【正文】 煤層。井田 內(nèi) 主要 地質(zhì)構(gòu)造，水文地質(zhì)類型 等基本探明，地層變化規(guī)律 基本控制 。 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 井田境界 境界 、邊界范圍，井田面積 井田 境界 ：西以煤層露頭風(fēng)化帶為界，南以 51 勘探線為界，深部以向斜軸為界，東部以第 7 勘探線為界。 井田儲(chǔ)量 本井田的工業(yè)儲(chǔ)量及 A+B+C 的儲(chǔ)量， 經(jīng) 由塊段法計(jì)算 ， 礦井工業(yè)儲(chǔ)量為 萬噸 。 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 表 221 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例參照表 地質(zhì)開采條件 井型 儲(chǔ)量 級(jí)別 比例 （ %） 簡(jiǎn)單 中等 復(fù)雜 大 型 中 型 小 型 大 型 中 型 小 型 中 型 小 型 井田內(nèi) A+B 級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的比例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平內(nèi) A+B 的儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內(nèi) A級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例 40 30 15 30 20 不作具體 規(guī)定 不作具體 規(guī)定 不作具體規(guī)定 表 222 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量 (萬 t) A B A+B C A+B+C 14 地 質(zhì) 開 采 條 件 井 型 儲(chǔ) 量 級(jí) 別 比 例 （ % ） 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層 煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲(chǔ)量。 5% = 萬噸 萬噸 萬噸179。 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 見 表 223。每天三班作業(yè)，每班工作 8 小時(shí)。 儲(chǔ)量備用系數(shù)按《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的決定》第二條 :為 ～ ,本設(shè)計(jì)采用 下 限 計(jì)算。 符合《煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定 。 但深部也用斜井的話會(huì)造成井筒斜長(zhǎng)太長(zhǎng)， 與立井相比投資較大。底板為細(xì)砂巖、粉砂巖。 9 線以南煤層厚度 ,不含夾矸。底板一般為細(xì)砂巖、粉砂巖 ,泥鈣質(zhì)膠結(jié) ,屬不穩(wěn)定底板。可以采用山、下山布置。煤塵有爆炸性，煤層屬自燃煤層，礦井正常涌水量 180m3/h，最大涌水量 230m3/h。 井田開拓 分析 由于本井田煤層覆存條件簡(jiǎn)單，屬緩傾斜煤層，井田范圍不是太大，根據(jù) 《煤炭工業(yè) 設(shè)計(jì)規(guī)范 》 及現(xiàn)有的技術(shù)裝備，本井田可劃分為 兩 個(gè)階段，分 四 個(gè)采區(qū)開采。采區(qū)劃分 基本以第 10 勘探線 為界，以北為 1 13 采區(qū)，以南為 1 14 采區(qū) 。 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 綜合考慮 影響 本礦井開拓的 有關(guān) 因素，提出了以下 四 個(gè)方案： 第一方案：斜井 單 水平上下山開拓，主、副井均采用斜井，主斜 井井口坐標(biāo)： X： ， Y： 4213662， z： +1353m， 坡度： 16176。副斜井井口坐標(biāo)： X： ， Y：， Z： 1033m，坡度： 20176。井筒內(nèi)裝備鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)，用于提煤。風(fēng)井 ：采用斜井， 井筒斷面 為拱形， 凈寬 3000mm， 凈斷面 ，回風(fēng)井布置在 軌道 上山上部， 風(fēng)化帶 內(nèi)部 。北風(fēng)井井口坐標(biāo)： X： ， Y： ， Z： +；南風(fēng)井也采用斜井，井口坐標(biāo)： X： 36379205， Y： ， Z： +1350。井內(nèi)設(shè)有 人行臺(tái)階和水溝 等。 在 +980m水平開鑿大巷，采用上、下山布置。工業(yè) 廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圖見圖 323。p ′ b ′CDe 1e 1 ′A Be 1e 1 ′p ′p ′dcd ′q ′C D A Bb 1 ′b ′a ′a 1 ′e80176。45176。45176。79,2124,9316,38113,9 286,1 圖 323 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱圖 礦井開采順序 是 先采上山階段，后才下山階段。 第二方案：立井單水平上下山開拓，主井井口坐標(biāo)： X： ，Y： ， Z： 1310m，落底標(biāo)高： +950m。主井采用一對(duì) 9t 箕斗提升，井筒凈直徑 ， 凈 斷面面積 。 副井井口坐標(biāo)： X： 36381181， Y： ， Z： +1310m，落底標(biāo)高： +975m，井深 335m。井筒凈直徑 6m，井筒內(nèi)裝備為金屬罐道梁、金屬罐道，端面布置；設(shè)梯子間、管子間。 運(yùn)輸大巷 布置在煤層底板中，標(biāo)高為 +980m。風(fēng)井布置 、通風(fēng)方式及輔助水平的建設(shè) 同第一方案 ，詳見 圖 324 開拓方式 平 面圖 和圖 325 開拓方式剖面圖 。 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 324 開拓方式 平 面圖 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 325 開拓方式剖面圖 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 走向剖面ⅠⅠq k45176。q12q3qk 12k3k傾向剖面ⅡⅡm n45176。45176。1mm 2n 21n13176。 b 39。d 39。 然后在井底車場(chǎng)附近打一對(duì)暗斜井，在 +750m水平開鑿第二水平運(yùn)輸大巷。 第四方案：立井雙水平上 、下 山開拓 ，本方案分以下兩種情況： 第一水平布置同方案二，也是利用第一水平開采北翼一、二階段和南翼第一階段。利用第二水平開采南翼第二階段和第三階段。第二水平是直接延伸主、副井筒到 +750m水平，在 +750m 開鑿第二水平運(yùn)輸大巷，服務(wù)南翼第二、三階段。 與第三方案和第四方案相比減少了打暗斜井和第二水平大巷的費(fèi)用， 而且第二水平井底車場(chǎng)也比第三方案和第四方案簡(jiǎn)單。下面只比較第一方案和第二方案 方案一 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑、井筒裝備都比方案二簡(jiǎn)單，因而初期投資較少，建井期較短。方案二井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較復(fù)雜，掘進(jìn)速度較慢，斷面利用率低。地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比較復(fù)雜，地面工 業(yè)廣場(chǎng)壓煤 萬噸，相對(duì)于方案一多出了 萬噸。方案二適應(yīng)性很強(qiáng)， — 般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。而且方案二提升速度快，對(duì)輔助提升特別有 利，井筒的斷面很大，可滿足大風(fēng)量的要求，由于井 筒 短， 通 風(fēng)阻力也就較小。 從技術(shù)上看，這兩個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此很難確定選擇哪一個(gè)方案，需要從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)一步比較。這里只比較兩方案不同部分，即河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 井筒和井底車場(chǎng)的基建費(fèi) 和經(jīng)營(yíng)費(fèi) 。 表 321 工程量 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 主井井筒 （ m） 1369 330+30 副井井筒 （ m） 1019 330+5 井底車場(chǎng) （ m） 1187 1250 注： 井底車場(chǎng)、 硐室工程量折算成巷道工程量（按照立方折算） 表 322 方案一基 本 建 設(shè) 費(fèi)用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 斜井單水平（含輔助水平）上、下山開拓 總工程量 （ m） 單價(jià)（元178。 表 323 方案一生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 工程量 單價(jià) 費(fèi)用（萬元） 1 2 3 提升 （萬 tkm 井 筒 維護(hù) （ am 排水 （萬 tkm 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)合計(jì) 10460 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 表 324 方案二 基本建設(shè)費(fèi)用 表 方案 項(xiàng)目 立井單水平 （含輔助水平） 上 、 下山開拓 總 工程量 （ m） 單價(jià) （元178。 表 325 方案二生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 工程量 單價(jià) 費(fèi)用（萬元） 1 提升（萬 tkm 2 井筒維護(hù)（ am 3 排水 （萬 tkm 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)合 計(jì) 表 326 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （ %） 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （ %） 基本建設(shè)費(fèi) 100% 138% 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 10460 287% 100% 總費(fèi)用 207% 100% 在上述經(jīng)濟(jì)比較中需說明以下幾點(diǎn)； 兩 方案的第一水平均為 +980m，大巷及上山的開掘量費(fèi)用近似相同，河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 考慮到全井田中第一水平及輔助水平大巷的開掘長(zhǎng)度相同，即開掘總費(fèi)用近似相同，故未對(duì)此進(jìn)行比較計(jì)算，另外，采區(qū)上部、中部、下部車場(chǎng)數(shù)目?jī)煞桨敢蚕嗤?，也未予以?jì)算。 綜合以上 比較結(jié)果 來看： 基建總投資 方案一比方案二多了 萬元，相差了 37%；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)方案一比方案二多了 萬元，相差了107%。 井筒特征 一般來說，立井井筒的斷面形狀有圓形和矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長(zhǎng)，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用底等優(yōu)點(diǎn)，因此主、副井筒均采用圓形斷面。 ○ 1 主井 主井井筒采用立井形式， 本設(shè)計(jì)中礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 120 萬噸，所需提升量較大，因此，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行技術(shù)裝備，主井中亦采用一對(duì) 12t 箕斗用于提煤。此外，還布置有檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、 通訊信號(hào)電纜和梯子間等設(shè)施。 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 331 主井?dāng)嗝鎴D 表 331 井筒特征表 井型 120 萬 t 井筒直徑 5m 井深 360m 凈斷面積 ○ 2 副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，井筒內(nèi)裝備一套 雙層單車罐籠，井壁采用鋼筋混 凝土及砌壁支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道等設(shè)備。 40041 2047 0055 503001650165028 0020 704001200165060 00 圖 332 副井?dāng)嗝鎴D 表 332 井筒特征表 井型 120 萬 t 井筒直徑 6m 井深 335m 凈斷面積 提容器升 一對(duì) 9t箕斗 井筒支護(hù) 混凝土砌壁 ○ 3 風(fēng)井 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 本設(shè)計(jì)采用分區(qū)式通風(fēng)，北翼和南翼各設(shè)一個(gè)風(fēng)井。由于其服務(wù)年限較長(zhǎng)，宜采用拱形斷面。必須設(shè)置人行臺(tái) 階及扶手。 3000123250500200200R15001300 圖 333 風(fēng)井?dāng)嗝鎴D 圖中： 1— 水溝； 2— 人行臺(tái)階； 3— 人行扶手 表 333 材料消耗 表 井筒凈寬（ m） 凈斷面（ m２ ） 凈周長(zhǎng) （ m） 允許通過最大風(fēng)量 普氏系數(shù) 全混凝土砌旋 掘進(jìn)斷面 （ m２ ） 支護(hù)厚度 （ mm） 材料消耗量 （ m３ ／ m） 井筒 基礎(chǔ) 拱 壁 拱 壁 基礎(chǔ) 4 200 250 ○ 4 風(fēng)速驗(yàn)算 河南 理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 副井作為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井作為回風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。 井壁是井筒的重要組成部分，其主要作用是承載地壓，防止圍巖風(fēng)化等。具體的支護(hù)方式及井壁厚度等見井筒特征表 334。） 90 90 25 斷面形狀 圓 圓 半圓拱 支護(hù)方式 混凝土砌碹 壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 500 500 250 提升方位角（176。井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺(tái)下再設(shè)≥ 4m井底水窩。詳見井筒特征表。井 底車場(chǎng)首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要。其次，在滿足井底車場(chǎng)通過能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘