【正文】 1 8 三 號(hào)煤的煤層特征及工業(yè)分析 根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征，井田內(nèi)各煤層均屬中等變質(zhì)的無(wú)煙煤，按“ 中國(guó)煤炭分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ” （ GB575186）劃分煤類(lèi)，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)， 3 號(hào)煤層中無(wú)煙煤三號(hào)和無(wú)煙煤二號(hào)各占一半 。煤的視（相對(duì)）密度介于～ 。 3 號(hào)煤的煤層特征及工業(yè)分析分別如下表 1 13： 序 號(hào) 煤 層名 稱(chēng) 煤層厚度（ m） 傾 角 θ 176。） 煤層結(jié)構(gòu) 及穩(wěn)定性 最小 最大 頂 板 底 板 平 均 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 三號(hào)煤層 ～ 8 3 粉泥 砂巖 巖 粉泥 砂巖 巖 WY f=4 煤層 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 穩(wěn)定 性好 表 12 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 9 序號(hào) 煤層 名稱(chēng) 煤 牌號(hào) 水分 M (％ ) 灰分 A (％ ) 揮發(fā) 分 V (％ ) 含磷 P(％ ) 含硫 S(％ ) 發(fā)熱量 Q (J/g) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 1 三號(hào)煤層 WY ～ ～ ～ ～ ～ ～ 表 13 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 10 2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 井田境界 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造 、 儲(chǔ)量 、 水文 、 煤層賦存情況 、 開(kāi)采技術(shù)條件 、 開(kāi)拓方式及地貌 、 地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。 成莊井田范圍：南臨寺荷井田，西接潘莊井田。 井田最小走向長(zhǎng) ,最大走向長(zhǎng) ,平均走向長(zhǎng) 。井田面積。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 11 計(jì)算公式： Q=S179。d 式中： Q— 塊段的資源 /儲(chǔ)量（萬(wàn) t）。由于煤層傾角均小于 15176。由于煤層傾角均小于15176。 d— 煤層的視（相對(duì)）密度（ t/m3）。 礦井 工業(yè) 儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的 A、B、 C 三級(jí)儲(chǔ)量之和，其中高級(jí)儲(chǔ)量 A、 B 級(jí)之和所占比例應(yīng)符合表 2－ 1的規(guī)定。 表 2－ 1 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例 地質(zhì)開(kāi)采 條件 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級(jí)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 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 12 第一水平內(nèi) A 級(jí)儲(chǔ)量占本水平內(nèi)儲(chǔ)量的比例 40 30 15 30 20 不作具體 規(guī)定 不要求 表 2－ 2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 煤層 名稱(chēng) 工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸） 備注 A B A+B C A+B+C 三 號(hào) 煤層 符合 總計(jì) 符合 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 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)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見(jiàn) 下頁(yè) 表 2－ 3；礦井工業(yè)廣場(chǎng) 保護(hù)煤柱留設(shè)見(jiàn)圖2－ 1； 村莊保護(hù)煤柱留設(shè)見(jiàn)圖 2— 2，井筒保護(hù)煤柱留設(shè)見(jiàn)圖 2— 3。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 13 開(kāi)采 水平 煤層名稱(chēng) 工業(yè) 儲(chǔ)量A+B+C (萬(wàn)噸 ) 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸） 礦井可采儲(chǔ)量 （萬(wàn)噸） 永久性煤柱 損失 設(shè) 計(jì) 儲(chǔ) 量 設(shè)計(jì)煤柱 損失 可 采 儲(chǔ) 量 村莊 境界 工 業(yè) 廣 場(chǎng) 主 要 巷 道 主副井筒 一 水平 三號(hào) 二 水平 三號(hào) 0 0 0 合計(jì) 三號(hào) 表 2－ 3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 煤層傾角（176。） γ （176。） δ （176。規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作日為 300 天，每日三班工作，每 班 工作 8 小時(shí)，每日凈提升時(shí)間數(shù)為 14 小時(shí)。 初步確定礦井年產(chǎn)量為 300 萬(wàn)噸。 由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下： 4 3 00 ?? ? =60 年 符合要求。由于成 莊煤礦井田表土層厚 薄，煤層埋藏也較淺，所以井筒施工方式采用斜井開(kāi)拓。在煤層賦存較淺，表土層較薄，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的地區(qū)，一般均可選用斜井開(kāi)拓。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)拓方式的影響最大。 井田開(kāi)拓 對(duì)井田開(kāi)拓中若干問(wèn)題分析 井田開(kāi)拓方式 由于本井田 地形為低山 — 丘陵區(qū)，表土層薄 且 水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，采用立井和斜井開(kāi)拓均是可行的，所以初步提出三個(gè)開(kāi)拓方式 ， 然后將三個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 由于設(shè)計(jì)礦井的年產(chǎn)量較大，所以決定主井采用膠帶輸送機(jī)輸送煤炭。這樣，采用主井通風(fēng)和主井下人 就不是很合理。 由于設(shè)計(jì)礦井的煤層賦存角度較小，基本為近水平煤層，所以一般可以采用帶區(qū)式或盤(pán)區(qū)式開(kāi)采。本次設(shè)計(jì)，本著鍛煉技能，熟悉礦井設(shè)計(jì)的基本原則和方法的精神，決定采用帶區(qū)式開(kāi)采。 根據(jù) 成 莊井田 3號(hào) 煤層賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可以劃分為 1－ 2個(gè)水平 。 井硐形式、數(shù) 目及其配置 ⑴ .井硐形式選擇 由于 成 莊礦區(qū) 為低山 — 丘陵地帶，地勢(shì)起伏較大，表土層較薄，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單， 井筒 不需要特殊 施工，從而 在 確定 方案時(shí)可以提出斜井開(kāi)拓、立井開(kāi)拓以及混合開(kāi)拓的方式。這樣，加上主副井筒，井田范圍內(nèi)共設(shè)四個(gè)風(fēng)井。 運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置 為了減少煤柱損失和便于維護(hù)巷道，將運(yùn)輸大巷布置在距 離 煤層 底板約 25m巖石中。 考慮到 3號(hào) 煤層不具有自燃發(fā)火傾向， 且煤質(zhì)為比較堅(jiān)硬的無(wú)煙煤，將巷道布置在煤層中維護(hù)并不困難。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 20 方案的提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技 術(shù)上可行的開(kāi)拓方案有下列三種： ⑴ 斜 井 開(kāi)拓 兩水平，見(jiàn)圖 3－ 2－ 1； 圖 3－ 2－ 1 斜 井二水平開(kāi)拓 ⑵ 主斜 井 、副立井單水平開(kāi)拓 ，見(jiàn)圖 3－ 2－ 2； 圖 3－ 2－ 2 主斜井、副立井單水平 開(kāi)拓 ⑶ 雙立井開(kāi)拓 ，見(jiàn) 下頁(yè) 圖 3－ 2－ 3。主斜井長(zhǎng) 1016m,副斜井長(zhǎng) 825m,采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)量大，因此，從技術(shù)上，該 方案 是可行的。副井采用罐籠運(yùn)料、出矸、上下人也能滿(mǎn)足要求，只是 ，該方案采用兩個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)的形式，形式上比較分散，廣場(chǎng)的有效利用率就會(huì)降低，廣場(chǎng)壓煤與采用一個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)的形式相比就會(huì)增加，管理上也比較分散。 方案三采用雙立井開(kāi)拓，較之雙斜井而言，井筒的 維護(hù)工程量就會(huì)更小，另外，井筒的長(zhǎng)度也較小。從技術(shù)上分析，該方案也是可行的。 最后，將費(fèi)用匯總列于表 325。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 22 表 3－ 2－ 1 建井工程量 項(xiàng)目 方案一 方案三 初期 主井井筒 1016 +20 付井井筒 825 365+5 井底車(chē)場(chǎng) 562 711 主石門(mén) 127 160 運(yùn)輸大巷 7100 7100 后期 主井井筒 付井井筒 井底車(chē)場(chǎng) 200 200 主石門(mén) 運(yùn)輸大巷 980+7100 795+7100 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 23 表 3－ 2－ 2 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 項(xiàng)目 方案一 項(xiàng)目 方案三 運(yùn)輸提升 萬(wàn) t/km 工程量 運(yùn)輸提升 （萬(wàn) t/km） 工程量 大巷及石門(mén)運(yùn)輸 一 水平 二 水平 斜井提升 179。 =113060 179。 （ +） =190933 179。 =40187 大巷 及石 門(mén)運(yùn) 輸 一 水平 二 水平 立井 提升 179。 =128950 179。 (+) =168892 179。 =15327 維護(hù) 萬(wàn) m178。 2179。 1800179。 10175。 a） 179。 40179。 1 179。4= 排水 /萬(wàn) m179。 24179。 179。4= 179。 365179。10175。 一 水平 二 水平 179。 365179。10175。 24179。 179。4= 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 24 表 3－ 2－ 3 基建 費(fèi)用 方案 項(xiàng)目 方案一 方案三 工程量 /m 單價(jià) (元 /m) 費(fèi)用 /萬(wàn)元 工程量 /m 單價(jià) (元 /m) 費(fèi)用 /萬(wàn)元 初 期 主井井筒 付井井筒 井底車(chē)場(chǎng) 主石門(mén) 運(yùn)輸大巷 1016 825 562 127 7100 370 711 160 7100 小計(jì) 后 期 主井井筒 付井井筒 井底車(chē)場(chǎng) 主石門(mén) 運(yùn)輸大巷 200 8080 200 7895 小計(jì) 共計(jì) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 25 表 32－ 4 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 項(xiàng)目 方案一 方案三 工程量 萬(wàn) t/km 單價(jià) 元 /t?km 費(fèi)用 /萬(wàn)元 工程量 萬(wàn) t/km 單價(jià) 元 /t?km 費(fèi)用 /萬(wàn)元 大巷及 石門(mén)運(yùn)輸 一水平 113060 128950 二水平 190933 168892 斜井 /立井 40187 15327 運(yùn)提費(fèi) 合計(jì) 維護(hù)帶區(qū)上山費(fèi) 萬(wàn) m178。 米 （萬(wàn) m178。 米 排水費(fèi) 一水平 8 二水平 10878.55 小計(jì) 合計(jì) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 26 表 3— 2— 5 費(fèi)用匯總表 方案一 方案三 費(fèi)用 /萬(wàn)元 百分率﹪ 費(fèi)用 /萬(wàn)元 百分率﹪ 初期建井費(fèi) 100 基建工程費(fèi) 100 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 100 總費(fèi)用 100 從前面表格中的 比較中 可以看出， 方案Ⅲ 的總費(fèi)用要比 方案Ⅰ的高出％， 在兩個(gè)方案技術(shù)上均可行的情況下，采用比較經(jīng)濟(jì)的方案， 故決定采用方案 Ⅰ 。即采用 雙斜井開(kāi)拓 。整個(gè)礦井劃分為 三個(gè) 階段 。 主 斜 井 主 斜 井主要用于提煤。井筒采用 混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度 120mm,充填 50mm。 。 主 斜 井井筒斷面布置如下： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 27 圖 3－ 3－ 1 主 斜 井?dāng)嗝娌贾脠D 副 斜 井 副斜井主要用于上下 人員、 運(yùn)送 設(shè)備、材料及提升矸 石等，并兼作通風(fēng)、排水。 副斜 井 井筒斷面為半圓拱型，井壁高 ,道渣高度 200mm,道渣面至軌道面高 160mm。井筒采用混凝土支護(hù)，