【正文】 本科生畢業(yè)設計 第23頁 （ 2）副井 副井井筒采用立井形 式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面面積為 ，井筒內(nèi)裝備一對 3t雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混凝土及砌碹支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設備、矸石等。主井主要用于提升煤炭。主井井筒斷面和井筒特征表分別見圖 24和表 25: 主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6m，斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備一對 20t 箕斗，井壁采用鋼筋混凝土 及砌碹支護方式。此外，還布置有檢修道、動力電纜、照明電纜、通訊信號電纜和人行臺階等設施。 礦井基本巷道 一 井筒 1 井筒 全礦 井有三個井筒構成，分別是主井、副井和風井，都為立井，圓形斷面。但是總的來說，方案二的費用比方案一的費用多了 %，方案一較之方案 二更節(jié)省，相對較優(yōu)。 ② 在以上方案經(jīng)濟比較中 ， 所列各項工程造價是根據(jù)市場價格而統(tǒng)一確定的。m 1） （萬元） （ m） （元 b. 詳細經(jīng)濟比較 對方案一和方案二的建井工程量和基建費的比較和比較結果見表223 和表 224。通過粗略比較我們可以看出方案三、 四在投資上要多一點，所以我們排除方案三、四。暗斜井開拓延深與生產(chǎn)互不干擾，原井筒提升能力不降低，暗斜井的位置不受原井筒限制，可選在對開采下部煤層有利的位置上。直接延深可充分利用原設備、設施，投資少，提升單一，轉換環(huán)節(jié)少，車場工程量相對減少等。 圖 221 開拓方式比較示意圖 （ 2）方案比較 a. 粗略經(jīng)濟比較 這四種方案在技術上都是可行的，都參加經(jīng)濟比較，所需費用粗略估算如表 222。 c. 本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體，平均標高為 +24m。 ，為近水平煤層，并且下部煤層更加平緩。 工業(yè)場地的形狀 和面積，根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標確定地面工業(yè)廣場的占中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 20 頁 地面積為 30公頃，布置為矩形，長 600m，寬 500m. 三 立井開拓方案的比較 井田開拓的方案 （ 1）方案的提出 本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素： a. 本井田煤層埋藏較深，煤層可采線最 淺 處在 420m，最深處到1000m。 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井的井口附近，即井田邊界南邊附近。 因此，根據(jù)本井田的實際情況，確定主副井建在井田西部 43 鉆孔附近，定坐標系南北為 x 軸，東西為 y 軸。 綜上所述，由于本井田煤層瓦斯含量大，水文地質(zhì)條件復雜，為便于通風及對施工、開采過程中的安全考慮，采用立井開拓較為合理。 2 立井開拓 對于立井開拓，其優(yōu)點有： （ 1）當表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒容易施工； （ 2）對于地質(zhì)構造和煤層產(chǎn)狀均特別復雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層； （ 3）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； （ 4）井 筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井，煤與瓦斯突出礦井需風量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利； （ 5）井筒為圓形斷面結構合理，維護費用低。 斜井開拓的缺點有： （ 1） 斜井井筒長，輔助提升能力少， 提升深度有限； （ 2） 通風路線長、阻力大，管線長度 大 ； （ 3） 斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術復雜。 由本井田的地質(zhì)條件來看，并無平硐開采的條件，因此在此不多做討論。 一般來說，平硐開拓簡單，斜井次之，立井最為復雜。 ⑹根據(jù)用戶需要，應照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。 ⑷必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定，要建立完善的通風、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。 ⑵合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需要認真研究： ⑴確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置； ⑵合理確定開采水平的數(shù)目和位置； ⑶布置大巷和井底車場； ⑷確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； ⑸進行礦井開拓延伸，深部開拓及技術改造； ⑹合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。在已定的井田地質(zhì)、地形及開采技術條件下，開拓巷道有多種布置方式，開拓巷道在井田內(nèi)的布置方式稱為開 拓方式。 2 井筒形式、數(shù)目、位置及坐標 (一 )井田開拓方式的選擇 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開掘一系列井巷進入煤體，建立礦井的提升、運輸、通風、排水和動力供應及監(jiān)測等生產(chǎn)系中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 統(tǒng)。 井田開拓 井田開拓的基本問題 1 地質(zhì)條件對開采的影響 本井田位于淮南礦區(qū)，由淮河沖積形成很厚的表土層， 地面標高平均+20～ +26m左 右，煤層埋藏較深 。服務年限用下列公式計算： KAZT K ?? / 式中： T— 礦井服務年限， a； A— 礦井設計生產(chǎn)能力，萬 t/a，本設計礦井為 3Mt/a； K— 儲量備用系數(shù)，本礦井取 ； KZ — 可采儲量，萬 t。但從建設資金籌措渠道及降低市場風險等因素考慮，本礦井初期生產(chǎn)能力又不宜過大。 （三）開采技術條件好、 煤層生產(chǎn)能力大、有條件提高工作面單產(chǎn) （四）目前的采掘技術及裝備水平具有實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效的能 力 （五）管理先進，有能力管理大型礦井，而且合理的礦井生產(chǎn)能力要適應煤炭市場變化。 目前，又基本完成了井田首采塊段的三維地震勘探，大大提高了礦井初期投產(chǎn)采區(qū)的可靠性。 本井田采用“地震先行、鉆探驗證、測井定厚”的綜合勘探方法進行了精查地質(zhì)勘探，基本控制了井田構造形態(tài)，查明了主要褶曲、煤層及煤質(zhì)中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 等技術特征。其中，可采儲量 萬 t。 綜上分析，礦井具有良好的外部條件。 2 礦井設計生產(chǎn)能力 本次初步設計針對影響礦井生產(chǎn)能力合理確定的主要因素，進一步分析論證如下： （一）礦 井建設的外部條件 本礦井鐵路裝車站與潘謝礦區(qū)鐵路緊靠在一起，而潘謝礦區(qū)鐵路與淮阜鐵路相接、東通京滬鐵路、西連京九鐵路；礦井工業(yè)場地南約 處有鳳利公路通過，礦井場外道路直接與之相連，交通十分方便。每天三班作業(yè)，其中二班生產(chǎn)、一班檢修。故設計工業(yè) 廣場長、寬分別為 600m 和 500m，并按以及保護留維護帶 20m。 可采儲量 1 邊界斷層保護煤柱 邊界保護煤柱損失量可按下列公式計算 1Q =LBMR (22) 其中： 1Q —— 邊界煤柱損失量， m； 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 L—— 邊界保護煤柱寬度， m； B—— 邊界長度， m； M—— 煤層厚度， m； R—— 煤的容重， t/m，取 R= 3/mt 。 ， 煤的容重取 R= t/m3。 井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設計的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及厚度相乘所得，其公式一般為： CZ =SMR (21) 其中： CZ —— 礦井的工業(yè)儲量， t； S —— 井田的傾斜面積， km2； M—— 煤層的厚度， m； R —— 煤的容重， t/m3。 ，傾斜面積約 ?！?0176。全井田南北走向長 8～ 17km平均約 13km，東西傾斜寬 7～ 15km平均 11km 左右，面積約 140km2。據(jù)區(qū)域資料，本組上部巖溶裂隙發(fā)育，富水性強 ClN?a 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 圖 煤層綜合柱狀圖 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 第二章 井田開拓 井田境界 顧橋井田依據(jù)地址構造劃分北起 F81斷層，南止 F211斷層，西自 1 煤層隱伏露頭，東至三十一勘探線和 131煤層 1000m底板等高線地面垂直投影線。砂巖局部裂隙發(fā)育，厚度不穩(wěn)定，分布于粘土巖、粉砂巖和煤層之間，富水性弱，以靜儲量為主 ~ ~ ~ ~ ~ HCO?3 ClK+N?a 及 ClSO?4 K+N?a 二迭系 1煤底部隔水組 20~16 ~ 泥巖、粉砂巖，局部夾細砂巖，可視為 1 煤層底板壓蓋隔水層 石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組 ~ 含灰?guī)r 12~13 層 ,平均總厚度為 ,其中 12 三層灰?guī)r較厚 ,巖溶裂隙分布不均 。 表 卡才煤層主要特征表 可采煤層主要特征表 煤層 厚度（ m） 最小～最大 平均 間距 （ m） 頂 板 巖 性 底 板 巖 性 結 構 可采性 穩(wěn)定性 172 0～ 泥巖和中砂 巖 泥 巖 簡 單 局部可采 不穩(wěn) 定 104 131 ～ 泥巖，局部為細砂巖 泥 巖 較間接 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 1 131下 0～ 泥 巖 泥 巖 簡 單 局部可采 不穩(wěn)定 74 112 ～ 淺部為中、細砂巖，其它地段為泥巖 泥 巖 簡單～較簡單 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 80 8 0～ 古河流沖蝕處為石莫砂巖，其余為泥巖 泥巖，局部為含炭泥巖 簡 單 大部可采 較穩(wěn) 定 4 72 0～ 泥巖，局部 為砂巖 泥巖，局部為砂巖 較間接 局部可采 不穩(wěn) 定 41 62 ～ 泥巖，局部為砂巖 泥 巖 簡 單 基本全區(qū)可采 穩(wěn) 定 40 41 0～ 泥 巖 泥 巖 簡 單 局部可采 不穩(wěn) 定 83 1 ～ 砂質(zhì)泥巖，部分為砂巖 砂質(zhì)泥巖 較復雜 全區(qū)可采 穩(wěn) 定 表 地層 含、隔 水 組 組 厚（米） 平均 最大最小 ~ 含、 隔水組主 要特 征 水位標高 （米） 單位涌水量 （升 /秒其中硫（黃鐵礦硫）含量少，不同于石炭系。 殼質(zhì)組：主要是樹皮、角質(zhì)層及孢子體，灰黑色，灰度甚高，突起較明顯，占 ～ % . b 無機顯微組份 以粘土礦物為主，占 ～ %，呈微粒，團塊狀，或充填在細胞腔中。 鏡質(zhì)組：一般為無結構鏡煤，深灰～灰色，灰度中等，突起微弱，占組份的 ～ %。見可采煤層物理性質(zhì)表 611。 煤層圍巖性質(zhì) （ 1）宏觀煤巖特征 172 煤、 131 下煤、 72煤層以暗煤為主，次為亮煤，屬半暗型煤?？勺髁己玫呐浣购蛣恿?、化工用煤。其中 1311 62和 1 煤層為主要可采煤層，平均總厚 ； 17 131下 、 72和 41為局部可采煤層，平均總厚 。表層土厚 井田內(nèi)二疊系含煤層段總厚 734m，含煤 33層，煤層總厚度為 ，含煤系 數(shù)為 %，自下而上依次分為 7 個含煤段。 煤層特征 煤層與煤質(zhì) 本井田的煤系地層為石炭、二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。從橫向上看，地溫等值線的走向具有與煤層底板等高線走向基本一致的變化趨勢。從縱向上看，垂深 500m 處平均地溫在 31℃以上，已達一級高溫區(qū)；垂深 700m處平均地溫在 37℃左右，已進入二級高溫區(qū)；垂深在 800m 處平均地溫高達 40℃以上。 地溫 根據(jù)淮南礦區(qū)九龍崗礦長觀孔資料，本井田所在地的恒溫帶深度為自地表向下 30m，恒溫帶溫度為 ℃?？紤]到井下灑水、 井筒淋水和防火灌漿用水等因素的影響，礦井開采 41～ 172 煤層時的正常涌水量按 850m3/h 計取。經(jīng)與新莊孜礦井實測涌水量比擬表明：開采 41～ 172 煤層時礦井正常涌水量為 757m3/h，最大涌水量為1330m3/h。 （ 2）礦井涌水量預計 本次設計的礦井涌水量預計范圍為一水平（一水平標高 780m， 112煤層下山采至 920m）的首采區(qū)。這樣，二疊系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水便成為本礦井開采的主要充水因素。 綜上所述，