【正文】 基巖段預(yù)計(jì)涌水量不大，確定采用普通方法施工。復(fù)合井壁有以下兩種基本結(jié)構(gòu)形式： 第一種：塑料夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu) 其井壁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：一是內(nèi)層井壁采用高強(qiáng)度等級(jí)砼（目前已達(dá)到 C60～ C65），以提高內(nèi)層井壁的強(qiáng)度；二是內(nèi)外層井壁 之間設(shè)置 2 層 4mm 厚的聚乙烯塑料板防水層；三是外壁與凍土間鋪設(shè) 25～ 75mm 泡沫塑料板，利用其可壓縮性，來達(dá)到釋放井幫部分能量，起到緩壓、卸壓和保溫的作用。目前保持最大凍結(jié)深度陳四樓礦副井即為這種井壁結(jié)構(gòu)形式。由于瀝青板的存在，可 使井壁達(dá)到緩沖減壓和調(diào)整壓力重新分布的作用，利用 瀝青板的可壓縮變形，使外壁變形或者破壞的能量被瀝青板的壓縮變形所吸收和釋放，以改善內(nèi)壁受力 狀況，使內(nèi)壁不致遭受破壞。 八十年代末到九十年代初，徐州、大屯及淮北地區(qū)，先后有 15個(gè)凍結(jié)井筒其井壁遭受到了破壞。為此原因，多數(shù)負(fù)荷井壁結(jié)構(gòu)中新近設(shè)置了金屬或者塑料可壓縮層，其可壓縮結(jié)構(gòu)的形式目前尚未成熟定型。表土段底設(shè)置豎向可壓縮層。內(nèi)外層井壁之間設(shè)置 4mm 厚的聚乙烯塑料板防水層，外壁與凍土間鋪設(shè) 25～ 75mm 泡沫塑料板，井壁砼標(biāo)號(hào)為 400～600號(hào)。 （ 2）副井：凍結(jié)上段壁厚 1200mm，其中內(nèi)壁厚 650mm，外壁厚 550mm； 凍結(jié)下段壁厚 1800mm，其中內(nèi)壁厚 950mm，外壁厚 850mm。其余同主井。 本礦凍結(jié)鑿井的科研課題包括： ①凍結(jié)方案優(yōu)化設(shè)計(jì) ②凍結(jié)信息化施工技術(shù)與凍結(jié)壁形成特 性預(yù)報(bào) ③深部粘土層凍結(jié)壁位移實(shí)測(cè)研究 ④ C40～ C70高性能混凝土試驗(yàn)研究 ⑤井壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 井筒特征表 序號(hào) 名稱 單位 主井 副井 備注 1 井口 坐標(biāo) 緯距 X m 3921215 3921215 經(jīng)距 Y m 38458104 38458055 2 井口標(biāo)高 m + + 3 提升方位角 度 270 0 4 井筒 直徑 凈 m 掘進(jìn) 凍結(jié)上段 m 凍結(jié)下段 m 普通段 m 5 井筒 斷面 凈 M2 掘進(jìn) 凍結(jié)上段 M2 凍結(jié)下段 M2 普通段 M2 6 井筒 深度 凍結(jié)上段 m 200 200 凍結(jié)下段 m 普通段 m 小計(jì) m 7 砌壁 凍結(jié)段 上段 厚度 內(nèi)壁 mm 外壁 mm 下段 厚度 內(nèi)壁 mm 外壁 mm 材料 鋼筋砼 鋼筋砼 普通 厚度 mm 350 400 材料 素砼 素砼 8 表土層厚度 m 9 凍結(jié)深度 m 485 485 10 井筒裝備 一對(duì) 3t 箕斗 一對(duì) 1t 罐籠 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式 井下大巷煤炭運(yùn)輸為膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸， 井底車場(chǎng)軌道系統(tǒng)僅為輔助運(yùn)輸服務(wù)，根據(jù)井筒與軌道運(yùn)輸石門的相對(duì)位置及進(jìn)出車方位，井底車場(chǎng)形式采用單環(huán)刀把式。井底車場(chǎng)入口設(shè)置調(diào)車線，調(diào)車線長(zhǎng) 55m。 列車調(diào)車方式：機(jī)車牽引列車駛?cè)胲噲?chǎng)調(diào)車線，機(jī)車摘鉤繞至列車尾部，將列車頂入副井重車線。正常調(diào)車時(shí)間為 。主井裝載系統(tǒng)位置設(shè)計(jì)曾考慮了“全部上提”（裝載水平位于 425m 水平以上 25m）與“半上提”（ 裝載水平位于 425m 水平）兩個(gè)方案。所以，設(shè)計(jì)采用“全部上提” 方案，裝載系統(tǒng)委員井底水平上穩(wěn)定巖層內(nèi)。 井底煤倉形式及容量 井底煤 倉為圓筒立倉，凈直徑 5m，倉高 20m，容量為 350t。 水倉布置、容量及清理方式 在井底車場(chǎng)北側(cè)設(shè)置主、副兩條水倉，水倉間距 20m，主水倉長(zhǎng) 500m，副水倉長(zhǎng) 。 水倉清理設(shè)置有清倉絞車，清倉方式為人工清理。回風(fēng)經(jīng)爆破材料庫專用回風(fēng)巷直接引入回風(fēng)流中。副井西側(cè)布置等候室。 井底車場(chǎng)支護(hù)方式及工程量 井底車場(chǎng)巷道及硐室總長(zhǎng)度為 ，其中巷道長(zhǎng) ，硐室長(zhǎng) 。中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第四章 采區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法選擇 本礦井開采的 二 1煤層賦存非常穩(wěn)定，煤層厚度 4m 左右，煤層頂?shù)装遢^好，煤層傾角 3～ 5176。根據(jù)煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，考慮到效率、產(chǎn)量等因素及地方礦井今后采煤方法的發(fā)展趨勢(shì)，作為中型礦井選用高檔普通機(jī)械化采煤工藝是適宜的。 根據(jù)吳村煤礦開采實(shí)際情況，本區(qū)頂層煤媒質(zhì)較硬，放頂煤開采難以實(shí)現(xiàn)。 回采 工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型 高檔普采工作面選用雙滾筒采煤機(jī)割煤，利用采煤機(jī)擋煤板裝煤，選用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽選用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)煤。 回采工作面采煤運(yùn)輸主要設(shè)備選型如下： 采煤機(jī)選用 MG150 型雙滾筒采煤機(jī)，功率 150kw，采高 2m，滾筒直徑 ，牽引速度 0～ 6m/min，截深 ，生產(chǎn)能力 400t/h。 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ，輸送能力 450t/h。 乳化液泵選用 XRB2B80/200 型兩臺(tái)，配套乳化液箱型號(hào)為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。 支架選用 DZ2230/100 型單體液壓支柱，其主要技術(shù)參數(shù)為：支護(hù)高度 ～，額定工作阻力 300KN，額定工作液壓 ，初撐力 118～ 157KN。 工作面回采方式及回采率 回采工作面采用后退式開采，工作面回采率 ，采區(qū)回采率 。由于煤層賦存穩(wěn)定、頂?shù)装搴?、瓦斯小、煤層屬近水平發(fā)育，結(jié)合礦井年產(chǎn)量綜合確定工作面平均年推進(jìn)度 1170m。 F21斷層以南的地段平緩開闊、構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層控制可靠、儲(chǔ)量級(jí)別高、緊靠工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，有利于減少初期工程量和建設(shè)工期，因此設(shè)計(jì)選為礦井的首采區(qū)。 首采區(qū)的布置方式 對(duì)于本礦的近水平煤層，既適應(yīng)傾斜長(zhǎng)壁布置也適應(yīng)走向長(zhǎng)壁布置，兩種布置方式相比較，顯然傾斜長(zhǎng)壁布置方式具有 井巷工程量少、投資省、建井工期短、運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。采區(qū)內(nèi)不需做上山，利用兩條運(yùn)輸大巷直接開掘工作面順槽和工作面開切眼，采區(qū)巷道布置十分簡(jiǎn)單。采用傾斜長(zhǎng)壁工作面布置方式，其優(yōu)越性在生產(chǎn)中得到了充分體現(xiàn)，礦井投產(chǎn)三年即實(shí)現(xiàn)了 240 萬噸達(dá)產(chǎn)能力。工作面長(zhǎng)度 130m，采高 2m，每循環(huán) ，每天 個(gè)循環(huán)，年推進(jìn)度 1170m，其工作面生產(chǎn)能力為： A=130 2 1170 106 =中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 式中： —— 煤層容重（ t/m3） —— 工作面回采率。一個(gè)采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。所以，本礦井一個(gè)高檔普采工作面對(duì)于保證礦井年產(chǎn)量是穩(wěn)妥和易實(shí)現(xiàn)的。 矸石及輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 掘進(jìn)工作面矸石→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→ 425m 水平井底車場(chǎng)→副井→地面。 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸順槽→回采工作面→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門 及上倉斜巷 → 總回風(fēng)巷→主井→排出地面。 巷道掘進(jìn) 巷道斷面及支護(hù)形式 巷道斷面根據(jù)通風(fēng)、運(yùn)輸設(shè)備及行人要求按最大確定。軌道運(yùn)輸大巷（進(jìn)風(fēng)）凈斷面 ，膠帶運(yùn)輸大巷（ 回風(fēng) ） 凈斷面 ，順槽斷面 。 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo) 根據(jù)掘進(jìn)工作面裝備，參照巖性、支護(hù) 方式等因素，確定巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)如下： 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 巖石平巷（錨噴） 85m/月 巖石斜巷（錨噴） 70m/月 煤層平巷（砌碹） 100m/月 順槽（支架） 150m/月 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及機(jī)械配備 為保證礦井投產(chǎn)后采區(qū)和工作面正常接替，布置一個(gè)開拓掘進(jìn)頭、兩個(gè)順槽掘進(jìn)頭共三個(gè)掘進(jìn)頭。 掘進(jìn)工作面均采用普通鉆爆法施工。煤巷掘進(jìn)頭配備有 型濕式煤電鉆、 型調(diào)度絞車、 ZYP345 型煤巷裝運(yùn)機(jī)及 BKY604X 型局部通風(fēng)機(jī)。掘進(jìn)總體積 。詳見井巷工程量匯總表。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第五章 準(zhǔn)備方式 概述 對(duì)于本礦的近水平煤層，既適應(yīng)傾斜長(zhǎng)壁布置也適應(yīng)走向長(zhǎng)壁布置，兩種布置方式相比較，顯然傾斜長(zhǎng)壁布置方式具有井巷工程量少、投資省、建井工期短、運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。采區(qū)內(nèi)不需做上山，利用兩條運(yùn)輸大巷直接開掘工作面順槽和工作面開切眼，采區(qū)巷道布置十分簡(jiǎn)單。據(jù)鉆孔揭露資料，地層分布具有以下特點(diǎn)： 二 1 煤上覆基巖長(zhǎng)期受風(fēng)化，二迭系大部分地層被剝蝕，故井田內(nèi) 二 1 煤頂板基巖較薄，基巖之上的第三、四系地層較厚，平均厚度 。程村井田位于焦作煤田東北部，主要受北東向區(qū)域斷層（ F1 F15）及西北向區(qū)域斷層（ F20）切割，井田內(nèi)地層抬升，構(gòu)成了本 井田低壘型構(gòu)造單元。井田構(gòu)造復(fù)雜程度為中等偏簡(jiǎn)單。背斜北西翼地層走向近南北，傾向西，傾有 3o 左右，該翼受 F21 、 F23 、 DF2 三條斷層的切割，煤層呈條塊分布，連續(xù)性較差。 3 斷層 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 井田共發(fā)現(xiàn)有 9條正斷層，其中 4 條為井田邊界斷層，落差介于 50～ 700m 之 間。井田內(nèi)斷層基本上為東西向延展，呈相對(duì)集中發(fā)育。二迭系山西組含煤 3 層，煤層總厚 ，其中二 1煤全區(qū)發(fā)育，普遍可采，系本井田勘探和開采的主要對(duì)象。 二 1煤賦存于山西組下部，下距 L8 灰?guī)r平均 ，下距寒武系 O2m 灰?guī)r頂平均。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少數(shù)鉆孔見有夾矸，夾矸厚 。區(qū)內(nèi) 5個(gè)鉆孔穿見，煤厚 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型煤層。因該煤層水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，同時(shí)煤質(zhì)屬中灰高硫，勘探當(dāng)中僅進(jìn)行了一般 控制了解，故勘探程度低，目前開采條件尚不具備 吳村煤礦 程村 礦井井田 除煤層露頭外，其余三面均被區(qū)域大斷層切割而成為自然邊界，西南邊界為峪河斷層（ F20），東南邊界為東耿村斷層（ F15），西北邊界為九里山斷層（ F14）。 儲(chǔ)量 1地質(zhì)儲(chǔ)量 程村井田批準(zhǔn)的地質(zhì)儲(chǔ)量為 166560kt。設(shè)計(jì)暫不能利用地質(zhì)儲(chǔ)量為 96170kt（ 一 2煤），其中 C 級(jí) 21200kt、 D級(jí) 74970kt。 2可采儲(chǔ)量 全井田設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量（ A+B+C 級(jí)） 70390kt，扣除井筒及工業(yè)廣場(chǎng)、井田邊界、斷層和淺部防水煤柱等永久煤柱損失，考慮 75％的采區(qū)回采率，礦井獲得可采儲(chǔ)量 30908kt。 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 礦井以一個(gè)采區(qū)一個(gè)高檔普通機(jī)械化采煤工作面和三個(gè)掘進(jìn)工作面保證礦井產(chǎn)量。 加上 10％掘進(jìn)煤，采區(qū)生產(chǎn)能力為 Mt/a。 據(jù)調(diào)查，與本礦煤層賦存條件相近的陳四樓礦井一個(gè)傾斜長(zhǎng)壁高檔普采工作面（長(zhǎng)度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達(dá) 50 萬噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬噸。 礦井可采儲(chǔ)量除以礦井設(shè)計(jì)年生 產(chǎn)能力，再考慮 儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井服務(wù)年限為 年。采區(qū)走向長(zhǎng) 1～ ，傾斜寬 1～ 。 采區(qū)硐室 井底煤倉形式及容量 井底煤倉為圓筒立倉，凈直徑 5m，倉高 20m，容量為 350t。 水倉布置、容量及清理方式 在井底車場(chǎng)北側(cè) 設(shè)置主、副兩條水倉，水倉間距 20m，主水倉長(zhǎng) 500m，副水倉長(zhǎng) 。 水倉清理設(shè)置有清倉絞車，清倉方式為人工清理?；仫L(fēng)經(jīng)爆破材料庫專用回風(fēng)巷直接引入回風(fēng)流中。副井西側(cè)布置等候室。 巷道斷面及支護(hù)形式 巷道斷面根據(jù)通風(fēng)、運(yùn)輸設(shè)備及行人要求按最大確定。軌道運(yùn)輸大巷（進(jìn)風(fēng)）凈斷面 ，膠帶運(yùn)輸大巷（回風(fēng)）凈斷面 ，順槽斷面 。 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 及設(shè)備選型 煤炭運(yùn)輸系統(tǒng) 回采工作面煤炭→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉斜巷→井底煤倉→主井箕斗→地面。 設(shè)備及材料經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→各用料地點(diǎn)。 采區(qū)排水 首采區(qū)均為俯斜開采，工作面及采空區(qū)水通過順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。軌道順槽配備有乳化液泵、調(diào)度絞車、煤層注水設(shè)備等。 工作面刮板輸送機(jī)選用 SGB630180 型可彎曲刮板輸送機(jī)，功率 90 2kw，鏈速，輸送能力 450t/h。 順槽選用 SSJ800/90 型可伸縮帶式輸送機(jī)，功率 75kw，輸送能力 450t/h。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 第六章 通風(fēng)和安全 概況 如第一章和第二章所述，煤層沼氣含量低、礦井屬低沼等級(jí)，煤塵無爆炸性，煤層不自燃，開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單。 周圍其他礦井多為高沼礦井，本井田瓦斯低主要系地壘構(gòu)造和煤層頂板基巖 薄所致，有其特殊原因。 礦井通風(fēng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求 （ 1）礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 3）箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼做進(jìn)風(fēng)井，如果兼做回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。 （ 5）每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一個(gè)采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。 （ 7）井下充電室必須用單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具 有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力，當(dāng)井下一旦發(fā)生災(zāi)害性事故所選擇的通風(fēng)系統(tǒng)能將災(zāi)害控制在最小范圍，并能迅速恢復(fù)正常生產(chǎn)