【正文】 砌碹厚 550mm充填混凝土厚 50㎜山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè) 圖 4—6 西風(fēng)井井筒斷面布置圖10836D503井 筒 中 心 線 503井筒中心線 641井筒特征井型 240萬(wàn) t/a 凈斷面積 ㎡井筒直徑 5m 基巖段毛斷面積 ㎡井深 420m 表土段毛斷面積 ㎡山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)圖 4—7 東風(fēng)井井筒斷面布置圖10836D503井 筒 中 心 線 503井筒中心線 641井筒特征井型 240萬(wàn) t/a 凈斷面積 ㎡井筒直徑 5m 基巖段毛斷面積 ㎡井深 370m 表土段毛斷面積 ㎡圖 4—8 390m井底車場(chǎng)布置圖山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)1——主井 2——副井 3——帶區(qū)煤倉(cāng) 4——煤倉(cāng) 5——絞車房 6——箕斗裝載硐室 7——裝載帶式輸送機(jī)巷 8——行人斜巷 9——主水泵房 10——主變電所 11——消防材料庫(kù) 12——管子道 13——電纜道 14——水倉(cāng) 15——主井清理灑煤斜巷 16——行人巷 17——軌道大巷 18——運(yùn)輸大巷 19——回風(fēng)大巷圖 411井底車場(chǎng)圖 4—9 運(yùn)輸大巷斷面圖山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)巷道特480征斷面（m 2）掘進(jìn)尺寸（mm） 錨桿圍巖類別 凈 掘 寬 高噴射厚度mm形式外漏長(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格LΦ凈周長(zhǎng)(m)煤 14.216.248003900100鋼筋沙漿50矩形8001600190016圖 4—10 軌道大巷斷面圖山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)48010601038010巷道特征掘進(jìn)斷面 m2 錨桿間距 800 mm 噴層厚度 100 mm凈斷面 m2 錨深 1600 mm 巷道坡度 3‰水溝 S 掘 m2 錨桿排距 800 mm 巖石硬度 F=4~6水溝 S 凈 m2 錨桿排數(shù) 12 根凈周長(zhǎng) m 每米錨桿數(shù) 15 根圖 4—11 東翼運(yùn)輸石門斷面圖山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)巷道特480征斷面（m 2）掘進(jìn)尺寸（mm） 錨桿圍巖類別 凈 掘 寬 高噴射厚度mm形式外漏長(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格LΦ凈周長(zhǎng)(m)煤 14.216.248003900100鋼筋沙漿50矩形8001600190016山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)圖 4—12 東翼軌道石門斷面圖 48010601038010巷道特征掘進(jìn)斷面 m2 錨桿間距 800 mm 噴層厚度 100 mm凈斷面 m2 錨深 1600 mm 巷道坡度 3‰水溝 S 掘 m2 錨桿排距 800 mm 巖石硬度 F=4~6水溝 S 凈 m2 錨桿排數(shù) 12 根凈周長(zhǎng) m 每米錨桿數(shù) 15 根山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)圖 4—13 總回風(fēng)巷斷面圖480101603941026巷道特征掘進(jìn)斷面 m2 錨桿間距 800 mm 型式 樹脂錨桿凈斷面 m2 錨桿排距 800 mm 外露長(zhǎng)度 100mm掘進(jìn)寬度 4800mm 錨桿長(zhǎng)度 2100mm 噴層厚度 100 mm掘進(jìn)高度 4000 mm 錨桿直徑 16mm 巷道坡度 3‰凈周長(zhǎng) 15 m 排列方式 菱形 巖石硬度 F=4~6 5 準(zhǔn)備方式—— 帶區(qū)巷道布置山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè) 煤層的地質(zhì)特征 煤層埋藏條件帶區(qū)內(nèi)主采煤層為山西組 3煤層。 ）通過驗(yàn)算，風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用巷道斷面滿足設(shè)計(jì)要求。各段巷道風(fēng)速驗(yàn)算各段巷道的通風(fēng)驗(yàn)算結(jié)果見下表。各種巷道的斷面形式及其參數(shù)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)?？紤]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 。② 材料車線有效長(zhǎng)度 cLn??式中： L——材料車線有效長(zhǎng)度， m；——材料車數(shù)，輛；——每輛材料車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m 。kL——機(jī)車數(shù)；N——每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)度， m；f——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。 ）山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)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)算表允許風(fēng)速(m/s)井筒名稱 風(fēng) 量(m3/min)井筒斷面（m 2）實(shí)際風(fēng)速(m/s) 最低 最高 驗(yàn)算結(jié)果副井井筒 —— 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。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 ，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。 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：山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)（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。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(wàn)元；而方案 3 的生產(chǎn)費(fèi)比方案 1 多出 萬(wàn)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。（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 的特厚煤層，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山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)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。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)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。、位置和標(biāo)高的確定興隆莊井田范圍內(nèi)煤層傾角 3186。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。 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)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。總之，選擇井筒位置要統(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?，要盡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，做到不壓煤或少山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)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 t，則礦井服務(wù)年限為 T= = ??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 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 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)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(wàn) 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(wàn) 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天計(jì)算。表 2—2 各類永久煤柱損失煤量計(jì)算結(jié)果表 (單位：萬(wàn) 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 =（Z g–P）C （2—3） 式中 Z K——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t； Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t；P——永久煤柱損失煤量，萬(wàn) 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。各類永久煤柱損失的計(jì)算方法各類永久煤柱損失的計(jì)算公式如下：山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第 頁(yè)P(yáng)=SMγ/cos α