【正文】 型，即簡單構(gòu)造。局部達20176。井因內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。計算儲量時，水平面積利用AutoCAD軟件在微機上圈定，煤層平均傾角11176。1） Q 儲量（萬t）；S 煤層水平投影面積（m2）；M 煤層平均厚度（m）；γ煤的容重(t/m3)。由地質(zhì)資料可知：S = （m2） M = 5米γ= （t/m3) Q = 4井田的工業(yè)儲量為：S = （m2）M = γ= (t/m3) Q = 井田可采儲量 井田煤柱留設原則在本井田范圍內(nèi)，各類煤柱的留設原則為：、井筒留設保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤柱。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。表土層移動角為45176。，井田境界煤柱寬度20m。 工業(yè)廣場占地面積指標井 型大 型 井中型井小 型 井生產(chǎn)能力（萬噸/年）1150、180、(240)460、901230占地指標（公頃/10萬噸）———：井田邊界保護煤柱留設20m，其中2，4。 ：斷層保護煤柱留設20m寬，其中2，4。：工業(yè)場地按II級保護，維護帶寬度15m，取18公頃，所以其2煤質(zhì)量為： 5m(t/m3)=其4煤質(zhì)量為： (t/m3)=。2）式中 Q采 可采儲量； Q工 工業(yè)儲量； P 永久煤柱； K 設計采區(qū)回收率，2煤取75%，4煤取80%?！睹禾抗I(yè)礦井設計規(guī)范》：礦井設計生產(chǎn)能力應根據(jù)資源條件、外部建設條件、回采對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。煤田地質(zhì)條件復雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。條件較好者，應加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；否則應縮小規(guī)模。投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回報期短的贏家大規(guī)模，反之則所小規(guī)模。綜上所述，本井田適宜建設大型礦井。 礦井服務年限礦井服務年限必須與井型相適應。1）式中 T—— 礦井服務年限，a； Zk—— 礦井可采儲量，Mt； A —— 設計生產(chǎn)能力，Mt； K —— 礦井設備儲量系數(shù)。2）式中 T1 ——第一水平的服務年限，a； Zk1——第一水平的可采儲量，萬t； K ——礦井儲量備用系數(shù)，取K=； A ——礦井設計生產(chǎn)能力，萬t/a。按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核。井田內(nèi)2號煤層平均5m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大；4號煤，厚度變化不大，局部尖滅變薄。輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，運輸能力大，自動化程度高。大型設備材料可以通過風井下放。通風安全條件的校核。礦井采用分區(qū)式通風，設兩條回風大巷，東區(qū)、西區(qū)各布置一個風井，可以滿足通風需要（暫定）。 我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限礦井設計生產(chǎn)能力(Mt／a)礦井設計服務年限(a)第一開采水平設計服務年限(a)煤層傾角＜25176?！?5176。6．0及以上70353．0～5．060301．2～2．45025201515 0．45～0．9402015 15 第四章 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入煤體，建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方式進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；；；，做好開采水平的接替；、深部開拓及技術改造；、運輸及供電系統(tǒng)。在解決開拓問題時，應遵循下列原則：（1）貫徹執(zhí)行國家有關煤炭工業(yè)的技術政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。（2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。（4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關規(guī)定。（5）要適應當前國家的技術水平和設備供應情況，并為采用新技術、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。 確定井筒形式、位置、數(shù)目井筒形式井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，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)場地和引進鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務年限要求。缺點是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術復雜。主要缺點是立井井筒施工技術復雜，需用設備多，要求有較高的技術水平，井筒裝備復雜，掘進速度慢，基本建設投資大。 我國在煤礦開采中，立井開拓的井筒一般都采用圓形斷面。根據(jù)以上所述情況，本礦井采用圓形井筒。（2）井田兩翼儲量大致平衡，井下運輸、通風、開采比較有利。（4）井口標高要高于歷年最高洪水位。（6）井底距奧陶灰?guī)r要保持一定的安全距離。對井下合理開采的井筒位置：（1）井筒沿井田走向的位置井筒沿井田走向的的有利位置以后應在井田中央。①井筒設在井田中央（儲量分布的中央），可使沿井田走向的井下運輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應井下工作量要較前者大； ②井筒設在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配，風量分配比較均勻，通風網(wǎng)絡較短，通風阻力較小。當產(chǎn)量集中于一翼時，風量成倍增加，風壓按二次方關系增加。兩翼產(chǎn)量分配，風量分配比較均勻，通風網(wǎng)絡較短，通風阻力較小。③井筒設在井田中央時，兩翼分擔比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時間比較接近。④實際工作中，由于井田地質(zhì)條件和其他因素的影響，只要盡可能使兩翼均衡，同時可將井筒布置在靠近高級儲量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠。（2）井筒沿煤層傾向的位置立井開拓時井筒沿煤層傾向位置的幾個原則。從保護井筒和工業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設備較多，掘進速度慢，掘進費用高。為便于井筒的掘進和維護，井筒不應設在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動影響的地區(qū)。綜上所述，根據(jù)本礦的實際條件，在走向方向上：布置在井田儲量中央有利于礦井的兩翼開采，有利于通風、運輸、工作面的接替，故井筒位置選在井田走向中央。故井筒位置選在井田傾向儲量中央。同時根據(jù)本井田具體的條件，兩個立井可以滿足井田運輸?shù)囊?，在本礦井設計井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護中，將西北部邊界風井和主、副井作為礦井的初期工程。井筒用途、布置及裝備主井主要負責煤的提升；副井負責升降人員、設備、材料及提升矸石等，并兼作通風、排水；風井總回風兼做安全出口。②主井提升采用箕斗，用q=(ocaT)/(3600Nt1)求出一次提升量，再按松散煤的容重計算出松散體積，選擇一對16t箕斗提升。井筒支護采用混凝土厚度450mm，充填混凝土50mm罐道梁中心線間距，可用下式求得：H＝a＋2h＋S0 =3328mm （）式中：a——兩側(cè)罐道之間間距，取a=2900mm；h——組合鋼罐道高度，取h=158mm。主井井筒斷面見圖。①副井井筒裝備采用剛性裝備（剛性罐道）,罐道梁采用工字鋼、通梁式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接。罐道梁采用20b工字鋼。梯子間尺寸M、S、T根據(jù)梯子間、管道間布置，可按下列公式計算M=600+600+m+=1361mm （）式中：600 —— 兩梯子中心距，mm；600 —— 梯子中心到壁板距離加另一梯子中心到井壁距離，mm；m —— 梯子間隔板總厚度，金屬梯子間m=77mm；，左側(cè)布置梯子間，右側(cè)布置管路，最后，根據(jù)圖解法解出井筒的直徑（5500mm）以及罐籠在井筒中的位置。（3）風井：風井用于礦井回風，兼做安全出口。最后，根據(jù)總回風量及梯子間布置確定井筒的直徑(5000mm)。風井除用作通風外，一般又可作安全出口。井口布置包括安全出口及風硐等，風井直徑為5000mm。井筒位置的選擇對于建井期限、基本建設投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)成本都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。當井田形狀比較規(guī)則而儲量分布均勻時，井筒沿井田走向的有利位置應在井田的中央；當井田儲量分布不均勻時，井筒應布置在井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)絡較短，通風阻力小。（2）井筒沿煤層傾向的有利位置。有利于礦井初期開采選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。（2）為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應盡可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。（4）井筒位置還應使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術條件，應盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。通過以上分析，考慮到首山一礦實際情況：由于井田西部邊界距京廣鐵路很近，故為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。為了使通風路線最短并減少初期建井工程量，故將風井至于井田北部邊界。設計中只針對2號煤層。平均為11176。其中350m標高以上的均采用上山開采，350m標高以下的采用下山開采。本設計擬將開采水平大巷布置在煤層底板堅硬巖層中，巖石大巷的優(yōu)點如下：在距煤層一定距離的巖層中掘進，基本上可保證取直且保持一定方向，巷道彎曲小，有利于運輸。由于礦井瓦斯涌出量不大，不用設置額外的回風大巷。 開拓方案概述開拓方案的提出首山一礦地形平坦，地面標高為+200m，不適宜采用平硐開拓；井田范圍內(nèi)煤層處于+100—550m層位，開采深度較大，不適宜斜井開拓。由于本井田位于平原地帶，地勢平坦，可采煤層埋深大，且傾角不大，在井田各部分的埋深不同，差別比較大，又考慮到本礦井為大型礦井，為適應相應的提升能力，和機械化程度,早投產(chǎn)的要求, 顯然，采用平硐開拓不現(xiàn)實，所以，所有方案均采用立井開拓。主井布置在井田中央，主井副井首先打到150水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。主副井延伸至500水平，通過石門找到煤層，布置第三水平大巷。加主井布置在井田中央。通過暗斜井找到煤層，布置第二水平大巷。方案3：立井延伸加暗斜井三水平開拓方案。主井副井首先打到100水平，通過石門找到煤層，布置第一水平大巷。通過暗斜井找到450水平煤層，布置第三水平大巷。三個方案相同的不需參與比較的項目，包括礦井的設計生產(chǎn)能力、水平劃分。技術綜合分析：方案一有效避免了首采區(qū)下山采區(qū)的形成，使開采較為容易。方案二減少水平數(shù)量，提升環(huán)節(jié)減少，主要問題在于對于形成了采區(qū)下山，不利于通風和排水。方案三和方案三基本相同，只是在水平延伸有區(qū)別，方案三是利用暗斜井延伸，方案一是采用立井延伸，在技術上都合理。減少了通風、排水、掘進、運輸?shù)确矫娴膯栴}。第三水平的石門較長，工程量大，運輸線路較長。方案二兩個水平進行開拓，相對運輸環(huán)節(jié)要簡單，井底車場工程量大大減少。450水平要暗斜井開拓，輔助提升設備較復雜維護較為困難。這種開拓方式形成兩個下山采區(qū)，對于掘進、運輸、通風、排水等帶來較大困難。斜井開掘要比立井簡單得多，且投資小得多。1暗斜井輔助提升運輸較復雜困難。兩者區(qū)別在于對于第三水平延伸方式不同，分別是主副井井筒延伸采用石門揭露煤層和采用暗斜井配合石門開拓。（2） 開拓方案經(jīng)濟比較方案一和方案三有差別的工程量在于第二水平的基建費和工程量，計算匯總結(jié)論： 三水平基建費及工程量長度（m）斷面（m2）工程量（m3）單價（元/10m）費用（元）方案一主井延伸15074547副井延伸15074547石門172731552總計方案三主暗斜井35772副暗斜井35772總計經(jīng)以上比較項目中可得。由以上比較可看出，方案三比方案一的綜合費用低，（選擇方案三為最優(yōu)方案）兩方案中井底車場的形式和建設費用雖稍有差別，但相對較小，故也未予以比較，本次設計即采用方案三。開采水平的高度根據(jù)煤層的賦存條件、生產(chǎn)技術水平及水平接替等因素綜合考慮確定。根據(jù)水平服務年限根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定，為使每個開采水平有足夠的儲量保證服務年限，可按下式計算必須的階段高度。本井田參數(shù)如下：礦井設計年產(chǎn)量A取180萬t，根據(jù)設計規(guī)范定水平服務年限T取27a，階段內(nèi)煤層平均傾角α取11176。按照規(guī)程規(guī)定，水平