【正文】 45 列車組成的驗算 47 電機(jī)車臺數(shù)的確定 49 第8章 礦井提升 51 概述 51 主井提升設(shè)備選型設(shè)計 51 52 54 55 56 57 58 60 60 62 62 副井提升設(shè)備選型設(shè)計 63 63 副井提升選型 63 第9章 礦井通風(fēng)與安全 66 概述 66 礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 66 66 66 通風(fēng)方法的選擇 66 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量的計算 68 原則 68 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 68 71 礦井通風(fēng)總阻力計算 72 原則 72 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇 74 防止特殊災(zāi)害的安全措施 76 76 煤塵管理 77 77 水災(zāi)預(yù)防 77 頂板管理措施 77 第10章 礦井排水系統(tǒng) 79 概述 79 礦井排水設(shè)備選型 79 初選水泵： 79 管路布置 80 管道特性曲線及工況點確定 81 檢驗計算 84 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算 85 水泵房及水倉 86 水泵房 86 87 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 89 第11章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 90 參考文獻(xiàn) 92 第1章 礦井概述及井田特征 礦井概述 礦區(qū)概述宣三礦井田位于河北省張家口宣化縣東南約15 Km，礦井井田大部分地區(qū)隸屬宣化縣顧家營鎮(zhèn)所轄，部分位于張家口市下花園區(qū)辛莊子鄉(xiāng)。07′18″~115186。31′20″～40186。其范圍：西南以小煤礦（局部以9煤層露頭）和F40斷層為界，西北及東北分別止于F2及F18斷層，東以F2F1F34斷層為界，東南止于F12斷層南北長約8 Km，東西寬約5 Km。 km處有宣龐鐵路東西向延伸，侯家廟車站至一號井的鐵路已建成運(yùn)行，交通極為便利。 礦區(qū)地震情況根據(jù)宣化地震辦公室提供資料，宣化地區(qū)自公元前231年－公元1985年共發(fā)生有感地震59次。如1932年發(fā)生的5級地震，地震總規(guī)律是：有感地震頻繁，中、強(qiáng)地震稀少，且無大地震發(fā)生，本區(qū)地震烈度為７度。泡沙河是龍洋河支流，為季節(jié)性河流，流量很小。在龍洋河床及漫灘地帶富水性較強(qiáng)，農(nóng)灌井單井出水量在2000m3/d，水質(zhì)類型為HCO3Na、Ca、Mg型水。圖1井田基本構(gòu)造形態(tài)為一短軸向斜盆地和被斷層復(fù)雜化了的平緩單斜層，地層產(chǎn)狀總的趨勢是：走向N20～50176。局部達(dá)40176。根據(jù)斷層的延展方向，可將其分為三組，即南北向組、北東向組和東西向組（以北東向斷層為主），縱橫交錯。 礦井水文地質(zhì)條件宣三礦井田內(nèi)地勢平坦，西北高東南低，地面標(biāo)高在80m～125m之間，其坡度西部為千分之七，東部為千分之四，地表徑流良好，井田中部有瞎馬河，西南部有白馬河流過，兩河均發(fā)源于變質(zhì)巖山區(qū)，為季節(jié)性河流，屬海河流域子牙河水系。 白馬河在東青山村以東河床下伏寒武、奧陶系碳酸巖地層，地表水在此可滲入河床補(bǔ)給巖溶地下水。（2） 大青灰?guī)r巖溶裂隙含水層 大青灰?guī)r為8煤的直接頂板，層位和厚度較穩(wěn)定，是開采9頂板進(jìn)水的主要含水層。西南部為隱伏露頭，東北部為埋藏區(qū)，埋藏深度100m～1000m。在自然狀態(tài)下，大青灰?guī)r與奧灰只在短裂帶附近有較弱的水循環(huán)交替。（3） 5～7煤間砂巖、伏青灰?guī)r裂隙巖溶含水層 本層厚度變化大，常呈2～3層復(fù)合結(jié)構(gòu)的含水層組，～，一般厚度10m～30m。砂巖中含小礫石，裂隙發(fā)育，水多集中在此層。野青灰?guī)r、砂巖巖溶裂隙含水層層位穩(wěn)定，～，～，野青灰?guī)r靠近露頭處有溶洞和溶蝕現(xiàn)象，溶洞、裂隙多被新生界黃泥充填，深部溶洞逐漸消失。本含水層為含水性弱的餓巖溶裂隙承壓含水層。（5） 下石盒子底部砂巖裂隙含水 層位穩(wěn)定，厚度0～，一般厚度5m～，以中細(xì)砂巖為主，局部為粗砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，為含水性弱的裂隙承壓含水層。 ，卵石滾圓度好，分選性較差，充填物為砂和粘土，本含水層由于充填物為砂和粘土，滲透性較差，上覆為厚度100余米的亞粘土，亞沙土層，隔斷了與地表水的聯(lián)系，該含水層為含水性較弱的孔隙承壓含水層。該含水層為本區(qū)主要含水層，含水豐富，滲透性好，直接接受大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給通道一是地表水下滲，二是西部山區(qū)補(bǔ)給，該含水層為富水性強(qiáng)的孔隙無壓含水層。 山西組（P1s）地層厚度—，以灰色、深灰色粉砂巖，砂質(zhì)泥巖與淺灰色、灰白色細(xì)粒至中粒砂巖為主。其中2煤為穩(wěn)定的厚煤層，是宣三礦的主采煤層，其他均為極不穩(wěn)定的薄煤層，沒有開采價值。 ，含煤兩層，編號為10及11。 可采煤層1. 2煤層：為于山西組下部。經(jīng)計算，煤厚變異系數(shù)（γ）為17%，屬穩(wěn)定的厚煤層。2. 3煤：最小厚度為零，經(jīng)計算，,煤厚變異系數(shù)γ為29%，屬極不穩(wěn)定煤層。3煤位于野青灰?guī)r之上，2煤之下，為野青灰?guī)r所控制。3. 6煤：煤層最小厚度零，為薄煤層。經(jīng)計算，煤層變異系數(shù)（γ）為45%，屬不穩(wěn)定厚煤層。上距3～。 可采性指數(shù)（Km）。煤層一般不含夾矸，有時有一層泥巖夾矸，為簡單結(jié)構(gòu)煤層。5. 8煤：最小厚度零，為薄煤層。經(jīng)計算，煤層變異系數(shù)（γ）為66%，為不穩(wěn)定煤層。8煤局部可采，其直接頂板為大青灰?guī)r，下距9～。 可采性指數(shù)（Km），煤層變異系數(shù)（γ）為23%，為穩(wěn)定煤層。 91煤：最小厚度零，為薄煤層。煤層變異系數(shù)（γ）%，為極不穩(wěn)定煤層?！?。 可采性指數(shù)（Km），煤層變異系數(shù)（γ）%，為較穩(wěn)定煤層?！?可采性指數(shù)（Km），煤層變異系數(shù)（γ）%，為穩(wěn)定煤層。 不可采煤層宣三礦煤田不可采煤層有12層之多，它們的共同特點是煤層薄，厚度極不穩(wěn)定，根據(jù)它們的賦存特點，可分為兩類：即層位較穩(wěn)定類與層位不穩(wěn)定類。層位不穩(wěn)定類有141及10煤。表 12煤有兩個煤類，氣煤（QM）和1/3焦煤。氣煤分布廣泛，1/3焦煤呈零量小塊夾在其間。以氣肥煤為主，少量的氣煤及更少的肥煤。 93煤有四個煤類，氣煤 氣肥煤 1/3焦煤和肥煤。氣煤分布于井田的東部，呈南北方向的弧形帶狀，1/3焦煤比鄰與氣煤的西側(cè)，亦是不規(guī)則的近南北向的弧形帶狀分布，氣肥煤則在1/3焦煤帶兩側(cè)不連續(xù)分布。他們的變質(zhì)規(guī)律為：1. 由上而下變質(zhì)程度遞增。2. 由東向西，煤的變質(zhì)程度逐漸增高。 經(jīng)有關(guān)部門測試，2～，～，宣三礦井田屬氮?dú)饧淄榛蚣淄閹?。（見表?煤鉆孔瓦斯樣測定結(jié)果匯總表）表13 9煤鉆孔瓦斯樣測定結(jié)果匯總表 鉆孔煤樣深度瓦斯成分%瓦斯含量ml/g瓦斯分帶CH4CO2N2CH4CO220011～微量甲烷帶20012～氮?dú)饧淄閹?0013～甲烷帶20015～甲烷帶宣三礦井田煤層具有自然發(fā)火傾向，其中9均為二類自燃。 由煤炭科學(xué)總院撫順分院礦山安全開發(fā)中心堅定，宣三礦煤田煤塵具有爆炸性或爆炸危險性，特別是9煤具有強(qiáng)爆炸性，應(yīng)加強(qiáng)防塵，降塵措施。4 煤塵爆炸性試樣堅定結(jié)果 煤層采樣地點工業(yè)分析火焰長度（mm）巖粉用量(%)鑒定結(jié)論Wf%A g%Vr%2東37孔80090有爆炸危險性2東71孔80090有爆炸危險性9東37孔80090有爆炸危險性9東71孔70080有爆炸危險性 礦井煤層綜合柱狀圖第2章 井田境界和儲量 井田境界西北以F2斷層為界，南部以F5斷層為界，東部以F14為界，東北以F18為界，南北長約4公里，東西寬約5公里。9號煤層為下組煤，因受奧灰水威脅，在目前的技術(shù)條件下暫不可采，故也不計入工業(yè)儲量。各塊段儲量按下列公式進(jìn)行計算：Q=S*M*γ/cosα （2煤層傾角（α）的確定：根據(jù)塊段內(nèi)相鄰兩根等高線的距離計算求得。 各層煤的容重煤層236789293厚度1 容重（γ）的確定：： 各層煤的容重煤層236789293容重在計算其它煤層儲量時考慮到無具體地板等高線圖作為依據(jù),所以:面積,傾角均用2號煤總面積,即面積S=；平均傾角α= 9度。計算所得的煤柱損失為：Qbj=Sbj* M2*γ2/cosα=572萬噸2 斷層兩邊的煤柱損失：原則：斷層兩邊的保安煤柱，視斷層落差的大小而留設(shè)，落差2050米的斷層兩側(cè)各留設(shè)20米保安煤柱。計算所得的煤柱損失：Qdc= Sdc* M2*γ2/cosα=207萬噸3 煤層的風(fēng)氧化帶的煤柱損失原則：煤層的風(fēng)氧化帶按垂深20米留設(shè)計算所得的煤柱損失：Qyhd= Syhd* M2*γ2/cosα=4 工業(yè)廣場的煤柱損失根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范》中《礦井工業(yè)場地占地指標(biāo)》的規(guī)定工業(yè)廣場布置計算如下：實際參數(shù)：走向 350米；傾向 520米；表土層移動角：φ＝56176。+α＝72176。；β＝74176。；經(jīng)計算，所得的煤柱損失為：Qgygc=Sgygc* M2*γ2/cosα =973萬噸以上各煤柱損失共計：Qs= Qbj+Qdc+Qyhd+Qgygc=礦井可采儲量是礦井設(shè)計可以采出的儲量，故Q=(QgQs)C （23） ＝()* = ?？紤]到井田的合理服務(wù)年限,因此確定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)120萬噸,日產(chǎn)為3640t。1） 式中：T 計算服務(wù)年限，年；Q 可采儲量， 噸；A 年產(chǎn)量， 噸；K 儲量備用系數(shù)。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》設(shè)計能力90萬噸的礦井服務(wù)年限為50年， 120萬噸的礦井服務(wù)年限為60年。因此確定礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬噸/年，日產(chǎn)3640噸。 礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間14小時。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為14小時。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠、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)。（2） 合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。（4） 要適應(yīng)當(dāng)時國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。 影響設(shè)計礦井開拓方式的主要因素有（１）地質(zhì)構(gòu)造西北以F2斷層為界，南部以F5斷層為界，東部以F14為界，東北以F18為界,北部緊靠邊界處有F4斷層,東南部有F35斷層,西北部有北程向斜,東南部有表善被斜, 受構(gòu)造的控制煤巖層產(chǎn)狀變化不大。井田南北走向長約7千米,東西寬約5千米。煤層中部傾角變化不大。井田煤層具有自然發(fā)火傾向， 2煤的自然發(fā)火期為6～12個月，掘進(jìn)煤巷時應(yīng)注意。 （３）地形因素井田位于太行山東麓, 為一山前沖擊平原。東部為平原，最低標(biāo)高在70米左右。（４） 水文地質(zhì)情況礦區(qū)南部有洋河，由西往東流經(jīng)本區(qū)南部，河寬一般為100米左右，河床深2米至10米不等，為季節(jié)性河流，平時水量甚微，雨季則猛漲到數(shù)拾倍至數(shù)百倍。綜合上述因素，本井田不具備平硐開拓的地形條件。故采用立井開拓。 （２） 水文復(fù)雜, 。技術(shù)上也比較可靠，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。方案一： 開拓巷道及工業(yè)廣場如下圖： 主副井都打到350水平，550水平主副井由300水平暗斜井延伸。1 開拓巷道及工業(yè)廣場圖方案二：開拓巷道及工業(yè)廣場如下圖：主副井都打到350水平，550水平主井由350水平暗斜井延伸，副井由350水平立井延伸。2 開拓巷道及工業(yè)廣場圖方案三：開拓巷道及工業(yè)廣場如下圖：主副井都打到550水平，向上打暗斜井開采350水平。3 開拓巷道及工業(yè)廣場圖方案的技術(shù)比較： 表4，機(jī)械化程度高。4. 工業(yè)廣場距離煤層近，壓煤少。 2. 開采550水平時，煤、料都要經(jīng)過暗斜井，提升環(huán)節(jié)多。 2. 石門長度大。，立