【正文】 對排水設(shè)備的要求 1． 配電設(shè)備應同工作、備用和檢修水泵相適應，并能夠同時開動工作和備用的水泵，主排水泵房的供電線路不得少于兩回路，當一回路停止供電時，另一回路應能擔負全部負荷的供電 ； 2． 主排水設(shè)備，應有預防涌水突然增加致使設(shè)備被淹沒的措施 ； 39 3． 工作水泵的能力，應在 20h 內(nèi)排出 24h的正常涌水量，除工作水泵外，還應配 作為備用和輪換維修的水泵，備用水泵的能力，應不小于工作水泵能力的 70%，并且工作和備用水泵的總能力應在 20h 內(nèi)，排出礦井 24h 的最大涌水量，檢修水泵的能力，應不小于工作水泵能力的 25％ ； 4． 必須有工作和備用水 管，其中工作水管的能力，應能配合工作水泵在20h 內(nèi)排出 24h 的正常涌水量。 相對涌水量是指同時期內(nèi)單位這煤炭產(chǎn)量的涌水量，即含水系數(shù)，用 KS 表示， KS=24 Q/t ，單位為 m3/t，Q為絕對涌水量， t 為同期內(nèi)煤炭日產(chǎn) 量 ， 絕對涌水量是指單位時間內(nèi)涌入礦井水的體積，單位是 m3/h。上述各種水源在一定條件下，相互溝通，互相補給。 38 第 8 章 礦井排水 概 述 礦井水的來源及性質(zhì) 礦井水的來源可分為 地下水和 地面水，地 面水主要來源 于地面 積水以及季節(jié)性雨水，融水等。 第 4 章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 37 (1)遇到事故無法撤退時，應躲進避難硐室，待火災減輕在撤至安全地帶。 開拓煤量可采期 kT =5a 滿足要求； 準備煤量可采期 zT =1a滿足要求； 回采煤量可采期 nT = 滿足要求 。 本礦井的采區(qū)接續(xù)計劃 詳 見 表 311： 表 311 采區(qū)接續(xù)計劃表 采區(qū)名稱 工業(yè)儲量 可采儲量 生產(chǎn)能力萬噸/年服務(wù)年限東一上 13 82 .5 4 99 5. 42 7 15 0 4. 711 56 .1 6 832. 43 4西一上 16 89 .7 7 12 16 .6 3 5. 8東一下 733. 4710 18 .7 1 3. 5東一中 94 6. 03 5 681. 08 3. 2西一下 12 45 .0 9 89 6. 46 7 4. 3西一中15 015 015 015 015 0 “三量”控制情況 1． 礦井開拓煤量的確定 開拓煤量 計算公式： ? ? CPZZZ ksmk ???? 式中 kZ —— 開拓煤量， Mt； 36 mZ —— 計算范圍內(nèi)的地質(zhì)儲量， Mt； sZ —— 地質(zhì)損失，是因為地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不利所造成的損失，包括含水大、煤層厚度小、斷層多等原因不能采出的儲量， Mt； kP —— 永久煤柱損失， Mt； C —— 采區(qū)回采率，％ 。 采區(qū)接續(xù)計劃 根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該井田劃分為六個采區(qū)，詳見采區(qū)分布示意圖。除 35 近水平煤層外，對于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動影響關(guān)系，一般只采用下行式開采順序。即先采 5煤層 → 8煤層 → 9煤層依次開采。 沿 井田 傾斜方向的開采順序 本設(shè)計礦井共有三層可采煤層， 5煤層， 8煤層和 9煤層。 沿 井田 走向的開采順序 根據(jù)該設(shè)計礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田雙翼開采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確定生產(chǎn)的連續(xù)性；有利于礦井通風、 運輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長壁開采。 3． 其它硐室 其它硐室設(shè)有 機車維修房 、 等候室 、 調(diào)車室 、 工具室 、 醫(yī)療室 、 消防材料室 等。 2． 副井系統(tǒng)硐室 副井與井底車場連接處設(shè)有中央水泵房，中央變電所，水倉及清理水倉硐室。 車場通過能力計算： ? ? ?? ??????? 　N Mt 車場通過能力富裕系數(shù)： K＝ 井底車場通過能力滿足 《 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 》 要求。 3t 底卸式礦車運煤量 454594% ＝ 4272t，每日需3t 底卸式礦車列數(shù) 4272/(3 30)＝ 。輔助運輸采用 固定式礦車，掘進出煤由主井運至井外，每列車由 28 輛車組成。 則 ： mLnLnL sscc ????? ； 根據(jù)實際需要，開設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長 60m。 3． 存車線長度的計算 (1)主井空、重車線，副井進、出車線長度為 fjk LNLLnmL ????? 式中 L —— 主井空、重車線，副井進、出車線有效長度， m； m —— 列車數(shù)目，列； n —— 每列車的礦車數(shù)，按列車組成計算確定； kL —— 每輛礦車帶緩沖器的長度， m； N —— 機車數(shù) ,臺； jL —— 每臺機車的長度， m； fL —— 附加長度，取 10 m。 井底車場的布置、存儲線路、行車線路布置長度 1． 井底車場線路布置的要求 (1)為保證運行安全，應盡量避免在曲線巷道頂車，機械推車需布置在直線段上； (2)盡量減少道岔和交岔點 ； (3)線路布置要有利于通風； (4)井底車場的線路工程量??； (5)井底車場線路布置時，應充分考慮各硐室布置的合理性； (6)底卸式礦車的井底車場設(shè)計要注意調(diào)頭問題 ； (7) 井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進、出車線和回車線組成，由于 通過各個井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應不同。井底車場設(shè) 1t 翻車機處理掘進煤。 30 (5)井下主要運輸大巷采用 3t 底卸式礦車運煤，由兩臺 10t架線式電機車一前一后 牽引，每列車由 30 輛礦車組成。掘進煤占煤產(chǎn)量的 6％，由翻車機翻入井底煤倉。矸石量占煤產(chǎn)量的 15%；掘進煤占煤產(chǎn)量的 6％。 井底車場及硐室 井底車場形式的確定及論證 井底車場形式的確定，應根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小和大巷 布置、提升方式及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素確定。 增加了提升，運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風系統(tǒng)較復雜。 原有井筒同時擔負生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工生產(chǎn)相互干擾，接井技術(shù)大。井筒延伸方案主要有以下兩種： 方案一：直接延伸原來的主副井 ； 方案二：暗斜井延伸 。 詳見圖 3圖 3表 3表 310。 井 筒 布置及裝備 主井井筒直徑為 ，采用球扁組合管道，布置一對 16t箕斗， 罐道布置在箕斗兩側(cè)，兩箕斗相距 500mm， 箕斗與罐道梁相距 50mm，箕斗與井梁相距 200mm。 表 37 允許最大風速表 井 筒 名 稱 允許最大風速 (m/s) 無提升設(shè)備的風井 專為升降物料的風井 升降人員和物料的風井 設(shè)梯子間的風井 修理井筒時 15 12 8 8 8 根據(jù)井筒特征，裝備情況和地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，選用井硐支護類型為整體式錨噴混凝土，主副井混凝土井壁厚 400mm，外加充填混凝土 50mm，利用金屬倒楔式錨桿，設(shè)計錨圖為大于 50kN,排間距為 , 。 2． 井筒布置及裝備 井筒平面布置設(shè)計的依據(jù)和要求： (1)設(shè)計依據(jù) ① 提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全 間隙； ② 井筒通過的風量 ； ③ 井筒裝備的類型和規(guī)格； ④ 提升容器的種類、數(shù)量、外形尺寸； ⑤ 桶子間的平面尺寸，管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置 。根據(jù)巖性可以分以下幾層： (1)粉砂巖泥巖層 該層厚度為 80— 150m，平均厚度 120m，主要為深灰色粉砂巖，泥巖夾灰白色砂巖，碩砂巖，橫向分布于井田大部分范圍。基底為經(jīng)過長期剝蝕夷平的中奧陶統(tǒng)，上覆地層為上二迭統(tǒng)古冶組陸 相碎屑石。 結(jié)合上述原則，本設(shè)計井田以井田境界內(nèi)的斷層為界，將整個井田劃分為6個采區(qū)，詳見圖 37。 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計礦井井田范圍內(nèi)共有三層可采煤層，即： 9煤層，參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖，由采區(qū)石門將三層煤聯(lián)系，采用集中大巷布置。但其裝 車站的線路布置必須與其相對應。 井底車場分為：環(huán)行式和折返式兩大類型，固定式礦車運煤時則一般用折返式車場。 大巷與石門服務(wù)年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設(shè)計基本相同，斷面尺寸詳見 大巷 斷面圖 及表 36 大巷斷面特征表 。 綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的。 2． 大巷布置 大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。 大巷數(shù)目及布置 1． 大巷數(shù)目 根據(jù)本設(shè)計 礦井開拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟評價，確定本設(shè)計礦井采用的開拓巷道布置方式為集中大巷及采區(qū)石門布置方式。 井筒坐標 主井： x:95614 副井 :x:95702， y:383534 y:383523 z:+25 z:+5 水平數(shù)目及高度 根據(jù)本設(shè)計井田的煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造等因素，合理的水平劃分方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟評價，本設(shè)計礦井在 360m 水平標高劃分一個水平，階段垂高 210m，在 360m 及 570m 水平布置開拓巷道，井底車場及各類硐室。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進風井，回風井專門用于回風。即： 三 層煤為一組，集中開拓布置大巷。 ，服務(wù)年限長 板 有堅硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長度短 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層 3 層，即 9煤層，其中 5與 8平均間距 38m, 8與 9煤層平均間距 42 m。 圖 35 分 層 大巷布置圖 20 兩種方案的比較見表 35。下面對分層大巷布置方式和集中大巷布置方式進行簡單的比較：如圖 34及圖 35 所示： 方案一：集中大巷布置方式 ：如圖 34所示 。結(jié)合本設(shè)計礦井的實際地質(zhì)情況：本設(shè)計礦井可采煤層為三層，三層煤間距分別為 5煤層距 8煤層 38m； 8煤層距 9煤層 42m。一水平服務(wù)年限 25a，二水平服務(wù)年限 36a。一水平采用上山開采方式，二水平采用上下山開采方式。故選用第一方案作為本設(shè)計礦井的水平劃分方式。所以，此方案雖然在技術(shù)上合理，但在經(jīng)濟上較方案一有較大劣勢。 方案二：該方案的階段垂高及斜長均符合要求，在技術(shù)上不存在問題?，F(xiàn)依據(jù)井田的實際情況擬定以下水平劃分的 兩 個方案： 方案一： 一水平上山開采，二水平上下山開 采 一水平標高： 360m 二水平標高： 570m 一水平儲量： t 二水平儲量： 萬 t 一水平服務(wù)年限： 25a 二水平服務(wù)年限： 36a 方案二：三水平上山開采 一水平標高： 360m 二水平標高： 570m 三水平標高： 650m 一水平儲量： t 二水平儲量： 萬 t 三水平儲量： t 一水平服務(wù)年限： 25a 二水平服務(wù)年限： 25a 三水平服務(wù)年限： 9a 參照上述兩種方案的各項數(shù)據(jù)，各方案評價如下： 方案一：該方案 的階段垂高及斜長均符合要求，雖然二水平下部有部分煤需要下山開采，但是煤量不是很多，而且較三水平開采少開拓一個水平，節(jié)省了大量資金，故此方案在技術(shù)及經(jīng)濟上均較為合理。 3． 有利于井巷和硐室的開鑿維護 必須與礦井開拓方式，井筒位置聯(lián)系考慮，使劃分的水平方案對井巷硐室 18 的開鑿維護有利。劃分時 ，應使井巷工程量和維護費用最少，生產(chǎn)經(jīng)營管理 費用最低。 按照 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》 規(guī)定，對于3Mt以下的 大型 礦井不能少于 25a， 3Mt以上的 特大型 礦井不能少于 30a。 開采水平數(shù)目和標高 礦井水平劃分就是合理解決階段垂高 和斜長。 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾 斜長度較大，從有利井下運輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置 。 井口位置的選擇要綜合考慮 多方面因素， 提、 運煤炭的主井位置 要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配 。 初 期 項目 方案二 方案三 主井井筒 385 385 副井井筒 365 365 井底車場 1100 1100 主石門 535 535 運輸大巷 2900 2900 16 表 32 方案粗略估算費用表 方案二 方案三 基建費用(360～ 570) (萬元 ) 立井開拓 主暗斜 330 石門開鑿 副暗斜 330 井底車場 99 上下斜井 車場 108 小計 小計 768 生產(chǎn)費 (萬元 ) 立井提升 暗