【正文】 800 860 10525 800 842 小計(jì) 共計(jì) 表 44 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 項(xiàng)目 方案一 方案三 工程量 工程量 運(yùn)輸提升 大巷及石門運(yùn)輸 一水平 179。兩者相比方案 3 的總投資要少一些，但是方案 1 的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用可能要低一些。 （ 1）技術(shù)比較 方案一和二主要區(qū)別在于三水平用斜井還是立井延伸，方案三和四在三水平延伸方案相同的情況下，改變井筒位置，比較二水平立井延伸和斜井延伸的區(qū)別。斜井延伸則可以在不影響正常生產(chǎn)的情況下開掘。 方案說(shuō)明：各方案中除一水平雙立井開拓 外，其他多用斜井開拓，特別是主井。（以下各方案各水平標(biāo)高與方案一相同） （ 2）三水平開采，立井井筒位于 280 煤層處，主暗斜井、副立井延伸至第二水平；主暗斜井、副立井延伸至第三水平 （ 3）三水平開采，井筒位置改變，一水平仍位于 280 水平煤層處，車場(chǎng)位于底板巖石中；二、三水平雙暗斜井延伸。 開采順序 本井田開采順序?yàn)橄炔傻谝凰?，再采第二、三水平? 采區(qū)開采順序：采用采區(qū)前進(jìn)式，即由井筒向井田邊界推進(jìn)； 采區(qū)內(nèi)回采順序：采用后退式，即由采區(qū)邊界向采區(qū)上山推進(jìn)。暗斜井立井內(nèi)鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時(shí)生產(chǎn)和延伸相互干擾少。同時(shí)，該方法使原有井筒同時(shí)擔(dān)任生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個(gè)井筒施工組織復(fù)雜，為延伸井筒需要掘進(jìn)一些臨時(shí)工程， 延伸后提升長(zhǎng)度增加，能力下降，可能需要更換提升設(shè)備。 雙立井延伸：采用雙立井延伸時(shí)可充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)低，管理較方便。后者相對(duì)于前者維護(hù)費(fèi) 用較低，但對(duì)于不同的開拓方案還需進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較，以選擇最優(yōu)方案。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或者煤層底板中。由于煤層賦存條件以及煤質(zhì)硬度等客觀因素的影響，布置巖層大巷其優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度；在開采上下水平時(shí)，可以跨大巷開采，不留保護(hù)煤柱，減少煤柱損失，便于設(shè)置煤倉(cāng)。 開采水平的確定 本礦井煤層露頭標(biāo)高為 － 17m，煤層埋藏最深處達(dá) － 850m，垂直高度達(dá)833m，因此必須采用多水平開采，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為 200～ 350m，根據(jù)本礦井的實(shí)際條件，結(jié)合階段斜長(zhǎng)考慮，決定煤層的階段垂高選為 250m左右。 根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，工 業(yè)廣場(chǎng)面積 179。中 央風(fēng)井布置在井田邊界之外 巖石中 ，不留煤柱；另外將南翼風(fēng)井布置在難以開采的三角煤區(qū)，且利用一部分邊界煤柱，從而減少了煤柱損失。南翼風(fēng)井服務(wù)第一、二水平的南翼，南翼下一水平的通風(fēng)通過(guò)一段回風(fēng)平巷與南風(fēng)井相連。由于井田走向較長(zhǎng)， ，且南部井田不規(guī)則，考慮后期開采過(guò)程中可能因線路較長(zhǎng)帶來(lái)通風(fēng)困難問(wèn)題，前期采用中央分列式通風(fēng)，后期在南部開新風(fēng)井，煤層埋藏較淺，淺部風(fēng)井深度不超過(guò) 100m，費(fèi)用不高，方案可行。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。本礦井水文地質(zhì)條件屬于以裂隙巖層充水為主的簡(jiǎn)單類型。 ⑥ 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的 圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 為了 減少工業(yè)廣場(chǎng)所壓煤柱，將斷層煤柱和工業(yè)廣場(chǎng)煤柱合并考慮，并且 保證 在井田走向的中央。 ⑤ 盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 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。 ③ 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時(shí)， 本井田中部偏 左有大斷層，井筒布置在井田的中央靠上部位，位于斷層稍右側(cè) ，可以使斷層保護(hù)煤柱與工廣保護(hù)煤柱重合一部分，減少煤炭損失 。 （ 2） 主、副井井筒位置的選擇 ①井筒位置的確定原則 Ⅰ .有利于第一水平的開采，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，石門工程量少； Ⅱ .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； 井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡； Ⅲ .井筒不宜穿過(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； Ⅳ 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，且避開高山、中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； Ⅴ .工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤； Ⅵ .水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮石臺(tái)煤礦的 實(shí)際情況： (1) 地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高平均 +33m左右，煤層埋藏較深； (2) 礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，為大型礦井 ； (3) 礦井水文地質(zhì)條件屬于以裂隙巖層充水為主的簡(jiǎn)單類型。 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(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。 斜井開拓與立井開拓相比：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，人員可中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 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。 ，在斷層右側(cè)，傾角變化較小，煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定；斷層左側(cè)傾角變化較大，從 7o－ 40o 均有出現(xiàn)，且在井田中部，煤層賦存狀況及其復(fù)雜，開拓時(shí)均應(yīng)予以考慮。 ，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。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)。 ，減少煤炭損失。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)。 確定開拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究。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。因此，確定礦井開拓方式時(shí)必須慎重考慮礦井開拓設(shè)計(jì)，包括確定主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位 置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 4 井田開拓 井田 開拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地址報(bào)告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。 礦井服務(wù)年限的計(jì)算： T = KAZ? (31) 式中： T—— 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，年； Z—— 礦井可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t； A—— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， 120 萬(wàn) t /a； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 ； 由 3—1 式得： T=(120)= ； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 因此，本礦井的開采年限符合規(guī)范的要求。井田中部有大斷層，對(duì)于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護(hù)煤柱。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力也很大，自動(dòng)化程度較高。 井型校核 下面按礦井的實(shí)際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行校核： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 1）煤層開采能力 礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計(jì)第四章（礦井開拓）與第六章（采煤方法）的設(shè)計(jì)可知 ，該礦由于煤層傾角 17度， 工作面不宜太長(zhǎng) ，暫定長(zhǎng)度 160m，布置一個(gè)一次采全高綜采工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。礦井總的工業(yè)儲(chǔ)量為 萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為 萬(wàn) t。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 本井田儲(chǔ)量豐富，設(shè)計(jì)開采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比較穩(wěn)定，屬厚煤層 (5m)，為緩傾斜煤層（傾角 17176。 表 22 井田煤炭?jī)?chǔ)量分布 煤層名稱 水平號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量 (萬(wàn) t) 永久煤柱損失 (萬(wàn) t) 總計(jì)損失 (萬(wàn) t) 可采 儲(chǔ)量(萬(wàn) t) 工廣煤柱 斷層煤柱 邊界煤柱 3 號(hào)煤 一 300 二 三 0 0 合計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 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 按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說(shuō)明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330d 計(jì)算。 50%/ = 萬(wàn) t 即本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際采出煤量為 萬(wàn) t。 50%/K (24) 式中： Z 實(shí)際 —— 井田實(shí)際采出煤量，萬(wàn) t； Zk—— 礦井的可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t； K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 ； 由 2— 3 式，得： Z 實(shí)際 =－ 179。井田實(shí)際采出儲(chǔ)量用下式計(jì)算： Z 實(shí)際 = Zk － Zk 179。 = 萬(wàn) t 由此可得本礦井的可采儲(chǔ)量為 萬(wàn) t。 則 計(jì)算可采儲(chǔ)量為： Zk =(Q－ P) 179。 C (23) 式中： Q—— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量， P—— 各種永久煤柱的儲(chǔ)量之和， P=++= 萬(wàn) t C—— 采區(qū)回采率，厚煤層不低于 ；中厚煤層不低于 。 cos17o179。 100179。= 萬(wàn) t 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ 3）斷層煤柱 由于斷層落差 4090m，落差較大，兩側(cè)各留煤柱 50m， 共計(jì) (27+26+10) 179。 5247。 50179。 176。 r/cosα (22) ＝ 179。 = 則 工 業(yè) 廣 場(chǎng) 壓 煤 為 ： Q1 ＝ S 179。 高 =1/2179。 (上寬 179。 ) (176。 ) (176。 本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表 21： 表 21 礦井地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角 項(xiàng)目 廣場(chǎng)中心煤層深度 煤 層 傾 角 α 煤層 厚度 沖積層厚度 沖積層移動(dòng)角Φ 走向移動(dòng)角 δ 下山移動(dòng)角 γ 上山移動(dòng)角 β 單位 m (176。主井、副井、地面建筑物均在 工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。 工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的平均傾角為 17176。104m2， 尺寸為 300179。故設(shè)計(jì) 工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為 300179。 ＝ 179。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 各種煤柱損失計(jì)算 （ 1） 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 ，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo) 應(yīng)在 （ ~）公頃 /10 萬(wàn)噸之間，取 。 井田勘探類型 為中等。 = 萬(wàn) t。 5179。； 則： Q =100179。 M179。 3 2 . 4 1 9 4 . 3 12 . 8c 4 3 7 23 2 . 4 1 9 4 . 3 12 . 84 3 7 232 2 4 9 . 33 . 4 74393 2 . 2 2 6 7 . 6 82 . 84403 2 . 3 2 5 2 . 5 73 . 5 74 4 1 132 3 0 1 . 7 74 . 1 44443 2 . 2 2 7 7 . 9 53 . 6 16 8 0 13 2 . 2 2 9 6 . 6 81 . 9 1