【正文】 表 3－ 3－ 1 井筒特征 井筒名稱 主 斜 井 副 斜 井 風(fēng)井 井口坐標(biāo) X（ m） 513956 513776 512328 Y（ m） 3943083 3943204 3941816 Z（ m） 720 720 720 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 膠帶機 礦車 、 人車 、 材料車 —— 井筒傾角（176。配備有梯子間及管路、電纜等。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 28 副 斜 井井筒斷面布置如下： 圖 3－ 3－ 2 副 斜 井?dāng)嗝娌贾脠D 副斜井 風(fēng)速校核： max60QVVS?? 式中 ： V —— 通過井筒的風(fēng)速， m/s； Q —— 通過井筒的風(fēng)量， m3/min； S —— 井筒凈斷面積， m2； 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 29 maxV —— 《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速； 由此： 60V ? ? ＝ 8m/s 所以井筒選擇符合要求。井筒斜長 825m,傾角為 18176。井 筒 寬度 ,井筒 凈 斷面積 ，井筒掘進(jìn)斷面積 m2。為防止斷繩事故，設(shè)有防墜器。井筒內(nèi)裝備鋼繩芯膠帶輸送機。井筒斜長 1016m,傾角為 16176。井筒 斷面為半圓拱型，斷面壁高 ,寬度為,半圓拱的半徑 ,凈斷面積為 ,掘進(jìn)斷面積為 m2。 井筒特征 在礦 井開拓方式確定以后，還應(yīng)對礦井主要井筒（包括主 斜 井、副 斜井 和 風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸 、井筒支護材料等特征進(jìn)行說明。第一水平位于 +460m，采取上山開采；第二水平位于 +440m，采取上 下 山開采。 確定方案 綜上比較可知 ， 方案 Ⅲ 的總費用 超過了 方案 Ⅰ 的 ％ ，故決定采用方案 Ⅰ 。 a） 35 元 /年 178。 a 35 元 /年 178。10175。 365 179。4= 179。 179。 24179。4= 排水 /萬 m179。 179。 24179。 10175。 365179。 一 水平 二 水平 179。 10175。 1800179。 2179。4= 維護 （萬 m178。 1 179。 40179。 a 179。 32962179。 17827179。 15135179。 32962179。 19692179。 13270179。 通過費用匯總表 從 經(jīng)濟上來比較兩方案的優(yōu)越。 方案經(jīng)濟比較 由于 方案Ⅰ和方案Ⅲ在 水平劃分上是相同的，在各水平內(nèi)均采用相同的采煤方法，因此， 方案比較法在對不同的開拓方案進(jìn)行比較時，一些相同的部分可以不進(jìn)行比較， 于是我們在對方案Ⅰ和方案Ⅲ兩個方案進(jìn)行比較時，可以只 將兩個方案中有差 別的 建井 工程量、 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 、 基建費用及 生產(chǎn)經(jīng)營 費用 分別計算 ，并匯總于 下頁 表 3－ 2－ 表 3－ 2－ 表 3－ 2－ 3 和表 3－ 2－ 4。主井采用箕斗提煤，副井采用一對 噸雙層礦車四車多繩罐籠，另外還有一個材料罐籠，用于運料、出矸、上下人。因此，初步淘汰該方案，設(shè)計中也不再考慮該方案。 方案二采用主斜井、副立井的開拓方式，就技術(shù)而言，該方案也是可行的，井筒的維護量也不大。 圖 3－ 2－ 3 立井一水平加暗斜井二水平延伸 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 21 方案一采用雙斜井開拓，由于表土層薄，地質(zhì)水 文條件簡單，施工也比較方便，井筒的維護量也不大。所以在采用條帶式開采時，將運煤平巷和運料平巷 布置在 煤層中。布置巖石大巷時，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置，同時還應(yīng)避開支承壓力的不利影響。 ⑶井筒位置選擇 根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件， 由于煤層賦存角度小，且自西向東煤層埋藏逐漸加深，在提出的斜井方案中，為了縮短井筒長度， 將主、 副井筒設(shè)置在井田走向的中央 靠西邊的地方；在提出的立井方案中，主副井筒位于井田走向的中央。 ⑵井筒數(shù)目 因為 成 莊井田走向長度大，且為 高 瓦斯礦井， 所以在第一水平和第二水平各設(shè)一個回風(fēng)立井，在開采過程中，除了加大通風(fēng)風(fēng)量外，還要進(jìn)行瓦斯抽放。 水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說明。帶區(qū)式開采一般采用中央并列式通風(fēng)，故本設(shè)計礦井采用中央并列式通風(fēng)。成莊礦井采用的是盤區(qū)式開采，分區(qū)式通風(fēng)。另外，副斜井中鋪設(shè)有兩條軌道，為了充分利用這兩條軌道，決定采用副斜井下人。運輸大巷設(shè)在煤層底板 巖層中，在運輸大巷內(nèi)設(shè)井底煤倉，煤炭直接河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 19 溜到輸送機上，提升到地面。由于井田 境界與其他礦井的井田境界相連，所以采用斜井開拓時，工業(yè)廣場不能布置在井田范圍之外。 成莊礦井所屬的沁水煤田地質(zhì)條件簡單，煤層沒有自然發(fā)火現(xiàn)象，水文地質(zhì)條件也不復(fù)雜，煤層埋藏淺，表土層薄，從技術(shù)條件上來說，采用立井和斜井開拓都是可行的 。 影響 礦 井開拓的主要因素分析 影響設(shè)計礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。斜井開拓在地質(zhì)條件適宜，井筒不需要特殊的情況下 ， 具有施工速度快 、 施工簡單 、工程造價低 、 井筒維護簡單 、 維護費用低 、 煤炭提升連續(xù) 、 提升能力大等優(yōu)點。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 18 3 礦井開拓 概述 開拓方式選擇 原礦井采用的是 斜井開拓方式，單水平開采。 礦井服務(wù)年限可按下式計算： ZAT K? 式中： T—— 礦井服務(wù)年限，年； Z—— 礦井可采儲量，萬噸； A—— 礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K—— 儲量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 礦井服務(wù)年限 按礦井設(shè)計生產(chǎn)能 力主要有以下三類井型： 井型 設(shè)計生產(chǎn)能力（ Mt/a） 大型： 及以上 中型： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 17 小型： 除上述類型外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種生產(chǎn)能力的中間井型。） 埋深（ m） 3 8 45 72 69 72 370 表 2－ 4 保護煤柱設(shè)計參數(shù)表 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 14 圖 2— 1 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 15 圖 2— 2 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 16 圖 2— 3 礦井年 產(chǎn) 量及服務(wù)年限 礦井工業(yè)制度 根據(jù)設(shè)計大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實際情況。） β （176。） 煤厚（ m） Φ （176。 保護煤柱設(shè)計計算參數(shù)見表 2－ 4。 礦井設(shè)計可采儲量 礦井設(shè)計可采儲量為礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護煤柱、礦井井下主要巷道 及上下山保護煤柱后乘以采區(qū)回采率所得到的儲量。由煤層底板等高線及儲量計算圖上提供的資料可計算出來設(shè)計礦井 工業(yè)儲量匯總表見 2－ 2。根據(jù)《成莊井田煤礦精查（補充）勘探地質(zhì)報告》知， 3 號煤層均采用 t/m3。 ，故用煤層偽厚度（鉛垂厚度）作為資源 /儲量的估算厚度，參與資源 /儲量的估算 。 ，故采用水平投影面積作 為資源 /儲量的估算面積； m— 塊段的煤層資源 /儲量估算平均厚度（ m）。估算結(jié)果以萬 t 為單位，保留一位小數(shù)； S— 塊段的水平面積 k（ m2）。m179。 本井田主要可采煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，且工程點分布比較均勻，故資源 /儲量估算方法采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法，由計算機直接估算。 井田儲量 礦井儲量 礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量計算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量，又稱礦井總儲量。井田最小傾向長 ,最大傾向長 ,平均傾向長 。井田以以下四個拐點坐標(biāo)為界： 1： X=， Y=； 2： X=， Y=； 3： X=， Y=； 4： X=， Y=。一般以下列情況為界： 1．以大斷層 、 褶曲和煤層露頭 、 老窯采空區(qū)為界 ； 2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護煤柱為界； 3．以相鄰的礦井井田境 界煤柱為界； 4．人為劃分井田境界。 圍 巖 性 質(zhì) 煤 牌 號 硬 度 容 重 (t/m179。由于煤本身致密堅硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡單，宏觀煤巖類型為均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，再加上井田內(nèi)構(gòu)造簡單，煤層受擠壓、剪切力小，所以， 3號煤層成塊率高。 總的來講， 3 號煤以光亮型煤為主，半亮型煤次之，顏色呈黑色，條痕為黑色，似金屬光澤，致密堅硬，具貝殼狀或階梯狀斷口，不染手，節(jié)理裂隙較發(fā)育 ，且常被方解石或黃鐵礦脈充填。 地層特征見下頁綜合柱狀圖 12。 K 砂巖：為山西組中部的一層砂巖，灰白色、中粒、鈣質(zhì)膠結(jié)。厚 ～ ，平均厚 。厚 ～ ，平均。 3 號煤層以下巖層常夾有不規(guī)則菱鐵礦結(jié)核，具水平層理及不規(guī)則的 水平層理，含保存不好的植物化石。本組濱岸為過渡相沉積，在成莊、段都、坪頭一帶，均有零星出露。 山西組（ P1s） K7砂巖底 （或相當(dāng)層位的粉砂巖）至 K8砂巖底，與下伏太原組呈整合河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 6 接觸，為主要含煤地層之一。 K5石灰?guī)r：位于本組上部，為 7 號煤頂板。沉積穩(wěn)定，厚 ，平均 。 K3石灰?guī)r：為 13 號煤頂板。厚 ， 平均 ?？肯虏砍A有薄層鈣質(zhì)泥巖。 K2石灰?guī)r：深灰色、厚層狀，致密堅硬，塊狀，性脆，裂隙充填方解石脈。沉積不穩(wěn)定。全組厚 ，平均 ，煤層總厚 。根據(jù)規(guī)范要求， 9號和 15 號煤層為不可采煤層。自下而上 K K K5 三層石灰?guī)r普遍發(fā)育，層位穩(wěn)定，是對比煤層的良好標(biāo)志層。由灰色中、細(xì)粒砂巖，灰黑色粉砂巖、泥巖，灰色粘土泥巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、菱鐵礦及煤組成。 太原組（ C3t） K1石英砂巖（相當(dāng)于晉祠砂巖）底或相當(dāng)層位至 K7砂巖底。 井田地質(zhì)特征及煤性分析 地層 本井田巖層從老到新 依次為 ： 奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組（ O2x） 、 奧陶系中統(tǒng)上馬溝太原組（ C3t） 、 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ O2f） 、 石炭系中統(tǒng)本溪組（ C2b） 、 石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t） 、 二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s） 、 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 、 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ P2s） 、 中更新統(tǒng)（ Q2） 、 上更新統(tǒng)（ Q3）全新統(tǒng)（ Q4） 。平均年蒸發(fā)量 1783mm。據(jù)晉城市氣象站資料 ,年平均氣溫 11℃, 極端最低氣溫 ℃ （ 1956年 1 月 21日），極端最高氣溫 ℃ （ 1967 年 6 月 4 日）。 氣象 晉城市屬暖溫帶大陸性氣候。史村河、河底河等為長河支流，由西北向東南注入長河，為季節(jié)性水流。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 4 水文 水系屬黃河流域沁河水系。井田內(nèi)村莊位于黃土沖溝兩側(cè)或山頂?shù)屯萏幱悬S土覆蓋的地方。中 部高，東、西部低，最高點 標(biāo) 高 為 ,最低點標(biāo)高為 , 相對高差為 。交通極為便利（圖 11）。礦井有鐵路專用線經(jīng)古書院礦與太焦鐵路接軌，距古書院礦 18km。井田以以下四個拐點坐標(biāo)為界： 1： X=， Y=； 2： X=， Y=； 3： X=， Y=； 4： X=， Y=。由于 時間關(guān)系和 設(shè)計者 水平 有限，設(shè)計中失誤 之處 在所難免 ，敬請 郭文兵 老師 給予批評指正！ 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 2 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 井田位置和交通條件 井田位置 成莊煤礦（以下簡稱為井田），位于沁水煤田南翼，晉城市西北 20km處，跨澤州和沁水兩縣。在本次設(shè)計過程中，認(rèn)真貫徹《礦產(chǎn)資源法》、《煤炭法煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤炭安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家其它發(fā)展煤炭工業(yè)的方針政策，積極采用切實可行高產(chǎn)高效的先進(jìn)技術(shù)與工藝，力爭 使 自己的設(shè)計成果達(dá)到較高水平。這樣達(dá)到了對理論知識“溫故而知新“ 的作用，同時也學(xué)到了一些實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗。作為對大學(xué)生在學(xué)校的最后一次綜合性的知識技能考查，它 綜合地 考查 了學(xué)生這四年來對基礎(chǔ)知識及其專業(yè)知識的掌握情況，使學(xué)生學(xué)會自我思考、自行設(shè)計。experience， realize one mine not both high yield highly active shaft thereby run up to favorable economic benefit and social benefit. Keyword:incline length wall fullseam mining prehensive mechanization high yield highly active 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 3 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)