【正文】 采區(qū) 采區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，煤層傾角約 ?13 ，礦井走向長度不大，采用采區(qū)式開采更有利于煤礦的開采。 地表情況 各采區(qū)范圍對(duì)應(yīng)地面均沒有村莊，以山丘、洼地為主。井田中央沿南北走向貫穿整個(gè)井田有一個(gè)相對(duì)平緩的褶曲。 第 5 章 準(zhǔn)備方式 —— 采區(qū)巷道布置 35 地質(zhì)構(gòu)造 井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層整體呈北高南低的單斜構(gòu)造。 水文地質(zhì) 底板水是礦井水的主要組成部分，直接充水含水層與煤層之間有較穩(wěn)定隔水層，且隔水性能良好。 老頂為大占砂巖，平均厚 16m。二 1 煤層煤塵爆炸性指數(shù)為 %，有煤塵爆炸性危險(xiǎn)；煤層自燃等級(jí)為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。煤中揉皺構(gòu)造及鏡面發(fā)育。斷面圖如下：河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 第五章 準(zhǔn)備方式 —— 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 采區(qū)位置 設(shè)計(jì)首采區(qū)位置位于井田東翼，大巷北部。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 井筒斷面如圖 井筒特征 井型 井筒直徑 5m 井深 55m 凈斷面積 2m 掘進(jìn)斷面 2m 第 4 章 井田開拓 33 井底車場硐室 井底車場硐室主要有井底換裝站、井底煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫井底清理巷、水倉、調(diào)度室、等候室、機(jī)頭銅室聯(lián)絡(luò)巷等。井筒 斷面如圖 第 4 章 井田開拓 31 井筒特征 井型 井筒直徑 6m 井深 288m 凈斷面積 2m 掘進(jìn)斷面 2m 風(fēng)井 風(fēng)井位于井田中央，井筒直徑為 5m。井筒斷面如圖 方案 方案 3 方案 2 基建費(fèi) /萬元 立井開鑿 主暗斜井 開鑿 立井開鑿 石門開鑿 副暗斜井開鑿 石門開鑿 井底車場 上下斜井車場 井底車場 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) /萬元 立井提升 暗斜井提升 立井提升 石門運(yùn)輸 立井提升 石門運(yùn)輸 立井排水 排水（斜、立井） 立井排水 小計(jì) 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 百分率 % 百分率 100% 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 井筒特征 井型 井筒直徑 5m 井深 308m 凈斷面積 2m 掘進(jìn)斷面 2m 副井 位于礦井工業(yè)場地，井筒內(nèi)裝備有一對(duì)型號(hào)為 GDG1/4/2/4K 的雙層四車加寬罐籠。箕斗名義載重 12t。井筒內(nèi)裝備有一對(duì)型號(hào)為 JDG12/110179。 礦井基本巷道 井筒 礦井共有三個(gè)井筒，分別為主井、副井、風(fēng)井。方案 1 的提升、排水工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案 2 中未計(jì)入暗斜井上、下部車場的石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案 1 在通風(fēng)方面優(yōu)于方案 2，所以決定選用方案 2。粗略估算結(jié)果如表 36所列。第 2 方案則多開暗斜井井筒 (傾角 ?13 ,2X625 m)和暗斜井的上、下部車場，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)用。 兩方案對(duì)比，第 1 方案需多開立井井筒 ((2 179。 第 4 章 井田開拓 27 方案 1和方案 2的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井延深還是直接延深立井。 考慮兩 種井筒延深方案，一是直接延深，二是暗斜井延深。上階段運(yùn)輸大巷留作下階段回風(fēng) 采區(qū)采用集中巖石上山聯(lián)合準(zhǔn)備，井田一翼的中央采區(qū)上山布置在距 m‘煤層底板 30m 以下的砂巖中，并在采后加以維護(hù)，留作下階段的總回風(fēng)通道及安全階段劃分?jǐn)?shù)目 階段斜長/m 水平垂高/m 水 平 實(shí)際出煤 /萬 t 服務(wù)年限 /a 區(qū)段數(shù)目 /個(gè) 區(qū)段斜長/m 區(qū)段采出煤量 /萬 t 水平 采區(qū) 2 1055 250 6 176 1147 250 6 191 3 958 230 5 192 671 135 4 168 573 135 3 191 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 出口，其余采區(qū)上山位于距 m。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷布置于 m1 煤層底板下垂距為 30 m 的厚層砂巖內(nèi)。 (6)區(qū)段采出煤量 ①兩階段、兩水平方案 第 4 章 井田開拓 25 第一個(gè)水平 2 個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 6個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 第二個(gè)水平 2 個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 6個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : ② 三階段、三水平方案 : 一水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 5個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 二水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 4個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 三水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 3個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 井田內(nèi)所劃定階段的主要參數(shù)如表所列。 二水平劃分為 4個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長為： 671/4 =168 m。 第二個(gè)階段區(qū)段斜長為 1147/6=191m。 二水平采區(qū) :, 三水平采區(qū)： 。 兩階段、兩水平方案中的采區(qū)服務(wù)年限 : 第一階段 , 第二階段 。 第二水平： *1147/2202= ②三階段、三水平方案 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第一水平 :*958/2202=29 .9a。 第三階段 *573/2202=1932 萬 t。 (2)開采水平實(shí)際出煤量 ①兩階段、兩水平方案 第一階段為 :*1055/2202= 萬 t 第二階段為 :*1147/2202= 萬 t ②三階段、三水平方案 第一階段 :*958/2202= 3230 萬 t。 (1)水平垂高 ①兩階段、兩水平： 250 m， 250m。這樣，階段劃分和開采水平設(shè)置有兩個(gè)方案， 一是井田劃分為兩個(gè)階段，設(shè)置兩個(gè)開采水平 。因井田內(nèi)瓦斯和涌水量均較大 。階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備方式，每個(gè)階段沿走向劃分為 2 個(gè)走向長 1 500 m 的采區(qū)，采區(qū)劃分為若干區(qū)段。 這樣，井田需要開鑿主立井、副立井和回風(fēng)井三個(gè)井筒。 50%=（ Mt） 四、開拓方案及技術(shù)比較 由于本井田地形平坦，不存在平硐開拓條件，表土較厚且有流沙層，斜井施工困難，所以，確定采用立井開拓 (主井裝備箕斗提升煤炭 )，并按流沙層較薄、井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則，確定井筒位于井田走向中部流沙層較薄處。 K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 AKZT k? 式中 T—— 礦井服務(wù)年限， a。 75%=(Mt) 式中 P—— 永久煤柱損失 。 5%=(Mt) kZ =( gZ － P）179。 =（ Mt） kZ 永久煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的 5%計(jì)算 : P= gZ 179。 二、儲(chǔ)量計(jì)算 gZ gZ =179。 二 1 煤層瓦斯相對(duì)涌出量為 ～， d， 為低瓦斯礦井 。 方案比較 井田概況 該 區(qū)為低山丘陵及半掩蓋區(qū)，溝谷發(fā)育，地面高程 244～ 320m，相對(duì)高差 76m，局部基巖出露，地勢大致為西高東低。主副井均位于井田中央，凈斷面分別為 5m、 6m。故礦井開拓大巷布置在巖層中，留煤柱護(hù)巷。各采區(qū)走向長度約2200m。將井田劃分為兩個(gè)水平，各水平垂高 250m，傾斜長度約 1000m。 井筒坐標(biāo) 主井 x=3802952 y=3840921 z=302 副井 x=3802841 y=3841047 z=302 風(fēng)井 x=3802301 y=3842261 z=313 工業(yè)場地位置 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西翼中部。 井筒位置的確定原則 : ①有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少； ②有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 ③井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； ④井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； ⑤工業(yè)場地應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； ⑥ 工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤； ⑦距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 本礦井煤層傾角小，平均 ?13 ，為緩傾斜煤層； 表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量??；井筒不需要特殊施工，因此可采用立井開拓。 立并開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同 的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。缺點(diǎn)是：斜井井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限 。施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要 。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài) . （ 5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水 平和設(shè)備供應(yīng)情況 .并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)城化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 （ 3）合理開發(fā)國家資源 .減少煤炭投失。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： （ 1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資加快礦井建設(shè)。 （ 6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 （ 4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。 （ 2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置。合理的開拓方式需要要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。 我國各類礦井的新建礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 / 1at ??M 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 /a 第一開采水平服務(wù)年限 /a 煤層傾角 ?25 煤層傾角?25 ~ ?45 煤層傾角 ?45 以上 70 35 － － ~ 60 30 － － ~ 50 25 20 15 ~ 40 20 15 15 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第四章 井田開拓 井田開拓的基本問題 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦并提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)178。礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，一水平各采區(qū)上部布置一個(gè)風(fēng)井，以滿足通風(fēng)需要。副井運(yùn)輸采用罐籠下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。工作面生產(chǎn)的原煤區(qū)段運(yùn)輸巷膠帶輸送機(jī)到運(yùn)輸上山交代輸送機(jī)到采區(qū)煤倉，經(jīng)大巷礦車運(yùn)輸至井底煤倉。 (2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核。井田內(nèi)二 1 號(hào)煤層平均 10m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定 .厚度變化不大。 則礦井服務(wù)年限為： T=(*)= 一水平服務(wù)年限為： T=(*)= 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 kZ —— 礦井可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt。 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 該井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角小，厚河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無煙煤，交通運(yùn)輸便利，市場需求量大，宜建中型礦井。 (3)國家需求：對(duì)國家煤炭需求址 (包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)址量等 )的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模 。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定 :礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、回采對(duì)煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。 =（ Mt） 第 3 章 礦井工作制度、設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 15 第三章 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作