【正文】 井底車場形式的選擇 與井筒形式、井型大小，井筒與大巷的距離，空間相對位置、運中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計。 （ 4）井筒斷面圖 主井井筒斷面圖和斷面特征分別見圖 24 和表 27，副井斷面圖和斷面特征分別見圖25 和表 28，風井斷面圖和斷面特征分別見圖 26 和表 29。副井內除裝備罐籠外，還設有梯子間作為安全出口，并設有管子道、電纜道等設備。 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內裝備一對 3t 雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設備、矸石等。主井主要用于提升煤炭。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 19 頁 （ 1）主井： 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積 ，井筒內裝備 兩 對 12t 箕斗，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護方式 ，厚 450 毫米 。 礦井基本巷道 1）井筒 礦井共有三個井筒，分別為主立井、副立井、中央風井。m 1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元 斜井開 拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大，管線長度大。 方案一、二主井井筒形式不同。具體見圖 23。 圖 22 開拓方案一示意圖 方案二：主斜副立單水平開拓 斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。 5）礦井開拓方案比較 井田開拓方案比較 結合本礦實際提出以下兩種開拓方案： 方 案一：立井單水平開拓 主、副井筒均采用立井。 4）主要開拓巷道 本設計礦井賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大。兩個階段劃分為：第一階段從煤層露頭線～ 550m，第二階段從 550m 至井田深部邊界。為緩傾斜煤層，傾斜長為 ～ 。而近水平煤層有時用一個水平開采幾個階段。階段斜長在一定程度上受采區(qū)斜長控制。井田開拓設計著重于選擇開采水平的標高，使其貫穿全部煤層，有利于開采。 設計時，井田沿煤層傾斜劃分階段數量多少，主要取決于井田傾斜長度和階段高度 的尺寸大小 。在技術上 由于將井田劃分為階段不僅減少了人員、材料、煤炭的反向提升，也有效地解決了采區(qū) 傾斜運輸存在的實際困難。 3）開采水平確定 傾斜、急傾斜煤層的開采 總是由淺入深按預先劃分的階段逐漸向深部發(fā)展，初期工 程量少、建設快，可以迅速投產發(fā)揮生產效果。所以在井田中部設置一對主、副立井，間距為 50m。 根據工業(yè)場地占地面積指標（表 23），本礦井的實際情況，本煤礦將工業(yè)廣場布置在煤田的儲量中央位置，井筒設置在煤田中部地區(qū)。 為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田東部邊界附近。中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 根據相關水文資料，確定井筒地面標高為＋ 。但從煤礦生產均衡、通風來看，選擇在中下部比較合理。井硐沿井田傾斜方向的有利位置要求煤柱損失少。 礦區(qū)設置井筒時，井筒沿礦區(qū)有力的位置應在礦區(qū)中央。蘆嶺煤礦表土層厚 26m，煤層賦存深（下界為 800m），礦區(qū)產量大（ 240 萬 T/A），走向較傾斜長（西北到東南約 ，傾斜寬 km），故立井開拓是最佳井硐形式。 采用斜井開拓，與立井相比，對于一樣的開采深度，斜井的井筒要長，沿井筒鋪設管路、電纜及其它線路的長度較大，采用絞車提升的比較慢，對 240 萬噸 /年的大型礦井來說，副井的提升能力也不能滿足；另外，斜井井筒的維護也比較困難，而且維護量大，保護煤柱的損失也比立井的大；采用斜井開拓，通風路線長，阻力大，不利于瓦斯的排出。 立井開拓立井井筒短，提升速度快，提升能力大，有利于輔助提升，不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在開采深度相同的的條件下 ,；井筒斷面積大，可滿足煤與瓦斯突出礦井、高瓦斯礦井需風量的要求，而且通風阻力小，對深井開拓極為有利；當表土層為流沙層或含水層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質構造和煤層產狀均較為復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產狀的煤層。缺點是：在同樣難過的地質條件下，斜井的井筒較長，導致通風路線，運輸路線都同樣的增加，同時井筒的維護費用也相應的增加，施工技術復雜，價格高。 平硐開拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存在較高的山嶺、溝壑地區(qū)，而且有利于布置工業(yè)場地，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求時才能采用。一般情況下，平硐開拓是最簡單最有利的方式，斜井次之，立井最復雜。 45176。 25176。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需要認真研究： (1)確定井筒的形式、數目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； (2)合理確定開采水平的數目和位置； (3)布置大巷和井底車場； (4)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； (5)進行礦井開拓延伸，深部開拓及技術改造； (6)合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。 井田開拓 井田開拓的基本問題 1） 井田開拓方式的選擇 地質條件對開采方式的影響 影響設計礦井開拓方式的主要因素包括精查地質報告、 所確定的煤層自然產狀、構造要素、頂底板條件、沖積層結構、地形以及水文地質條件等。 表 23 不同礦井設計生產能力時礦井服務年限 本設計井田可采儲量為 ，設計生產能力為 2400000t，儲量備用系數取 ，代入式（ 23），可得 T＝ Zk/（ A K） ＝ （ ） ＝ 63（年） 符合《規(guī)范》中設計生產能力為 ～ 少于 50年的要求， 不同礦井設計生產能力時礦井服務年限 見表 23。采用“三八制”其中兩生產，一班檢修，每班工作 8h，日凈提升 16h。 62176。 70176。） 17176。） γ （176。） 煤層厚度（ m） φ （176。 查得該設計礦井的地質條件及沖積層和基巖移動角值如表 。 2）保護煤柱儲量損失計算 工業(yè)廣場保護煤柱 查《煤礦礦井設計手冊》工業(yè)廣場占地指標，見表 21所示。 在礦井開采過程中，實際能夠采出的煤只是工業(yè)儲量的一部分，能夠采出的這部分儲量稱為可采儲量。井田的水平面積為 m2 ,平均密度為 。 井田儲量應分煤層計算，計算公式為 ZG=S γ H （ 21） 式中 ZG— 井田工業(yè)儲量， Mt； S— 煤層面積， m2； H— 煤層厚度， m； γ — 計算煤層煤的密度， t/m3。 9煤層位于下石盒子組下部，較穩(wěn)定煤層。 3煤層、 4煤層、 5煤層、 6煤層為薄煤層，無 經濟可采儲量。礦井范圍由采礦許可證 29 個拐點圈定，經淮煤地 [1998]300 號文批準，東以 F32 斷層為界，西以補 13線和 67 線為界與朱仙莊煤礦相鄰 ,煤層上部 以 10 煤層露頭為界， 下 部以 8 煤層 800m等高線為界，走向長約 ，傾斜寬 ， 井田 面積 。 根據本井田的含水層特征及對礦井安全生產的威脅程度、防治水的難易程度等綜合分析，本井田的水文地質條件綜合評定為復雜型。煤系地層含水層以裂隙、孔隙含水為特征，含水性不均 ,變化較大。 蘆嶺煤礦為新地層覆蓋的隱伏礦床。 綜上所述，淮北煤田是被新生界松散層所覆蓋的全隱伏型煤田。 突水點的水量變化一般是開始較大，后逐漸減小。 淮北煤田濉肖礦區(qū)各礦正常涌水量為 100～ 300m3/h，其它礦區(qū)各礦正常涌現水量為200～ 500m3/h，礦坑直接充水水源為煤層頂底板裂隙含水層，出水點水量大小與構造裂隙發(fā)育程度和補給水源有密切關系，只要沒有富水含水層補給，一般水量呈衰減趨勢，礦井初期開采時水量增長較快，投產幾年以后，涌水量漸趨穩(wěn)定，甚至降低，以后隨采區(qū)接替和開采水平延深，礦井涌水量只是有少量增長。它們都屬季節(jié)性河流，河水受大氣降水控制，雨季各河水位上漲，流量突增；枯水期間河水流量減小甚至干涸。地勢總體上由西北向東南微微傾斜。除肖縣、濉溪、宿縣北部有震旦、寒武、奧陶系巖層出露形成剝蝕殘丘低山外，絕大部分地區(qū)被第四、第三系松散層覆蓋，形成平原地形。沿走向變化不大，向深部略減； 8 煤層揮發(fā)分產率一般 30～ 31%，向深部略增； 7 煤層揮發(fā)分產率一般 36%左右，向西部偏高，傾向上變化不大； 6 煤層揮發(fā)分產率一般為 33～ 36%，個別達 42%； 5 煤層揮發(fā)分產率一般為 34%左右，變化不大； 4 煤層揮發(fā)分產率一般在 %左右； 3 煤層揮發(fā)分產率 ％左右。 （ 2）揮發(fā)分（ Vdaf） 因沒有 850℃與 900℃揮發(fā)分產率相對應的數據資料，故本次仍采用 99 報告中 Vdaf值（表 16）。 各煤層硫含量較高的煤層測試樣中以無機硫含量為主，經洗選后，精煤硫含量明顯下降。 5 煤層硫分均小于 %。 本礦井可采煤層除 3 煤層之外均屬特低硫煤，其硫含量平均值多在 %～ %之間。 4 煤層灰分以中灰分為主，次為富灰，個別高灰分，一般 20～ 24％，平均 ％。 6 煤層灰分以富灰為主，次為中灰分，一般 25～ 27%。 7 煤層灰分為中富灰分，井田中西部以中灰分為主，富灰次之，一般 18～ 24％。 8 煤層灰分為中灰為主，平均為 18％，少數為富灰或低灰，沿走向上呈中部高兩側低的變化，以東部采區(qū)為最低。各可采煤層灰分分布特征如下： 10 煤層井田西部以低灰為主 ,一般為 11～ 14%，次為中灰，少數為特化灰；井田中部主要為中低灰，一般在 15%左右，部分為富灰；井田東部以低灰為主 ,一般在 5～ 16%,次為中灰 ,個別為富灰。各煤層精煤灰分產率大大低于原煤，平均多在 6%～ 12%之間。 表 15 煤層有害組分統(tǒng)計表 煤 層 Mad(%) (%) (%) Pd(%) 3 原煤 (28) (28) (19) (8) 精煤 (22) (22) 109(15) (1) 4 原煤 (36) (35) (25) (6) 精煤 (30) (30) (13) (1) 5 原煤 (32) (31) (26) (6) 精煤 (29) (29) (13) (1) 6 原煤 (18) (17) (11) (6) 精煤 (14) (14) (4) 7 原煤 (58) (57) (45) (13) 精煤 (52) (52) (37) (1) 8 原煤 (115) (115) (86) (36) 精煤 (112) (112) (45) (7) 9 原煤 (74) (74) (59) (22) 精煤 (71) (71) (37) (6) 10 原煤 (103) (103) (77) (19) 精煤 (96) (96) (44) (4) 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 各煤層總體上屬中灰分煤，其灰分產率平均值多在 14%～ 16%之間，其中 10 煤層原煤灰分最低，灰分產率在 ～ %之間，平均為 %。 2）化學性質 （ 1）有害組分 各煤層原煤水分含量相差不大，平均值多在 %%之間。 無機組分以粘土碎屑和侵染于有機質組分的粘土為主，黃鐵礦和透明礦物次之。 煤系中以 8 煤層和 5 煤層的鏡質組含量為少，半絲炭含量相對增高； 6 煤層、 5 煤層和 3 煤層的角質組含量相對較高。絲炭化物質以半絲質組為主，常以塊狀、條帶狀及碎片分布，尤以 8 煤層中部及 9 煤層較為破碎。 鏡下鑒定，各主要煤層均以鏡質組為主，約占 ～ %，惰性組次 之約占 ～%左右，穩(wěn)定組約占 ～ ％。宏觀煤巖類型屬半暗～半亮型煤。 10 煤層呈薄塊狀 ,質較硬； 8煤層受構造應力作用 ,垂向上出現幾個軟分層 ,與硬分層相間分布； 9 煤層呈粉末狀或鱗片狀 ,煤質較松軟 ,顏色一般為黑褐色 ,具油脂光澤 ,內生裂隙發(fā)育中等 ,具條帶狀和線理狀結構。 8 煤層沿走向上呈東部厚、 ??一采區(qū)薄、 ??二、 ??四采區(qū)厚 ,六、八采區(qū)相對薄的變化；沿傾向上呈淺部厚、深部薄的變化趨勢，尤其是 ??一采區(qū)，向深部變薄趨勢最為明顯， ??814－ 1（ 12－ 10＃ ）機巷約 30m段 8 煤厚度僅 。 8 煤頂板主要為泥巖，細砂巖次之，局部為粉砂巖或中砂巖，部分地段有炭質泥巖偽頂，為薄層狀砂質泥巖或泥巖，局部為細砂巖；常見植物葉片化石碎片。通過全層選點計算， Km 值為 1，γ 值為 %，為穩(wěn)定煤層。煤層結構較復雜，含夾矸 12層，全區(qū)有 7 個鉆孔見夾矸，單層夾矸 ，平均 ，分布在井田中部。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 表 1－ 4 可 采