【正文】 m 的保護(hù)煤柱。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬噸/年，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為400m360m的長方形。工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為750m，該處表土層厚度為220m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表22。表23 保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲(chǔ)量（萬噸）井田邊界保護(hù)煤柱F1斷層保護(hù)煤柱F2斷層保護(hù)煤柱工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱礦井可采儲(chǔ)量可按下式計(jì)算： 式23式中：Zk——礦井的可采儲(chǔ)量，萬t； Zg——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，萬t； P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量，萬t； C ——采區(qū)采出率，本礦井為中厚煤層。參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，本礦井作業(yè)采取“四六”工作制，每日三班生產(chǎn)、出煤，一班檢修，每日提升時(shí)間為18小時(shí)。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：：煤田地質(zhì)條件簡單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模。本礦井井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，煤層屬中厚煤層，厚度變化不大，煤層傾角較小，平均傾角8176。礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A、礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： 式31式中: T——礦井服務(wù)年限，a；Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬t；A ——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力, 萬t；K ——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，；則，礦井服務(wù)年限為：符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。布置一個(gè)高產(chǎn)高效工作面，即可達(dá)產(chǎn)。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)通過主要運(yùn)輸石門運(yùn)到井底煤倉，再經(jīng)主井箕斗提升至地面，運(yùn)輸能力能滿足設(shè)計(jì)井型的需求。大巷輔助運(yùn)輸采用軌道電機(jī)車運(yùn)輸，個(gè)別斜巷采用絞車提升、運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井煤塵不具有爆炸性瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單礦井通風(fēng)采用中內(nèi)邊界式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。表31 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角25176?！?5176。600及以上8040——300～5007035——120～2406030252045～90502520159～30各省自定4 井田開拓井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；；；，做好開采水平的接替；、深部開拓及技術(shù)改造；、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。、數(shù)目、位置及坐標(biāo)井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)見表41.本礦井煤層傾角小，平均8176。表41 井筒形式井筒形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平硐①環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低②工業(yè)設(shè)施簡單③井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(fèi)用④施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期⑤煤炭損失少。與立井相比：①井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限②通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大③斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。立井①不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制②井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利③當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工④井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求，風(fēng)阻小，對(duì)深井開拓極為有利。對(duì)不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。2）井筒位置的確定由于受到F1和F2斷層的影響，為了有利于第一水平的開采，并兼顧其它水平，因此將井筒位置定在F1和F2 斷層之間，傾斜方向在傾向中央的位置，這樣布置還可以利用F1和F2斷層的部分保護(hù)煤柱減少工業(yè)廣場(chǎng)壓煤量。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表21工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向， 長為400m,寬為360m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為150～200m，但是若采用上下山開采可以適當(dāng)延長階段垂高，而采用帶區(qū)開采還可以適當(dāng)延長階段垂高，因此本礦井可以采用一個(gè)開采水平（帶區(qū)山開采），或者兩個(gè)開采水平（采區(qū)開采）。1）運(yùn)輸大巷的布置由于本井田煤層埋藏比較深，但煤層較薄，平均厚度不到3m，但是煤層頂?shù)装鍡l件不穩(wěn)定，故將大巷離底板30米的巖層中。2）井底車場(chǎng)的布置由于井底車場(chǎng)一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)年限長，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。采用立井延伸時(shí)，可以充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費(fèi)用底，管理較方便。采用暗斜井延伸時(shí)，原有井筒的位置、水平的劃分，上山或上下山開采的確定都不受奧陶系承壓含水層的影響。其缺點(diǎn)是增加了提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。采用單水平開采，掘進(jìn)費(fèi)用低，巷道利用率高，但是投產(chǎn)相對(duì)晚。礦井巷道掘進(jìn)多，生產(chǎn)費(fèi)用高。如圖41到圖44所示。圖42 方案二方案二采用兩水平開采，暗斜井延伸，第一水平750米，第二水平920米，第一水平采用上下山和仰斜俯斜帶區(qū)開采，第二水平采用上山開采和仰斜帶區(qū)開采。兩層煤公用一個(gè)井底車場(chǎng)，過斷層后每層煤開拓大巷。第二層煤在850米，每層煤都用單獨(dú)的大巷。方案3和方案4都是采用一水平開采，方案3比方案4少開拓一個(gè)井底車場(chǎng)，經(jīng)過粗略比較方案3和方案4，方案3比方案4在投入方面少，而且巷道開拓量少，方案3也可以滿足礦井生產(chǎn)要求，地址條件也滿足要求，所以采用方案3。方案2為立井兩水平暗斜井延伸；方案3為立井一水平共用一個(gè)井底車場(chǎng)。經(jīng)濟(jì)比較見表44到表48：在上述經(jīng)濟(jì)比較中需說明：綜上所述，方案三較比方案一在經(jīng)濟(jì)比較的成本低，因此選擇方案三為最終方案。第一水平標(biāo)高850m，煤田西部主要采用帶區(qū)開采，采用俯斜和仰斜開采，煤田東部角度較大，不適合采用帶區(qū)開采，所以采用采區(qū)式開采，由于工業(yè)廣場(chǎng)占中央采區(qū)，可采面積較小，所以作為后期開采，最后回收保護(hù)煤柱。km工程量運(yùn)輸提升/萬tm3一水平22024365104=一水平22024365104=二水平22024365104= 礦井基本巷道根據(jù)礦井開拓布置，提升和通風(fēng)等的要求，前期在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)開掘主副，接著開采西翼帶區(qū)，后期開拓東翼采區(qū)巷道。1）主井擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù)。井筒內(nèi)裝備一對(duì)12噸的箕斗，采用多繩摩擦提升機(jī)井壁采用混凝土砌碹支護(hù)。2）副井擔(dān)負(fù)全礦人員、材料設(shè)備和矸石的提升任務(wù)，為礦井的進(jìn)風(fēng)井。裝備兩套提升設(shè)備。3）風(fēng)井中央風(fēng)井采用立井形式，圓形斷面，設(shè)有安全出口，采用鋼筋混凝土支護(hù)方式。4）風(fēng)速驗(yàn)算所選定的副井作為進(jìn)風(fēng)井，主井作為回風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。表46 建井費(fèi)用表基建費(fèi)用表方案2方案3工程量/m單價(jià)/元m1費(fèi)用/萬元初期主井井筒77030002318703000261副井井筒75530008553000井底車場(chǎng)13009001171300900117運(yùn)輸大巷1200800961340800104軌道大巷1200800961340800104小計(jì)后期主井井筒1703000030000副井井筒1703000030000井底車場(chǎng)130090011709000主斜巷延伸1050105014781050副斜巷延伸1050105014781050運(yùn)輸大巷89068002412800軌道大巷89068002412800小計(jì)共計(jì)表47 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)項(xiàng)目方案2方案3工程量/m單價(jià)/元m1費(fèi)用/萬元帶區(qū)、采區(qū)運(yùn)輸一水平帶區(qū)二水平帶區(qū)一水平采區(qū)二水平采區(qū)大巷及石門一水平23654二水平小計(jì)立井一水平二水平小計(jì)排水費(fèi)一水平二水平小計(jì)合計(jì)表48 費(fèi)用匯總表費(fèi)用匯總表項(xiàng)目方案2方案3費(fèi)用/萬元百分率/％費(fèi)用/萬元百分率/％初期建井費(fèi)100%%基建工程費(fèi)100%%生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)100%%總費(fèi)用100%%圖41 主井井筒斷面圖表49 主井井筒主要參數(shù)特征表井型提升容器1對(duì)12t底卸式箕斗井筒直徑井深870m井筒支護(hù)表土段井壁厚900~1150mm混凝土井壁厚400mm凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積~圖42 副井井筒斷面圖表410 副井井筒主要參數(shù)特征表井型提升容器井筒直徑井深865m井筒支護(hù)表土段井壁厚1050～1400mm基巖段井壁厚450mm凈斷面積178。表土段毛斷面積～178。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。由于輔助運(yùn)輸需要解決電機(jī)車下井組裝以及部分材料和矸石井下?lián)Q裝問題，井底車場(chǎng)設(shè)有軌道和組裝換裝系統(tǒng)。兩翼大巷駛?cè)刖总噲?chǎng)的電機(jī)車在存車場(chǎng)存放。圖44 井底車場(chǎng)2）井底車場(chǎng)硐室立井系統(tǒng)硐室由東西兩面上倉皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室、井底煤倉、裝載膠帶巷、清理井底撒煤硐室及水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐。為了保證礦井正常生產(chǎn)，充分發(fā)揮膠帶運(yùn)輸機(jī)和箕斗提升的潛力，井底設(shè)置一個(gè)直徑10 m，高25 m的圓筒煤倉，總?cè)萘考s2000 t。這種裝載系統(tǒng)靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產(chǎn)的需要。水倉布置在井底車場(chǎng)最低處。根據(jù)本礦實(shí)際地質(zhì)條件，煤層賦存較平穩(wěn)且瓦斯涌出量小，硬度適中，有布置煤層大巷的條件。所以本井田采用巖層大巷。適合電機(jī)車輔助運(yùn)輸條件。此巷內(nèi)采用鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，設(shè)有1200mm寬膠帶輸送機(jī)，一側(cè)設(shè)有1500mm寬專用人行道。D ——膠帶機(jī)寬度，d1＝1200+430 mm；1800mmB2＝1500＋900＋1800＝4200 mm膠帶機(jī)運(yùn)輸大巷的斷面和特征見圖45?；仫L(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同，但回風(fēng)石門內(nèi)不設(shè)軌道和膠帶運(yùn)輸機(jī)。圖45 主要運(yùn)輸大巷表412 膠帶大巷斷面特征表斷 面/m178。)錨桿數(shù)量(根)材料消耗表粉刷面積(m178。)鋪底(m178。軌道大巷凈寬度可由下式計(jì)算：B2=a+b+d1+d2+c式中：B2—軌道大巷凈寬度，mm；A —人行側(cè)寬度，取1385mm；B —車輛邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取580mm，帶區(qū)巷道一般取300～500mm，本斷面取765mm；dd2—電機(jī)車的寬度，d1=d2＝1060mm；c —雙軌運(yùn)輸巷道中兩輛對(duì)開列車最突出部分之間的距離，取730mm。表414 軌道大巷斷面特征表斷 面/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射錨 桿凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mm厚度/mm形式外露長度/mm排 列方 式排間距/mm長度/mm直徑/mm52004400100樹脂100三花800250020圖46 輔助運(yùn)輸大巷表415 每米工程量及材料消耗量表圍巖類別掘進(jìn)工程量(m178。)巷道墻角噴射材料(m178。)錨桿重量 (kg)注眼樹脂(kg)托板鋼筋(kg)鐵(kg)木(個(gè))煤135帶區(qū)巷道布置礦井首采區(qū)位于井田西部第一水平俯斜帶區(qū)，南、西、北以井田邊界為界，東臨F1斷層保護(hù)煤柱。/g，屬低沼氣礦井。各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層。左右，無明顯的變緩、變陡趨勢(shì)。煤層頂板砂巖裂隙水是礦床主要直接充水的水源，但由于井田內(nèi)砂巖富水性很弱，滲透性差，徑流滯緩，補(bǔ)給源不足，故對(duì)將來的礦床開采一般不會(huì)造成太大的威脅。本井田斷層富水性微弱，具有一定的隔水性能，一般情況下不會(huì)發(fā)生大導(dǎo)水威脅。首采帶區(qū)為一帶區(qū)， km，區(qū)內(nèi)未揭露較大斷層,帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)見圖51。帶區(qū)巖層集中巷將受采動(dòng)影響較小，便于維護(hù)，各分帶在回采到運(yùn)輸大巷前10 m時(shí)停采。本設(shè)計(jì)為120萬t的大型礦井，用