【正文】 （。的薄及中厚煤層。走向長壁采煤法的適用條件：是否布置成走向長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質(zhì)構(gòu)造特點，著重于斷層的分布規(guī)律并保證工作面有足夠的連續(xù)推進長度，具體有下列幾個方面：（1）目前的設(shè)備條件，走向長壁采煤法主要適用于傾角在8186。（6） 技術(shù)經(jīng)濟效果比較顯著。（4） 通風(fēng)路線短，風(fēng)流方向轉(zhuǎn)著變化少，同時使巷道交岔點和風(fēng)橋等通風(fēng)構(gòu)筑物也相應(yīng)減少。工作面出煤經(jīng)分帶斜巷運輸直達運輸大巷，運輸環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單。當(dāng)井底車場和少量的大巷工程完畢后，就可以很快地準備出采煤工作面投入生產(chǎn)。傾斜長壁采煤法的評價：采用傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有以下優(yōu)點：（1） 巷道布置簡單，巷道掘進和維護費用低、投產(chǎn)快。當(dāng)煤層傾角在20186。~17186。以下的煤層。傾斜長壁采煤法的適用條件：是否布置成傾斜長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質(zhì)構(gòu)造特點，著重于斷層的分布規(guī)律并保證工作面有足夠的連續(xù)推進長度。 采煤方法和回采工藝 采煤方法的選擇范各莊一礦全區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，但在井田范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較少，并未發(fā)現(xiàn)探明短距大于20的斷層，不影響開采工作，因而開采條件相對簡單，適合大型礦井綜采。~，平均煤厚6米。~。 煤層特征12煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的厚煤層，~，平均6米。首先開采西翼（一），該采區(qū)東、西部均以斷層邊界為界，北部以大巷為界，南部為井田邊界。壓氣和供水系統(tǒng) 掘進巖巷的鑿巖機和錨桿打眼機所用的空氣，采掘工作面、平巷以及運輸上山皮帶機轉(zhuǎn)載點所需的防塵噴霧用水，分別由地面（或井下）壓氣泵房和地面貯水池（或井下小水泵）以專用管路送至各個需要的地點。生產(chǎn)巷道系統(tǒng)詳細見《南崗礦開拓系統(tǒng)平面圖》及《南崗礦開拓系統(tǒng)剖面圖》 。井筒位于井田走向中央，采用中央邊界式通風(fēng)方式，礦井井型為180萬t。電機車庫及電機修理間布置在井底車場或大巷等進出車方便、干燥的地方，此礦井布置在西翼進入車場的道岔前。信號硐室硐室形狀取直墻半圓拱，寬3m，高3m。井下火藥庫根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，火藥庫距主要井巷及硐室死亡距離符合規(guī)定要求。調(diào)度室和保健站調(diào)度室和保健站采用聯(lián)合布置，采用擴散通風(fēng)，長度5m，鋪設(shè)厚的混凝土地板。為便于供電維護、管理，中央變電所與主排水泵房聯(lián)合布置。所以本次設(shè)計取H=。 B=b0+b1+b2=水泵房高度應(yīng)滿足檢修時起重要求。 代入數(shù)值，得出水泵房長度為27m。主體硐室與井底車場空車線側(cè)巷道直接相連的通道內(nèi)鋪設(shè)運輸軌道，安裝向外開的密閉門（既能防水又能防火），門上裝有便于關(guān)嚴的通風(fēng)孔，以便必要時隔絕通風(fēng)。管子道與副井井筒連接處高于主體硐室底板水平7m以上，連接處設(shè)一段3m左右的平臺，供安設(shè)臨時提升絞車，以便發(fā)生水患時裝卸設(shè)備和上下人員。中央水泵房與中央變電所相通，其間用防火門隔開。中央水泵房和水倉組成排水系統(tǒng)。水倉斷面形狀采用拱形，錨噴支護。設(shè)計水倉采用雙軌巷道，有效斷面(S)為15m2，水可以從水倉自行流出。水倉采用機械清理，射流泵清倉，沉淀漿排泥。由兩個獨立的巷道組成，即主水倉和副水倉，當(dāng)一個清理時另一個正常使用。箕斗裝載硐室斷面采用矩形，采用鋼筋混凝土支護方式，混凝土強度等級為C厚度為400mm。煤倉容積：根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，大型礦井應(yīng)容納1～2小時提升量，煤倉直徑3～8m。（2）不拐彎，不易發(fā)生堵倉。東翼來的重列車可直接頂推入副井重車線，調(diào)車比較方便。： 井底車場的調(diào)車方式井底車場采用頂推調(diào)車的調(diào)車方式，兩翼駛來的列車調(diào)車方式稍有不同，西翼電機車牽引重列車駛?cè)胲噲稣{(diào)車線，電機車摘鉤、駛過道岔N1，經(jīng)錯車線，過N2道岔繞至列車尾部，將列車頂入副井重車線。 e——搖臺中心至對稱道岔連接的切線交點之間的距離，－。副井馬頭門線路 L0=a+b+b′+c+d+e+2f= （） 式中 a——； b、b′——搖臺的搖臂長度； c——從搖臂軸中心至單式阻車器輪擋面之間距離。馬頭門平面尺寸確定馬頭門線路是指副井重車線的末端，重車線阻車器輪檔至材料車線進口變正軌距的起點的一段線路，馬頭門線路的平面布置，主要取決于所采用的設(shè)備類型和礦車的自滑速度。1/1型單繩普通單層罐籠為副井提升容器，一側(cè)進，一側(cè)出，不設(shè)候罐平臺。平曲線半徑1520m。經(jīng)計算，調(diào)車線長度為L=19++10=62m 軌型、道岔及曲線巷道參數(shù)本設(shè)計采用ZK107/。（2） 副井空、重車線長度（5） ，,外形尺寸（長寬高）240011501150（mm） L=mnLK+NLj+Lf （） 式中 L——副井空、重車線長度，m； m——列車數(shù)，列； n——每列車的礦車數(shù)，按列車組成計算確定，輛；取19 LK——每輛礦車帶緩沖器的長度， m，緩沖器取100mm， 故LK=（+）=； N——電機車數(shù)，臺；取1 Lj——每臺電機車長度，； Lf——附加長度，一般取10m。 車場內(nèi)各種存車線長度計算根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》確定存車線長度如下：（1） ～；（2） ～；（3） 材料車線長度，大型礦井應(yīng)容納10個以上材料車，一般為10～15個材料車長；（4） 。副井存車線與軌道大巷平行，利用軌道大巷作為繞道回車線及調(diào)車線，從而節(jié)約了車場的開拓工程量。，1/1型單繩普通單層罐籠為提升容器，一側(cè)進，一側(cè)出。C．設(shè)計依據(jù)，年生產(chǎn)能力180萬噸，年工作日330天，三班生產(chǎn)，一班準備，每天凈提升時間16小時，矸石系數(shù)20%。，方便施工和節(jié)省工程量。A．線路布置的要求井底車場線路平面布置要滿足以下要求：。井底車場設(shè)計合理與否，要看其運輸通過能力是否滿足礦井生產(chǎn)需要，列車運行是否安全，施工是否方便和車場繞道工程是否節(jié)省等。根據(jù)開拓布局，首先開采一水平中央采區(qū)，也就是一采區(qū)，北翼二采區(qū)接替，再有南翼三采區(qū)接替，然后開采下水平。 第一階段巷道特征表巷道名稱用途巷道性質(zhì)支護方式斷面形狀運輸大巷運煤、輔助運輸兼進風(fēng)巖巷錨噴半圓拱形軌道上山采區(qū)輔助運輸兼進風(fēng)煤巷錨噴半圓拱形運輸上山采區(qū)煤炭運輸兼回風(fēng)煤巷錨噴半圓拱形區(qū)段運輸平巷工作面煤炭運輸兼進風(fēng)煤巷錨網(wǎng)矩形區(qū)段回風(fēng)平巷工作面輔助運輸兼回風(fēng)煤巷錨網(wǎng)矩形回風(fēng)大巷回風(fēng)巖巷錨噴半圓拱形聯(lián)絡(luò)斜巷通風(fēng)、行人巖巷錨噴梯形 采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)井田開拓布局，全井田劃分為四個階段，第一階段內(nèi)地質(zhì)條件簡單，全區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，走向長度不大，劃分為三個采區(qū)。回風(fēng)大巷在井田內(nèi)第一水平上邊界設(shè)一條總回風(fēng)大巷，布置在井田淺部開采邊界保護煤柱中。另外4煤煤質(zhì)堅硬，頂?shù)装鍡l件好，具有布置煤層大巷的條件。為減少煤柱損失和保證大巷維護條件，軌道大巷設(shè)于12煤層底板下垂距為15m的厚層砂巖內(nèi)，上階段煤層采完后留作下階段回風(fēng)巷使用?？稍谳^長距離內(nèi)直線布置，彎曲轉(zhuǎn)折少，利于提高列車的運行速度和通過能力；巷道維護條件好，維護費用低，并可少留或不留煤柱，對預(yù)防火災(zāi)及安全也是有利的；另外巖石大巷布置比較靈活，有利于設(shè)置采區(qū)煤倉。由于軌道運輸大巷不僅要為上水平開采服務(wù)，還將作為開采下水平的回風(fēng)巷，其總的使用期限達十余年至數(shù)十年，為便于維護和使用，應(yīng)不受開采各煤層的采動影響，故將軌道運輸大巷設(shè)在煤層的底板巖層中。每采區(qū)合理劃分區(qū)段，分別布置采區(qū)運輸上山和軌道上山。運輸大巷只作某一階段運煤使用，階段內(nèi)煤層采完后便可報廢，所以將其設(shè)于煤層中。主副井筒都設(shè)于井田傾向中部，打到第二水平井底車場，因煤系基底有豐富的含水層，立井延伸有困難，故采用暗斜井延伸。一水平劃分為三個采區(qū)，采用上開采；二水平三個采區(qū)，采用上山開采，第三水平分為三個采區(qū)，采用上下山開采。由于煤層露頭不一或煤層傾角變化大，造成部分區(qū)域上(下)山斜長過長時，可在該區(qū)域適當(dāng)位置設(shè)輔助水平。 開采水平 水平高度的確定根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》 條規(guī)定：礦井開采水平劃分應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)條件、開采技術(shù)與裝備水平、資源／儲量和生產(chǎn)能力等因素，經(jīng)綜合比較確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)?shù)V井劃分為階段開采時，其階段垂高宜為：1）緩傾斜、傾斜煤層200～350m； 2)急傾斜煤層100～250m。 3）邊界風(fēng)井 進風(fēng)立井位于井田邊界，擔(dān)負礦井回風(fēng)，內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間作為安全出口，井筒斷面形狀為圓形，,。井筒內(nèi)設(shè)有兩趟排水管路，并敷設(shè)動力電纜。井筒斷面為圓形， m2，井筒斷面布置如圖44。 1）主立井 位于礦井工業(yè)場地， Mt/a的煤炭運輸任務(wù)。 井筒位置的確定 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，大致位于井田中部，靠近第二水平。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果，在方案三、四中選擇方案四：立井兩水平開拓加暗斜井延伸（井筒位于中部邊界）。 方案三、四主、副井井筒形式也不同。方案一主、副井兩水平均為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，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，對深井開拓極為有利方案二主、副井一水平為立井，二水平為斜井，斜井的運輸提升能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。 圖43 方案三：立井三水平開拓方案四：立井兩水平暗斜井延伸（井筒位于井田中央） 主、副井井筒一水平均為立井開拓，三水平為暗斜井延伸，布置于井田中央，軌道大巷采用電機車運輸，軌道大巷和運輸大巷布置在巖層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，回風(fēng)大巷布置在煤層中沿頂板掘進圖44 方案四：立井兩水平暗斜井延伸（2） 技術(shù)比較 以上所提四個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和井筒位置不同，及部分基建、生產(chǎn)費用不同。軌道大巷和運輸大巷分別布置在巖層和煤層中。軌道大巷和運輸大巷分別布置在巖層和煤層中。 （1） 提出方案 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下： 方案一：立井兩水平開拓（井筒位于井田中央） 主、副井井筒均為立井，布置于井田中部邊界，設(shè)兩個水平。礦井軌道大巷布置在12煤層的底板中，礦井為底瓦斯礦井，回風(fēng)大巷布置在巖層中。12煤層生產(chǎn)能力：，服務(wù)年限為71a。根據(jù)礦區(qū)煤層距離奧灰?guī)r含水層較近，井田形狀較規(guī)則的特點和滿足第一水平服務(wù)年限的要求，設(shè)計礦井為立井兩水平加暗斜井開拓。井田開采煤層為12煤，煤層傾角不大，平均13176。工業(yè)廣場的位置根據(jù)井筒位置確定，10=，形狀為矩形。（2）井筒沿煤層傾向的位置因煤層距離下部奧陶系灰?guī)r較近，范各莊一礦井筒設(shè)在煤層中部靠近第二水平。井筒位置的選擇：（1）井筒沿井田走向的位置范各莊一礦井筒沿井田走向的位置設(shè)在井田走向中央。 （2）井筒位置的確定 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； ③井田兩翼儲量基本平衡；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)廣場應(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)廣場宜少占耕地，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。 顯然南崗礦具備立井開拓的條件。 立井開拓不受煤層傾角、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，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，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(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。南崗礦不具備上述地形地質(zhì)特點，所以不適宜使用平硐開拓。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 確定井田開拓方式的過程即是解決上述問題的過程，下面結(jié)合南崗礦的特點對上述問題進行討論和解答。（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。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。本設(shè)計確定年工作日330d，采用“四六”工作制即三班生產(chǎn)，一班準備，每班生產(chǎn)時間6h，晝夜凈提升時間為16h。煤層傾角＞45176。煤層傾角 25176。綜合各方面的原因，礦井年產(chǎn)120萬t是符合要求的。參見表31表。這樣，隨生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的變化，分攤到采出的每噸煤上的這兩部分費用也發(fā)生變化，并互相消長，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力與服務(wù)年限為某數(shù)值時，可使噸煤的總費用最低，相近于這個數(shù)值范圍，則是合理的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限。如前所述，井型增大，基建投資、為全礦開采服務(wù)的基建費也增大，分攤到全礦每采噸煤的這部分基建費用則要增加。在圈定的井田范圍內(nèi)，礦井儲量一定，井型越大，服務(wù)年限越短。從經(jīng)濟效益分析，由于井田內(nèi)表土層厚、井筒深，建設(shè)費用高，所以應(yīng)盡可能提高礦井生產(chǎn)能力，減少噸煤投資，提高經(jīng)濟效益 結(jié)合國家現(xiàn)行的煤炭工業(yè)技術(shù)政策，以礦井儲量、煤層賦存條件和開采技術(shù)條件為依據(jù)