【正文】 一般來(lái)說(shuō)，立井井筒的斷面有圓形和矩形兩種， 但圓形斷面的立井服務(wù)年限長(zhǎng)，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用低以及便于施工等。 B1＝ 500＋ 1520＋ 1060＋ 310+810＝ 4200 mm 盤(pán)區(qū)運(yùn)輸上（下）山的斷面如圖 所示，特征表見(jiàn)表 、 ，回風(fēng)石門(mén)選用的 斷面與運(yùn)輸大巷相同。 （ 1）、盤(pán)區(qū)運(yùn)輸上（下）山 此巷道內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶機(jī)運(yùn)輸煤炭，并鋪設(shè)有軌道，用架線電機(jī)車牽引，以便于膠帶的的維修，同時(shí)也作回風(fēng)大巷使用，斷面需要滿足一定的要求。而盤(pán)區(qū)軌道巷布置在巖層中，故與水平夾角可控制在 0176。 盤(pán)區(qū)井底車場(chǎng)主要開(kāi)拓巷道 盤(pán)區(qū)運(yùn)輸上（下）山沿煤層底板掘進(jìn)，盤(pán)區(qū)軌道上（下）山布置在煤層底板 15m 巖層中。 3）其它硐室 醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、消防車硐室、井下材料庫(kù)、火藥庫(kù)、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車場(chǎng)等。 礦井正常涌水量為 200 m3/h，最大涌水量為 280 m3 /h， 所需水倉(cāng)的容量為： Q0=2808=2240 （ m3） 根據(jù)水倉(cāng)的布置要求，水倉(cāng)的容量為 : = . L 式中 : Q——水倉(cāng)容量， m3； S——水倉(cāng)有效斷面積， m2。 2）副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉(cāng)、清理水倉(cāng)硐室、中央變電所、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時(shí)考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設(shè)有防爆密閉門(mén)。井底煤倉(cāng)的有效容量可按礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量的 15%~25%來(lái)計(jì)算，一般大型礦井取小值， 因本礦井日產(chǎn)量為 5454 t，所以需要煤倉(cāng)容量為 t，設(shè)置一個(gè)直徑為 7 m，高 20 m 的 圓筒煤倉(cāng)，總?cè)萘考s 1100 t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。 （ 4）、硐室 1）主井系統(tǒng)硐室 立井系統(tǒng)硐室由皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室、井底煤倉(cāng)、裝載膠帶巷、清理井底撒煤硐室及水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐。矸石列車在副井重車線機(jī)車分離后，電機(jī)車 經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場(chǎng)。 一列車的長(zhǎng)度 L＝ 4500＋ 240015＝ 40500mm＝ 副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng) ≥= 所選車場(chǎng)的副井空車線的長(zhǎng)度 L1＝ m，所選車場(chǎng)的副井 重車線的長(zhǎng)度 L2＝ m，符合要求。電機(jī)車選用 ZK106/550 直流架線式電 機(jī)車，其尺寸為 450010601550。 圖 井 底車場(chǎng)平面布置示意圖 1主井； 2副井； 3風(fēng)井； 4井底煤倉(cāng)； 5中央變電所； 6聯(lián)絡(luò)巷； 7卸載站； 8候車室； 9運(yùn)輸大巷起坡段； 10中央水泵站； 11水倉(cāng)； 12盤(pán)區(qū)運(yùn)輸下山； 13盤(pán)區(qū)軌道下山； 14回風(fēng)煤門(mén) （ 2）、空重車線長(zhǎng)度 大型礦井的副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng)為 ～ 列車長(zhǎng)。 井底車場(chǎng) 礦井為立井開(kāi)拓，煤炭由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場(chǎng)，在井底車場(chǎng)換裝，由絞車運(yùn)到盤(pán)區(qū)或帶區(qū)。 綜上所述：綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全三方面的考慮，方案三是最優(yōu)方案，即該設(shè)計(jì)宜選 用立井 單水 平開(kāi)拓 沿煤 層傾 向布置 一條 巖層 盤(pán)區(qū)軌道上 （下 ）山 及一條 煤層 盤(pán)區(qū) 運(yùn)輸上（下）山作為最終的開(kāi)拓方案。 （ 3）、粗略經(jīng)濟(jì)比較 四種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較步驟較多，因此，把相近的一、二方案和三、四方案先分開(kāi)分 別進(jìn) 行粗略 的經(jīng) 濟(jì)比 較，選 出經(jīng) 濟(jì)上 有明顯 優(yōu)勢(shì) 的方 案進(jìn) 行下一 步的 詳細(xì) 經(jīng)濟(jì)比 較。提出方案一主要是考慮到大巷開(kāi)拓工程量省，出煤快，系 統(tǒng)簡(jiǎn)單；第二種方案主要考慮到礦井服務(wù)周期長(zhǎng)，巷道的維護(hù)費(fèi)用比較低，維護(hù)容易；第 三、四方案提出采用沿傾向布置盤(pán)區(qū)上（下）山，主要是考慮到后期開(kāi)采第五帶區(qū)時(shí) 不需 要再增掘巷道，接替方便，而且第二盤(pán)區(qū)中區(qū)段劃分更合理。 前兩種方案中均是把井田分為 3 個(gè)盤(pán)區(qū)， 2 個(gè)帶區(qū)進(jìn)行開(kāi)采，后兩種方案中均是把井 田分為 4 個(gè)盤(pán)區(qū)， 1 個(gè)帶區(qū)進(jìn)行開(kāi)采，方案一和方案二首采帶區(qū)在大巷的東部左側(cè)，可以布置 8 個(gè) 分帶，方案三和方案四首采盤(pán)區(qū)在大巷的北部上側(cè)，可以布置 9 個(gè)區(qū)段，儲(chǔ)量約 占井田總儲(chǔ)量的四分之一。 由于井田中部煤層埋藏較淺，在井田中部布置風(fēng)井 礦井通風(fēng)線路較短，經(jīng)濟(jì)上合理， 當(dāng)采用中央并列式通風(fēng)，后期開(kāi)采斷層以西的三角煤時(shí)通風(fēng)比較困難；而采用中央邊界式 ,通風(fēng)時(shí)，前期通風(fēng)以及形成生產(chǎn)系統(tǒng)都比較困難。 方案四：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開(kāi)拓，盤(pán)區(qū)式準(zhǔn)備，在井田靠近中部的位 置沿傾向布置兩條盤(pán)區(qū)巖層上（下）山，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸區(qū)段平巷。 方案三：主、副、風(fēng) 井都采用立井，單水平開(kāi)拓，盤(pán)區(qū)式準(zhǔn)備，在井田靠近中部的位 置布置一條盤(pán)區(qū)巖層軌道下山，和一條盤(pán)區(qū)煤層運(yùn)輸下山，盤(pán)區(qū)運(yùn)輸下山沿煤層底板掘進(jìn)， 同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和軌道區(qū)段平巷。 方案二：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開(kāi)拓，帶區(qū)式準(zhǔn)備，在井田靠近中部位置布置兩條巖層大巷，同時(shí)掘首采面的運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸斜巷。 開(kāi)拓方案比較 （ 1）、提出方案 根據(jù)以上分析及礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行 的開(kāi)拓方案， 方案一：主、副、風(fēng)井都采用立井，單水平開(kāi)拓，帶區(qū)式準(zhǔn)備，在井田靠近中部位置布置兩條煤層大巷，其中軌道大巷沿煤層頂板掘進(jìn)，運(yùn)輸大巷沿煤層底板掘進(jìn)，同時(shí)掘首 采面的運(yùn)輸和輔助順槽。煤層底板為堅(jiān)硬的細(xì)粒砂巖。 （ 2）、井底車場(chǎng)的布置 由于井底車場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。布置煤 層大巷時(shí)，巷道沿煤層掘進(jìn)，掘進(jìn)速度快，掘進(jìn)費(fèi)用低，所掘進(jìn)的煤層傾角都 很小，平均在 2176。 由于運(yùn)輸大巷要為整個(gè)水平的開(kāi)采服務(wù)，且煤層的頂?shù)装寰鶠槟鄮r或者砂巖，為便于維護(hù)和使用，且不受煤層開(kāi)采的影響，布置巖層 大巷時(shí)，巷道布置在 3 煤層的底板巖層 中，距離煤層底板 15m。 主要開(kāi)拓巷道 （ 1）、大巷的布置 由于瓦斯涌出量很小，煤層不易自燃，因此本設(shè)計(jì)在一水平只布置兩條大巷。由于井田西翼邊界東部及北部的煤層傾角均在 4 以下，局部達(dá)到 5 ，而煤層其余部 分傾角最大 8 ，平均 3 。井田內(nèi)煤層標(biāo)高落差為 500～ 720m，為 220 m，小于 250 m，符合《規(guī)范》規(guī) 定，可以單水平開(kāi)拓。 本井田主采煤層為 3 煤層，其他煤層不采，設(shè)計(jì)只針對(duì) 3 煤層。 （ 3）、工業(yè)場(chǎng)地形狀、面積 根據(jù)表 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 20 ha，形狀為矩 形，長(zhǎng)為 500 m，寬為 400 m。 工業(yè)場(chǎng)地的位置 （ 1）、布置要求 1）工業(yè)廣場(chǎng)地應(yīng)具有穩(wěn)定的 工程地質(zhì)條件，避開(kāi) 法定保護(hù)的文物古跡 ，風(fēng)景區(qū)、內(nèi) 澇低洼區(qū)和采空區(qū)，不受巖崩、滑坡、泥石流和洪水等災(zāi)害威脅； 2）工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)少占耕地，少壓煤； 3）距水源，電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 （ 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(kāi)采， 并兼顧其他水平，有 利于井底車場(chǎng)和主要 運(yùn)輸大巷的布 置，石門(mén)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(chǔ)量基本平衡； 4）筒不宜穿過(guò)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(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)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(chǎng)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。松散層厚度 60～ 120 m， 平均 m，煤層埋藏較深，若采用斜井開(kāi)拓，角度為 12176。局部 6176。主采煤層為近水平煤層，一般 2176。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù) 雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平， 井筒裝備復(fù)雜 ，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。 2）斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比 ：井筒施工工藝、施 工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn) 單，掘進(jìn)速度 快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比立井 簡(jiǎn)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；主提升膠帶化有相 當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦 發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單 ，斜井次之，立井最 復(fù)雜。 用立井單水平開(kāi)拓沿煤層傾向布置一條巖層盤(pán)區(qū)軌道上（下）山及一條煤層盤(pán)區(qū)運(yùn)輸上（下）山作為最終的開(kāi)拓方案。 （ 5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)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)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 （ 4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 （ 2）合理集中開(kāi)拓部署，簡(jiǎn)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(kāi)拓問(wèn)題 時(shí)，應(yīng)遵循下列原則： （ 1）貫徹執(zhí)行國(guó)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。 （ 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(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的接替。 （ 2）合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置。合理的開(kāi)拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 第四章 井田開(kāi)拓 概述 井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建 立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。 礦井工作根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)宜按年工作日 330 天計(jì)算， 每天凈提升時(shí)間宜為 16 小時(shí)。 600 及以上 70 40 — — 300～ 500 60 35 — — 120～ 240 50 30 25 20 45～ 90 40 25 20 15 9～ 30 各省自定 由上表可知：煤層傾角低于 ，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ～ ，礦井設(shè)計(jì)服 務(wù)年限不宜小于 50a，第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于 30a?！?45176。 表 我國(guó)各類井型 的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn) 礦井設(shè)計(jì)服務(wù) 第一開(kāi)采水平服務(wù)年限 能力 年限 煤層 傾角 煤層傾角 煤層傾角 萬(wàn) t/a a 25176。 （ 4）、儲(chǔ)量條件的校核 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相 適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3）、通風(fēng)安全條件的校核 礦井瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦 井，礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，需要采取防范措施。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的運(yùn)輸。 （ 2）、運(yùn)輸能力的校核 本礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開(kāi)拓方式為雙立井單水平開(kāi)拓，主立井采用箕斗提煤，副立井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。 煤層傾角平均 3176。 把數(shù)據(jù)代入公式 31 得礦井服務(wù)年限： T =Z K /A *K= 本礦井設(shè)計(jì)只有一個(gè)水平，因此，第一水平服務(wù)年限也是 ?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：計(jì)算礦井及第一開(kāi)采 水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用 ～ 。例如局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低 ，從而減少了儲(chǔ)量。 礦井服務(wù)年限 礦井可采儲(chǔ)量 Z k 、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 和礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： Z K = T / A . K 式中： T —— 礦井服務(wù)年限， a； ZK —— 礦井可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t； A —— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， 180 萬(wàn) t/a； K —— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。全國(guó)煤炭市場(chǎng)需求量大，經(jīng) 濟(jì)效益好。則代入數(shù)據(jù)得礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量： Zk = （ 18895 ） = 萬(wàn) t 第 3 章 礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度 生產(chǎn) 能力及服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本礦井井田范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，首采煤層平均厚度 ，煤層平 均傾角 2～ 4186。 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 條規(guī)定：礦井的采出率，厚煤層不小于 ； 中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 。Ψ為 。 D 塊段水平面積為 km2，傾角為 ， 3 煤平均厚度 ； 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲(chǔ)量類型的值： 由于 3 煤層最小可采厚度為 ，最大可 采厚度為 m，平均 ， A 塊段水平面積為 ，傾角為 ， 3 煤平均厚度 m； B 塊段水平面積為 ，傾角為 ， 3 煤平均厚度 ； C 塊段水平面積為 km2，傾角為 ， 3 煤平均厚度 ； D 塊段水平面積為 km2，傾角為 ， 3 煤平均厚度 ； E 塊段水平面積為 ，傾角為 ， 3 煤平均厚度 ； F 塊段水平