【正文】 華人民共和國(guó)國(guó)土資源部 2020 年 12 月頒布的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（ DZ/T02152020），資源儲(chǔ)量估算指標(biāo)，井田各煤層最低可采厚度均 定為 ；最高灰分(Ad)40%；最高硫分 (St178。 d)。 井田儲(chǔ)量應(yīng)分煤層計(jì)算 ,計(jì)算公式為 Zg=SHγ (21) 式中： Zg— 礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) 噸 ； S— 煤層面積， m2； H— 煤層厚度， m； 8煤純煤平均厚度為 。 8 煤容重為 。 煤柱損失如下： 西井田井界 ： 萬(wàn) 噸 ； 西斷層損失： 萬(wàn) 噸 ； 西防水煤柱： 萬(wàn) 噸 ； 西風(fēng)井煤柱： 萬(wàn) 噸 ； 南斷層合計(jì)： 萬(wàn) 噸 ； 南防水煤柱： 萬(wàn) 噸 ； 南風(fēng)井煤柱： 萬(wàn) 噸 ； 工廣煤柱： 萬(wàn) 噸 。 Zk=()179。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大； 2）開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。 本設(shè)計(jì)根據(jù)保有可采儲(chǔ)量、煤層賦存條件、回采接替、工作面生產(chǎn)能力、開(kāi)采技術(shù)條件和地面村莊等因素多方面分析，結(jié)合集團(tuán)公司發(fā)展規(guī)劃，確定礦井設(shè)計(jì)生 產(chǎn)能力為 120萬(wàn) t/A。 符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120～ 240 萬(wàn)噸的大型礦井在非缺煤地區(qū)的服務(wù)年限不少于 50年的要求，所以設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn) 噸 /年 是合理的。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。 一般情況下，平硐開(kāi)拓是最簡(jiǎn)單最有利的方式，斜井次之，立井最復(fù)雜。 平硐開(kāi)拓受地形及埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存在較高的山嶺、丘陵或溝 谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求時(shí)才能采用。缺點(diǎn)是：在相同條件下，斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線 長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；圍巖不穩(wěn)固時(shí)，井筒維護(hù)費(fèi)用高；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜；為斜井留置保安煤柱，煤炭損失大。 立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利；井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒 比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。 采用斜井開(kāi)拓，與立井相比，同樣的開(kāi)采深度，斜井的井筒較長(zhǎng)，沿井筒鋪設(shè)管路、電纜及其它線路的長(zhǎng)度較大，采用絞車(chē)提升的速度較低，對(duì) 120 萬(wàn)噸 /年的大型礦井來(lái)說(shuō)，副井的提升能力達(dá)不到要求；另外，斜井井筒的維護(hù)也比較困難，而且維護(hù)量大，保護(hù)煤柱的損失也比立井的大；最重要的是本礦井開(kāi)采的煤層瓦斯涌出量大，需要良好的通風(fēng)效果， 采用斜井開(kāi)拓，通風(fēng)路線長(zhǎng)，阻力大，不利于瓦斯的排出。 立井開(kāi)拓需要較長(zhǎng)的石門(mén)聯(lián)系，但總體來(lái)說(shuō)，立井開(kāi)拓具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 承壓能力強(qiáng)，維護(hù)工程量少，維護(hù)費(fèi)用低； ② 煤柱損失較斜井少，易穿沖積層和含水層； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) ③ 提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制； ④ 圓形斷面有效面積大，通風(fēng)條件好，較為經(jīng)濟(jì)； ⑤ 人員升降速度快。 （ 2） 井硐位置的確定 合理的井筒位置應(yīng)使井下開(kāi)采有機(jī)，井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，地面工業(yè)廣場(chǎng)布置合理。蘆嶺煤礦沿東南、中、西北三部分組成，無(wú)論從地理因素，還是儲(chǔ)量均勻分布考慮，井筒應(yīng)設(shè)在中部?？紤]到蘆嶺煤礦賦存較深，因此井筒為不占用淺部煤量而略靠下部，見(jiàn)煤點(diǎn)定在 590 蘆嶺礦地質(zhì)條件 無(wú)特別之處，井筒位置受地形的影響不大。 為了是工業(yè)廣場(chǎng)少占礦區(qū)面積，可將工業(yè)廣場(chǎng) —— 井筒仍在礦區(qū)中央。根據(jù)相關(guān)水文資料，確定井筒地面標(biāo)高為＋ 。因此在礦區(qū)中部設(shè)置一對(duì)主、副立井，間距為 50m。 本礦井為高瓦斯礦井， 前期為迅速達(dá)產(chǎn)采用中央分列式，設(shè)置南風(fēng)井一個(gè)；但由于本礦走 向較長(zhǎng)，后期 采用兩翼對(duì)角式，井筒個(gè)數(shù)為四 個(gè)。 為了減 少地面搬遷量同時(shí)減少資源 損失，將工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)置在主、副井附近 ,即： 將工業(yè)廣場(chǎng)和井筒布置在儲(chǔ)量中央 。 表 22 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井型 (Mt/a) 占地面積指標(biāo) (公傾 /Mt) 、 7～ 8 、 9～ 10 、 12～ 13 、 15 本設(shè)計(jì)礦井為 120 萬(wàn) t 的大型礦井，取 10 公頃 /Mt，則其總占地面積為 179。 15 畝＝ 180 畝 =，取工業(yè)廣場(chǎng)的長(zhǎng)寬分別為 400m 和 300m，并按一級(jí)保護(hù)留設(shè)圍護(hù)帶 15m。 ～ 13176。根據(jù)“緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高宜為 150～ 350m”，本井田 煤層露頭線最高標(biāo)高為 200m左右，煤層最深部標(biāo)高為 900m 左右，故井田宜劃分為兩個(gè)階段，即一個(gè)水平，階段平均垂高 350m左右，上山階段垂高可適當(dāng)加大。結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用單水平上下山聯(lián) 合開(kāi)采，水平標(biāo)高 590m。在一水 平布置一條運(yùn)輸大巷、一條軌道大巷， 均布置在煤層底板巖層中，井底布置一個(gè)刀把式環(huán)形車(chē)場(chǎng)。 方案 1：雙立 井單水平，上下山聯(lián)合開(kāi)采，上、下山采區(qū)傾斜長(zhǎng)度約為 1500m（圖 23a）。 ②方案比較 方案 1 和方案 2 的主要區(qū)別在于延深開(kāi)采時(shí)采用暗斜井延深還是直接立井延深，兩方案生產(chǎn)系統(tǒng)均簡(jiǎn)單可靠。 2179。方案 2多了延深立井井筒（ 2179。兩方案的通風(fēng)費(fèi)用相差不大，未列入比 較，粗略比較見(jiàn)表 23。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) （ a） 立井單水平上下山開(kāi)采 （ b）立井兩水平，立井延深開(kāi)采 圖 22 兩種開(kāi)拓方案示意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 表 23 方案 1與方案 2費(fèi)用粗略比較表 方案 項(xiàng)目 方案 1 方案 2 基建費(fèi)用/萬(wàn)元 采區(qū)運(yùn)輸下山 采區(qū)軌道下山 下山車(chē)場(chǎng) 1200179。 = 800179。 = 250179。 950179。 = 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用/萬(wàn)元 立井提升下山提升 排水 179。 179。 3348179。 = 250179。 179。（ +） 179。 3348179。 = 179。 179。 24179。 365179。 104= 小計(jì) 小計(jì) 總共費(fèi)用 /萬(wàn)元 方案 1比方案 2少用 通過(guò)以上比較可以看出：本礦井采用立井單水平上下山聯(lián)合開(kāi)采，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的。 立井井筒斷面 形狀主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及涌水情況、選擇的支護(hù)方式及施工方法等因素而定。 主井：井筒采用立井形式，凈直徑 ，凈斷面 ，裝備兩對(duì) 12t 長(zhǎng)形箕斗，帶平衡錘，供主井提煤用。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、人 行臺(tái)階等設(shè)施。 副井：井筒采用立井形式，凈直徑 ，凈斷面面積 ，井筒內(nèi)裝備一對(duì) 礦車(chē)雙層四車(chē)加寬罐籠，井壁采用混凝土砌碹支護(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)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 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。 風(fēng)井：兩個(gè)風(fēng)井井筒采用立井形式，兩個(gè)風(fēng)井井筒凈直徑均為 5m，凈斷面 ，井筒內(nèi)設(shè)有梯子間。風(fēng)井井筒斷面和井筒特征分別見(jiàn)圖 26和表 214。由第 4 章《礦井通風(fēng)》的風(fēng)速驗(yàn)算可知，所選擇的井筒符合風(fēng)速要求。按照主運(yùn)煤列車(chē)在井底車(chē)場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行方式不同，井底車(chē)場(chǎng)可分為環(huán)形式和折返式兩大類型。 選擇井底車(chē)場(chǎng)形式的原則如下： a. 井底車(chē)場(chǎng)的通過(guò)能力必須滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，并有 30%以上的富余系數(shù)，使礦井具備一定的增產(chǎn)潛力； b. 操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求； c. 車(chē)場(chǎng)井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； d. 調(diào)車(chē)工作簡(jiǎn)單，機(jī)車(chē)運(yùn)行可靠，管理方便； e. 車(chē)場(chǎng)施工方便，各井筒間、車(chē)場(chǎng)巷道與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短礦井建設(shè)時(shí)間； f. 井底車(chē)場(chǎng)應(yīng)該開(kāi)掘在易于維護(hù)的巖層內(nèi)； g. 合理布置各種硐室，盡量減少巷道的交叉點(diǎn)。 井底車(chē)場(chǎng)的調(diào)車(chē)方式為：電機(jī)車(chē)牽引重列車(chē)進(jìn)入調(diào)車(chē)線，當(dāng)行至分車(chē)道岔 N1前 10～ 20m減速行駛，并在行進(jìn)中電機(jī)車(chē)與重列車(chē)摘鉤，電機(jī)車(chē)加速行過(guò)分車(chē)道岔 N1后 N1復(fù)原位，重列車(chē)借助慣性駛向重車(chē)線；而電機(jī)車(chē)機(jī)頭則經(jīng) 19 到達(dá) 15，牽引空列車(chē)經(jīng) 1 20 駛向采區(qū)。 各主要開(kāi)拓巷道的斷面尺寸，均是按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第 19 條，第 20 條有關(guān)安全間隙的要求而確定的斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算風(fēng)速滿足要求。 圖 27 運(yùn)輸大巷斷面設(shè)計(jì)圖 表 27 運(yùn)輸大巷斷面特征 圍巖類別 斷面積 /m2 掘進(jìn)尺寸 /mm 噴射厚度 /mm 錨桿 /mm 凈周長(zhǎng) /m 凈 掘 寬 高 形式 外露長(zhǎng)度 列方式 排距 錨深 規(guī)格 巖 4500 3750 100 樹(shù)脂 100 菱形 800 2020 2100179。 采用機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)可同時(shí)統(tǒng)一解決煤、矸石、材料的運(yùn)輸問(wèn)題，能適應(yīng)礦井兩翼生產(chǎn)的不均衡性，能滿足井下不同煤種的煤層分采分運(yùn)的要求，對(duì)巷道彎曲無(wú)多大的限制，運(yùn)煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵少，對(duì)通風(fēng)安全有利，長(zhǎng)距離 運(yùn)輸也沒(méi)有困難等優(yōu)點(diǎn)。 采用膠帶輸送機(jī)時(shí)為連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)量大、效益高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合機(jī)械化開(kāi)采；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)集中管理和自動(dòng)控制，事故少、安全可靠，人員少、生產(chǎn)效率高。 上述說(shuō)明礦車(chē)運(yùn)輸適于運(yùn)距長(zhǎng)、拐彎多、不同煤種分運(yùn)的條件；膠 帶運(yùn)輸則適于運(yùn)量大、不存在多煤種分運(yùn)、巷道比較直且煤層傾角小的條件。根據(jù)千秋煤礦的實(shí)際情況以及目前煤炭開(kāi)采機(jī)械化的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)考慮煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸方式，選擇 SSJ1200/600 可伸縮膠帶輸送機(jī)，其參數(shù)見(jiàn)表 28。 運(yùn)輸能力驗(yàn)算：設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)壁綜采工作面采煤機(jī)最大瞬時(shí)出煤能力為 686t/h，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力為 800t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力為 900t/h，破碎機(jī)通過(guò)能力為 1100t/h，運(yùn)輸斜巷膠帶輸送機(jī)輸送能力為 1200t/h，帶區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)各設(shè)備生產(chǎn)、通過(guò)能力均大于工作面最大瞬時(shí) 出煤能力，且各環(huán)節(jié)依次后一設(shè)備運(yùn)輸能力均大于前面運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力，故所選設(shè)備能滿足要求。 200 kW 電壓 1140 V 外形尺寸 機(jī)頭 11134179。 2506 mm 機(jī)尾 19272179。872 mm 生產(chǎn)廠家 淮南煤礦機(jī)械廠 輔助運(yùn)輸 礦井輔助運(yùn)輸既要考慮大巷的輔助運(yùn)輸，同時(shí)還要兼顧工作面輔助運(yùn)輸巷的運(yùn)輸方式。 由于無(wú)軌膠輪車(chē)、單軌吊車(chē)、卡軌車(chē)、齒軌機(jī)車(chē)的運(yùn)輸方式投入成本大、投資高、使用及維護(hù)費(fèi)用高，一般用于較大型礦井，根據(jù)本礦井實(shí)際情況，這些輔助運(yùn)輸方式不宜采用，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮了蓄電池機(jī)車(chē)和柴油機(jī)車(chē)兩種牽引設(shè)備的比較。柴油機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)具有機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)、安全、檢修方便、牽引力大等優(yōu)點(diǎn)。 綜合以上分析，由于煤層瓦斯涌出量較大，根據(jù)礦井巷道布置和通風(fēng)安全的要求，采用柴油機(jī)車(chē)的運(yùn)輸方式對(duì)井下空氣有一定污染，更重要的是井下運(yùn)輸?shù)陌踩暂^低，考慮到后期瓦斯含量有增大的可能，設(shè)計(jì)采用 XK87/140 型防爆型蓄電池電機(jī)車(chē)，具體參數(shù)見(jiàn)表 29。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 表 29 XK87/140型防爆型蓄電池電機(jī)車(chē)技術(shù)特征 牽引高度 mm 430 固定軌距 mm 1150 車(chē)輪直徑 mm 680 外型尺寸 mm 4490179。 1600 制動(dòng)方式 機(jī)械 小時(shí)制牽引力 kN 速度 小時(shí)制 km/h 最大 km/h 蓄電池組 額定電壓 V 140 容量 /（ 5小時(shí)） A178。 1050179。 1050179。 本礦井工作制度為三 八制，兩班采煤，一班檢修，每天凈提升時(shí)間為 16 小時(shí)，礦井設(shè)計(jì)年工作日 300 天。礦井產(chǎn)量為 120 萬(wàn) t/a，井型較大，所以設(shè)計(jì)主副井的提升方式為：主井采用兩對(duì) 12t 箕斗提升，副井采用罐籠提升。 6Y型箕斗（參數(shù)見(jiàn)表 211） ，副井罐籠選擇 籠（參數(shù)見(jiàn)表 212） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 表 211 主井提升容器規(guī)格表 項(xiàng)目 單位 技術(shù)特征 型號(hào) JDS12/901