(gè)礦井留有頂煤（均采用二柱掩護(hù)式支架），均不存在頂煤留不住或工作面冒頂問題。如神東大柳塔煤礦在工作面長238m、采用全套進(jìn)口綜采設(shè)備（、PM4電液控制系統(tǒng)、美國6LS5型電牽引采煤機(jī)、功率1500kW等），2000年度綜采面單產(chǎn)達(dá)到8030kt，；，～，綜采面日產(chǎn)達(dá)到25～27kt；本礦井鄰近的張集煤礦在工作面長220m、（131煤層頂板Ⅱ1～Ⅲ4類、底板Ⅲa類）的條件下，采用國產(chǎn)ZZ600020/42型液壓支架、MG400/920WD型采煤機(jī)；、煤層傾角15176。硐室與通道連接處，必須裝設(shè)向外開的防火柵欄兩用門。帶區(qū)變電所采用不可燃材料支護(hù)，且采用錨噴支護(hù)形式。.變電所：帶區(qū)變電所是采區(qū)供電的樞紐。煤倉壁采用砌碹支護(hù)?；仫L(fēng)巷用斜巷與回風(fēng)大巷聯(lián)接，運(yùn)輸巷用進(jìn)風(fēng)行人斜巷與大巷聯(lián)接。（以第一水平第一階段內(nèi)帶區(qū)為例）本礦井沿走向劃分為28個(gè)多分帶組成的3個(gè)帶區(qū)，礦井投產(chǎn)區(qū)為井田中央靠近工業(yè)廣場的1號(hào)條帶工作面。地質(zhì)構(gòu)造簡單，結(jié)合設(shè)計(jì)礦井礦井實(shí)際情況以及現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件，設(shè)計(jì)采用綜合機(jī)械化一次采全高回采工藝，傾斜長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)。呂家坨礦區(qū)煤層賦存比較穩(wěn)定，可采煤層主要為71煤層，71煤層屬于近水平煤層，平均傾角12176。各巷道的掘進(jìn)速度指標(biāo)見下表（表3－10）表3－10 平巷掘進(jìn)速度表掘進(jìn)機(jī)械化程度煤巖類別月進(jìn)度綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)組煤500半煤巖350液壓鉆車作業(yè)線巖200風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)巖120鉆爆法煤300半煤巖200 注：①傾角大于8176。設(shè)計(jì)中的巷道有：井底車場、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門、分帶運(yùn)輸斜巷、分帶回風(fēng)斜巷、進(jìn)風(fēng)行人斜巷、工作面開切眼。設(shè)計(jì)中的井筒有：主井、副井、風(fēng)井。礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算：式中：——礦井同采工作面產(chǎn)量總和，萬t；——第i號(hào)工作面采高，m；——第i號(hào)工作面長，m；——第i號(hào)工作面年推進(jìn)度，m/a；——第i號(hào)工作面煤的容重，t/；N——同采工作面數(shù)。保證年產(chǎn)量的同采帶區(qū)數(shù)采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地址條件、煤層生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接替關(guān)系等因素確定?！栋踩?guī)程》規(guī)定：突出礦井、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井高瓦斯區(qū)域的采煤工作面，不得采用前進(jìn)式采煤方法。等候室:在副井井筒附近應(yīng)設(shè)置等候室，作為工人候跟休息的場所。據(jù)上述可知，本礦正常涌水量618立方米/小時(shí)，小于1000立方米/小時(shí)。水泵工作的總能力應(yīng)滿足20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量。中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護(hù)，如砌料石或混凝土碹，在堅(jiān)固的巖層中也可是用錨噴支護(hù)，但不得有淋水。中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定，設(shè)置滅火器材，如配備滅火設(shè)備和充足的沙箱，為此在硐室設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又防火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵珊門，但不能妨礙門的關(guān)閉。材料、設(shè)備和人員都要通過它進(jìn)出罐籠。 主井井底小水泵房：為了清理撤煤和防止箕斗裝載設(shè)備被水淹沒，必須及時(shí)排除井底積水。本硐室上接煤倉，并與立井井簡直接相連，一般情況下位于井底車場水平之下。通常為一條較寬的傾斜巷道，其中分成兩個(gè)隔間，一個(gè)用以存煤，另一個(gè)為人行通道。軌道大巷：沿煤層底板布置，巷道敷設(shè)600mm道軌，1t固定式礦車運(yùn)輸，采用錨噴支護(hù)。井底車場、主石門、運(yùn)輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷及工作面巷道斷面均按通過設(shè)備最大尺寸和通風(fēng)行人的安全尺寸設(shè)計(jì)。（3）主石門巷道斷面尺寸的確定 巷道斷面的尺寸要符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。區(qū)段劃分根據(jù)區(qū)段劃分的原則，井底車場區(qū)段劃分如下：區(qū)段劃分 Ⅰ：123；Ⅱ：34；Ⅲ：45；Ⅳ：56；Ⅴ：67；Ⅵ：78；Ⅶ：89；Ⅷ：910；Ⅸ：1011；Ⅹ：111；區(qū)段劃分詳見圖 315 調(diào)度圖表的編制表38 列車運(yùn)行時(shí)間表區(qū)段　運(yùn)行狀況運(yùn)行距離（m）運(yùn)行速度（m/s）運(yùn)行時(shí)間（s）Ⅰ123拉重列車120260Ⅱ34拉重列車512Ⅲ45拉重列車2Ⅳ56推重列車120260Ⅴ67推重列車2Ⅵ78拉空列車303Ⅶ89拉空列車42Ⅷ910拉空列車7Ⅸ1011拉空列車51Ⅹ111拉空列車8534　合計(jì)　　圖316 調(diào)度圖表通過能力計(jì)算本設(shè)計(jì)礦井煤直接從帶區(qū)通過膠帶輸送機(jī)運(yùn)送到井底煤倉，車場的通過能力只與膠帶輸送機(jī)的技術(shù)特征有關(guān)，因此無需計(jì)算井底車場的通過能力。求：L0，L，D，CL0= S/tanαL=2a+ L0N=S/sinαC=N S/tan()查表知：L0＝6400mm，L＝14284mm，D＝10526mm，C＝481mm。T＝12000mm，K＝18848mm；圖3－9 彎道線路連接3）道岔礦井窄軌道岔是線路連接系統(tǒng)中的基本元件，其作用是使車輛由一條線路駛向另一條線路。在本設(shè)計(jì)中，3噸系列礦車采用20米。直線部分為存車線和行車線，以及其他輔助線路。行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。900mm軌距搖臂長度。 L＝10L材＝152000＝30000mm 取L＝30m3）馬頭門線路長度馬頭門線路指副井重車線的末端至材料車線進(jìn)口變正常軌距的一段線路，線路布置圖如下所示： 圖38 馬頭門線路布置馬頭門線路Lm可有下式進(jìn)行計(jì)算確定：L0＝a＋2b＋c＋d＋e＋f＋e′＋g＋h＋i＝Ls＋Ln式中：L0—馬頭門線長度，m；Ls—馬頭門重車線長度，m；Ln—馬頭門空車線長度，m；a—從復(fù)式阻車器的前輪擋到對(duì)稱道岔基本軌起點(diǎn)之間的距離，；b—基本軌起點(diǎn)至對(duì)稱道岔連接系統(tǒng)末端之間的距離，其長度取決于對(duì)稱道岔的型號(hào)。本礦井運(yùn)煤直接由膠帶輸送機(jī)運(yùn)往煤倉，故無需計(jì)算主井空、重車線長度。當(dāng)運(yùn)輸大巷采用列車運(yùn)行時(shí)，主、副井空重車線長度應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：主井空、～2列車，副井進(jìn)、出車線長度，應(yīng)能夠容納1～。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。掘進(jìn)煤輛占5％，由翻車機(jī)翻入井底煤倉從主井提升。，裝備有一對(duì)16t箕斗。4． 應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時(shí)短路貫通。2 主井采用16t箕斗，副井采用罐籠提升。）140140——井筒深度（m）650650650斷面積凈（）掘（）井底車場是連接礦井主要提升井簡和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺(tái)下再設(shè)≥4m井底水窩。風(fēng)井?dāng)嗝鎴D如下：圖36風(fēng)井井筒斷面圖井壁的支護(hù)材料及井壁厚度：為了防止井筒圍巖風(fēng)化及承受地壓，保證井筒的形狀，必需對(duì)井筒進(jìn)行支護(hù)。井筒斷面布置如下：圖3－5 副井?dāng)嗝娌贾脠D副井風(fēng)速校核：式中：——通過井筒的風(fēng)速，m/s；——通過井筒的風(fēng)量，m3/s；——井筒凈斷面積，m2；——井筒的有效斷面系數(shù)，；——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速；由此： ＝8m/s所以井筒選擇符合要求。主井井筒斷面布置如下圖3－4 主井?dāng)嗝娌贾脠D副井主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。在礦井開拓方式確定以后，還應(yīng)對(duì)礦井主要井筒（包括主井、副井、風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸、井筒支護(hù)材料等特征進(jìn)行說明。km）費(fèi)用/萬元立井提升石門運(yùn)輸40846排水費(fèi)155373660515537總計(jì)表35 綜合比較方案項(xiàng)目方案Ⅰ方案Ⅱ費(fèi)用（萬元）百分率（﹪）費(fèi)用（萬元）百分率（﹪）基建工程費(fèi)100生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)100總費(fèi)用100從前面表格中的計(jì)算可以看出，方案Ⅰ的總費(fèi)用要比方案Ⅱ％，很明顯方案Ⅱ要比方案Ⅰ優(yōu)越的多，故決定采用方案Ⅱ。km二水平68984排水/萬立方米二水平6182436561824365表34 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)方案項(xiàng)目方案Ⅰ方案Ⅱ工程量/萬t余下的Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求（大型礦井第一水平服務(wù)年限應(yīng)大于25年）。⑶井筒位置選擇根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，從首先滿足第一水平的開采，縮短貫通距離，減少井巷工程量考慮，將主、副井筒設(shè)置在井田走向的中央處。.井硐形式、數(shù)目及其配置⑴.井硐形式選擇由于呂家坨礦區(qū)地勢平坦，表土層較厚，流沙層較多井筒需要特殊鑿巖法施工，從而確定采用立井開拓方式。風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開拓方式的影響最大。立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。，根據(jù)公式：式中：T——礦井服務(wù)年限，年； Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬噸；　 A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年；　　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=～。）β（176。各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見表2－3；礦井工業(yè)廣場地保護(hù)煤柱留設(shè)見圖2－1；工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見表2－4。由煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖上提供的資料可計(jì)算出來設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表見2－2。本井田采用塊段法計(jì)算的各級(jí)儲(chǔ)量，塊段法是我國目前廣泛使用的儲(chǔ)量計(jì)算方法之一。一般以下列情況為界：1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界；2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)