【正文】 2021 年 低 1988 年 低 河北工程大學(xué) 20 2 井田境界和儲(chǔ)量 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)分析后確認(rèn)。 東部邊界的南部為F12 斷層，北部梧桐莊井田及馬家荒區(qū)相鄰，井田走向長(zhǎng) 7km ，東西寬約 km.面積為 平方公里。 （ 2） 儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾矸厚度不大于 ，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾矸厚度不超過(guò)每分層厚度的 50%時(shí)，以各煤分層厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。 （ 4）煤層體積質(zhì)量：煤層體積質(zhì)量為 安全煤柱留設(shè)原則 （ 1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 （ 3）斷層煤柱寬度 40m，井田境界煤柱寬度 50m。 （ 5）工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明書(shū)》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表 。平均 14176。各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見(jiàn)表 2－ 2－ 3；礦井工業(yè)廣場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè)見(jiàn)圖 2－ 2－ 1；工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表 2－ 2－ 4。） 煤厚（ m） Φ （176。） β （176。） 埋深（ m） 14 58 68 75 75 470 河北工程大學(xué) 23 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖ⅡⅠⅡⅠⅡ－ⅡⅠ－Ⅰ 圖 225 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖 河北工程大學(xué) 24 3 礦井的生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度 . 礦井工業(yè)制度 根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況。 礦井服務(wù)年限 初步設(shè)定該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 ，根據(jù)公式： ZAT K? 式中： T—— 礦井服務(wù)年限，年； Z—— 礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸； A—— 礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸 /年； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 河北工程大學(xué) 25 4 井田開(kāi)拓 概述 開(kāi)拓方式的選擇 本礦井地表雖有起伏，但程度不大，且有大塊平旦地帶，有利于立井開(kāi)拓；埋藏較深，若用平峒開(kāi)拓則需下山開(kāi)采，給采掘、排水、運(yùn)輸?shù)葞?lái)不小的麻煩，工作量大，費(fèi)用高；傾角?。河眯本_(kāi)拓則工程量大，費(fèi)用高，且不利于“早出煤”的原則。 影響立井開(kāi)拓的主要因素分析 影響設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。 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 由于本井田的埋藏較深，傾斜長(zhǎng)度不算太長(zhǎng)，固采用立井單水平 開(kāi)拓。 為了避免采用箕斗井通風(fēng)時(shí)封閉井塔困難和減少穿越表土層，初期決定開(kāi)鑿一個(gè)風(fēng)井。同時(shí)為了減少煤柱損失和保護(hù)大巷維護(hù)條件，把運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層底板下 30m處， 井硐形式、數(shù)目及其配置 ⑴ .井硐形式選擇 河北工程大學(xué) 26 由于本礦井得實(shí)際條件所以本礦井采 用立井開(kāi)拓方式。 ⑵井筒數(shù)目 因?yàn)?本 礦走向長(zhǎng)度大，前面已經(jīng)確定采用立井開(kāi)拓方式，故 前期 只需開(kāi)鑿一對(duì)立井井筒和一個(gè)風(fēng)井即可。該處的地質(zhì)構(gòu)造清楚、簡(jiǎn)單、開(kāi)采條件好 ,而且方便煤炭的運(yùn)輸 。布置巖石大巷時(shí)，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置，同時(shí)還應(yīng)避開(kāi)支承壓力的不利影響。 河北工程大學(xué) 27 方案二：雙立井二水平開(kāi)拓 ，井筒到一水平，后期再延伸至二水平。 因?yàn)樗O(shè)計(jì)的 黃沙一 礦屬于峰峰集團(tuán)，要考慮地底下奧灰水的影響，奧灰水位于九號(hào)煤下，據(jù)二號(hào)煤大約 130 多米，如果井筒按照二號(hào)方案那樣打造會(huì)遇到奧灰水。 從以上方案的簡(jiǎn)圖可以對(duì)方案一和方案三進(jìn)行比較，兩個(gè)方案均屬技術(shù)上可行的方案。從表面上很難看出兩方案的優(yōu)劣，因此兩方案要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。 a） 維護(hù) 采區(qū)上山 采區(qū)上山 排水 /萬(wàn)立方米 排水 一水平 一水平 二水平 二水平 表 44 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 河北工程大學(xué) 30 項(xiàng)目 方案 1 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) 一水平 二水平 小計(jì) 7153 立井 一水平 二水平 小計(jì) 運(yùn)輸費(fèi)合計(jì) 維護(hù)采區(qū)上山費(fèi) 35 排水費(fèi) 一水平 二水平 小計(jì) 合計(jì) 項(xiàng)目 方案 3 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) 一水平 二水平 小計(jì) 立井 一水平 采區(qū)上山 二水平 小計(jì) 運(yùn)輸費(fèi)合計(jì) 維護(hù)采區(qū)上山費(fèi) 35 排水費(fèi) 一水平 二水平 小計(jì) 合計(jì) 表 45 費(fèi)用匯總表 方案 /項(xiàng)目 方案 1 方案 3 費(fèi)用 /萬(wàn)元 百分率 /% 費(fèi)用 /萬(wàn)元 百分率 /% 初期建井費(fèi) 100 100 基建 工程費(fèi) 100． 21 2620． 67 100 河北工程大學(xué) 31 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 100 總 費(fèi) 用 100． 12 100 確定方案 綜上比較可知方案一的總費(fèi)用超過(guò)了方案三的總費(fèi)用，故決定采用方案三。開(kāi)采水平設(shè)在 475m。 主井 主井主要用于提煤。支護(hù)材料：基巖段采用混泥土砌壁，表土層不厚不需特殊施工，井壁厚度：基巖段 350mm。 主井井筒斷面布置如下： 14505702 1 0020105602 3 0013005000350主井?dāng)嗝鎴D河北工程大學(xué) 32 圖 3－ 3－ 1 主井?dāng)嗝娌贾脠D 副井 主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。井筒凈直徑 。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道、梯子間、電纜線和水管管道等。 副井井筒斷面布置如下： 圖 432 風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口。采用砼支護(hù)，井壁厚度為 300mm，井深 375m。） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 350 400 350 提升方位角（176。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、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。為此，井底車場(chǎng)的設(shè)計(jì)通過(guò)能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力 30～ 50﹪。 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)示意圖如圖 441 井底車場(chǎng)示意圖 : 。 井下主要運(yùn)輸大巷采用皮帶運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用 固定式礦車（掘進(jìn)煤列車由 18 輛礦車組成），煤矸混合列車由 18 輛礦車組成，其中煤車 4 輛，矸石車14 輛。矸石輛占礦井產(chǎn)量的20％，由副井提升。礦井為 低 沼氣礦井，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。 ⑵車線長(zhǎng)度，主井線路長(zhǎng)由于采用皮帶運(yùn)煤，由副井確認(rèn)，副井進(jìn)車線按 列車計(jì)算，材料車線按 10 輛 材料車考慮。 ⑷設(shè)計(jì)采用 22Kg/m的鋼軌。對(duì)稱道岔選 3 號(hào)曲線半徑為 20m。 副井車線長(zhǎng)度： L=m n L1+L3+L2 L— 為儲(chǔ)車線的長(zhǎng)度； 河北工程大學(xué) 36 m— 為列車數(shù)； n— 每列車的礦車數(shù)； L1— 一輛礦車長(zhǎng)度； L2— 電機(jī)車的長(zhǎng)度； L3— 電機(jī)車的制動(dòng)距離。 18? 36?，R＝ 20210mm， δ ＝ 45176。 單開(kāi)道岔非平行線路聯(lián)接如圖 4－ 4－ 2。 18? 36?， R＝ 20210mm， S＝ 1600mm。 基本起軌點(diǎn)河北工程大學(xué) 37 單開(kāi)道岔平行線路聯(lián)接如圖 3－ 4－ 3。 26? 06//， S＝ 1600mm。 對(duì)稱道岔線路聯(lián)接如圖 4－ 4－ 4。＋ bˋˊ ＋ a/2） =（ ＋ 3＋ 3＋ ＋ ）＋（ ＋ ＋ 3＋ ） =＋ = 取 LO=..................................? 式中： a— 罐籠長(zhǎng)度 取 ； f— 基本軌起點(diǎn)至對(duì)稱道岔連接系統(tǒng)末端之間的距離，其長(zhǎng)度取決于對(duì)稱道岔的型號(hào)，取 f=； e— 對(duì)稱道岔連接系統(tǒng)末端與單式阻車 器輪擋面之間的距離。 c— 單式阻車器輪擋面至搖臂中心線之間的距離。 b、 b39。 600 ㎜軌距搖臂長(zhǎng)，取 e39。 e,— 出車方向搖臺(tái)搖臂軸中心至對(duì)稱道岔連接系統(tǒng)末端之間的距離，通 常取 3m； 軌道線路平面布置 已知條件 ⑴主、副井中間線距離，石門(mén)方向 36000mm，垂直石門(mén)方向 35000mm。 線路閉合計(jì)算 河北工程大學(xué) 39 根據(jù)副井出車線布置要求 ,副井空車線 為： EF＝ 5000+2 13748+24000+5000+31460 =92912 AD＝ 50/sin60176。 將 n=20， G=， tag= ， aw= 代入上式，得： =1565217t =156 萬(wàn) t )1(6014330wagg atGnG????????)( ??? ?????gG河北工程大學(xué) 40 驗(yàn)算 根據(jù)《規(guī)范》，有下式： 其中， Gg井底車場(chǎng)年通過(guò)能力，萬(wàn) t； ag礦井富裕系數(shù) ,～ ； A設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，本礦井為 90 萬(wàn) t。 區(qū)段劃分 見(jiàn)下圖 圖 3－ 4－ 6 區(qū)段劃分 調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間（表 3－ 4－ 1，表 3－ 4－ 2） 表 3－ 4－ 1 煤列車調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間 區(qū)段 運(yùn)行狀況 運(yùn)行距離（ m） 運(yùn)行速度（ m/s） 運(yùn)行時(shí)間（ s） Ⅰ 牽引列車 Ⅱ 摘鉤 、 掉頭 、 機(jī)車運(yùn)行 +30 Ⅲ 掉頭、掛 鉤、 頂列車 1 + Ⅲ 機(jī)車運(yùn)行 Ⅳ 掉頭 、 過(guò)道岔 、 機(jī)車運(yùn)行 +10 Ⅴ 機(jī)車運(yùn)行 Ⅵ 機(jī)車運(yùn)行過(guò)彎道 2 Ⅵ 牽引空列車過(guò)彎道 、 掛鉤 +30 Ⅴ 牽引空列車 2 Ⅳ 牽引空列車過(guò)彎道 2 小計(jì) 503 表 4－ 4－ 2 1t 煤矸混合列車調(diào)車作業(yè)程序及時(shí)間 調(diào)度圖表見(jiàn)下圖（圖 442） AaGgg ?河北工程大學(xué) 41 ⅩⅪⅧⅦⅥⅤⅣⅢⅡⅠ區(qū) 段 圖 442 井底車場(chǎng)調(diào)度表 每一循環(huán)進(jìn)入井底車場(chǎng)列車數(shù) 每一調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車場(chǎng)得列車數(shù)比可用兩種方法計(jì)算： ⑴按運(yùn)量和凈載重計(jì)算 礦井日產(chǎn)煤 2727t；矸石量占 20％，日運(yùn)量 545t；掘進(jìn)煤占 5％，日運(yùn)量煤136t；每日 煤矸混合列車數(shù)＝（ 136+545） /（ 18 ）＝ 列 每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間＝ ++++10+++++ ＝ 503s 列車進(jìn)入井底車場(chǎng)的平均時(shí)間間隔＝ ＝ 列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間＝ 60 ＝ 252s 通過(guò)能力計(jì)算 煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范公式： （） )1( 6014330 wagg atGnG ??? ?????河北工程大學(xué) 42 式中： Gg井底車場(chǎng)年通過(guò)能力，噸； n每列車的礦車數(shù)，輛； G每列車的凈載煤量，噸； tag平均間隔時(shí)間，分； aw含矸率； 。 將 Gg=156 萬(wàn) t, ag= 代入上式： 156/=12090,符合要求。其斷面按所選的具體變壓器型號(hào)確定，同時(shí)，應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求，不得違反有關(guān)規(guī)程。 硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又放火的密閉門(mén)，門(mén)內(nèi)可設(shè)向外開(kāi)的鐵珊門(mén)，但不能妨礙