【正文】 本設(shè)計(jì)中的主要開拓巷道有運(yùn)輸大巷、軌道大巷、東翼運(yùn)輸石門、東翼軌道石門和總回風(fēng)巷等。然后，電機(jī)車經(jīng)過道岔 N2繞道回車線，進(jìn)入副井空車線，牽 引列車駛向帶區(qū)。 考慮到井底車場(chǎng)的線路、能力的驗(yàn)算、各種硐室的布置之間的匹配關(guān)系，決定選擇環(huán)形臥式井底車場(chǎng)，井底車場(chǎng)標(biāo)高為－ 390m。 cc LnL ?? =15179。 +15= m 為確保安全生 產(chǎn)的需要，副井進(jìn)出車線取 105 m。 30179。 N —— 機(jī)車數(shù)； fL —— 每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)度， m； FL —— 附加長(zhǎng)度，取 15 m。 （ 2） 存車線長(zhǎng)度的計(jì)算 本礦井采用皮帶運(yùn)輸，故不需要計(jì)算主井空重車線的長(zhǎng)度，只需驗(yàn)算副井空重車線與材料車線情況。 （ 2）副井空重車線長(zhǎng)度驗(yàn)算 （ 1）存車線長(zhǎng)度的確定 確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問題，如果存車線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之 ，如果存車線過長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過能力，并增加車場(chǎng)工程量。） 通過驗(yàn)算，風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用井筒斷面滿足設(shè)計(jì)要求。 表 4— 7 井筒風(fēng)速驗(yàn)算表 井筒名稱 風(fēng) 量(m3/min) 井筒斷面 （ m2） 實(shí)際風(fēng)速 (m/s) 允許風(fēng)速 (m/s) 驗(yàn)算結(jié)果 最低 最高 副井井筒 —— 8 符合規(guī)定 西風(fēng)井井筒 —— 15 符合規(guī)定 （注：新鮮風(fēng)流主要從副井進(jìn)入井下，主井不作為進(jìn)回風(fēng)井，故其風(fēng)速不需驗(yàn)算；東風(fēng)井因不在礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)服務(wù)范圍內(nèi)，因此，其風(fēng)速未 進(jìn)行驗(yàn)算。兩風(fēng)井均設(shè)梯子間。 風(fēng)井 西風(fēng)井井筒和東風(fēng)井井筒均為圓形斷面，凈直徑為 5m，凈斷面積為 ㎡ ，掘進(jìn)斷面 m2，西風(fēng)井井深 420m，東風(fēng)井井深 。井筒井壁為混凝土 砌碹 井壁，厚 550mm，充填混凝土厚50mm。 主井采用兩對(duì) 12t 多繩箕斗提煤。 礦井基本巷道 井筒 主井 主井井筒斷面形狀為圓形，凈直徑為 ，凈斷面積為 ㎡，掘進(jìn)斷面 ㎡，井深 470m。當(dāng)西翼帶區(qū)全部采完前 1～ 個(gè)月，完成東翼接替帶區(qū)和接替工作面的掘進(jìn)工程和設(shè)備安裝工程。 礦井帶區(qū)間 接替順序 帶區(qū)間接替順序 水平內(nèi)首先開采井田西翼帶區(qū)。因此， 3 煤的煤層生產(chǎn)能力為 ， 礦井開拓延伸及深部開拓布置方案 根據(jù)前述，因本井田瓦斯和涌水都不大，水平內(nèi)采用下山開采在技術(shù)上是可行的。具體布置見興隆莊 煤礦開拓平面圖。由此，全礦第一水平共劃分為 7 個(gè)帶區(qū)、 2 個(gè)采區(qū)。 綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，最終決定采用方案 1。 （ 2） 方案 3 的 基建工程費(fèi) 比方案 1 多出 %，其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用比方案 1多出 %，總費(fèi)用上方案 2 比方案 1 多出 %，兩者相差較大。 第 頁(yè) 綜合評(píng)價(jià)優(yōu)選 從以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果可以看出： （ 1） 方案 2 的 基建工程費(fèi) 比方案 1 多出 %，其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用比方案 1多出 %，總費(fèi)用上方案 2 比方案 1 多出 %，兩者相差較大。 （ 4）井筒、井底車場(chǎng)、主石門、階段大巷和總回風(fēng)巷等均布置于堅(jiān)硬的巖層中，它們的維護(hù) 費(fèi)用低于 元 /a （ 2）大巷和采區(qū)上下山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按占運(yùn)輸費(fèi)用的 20%進(jìn)行估算。 179。)= 大巷運(yùn)輸 179。+179。+179。+179。 (179。 179。 179。 179。) = 大巷運(yùn)輸 179。+179。 (179。粗略估算表明：方案 1 比方案 3 多掘軌道大巷、運(yùn)輸大巷，基建費(fèi)方案 1比方案 3多出 萬元；而方案 3 的生產(chǎn)費(fèi)比方案 1 多出 萬元；總費(fèi)用方案 3 比方案 1 多出 %，兩者也相差不大，亦需通過經(jīng)濟(jì)比較才能確定其優(yōu)劣。粗略估算表明：方案 2的生產(chǎn)費(fèi)比方案 1多出 %，兩者相差不大，需通過經(jīng)濟(jì)比較才能確定其優(yōu)劣。 開拓方案技術(shù)比較 方案 1和方案 2的區(qū)別在于 津鋪 鐵路以東塊段，大巷北側(cè)是采用帶區(qū)式準(zhǔn)備還是采區(qū)式準(zhǔn)備。 第 頁(yè) （ 2）方案 2 津鋪 鐵路以西塊段，采用帶區(qū)式準(zhǔn)備； 津鋪 鐵路以東塊段，大巷北側(cè)采用采區(qū)式準(zhǔn)備，大巷南側(cè)深部采用下山開采。因此，其準(zhǔn)備方式既可以采用采區(qū)式，也可以采用帶區(qū)式。平均 8186。 井田范圍內(nèi)煤層傾角 3186。其 中，軌道大巷和運(yùn)輸大巷的方向與煤層走向大體平行，沿直線掘進(jìn)。因此，布置煤層大巷及煤層上下山在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上均不合理，故不予考慮布置煤層大巷及煤層上下山。 考慮到主采煤層 3煤層為厚度 ，布置煤層大巷及煤層上下山，巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高 。為避免采用箕斗井回風(fēng)時(shí)封閉井塔等困難和減少開鑿風(fēng)井的數(shù)目，決定采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)（具體見第九 章），風(fēng)井位置見礦井開拓平面圖。 開拓方案的確定 根據(jù)第三章所核算礦井服務(wù)年限，全礦井服務(wù)年限為 ， 3 煤儲(chǔ)量豐富，服務(wù)年限長(zhǎng)，為礦井主采煤層也是本設(shè)計(jì)開拓方案主要考慮對(duì)象。全區(qū)范圍內(nèi) 第 頁(yè) 可采煤層為 3煤，若采用斜井 延伸，由于煤層傾角太小，需要開鑿的斜井太長(zhǎng)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上均不合理，因此決定采用立井單水平開拓。平均 8186。 開采水平數(shù)目、位置和標(biāo)高的確定 興隆莊井田范圍內(nèi)煤層傾角 3186。寬 =600m179。由此確定工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為 24 公頃。 根據(jù)以上原則并結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒位置相同，靠近鐵路布置。 為此，確定主井，副井，西風(fēng)井，東風(fēng)井具體位置見興隆莊煤礦開拓平面圖。 通過以上分析，為了 減少煤柱損失，縮短煤炭外運(yùn)距離，減少運(yùn)輸費(fèi)用，平衡井田西、東兩翼的運(yùn)輸和通風(fēng)系統(tǒng)，主副井布置在 井田儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田 ?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。為考慮長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)男熊嚢踩凸芾恚M量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點(diǎn)位于編組站配線一側(cè)。 便于布置地面工業(yè)場(chǎng)地 井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。 （ 3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。 有利于掘進(jìn)與維護(hù) （ 1）為使井筒的開掘和使用安全可 靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。 盡量不壓煤或少壓煤 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。 （ 2）井筒沿煤層傾向的 有利位置 在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時(shí)考慮到減少煤損，盡量讓工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。 選擇井筒位置時(shí)要考慮以下主要原則： 有利于井下合理開采 （ 1）井筒沿井田走向的有利位置 第 頁(yè) 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒沿井田走向的有利位置應(yīng)在井田的中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量分布不均勻時(shí)，井筒應(yīng)布置在井田儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力小。 井筒位置的確定 井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的 樞紐。 副井安裝梯子間，作為一個(gè)安全出口。因此，綜合以上因素并結(jié)合興隆莊礦的實(shí)際情況，確定井筒的形式為立井。因此，斜井及平峒均不適用于興隆莊礦。平峒適用于地形條件合適，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(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分的儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 4 井田開拓 井田開拓的基本問題 井筒形式 及數(shù)目的 確定 一般情況下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三種。 由第二章計(jì)算結(jié)果可知：礦井可采儲(chǔ)量為 萬 t，則礦井服務(wù)年限為 T= ? = ? 60a 以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》 的規(guī)定。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井生產(chǎn)能力的確定 由于興隆莊礦井田范圍大，煤炭?jī)?chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，應(yīng)建設(shè)大型礦井，初步確定礦井生產(chǎn)能力為 240 萬 t/年。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。 礦井工作制度的確定 礦井工作制度設(shè)計(jì)采用“四六”工作制，即三班采煤，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時(shí)間為 6個(gè)小時(shí)。 表 2— 3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 (單位：萬 t) 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井年工作日數(shù)的確定 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 300 天煤柱類別 煤層 鐵路煤柱 工廣煤柱 邊界煤柱 斷層煤柱 風(fēng)井煤柱 總計(jì) 津浦 鐵路 3煤 類別 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 煤柱損失 有效儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量 3煤 第 頁(yè) 計(jì)算。 第 頁(yè) 表 2— 2 各類永久煤柱損失煤量計(jì)算結(jié)果表 (單位：萬 t) 礦井可 采儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下： ZK =（ Zg–P） C （ 2— 3） 式中 ZK—— 礦井可采儲(chǔ)量，萬 t； Zg—— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬 t； P—— 永久煤柱損失煤量，萬 t； C—— 采區(qū)采出率。例如，津浦 鐵路煤柱與工業(yè)廣場(chǎng)煤柱相重疊部分，其儲(chǔ)量應(yīng)算入鐵路煤柱；礦井邊界煤柱與斷層煤柱重疊部分，其儲(chǔ)量應(yīng)算入礦井邊界煤柱，其余類推。 。 M179。 （ 6）斷層煤柱 根據(jù)興隆莊礦井現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對(duì)煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下： 斷層按其落差大小不同，落差 50m 的斷層，兩側(cè)各留 50m 的煤柱；落差 20m ~ ≤ 50m 的斷層，兩側(cè)各留 30m 煤柱；落差 10m ~ ≤ 20m 的斷層，兩側(cè)各留 20m煤柱；落差 10m的斷層不留設(shè)斷層煤柱。基巖按 75176。如以斷層為邊界時(shí)， 按斷層 煤柱 留設(shè) 。B LABCDa bcdh k 第 頁(yè) 圖 2— 5 西風(fēng)井保護(hù)煤柱剖面圖 由作圖法可得保護(hù)西風(fēng)井煤柱尺寸為： AD=； BC=； hk=。75176。75176。 45176。 45176。65176。75176。 Ⅱ13 煤Ⅰ Ⅰ75176。ABCDa bcdh k 圖 2— 4 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱剖面圖 由作圖法可得工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱尺寸為： AD=； BC=； hk=。75176。65176。45176。65176。430Ⅰ75176。75176。 Ⅱ13 煤ⅠⅡ17 煤 75176。 430=270900m2。因此，加 第 頁(yè) 上圍護(hù)帶，工業(yè)廣場(chǎng)需要保護(hù)的尺寸為：長(zhǎng)179。據(jù)此，確定工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為 24 公頃，工業(yè)廣場(chǎng)的形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng) 600m,寬 400m。 則津浦 鐵路煤 柱總寬度為： B=500179。 +176。 3561862086095.573煤17 煤 圖 2— 2 津浦 鐵路保護(hù)煤柱剖面圖 由此算得的鐵路一側(cè)煤柱寬度為： b=176。由于京滬鐵路基本上垂直煤層走向方向，所 以鐵路兩側(cè)巖層走向移動(dòng)角可認(rèn)為近似相等。 ，煤系地層75176。設(shè)計(jì)留設(shè)巖層移動(dòng)角為：第四系 35176。 礦井可采儲(chǔ)量 各類永久煤柱的計(jì)算 各類永久煤柱留設(shè)寬度及其依據(jù) 各類永久煤柱包括津浦 鐵路煤柱、工業(yè)廣場(chǎng)煤柱、西風(fēng)井煤柱、礦井邊界煤柱、斷層煤柱。） 由表中數(shù)據(jù)可以看出： 井田范圍內(nèi) A+B 級(jí)儲(chǔ)量占工業(yè)儲(chǔ)量的 %，大于 40%； 井田 內(nèi) A 級(jí)儲(chǔ)量占水平工業(yè)儲(chǔ)量的 %，大于 40%。 = 萬 t 根據(jù)興隆莊礦地質(zhì)勘探資料，礦井各級(jí)儲(chǔ)量 具體情況見表 2— 1。 179。γ /cosα =250000179。 S179。 。 M179。礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下： Zg = N179。每個(gè)經(jīng)緯網(wǎng)方格的面積為 S=500179。經(jīng)過計(jì)算，得出井田范圍內(nèi)有 146個(gè)經(jīng)緯網(wǎng)格 .煤層平均傾角 8176。 3煤平均厚度為 。礦井工業(yè)儲(chǔ)量一般即 A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量。各煤層經(jīng)洗選后均能達(dá)到煉焦用煤要求，根據(jù) 《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》 的規(guī)定，確定煤層的最小可采厚度為 m。井田平面范圍呈不規(guī)則形狀，走向長(zhǎng)約 ，傾斜寬約 ，面積 。 井田范圍 興隆莊煤礦位于山東省兗州市城南偏東，距兗州市約 8km。 2 井田境界和儲(chǔ)量 井田境界 井田劃分的依據(jù) 在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。可采煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)，煤塵爆炸指數(shù)一般為 37 %～42 %。通常 650 m 以上層段的地溫不超過 31 ℃ ； 650～ 750 m 層段的地溫為 31～ 37 ℃ 。山