【正文】 根據(jù)井田開拓部署，移交生產(chǎn)時共布置主斜井、副 立 井及中央回風(fēng)立井三個井筒，均位于礦井工業(yè)場地內(nèi)，其中主 斜井 、副 立 井及中央回風(fēng)立井服務(wù)于全井田，服務(wù)年限同礦井服務(wù)年限 ，為 56 年 。 中央并列式 優(yōu)缺點 如下： 優(yōu)點： 初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集 中，并便于管理，節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng)井 損失 煤少 。 礦井通風(fēng)方 式 礦井通風(fēng)方式 按進、回風(fēng)井的相對位置 可 分為 ： 中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對角式、混合式 (包括中央并列與對角、中央分列與對角、中央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進風(fēng)和回風(fēng)的獨立通風(fēng)系統(tǒng) )等。 抽出式通風(fēng) 是當(dāng)前通風(fēng)方 法 中的主要形式 ， 適應(yīng)性較廣 ， 尤其對 于 高 瓦斯礦井 ，更 便于 對瓦斯的管理 ， 同時 也適用于礦井走向長 ， 開采面積大的礦井 ，其 優(yōu)缺點 如下 ： 優(yōu)點： 下風(fēng)流處于負壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運轉(zhuǎn) ，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全 ； 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 27 風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單 ； ，不存在過渡到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難 ，風(fēng)量調(diào)相對困難 。 礦井通風(fēng)方 法 主要通風(fēng)機的工作方 法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種 ， 通過對三種通風(fēng)方法 的 優(yōu)缺點 進行 比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件 （ 傾角 ， 煤層瓦斯含量，煤層埋藏深度 ） 等因素 。通風(fēng)系統(tǒng) 簡便 ， 風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理而且 滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特 殊要求。 ，膠帶井風(fēng)速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標準，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施且膠帶井不得兼作回風(fēng)井。 因而 ，必須周密 思考 ， 認真 設(shè)計， 以 求實現(xiàn)預(yù)期 的 效果， 其設(shè)計必須滿足 《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》 中 的 有關(guān)規(guī)定： 。) ≤35 機器重量 (t) 22 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 23 本設(shè)計選用 ZY9200/25/50D 液壓支架 主要參數(shù)如下如表 33 表 33 ZY9200/25/50D液壓支架 主要參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 中心距 (m) 支撐高度 (m) 支護寬度 (m) 支護強度 (MPa) 1 對底板比壓 (MPa) 適應(yīng)煤層傾角 (176。 采掘設(shè)備 設(shè)計選用 MG150/375W型采煤機 ， 其主要參數(shù)如下如表 32。 店考 煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力為 ，為中型井。煤層整體厚度均 一變化 。 以上 一二 三 采區(qū)煤層屬于 易自燃煤層，煤塵 具 有爆炸危險性。 二采區(qū)位于井田 北 部 ， 根據(jù)采區(qū)內(nèi)鉆孔資料，采區(qū)內(nèi)煤層平均厚度為 。 表 31 達到設(shè)計生產(chǎn)能力時采區(qū)工作面特征表 采區(qū)名稱 采煤工作面?zhèn)€數(shù) （個） 采煤工藝 煤層厚度 (m) 采高（ m） 長度(m） 年推進度 （ m） 生產(chǎn)能力（ kt/a） 一采區(qū) 1 綜采 3.4 170 1850 1223.30 采區(qū)煤炭運輸、輔助運輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng) 采煤工作面 (可彎曲刮板輸送機 )→ 膠帶 運輸 順槽 (可伸縮膠帶輸送機 )→ 膠帶運輸大巷 → 井底煤倉 → 主斜井 (強力帶式輸送機 )→ 地面 地面材料設(shè)備 → 副 立 井 → 井底車場 → 輔助運輸大巷 → 工作面回風(fēng)順槽 → 綜采 工作面 地面新鮮風(fēng)流 → 副 立 井（主斜井 )→ 井底車場、輔助運輸石門 (膠帶、輔運大巷 )→膠帶順槽 → 綜采工作面 (污 風(fēng) )→ 回風(fēng)順槽 → 回風(fēng)大巷 → 回風(fēng)石門 → 回風(fēng)立井 → 地面 工作面順槽 (小水泵 ) → 輔助運輸上山 (水溝 )→ 輔助運輸大巷 (水溝 )→ 井底車場巷道 (水倉 ) → 主排水泵房 (主排水泵 )→ 管子道及副立井 (排水管 )→ 井下水處理站調(diào)節(jié)池 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 采煤方法的合理性分析 一采區(qū)位于井田 西 南 部 ， 根據(jù)采區(qū)內(nèi)鉆孔資料 ， 采區(qū)內(nèi)煤層煤層平均厚度為。 A＝ 1 70＝ 掘進煤量可按回采煤量的 10％計則礦井年產(chǎn)量為 ，滿足礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 1200 kt/a 要求。 2）工作面年平均推進度 根據(jù)采煤機切割速度、 工作面長度、綜采工作面產(chǎn)量要求、開機率等計算，工作面年推進度 為 。 采煤工作面布置 根據(jù) 確定的井田開拓部署，結(jié)合礦井井型和工作面裝備水平， 本設(shè)計井下 布置一個綜采 工作面 和兩個掘進工作面，采掘比為 1:2。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 3 采區(qū)巷道布置及開采方法設(shè)計 采區(qū)巷道布置 采區(qū)巷道布置 采區(qū)下部車場 應(yīng)在 采區(qū)運輸石門接近煤層 的附近 開掘。 地面爆炸材料庫 使用 壁槽式 的 布置方法 ，庫房內(nèi) 安 設(shè)炸藥和雷管存放間 ， 庫房及通路均采用半圓拱斷面， 同時 設(shè)有防爆燈具照明，庫房內(nèi)設(shè)有與地面調(diào)度室的直通電話。 庫內(nèi)儲存各種爆炸材料的數(shù)量經(jīng)計算 ： 炸藥 2t，雷管 2021 發(fā)。 本 設(shè)計在運輸大巷和 回風(fēng) 大巷之間設(shè)置了采區(qū)變電所。其中 主要 運輸大巷斷面積為 m2，回風(fēng)大巷斷面積 m2，輔助 運輸 大巷斷面積 m2。 主要巷道 本煤礦設(shè) 計 三 條主要大巷，分別是： 主要 運輸大巷、回風(fēng)大巷、輔助 運輸 大巷 。） 0 90 90 井筒深度 389 387 360 井筒凈寬 (m) 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 采區(qū)劃分 該礦井全境 井田按開采水平均劃分了 3 個采區(qū) ， 根據(jù)井田開拓布置，礦井達到設(shè)計生產(chǎn)能力時布置一個 綜采工作面。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 18 表 22 井筒特征表 井筒名稱 主斜井 副 立 井 中央回風(fēng)立井 井口 標高 X（ m） + + + Y（ m） + + + Z（ m） + + + 用 途 提煤、進風(fēng) 人、 設(shè)備、物料 提升 及進風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 ST2500 —— —— 井筒傾角（ 176。 副立 井： 擔(dān)負全礦井人員提升任務(wù)、提升矸石、下放材料、設(shè)備等輔助提升任務(wù)，兼作進風(fēng)井。繪制三個井筒特征表如下 22。 綜合一 、 二方案 優(yōu)缺點 ， 本煤 礦井田開拓部署 選用方案 二。 方案 一缺 點： (3)主副 斜井井筒工程量相對較大 ； (4)井筒施工工期長 。 如下就以上兩種 井田開拓方案 進行 比較： 方案 一 優(yōu)點： (1)主斜井施工在施工技術(shù)、地面設(shè)施、井筒裝備等方面都比較簡單 ； (2)主副 斜井井口布置在選煤廠工業(yè)場地，生產(chǎn)系統(tǒng) 集中省能。 全井田按開采水平均劃分了 3 個采區(qū)，礦井通風(fēng)方式采用機械抽出式通風(fēng)，通風(fēng)山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17 系統(tǒng)采用中央并列式。 副立井凈直徑 ，凈斷面 ，井口標高 +，井底標高 +，垂深 ，裝備罐籠，擔(dān)負礦井重、大件設(shè)備及長材 料 下放等提升任務(wù) ，兼 作 礦井進風(fēng)井和安全出口。 主斜井：傾角 17176。礦井煤炭運輸采用膠帶輸送機運輸方式，輔助運輸采用軌道礦車運輸方式。各巷道中心線間距 35m，全井田按開采水平均劃分了 3 個采區(qū) ， 首采區(qū)為 一采區(qū) 。 中央回風(fēng)立井：凈直徑 ，凈斷面 ，井口標高 +，井底標高 +，垂深 ，擔(dān)負礦井的回風(fēng)任務(wù)，裝備梯子間，兼 作 礦井安全出口。 副斜井：傾角 17176。 主斜井：傾角 17176。 通過對以上因素的綜合考慮，最終 確定 本設(shè)計 井田采用 主 斜 副 立 混合 的 開拓方式。 井田開拓方案 影響礦井開拓部署的因素很多，如下做 出 簡單 的 列舉： 1)積極響應(yīng)有關(guān)煤炭工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)政策，努力做到多出煤、早出煤、出好煤、成本低、效率高的生產(chǎn)要求。 最終計算得： 礦井服務(wù)年限 為 56a。 經(jīng)過技術(shù)分析比較后，確定礦 井生產(chǎn)能力為 。則最終 該礦 井 設(shè)計可采 資源 儲量為 萬 噸 。各類煤柱 需滿足 《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》 中 的規(guī)定 ： 主要巷道兩側(cè)各留 35m、巷間煤柱 留 20m、采區(qū)邊界煤柱 留 20m。礦井設(shè)計可采資源儲量 的計算方法 為礦井設(shè)計資源儲量 減去工業(yè)場地、井筒、主要巷道等 地的 保護煤柱煤量后乘以 綜采 率得到的資源儲量 。計算公式： Q=S H D （ 21） 式中： Q—— 礦井設(shè)計 資源儲量 （ t）； S—— 塊段水平面積 ( 2m )； H—— 塊段平均厚度 (m)； D—— 煤層平均視密度 ( 3/mt )，取 3/mt 。 井田范圍 初步確定，并 由下列 5 個坐標點 連線圈定： 表 21 井田邊田拐點坐標表 緯 距（ X） 經(jīng) 距 （ Y） 1 X＝ Y＝ 2 X＝ Y＝ 3 X＝ Y＝ 4 X＝ Y＝ 5 X＝ Y＝ 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 儲量、設(shè)計能力 、 服務(wù)年限 及 工作制度 店考煤礦井田全境平均煤厚為 ， 塊段煤層水平投影面積 即井田有效面積為 m2（已除去區(qū)域內(nèi)兩塊陷落柱所占面積）。 礦井開拓系統(tǒng) 井田境界 本次設(shè)計的井田西北邊界屬自然邊界，并為煤層露 頭，其余邊界是根據(jù)服務(wù)年限和生產(chǎn)能力圈定的，故形狀較規(guī)則。自燃發(fā)火期為 6 個月。區(qū)內(nèi)煤層的煤化程度低，煤中絲質(zhì)組分含量高，存在著自燃的內(nèi)在因素?？刹擅簩油咚购浚?CH4 為～ ，平均 ； CO2為 0～ ml/g，平均 ml/g； N2為 ～ ml/g，平均 ml/g； C2C8為 0～ ml/g，平均 ml/g。底板為堅硬巖，間夾較堅硬巖 ,巖體穩(wěn)定。 礦井主要災(zāi)害因素及安全條件 煤層直接頂板北西部以煌斑巖為主，砂巖次之，東南部則以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，底板北西部以煌斑巖、泥巖為主，粘土巖、砂質(zhì)泥巖次之，東南部則以砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，泥巖次之。煤層因煌斑巖侵入受接觸變質(zhì)作用的影響，煤層在接觸帶上下盤常 常伴 有矽化 現(xiàn)象 ，致使煤層 從本質(zhì)上發(fā)生變化，色澤、光澤變暗，硬度增大，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變的模糊 ，內(nèi)生裂隙、外生裂隙相互交錯，方解石脈體充填。煤巖組分以亮煤、半亮煤為主，暗煤少量。 現(xiàn) 主要開發(fā)上煤系大同組的煤。 XL2：位于 井田西南角， 長軸方向近 南北 向，長 350m,寬 270m，面積約 87920m2，落差約 30～ 80m。這一特征在煤層底板等高線圖上反映清淅。 井田中經(jīng)本次勘探經(jīng)綜合研究發(fā)現(xiàn)陷落柱有 2 個。其形成于中生代燕山期，在竹林寺 —— 小站段，北東（上）盤集寧群麻粒巖逆沖到侏羅系云岡組之上，并使云岡組地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，推測斷距大于 1500m。總體走向 NW320176。左右，該斷裂形成于中生代燕山運動，形成時鵝毛口村北、南東上盤集寧群麻粒巖仰沖到寒武、奧陶、石炭、二疊及侏羅系地層之上，斷距達 1500～ 2021m。傾向南東。井田內(nèi) 構(gòu)造受區(qū)域應(yīng)力場所制約， 表現(xiàn)為兩期，燕山運動構(gòu)造應(yīng)力場為由北西、南東方向擠壓，形成大同向斜，喜馬拉雅運動構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生 很 大變化，主要受右旋剪切拉張作用，使原先形成的壓性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿?，其表現(xiàn)形式為以小型褶皺構(gòu)造為主， 以 斷裂構(gòu)造及煤層陷落柱 為輔 。～ 5176。～ 10176?！?100176?！?190176。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9 表 12 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟指標表 序號 項目名稱 單 位 指 標 備注 1 礦井設(shè)計生產(chǎn) 能力 萬 t 120 2 年產(chǎn)量 萬 t 3 日產(chǎn)量 t 3706 4 礦井服務(wù)年限 年 56 5 礦井設(shè)計工作制度 三八 制 6 年工作天數(shù) d 330 7 日工作班數(shù) 班 3 二 班出煤 8 煤質(zhì) 半亮煤和半暗煤 9 工業(yè)儲量 萬 t 10 可采儲量 萬 t 12 可采煤層 平均 厚度 m 13 煤層傾角 度 0~10 14 煤的容重 t/m3 17 井田面積 km2 19 回采 工作面長度 m 170 21 采煤方法 長壁采煤法 22 頂板管理方法 全部跨落法 23 采煤機械 滾筒采煤機 24 工作面支架形式 液壓支架 25 工作面運輸機械 刮板輸送機 26 順槽運煤機械 皮帶 1000mm 27 大巷運煤 皮帶 1000mm 28 掘進工作面?zhèn)€數(shù) 個 2 29 職工在籍總?cè)藬?shù) 人 570 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 表 13 勞動定員匯總表 序號 工種 出勤人數(shù) 在 崗 系數(shù) 在 崗 人數(shù)