【正文】 所以選用一個合理的斜長是很重要的。 2)要有合理的區(qū)段數(shù) 為保證采區(qū)正常的生產(chǎn)和接替，就需要有合理的區(qū)段數(shù)目，它從另一個側(cè)面反映了階段斜長的要求。所以， 階段的斜長有所加長。需考慮以下因素： (1)煤的運輸 開采近水平煤層的礦井，采用采區(qū)上山準備時，可以采用絞車牽引礦車，或者采無極繩絞車牽引 (2)輔助運輸 輔助運輸采用絞車時，由于井下運輸、安裝不方便，所以一般絞車的直徑一般不大于 。 400m=144000 2m ，長邊與煤層走向垂直。工業(yè)廣場形狀為矩形，其尺寸為：長179。依據(jù)《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的決定（試行）》之規(guī)定：井型在 120~180 萬 t/a，占地面積標準為 公頃 /10 萬 t。 結(jié)合第四章風井的布置情況，本設(shè)計中設(shè)主副井各一個，風井三個。不僅要考慮有利 于第一水平，還應兼顧其他水平，適當考慮筒延伸的影響。 另外，井口標高應高于歷年的最高洪水位；還要考慮風向的影響，防止污染。為了便于地面系統(tǒng)之間互相 聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。 （ 4）井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。 （ 2）為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 煤層。 2)有利于礦井初期開采 選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。應盡量避免井筒偏于一側(cè) ，造成單翼開采的不利局面。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇?？紤]到 紅衛(wèi)三礦 井田范圍較大，礦井通風方式經(jīng)過比較后確定為兩翼對角式通風，后期為混合式通風（具體比較情況見第九章），在井田西翼和東翼各掘一個風井，即西風井和東風井，每個風井均安裝梯子間，作為回風井并兼作安全 出口。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井開拓，一水平開采 本礦井采用一對立井開拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設(shè)備、材料，且兼作進風井。 綜合以上因素并結(jié)合 紅衛(wèi)三 礦的實際情況，確定井筒的形式為立井。表土層中含有流沙層。表土層薄，無流沙層 傾角較小，地形復雜 優(yōu)點 井身短，通過井筒 的各種管線長度小，提升速度快，機械化程度高，對輔助提升有利，人員提升快；井筒斷面大，通風阻力 小；生產(chǎn)經(jīng)營費用低，有利于井筒維護，適應性強，技術(shù)可靠，不受煤層瓦斯煤層等限制 開拓部署能適應產(chǎn)量大、生產(chǎn)集中的要求，主斜井不受長度限制，井筒裝備及井底車場，地面設(shè)施簡單；施工簡單，掘進快，初期投資少，延伸方便，安全出口好 最簡單的開拓方式，技術(shù)、經(jīng)濟最有利，主運輸環(huán)節(jié)少，設(shè)備少，地面工業(yè)廣場簡單，水可自流，無水倉施工條件好，掘進速度快 缺點 井筒施工復雜，裝備復雜，其建井投資大，井筒延伸困難 井身長，通過井筒各種管線長，生產(chǎn)經(jīng)營費較高，維護難，串車提升能力小，對地質(zhì)條件適應性差 對井田地質(zhì)構(gòu)造和自然條件有一定限制 適用條件 生產(chǎn)能力大，煤層埋藏深，表土層厚 水文條件復雜 ,開 采煤層不受條件限制，凡不適合斜井、平硐、綜合方式時均可采用立井開拓 地質(zhì)構(gòu)造簡單井田走向較短 山嶺、丘陵、溝谷地區(qū)煤層埋于山中 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 由于立井開拓的適應性較強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；在采深相同的條件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利；井筒的斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風 量的的要求，且阻力小，對深井更為有利；當表土層為富含水的沖積層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。 井筒形式、數(shù)目和位置的確定： 一般情況下，井筒的開拓方式有立井、斜井和平峒三種。 設(shè)備供應情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 。 ，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。在解決開拓問題時，應遵循下列原則： ，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。 、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； ； ； ，做好開采水平的接替； 、深部開拓及技術(shù)改造； 、運輸及供電系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較，才能確定。 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入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井采用兩翼對角式通風，通風線路短，阻力小，可以滿足通風需要。大巷輔助運輸采用礦車運輸，運輸方便靈活， 能滿足要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到到上下山膠帶輸送機進入采區(qū)煤倉，然后在大巷裝車經(jīng)礦車運到井底煤倉，再經(jīng)主立井箕斗提升至地面，提升能力大，自動化程度高。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面，”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采工作面保產(chǎn)。 600 及以上 80 40 300500 70 35 120240 60 30 25 20 4590 50 25 20 15 930 各省自定 井型校核 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：。 ~45176。 表 26 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè) 計服務年限 礦井設(shè)計 生產(chǎn)能力 （萬 t/a） 礦井設(shè)計服務年限（ a） 第一水平服務年限（ a） 煤層傾角 25176。 礦 井可采儲量 Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力 A、 礦井服務年限 T 三者之間的關(guān)系為： kZT Ak? ? （ 24） 式中 : T——礦井服務年限， a； Zk——礦井可采儲量， 萬 t； A——設(shè)計生產(chǎn)能力 ,萬 t； K——礦井儲量備用系數(shù)，取 ； 則，礦井服務年限為： T=179。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 確定 紅衛(wèi)三礦 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 120 萬 t/a。 (5)在設(shè)備相同，工程量相仿的情況下，礦井生產(chǎn)能力越大，生產(chǎn)效率越高，礦井的綜合效益越好，但是受煤層厚度限制，太大的礦井恐不易達產(chǎn)。 表 25 我國各類礦井井田走向長度表 礦井井型 小型礦井 中型礦井 大型礦井 井田走向長度 (km) 不小于 不小于 不小于 (3)本井田煤層埋藏較深，所施工的井筒較長 ，因此，滿足施工要求及裝備布置需要井筒斷面不宜過小，故井筒基建費用增加。理由如下： (1）本井田主采煤層煤層厚度較厚， 5 煤平均在 米左右，而且地質(zhì)水文條件也比較簡單。 表 24 我國煤礦礦井井型分類表 井型 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，（萬 t/年） 大型礦井 1 150、 180、 300、 400、 500 及以上 中型礦井 4 60、 90 小型礦井 1 2 30 根據(jù)本井田煤層賦存情況、井田水文地質(zhì)情況及我國煤礦礦井井型分類表，特提出礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 90 萬 t、 120 萬 t、 150 萬 t 三個方案，并對三個方案作比較論證。地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層厚度變化不大，適宜綜合機械化開采。冒落高度大于煤厚的 倍。左右，其中主要 5 煤層有開采價值，可采范圍內(nèi) 5煤平均厚度 米左右，本設(shè)計主要對 5 煤進行具體設(shè)計。 2)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 元寶山 井田儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層少，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進，煤質(zhì)為貧煤、瘦煤，市場需求量大，經(jīng)濟效益好，宜建大型礦井。條件好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模 。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： (1)資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為 14 小時。 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間 14 小時。 則，礦井設(shè)計可采儲量： Zk= （ ）179。 表 23 保護煤柱損失量 煤柱類型 儲量（萬 t） 井田邊界保護煤柱 斷層保護煤柱 工業(yè)廣場保護煤柱 大巷保護煤柱 井筒保護煤柱 0 防水煤柱 合計 3．礦井可采儲量計算 礦井可采儲量是礦井設(shè)計的可以采出的儲量，可按下式計算： Zk = （ ZgP）179。 取防水煤柱垂直高度為 45m，其傾斜長度平均為 200m。 導水裂隙帶的高度由下式確定： H=100Σ M/（ M+）177。 ＝ 萬 t （ 5）井筒保護煤柱 主、副井井筒保護煤柱在工業(yè)廣場保護煤柱范圍內(nèi)，故主、副井的井筒保護煤柱損失量為 0，風井井筒保護煤柱為 20m，則風井井筒保護煤柱布置在防水煤柱之內(nèi)，故風井的井筒保護煤柱損失量為 0。 2179。以大巷中心為基點，大巷兩側(cè)的保護煤柱寬度各為 30m，則大巷保護煤柱損失量為： Q 大巷 179。 179。所以此梯形的面積為： S＝（ +797）179。 75176。 75176。 工業(yè)廣場保護煤柱如圖 表 22 工業(yè)廣場煤層賦存情況 煤層標高 m 煤層傾角 煤層厚度m 表土層厚度 m θ δ β γ 330 10176。煤層傾角10176。寬 =390179。又根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》之規(guī)定，工業(yè)廣場屬二級保護 ，其圍護帶寬度為 15m。 ＝ 萬 t （ 3）工業(yè)廣場保護煤柱 本設(shè)計礦井井型為 120 萬 t。 2179。 斷層煤柱留設(shè) 30m寬，則斷層保護煤柱損失量為： Q 斷層＝ 1950179。則井田邊界保護煤柱損失量為： Q 邊界＝ 20176。 a39。d39。45176。45176。45176。45176。； （ 3）維護帶寬度：風井場地 20m,村 莊 10m,其他 15m； （ 4）斷層煤柱寬度 30m； （ 5）井田境界煤柱寬度為 20m； （ 6）露頭為 50m； （ 7）表土平均厚度為 100m； （ 8）工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標見表 21。、δ 75176。巖層移動角為β 65176。 = 萬 t 1)安全煤柱留設(shè)原則 （ 1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱； （ 2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。 179。 5 煤層的平均厚度 米，煤層平均傾角為 10176。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 經(jīng) CAD 查詢并計算得知井田面積為 28800000 2m （即 N179。γ /cos 2? （ 21） 式中 Zg—— 礦井工業(yè)儲量，萬 t； S —— 每個經(jīng)緯網(wǎng)方格的面積， 2m ； N1—— 第一部分煤層傾角較小部分面積， 2m ； N2—— 第二部分煤層傾角較大部分面積， 2m ； M—— 煤層平均厚度； γ —— 煤的平均容重， t/ 3m ； 1? —— 第一部分煤層平均傾角，176。 S179。 M179。 礦井工業(yè)儲量的計算公式如下： Zg = N1179。硫份大于 3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量； 4)儲量計算厚度：夾石厚度 不大于 時，與煤分層合并計算，復雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的 50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度； 5)井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。 =( 2km ) 1)根據(jù)元寶山井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算； 2)依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動力用煤的標準：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為 ，原煤灰分不大于 40%。平均為 10176。 井田的走向最大長度為 ，最小長度為 ，井田傾斜方向的最大長度為，最小長度為 ，煤層的傾角最大為 41176。 4 號煤層局部可采。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 表 15 巖石物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計表 類別 巖性 數(shù)值 比重g/cm3 天然容重g/cm3 含水率 % 孔隙率 % 抗壓 強度kg/cm2 f 備注 風化帶 砂巖 最大 風化帶位于第四系與基巖界面以下