【正文】 數(shù)， K=～ ，此處取 。 礦井服務年限的計算，根據(jù)公式： ZT AK? ? 式中： T — 礦井服務年限，年； Z — 礦井可采儲量，萬噸； A — 礦井生產(chǎn)能力，萬噸 /年； K — 儲量備用系數(shù)， K=～ ，此處取 。 表 232 第一開采水平設計服務年限 礦井設計生產(chǎn)能力 （ Mt/a） 第一開采水平設計服務年限（ a） 緩斜煤層 傾斜煤層 急斜煤層 及以上 35 — — ～ 30 — — ～ 25 20 15 ～ 20 15 15 本設計中第一水平傾斜范圍為 40m～ 250m，第一水平服務年限的計算公式為： 1 4 5 2 4 . 7 0 . 8 2 3 . 21 2 0 1 . 3ZT AK? ?? ? ??? 4 式中 : T1—— 第一水平服務年限， a 本礦井的服務年限以及第一水平的服務年限的設計服務年限基本符合規(guī)定。立井開拓的適應性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；立井的井筒短，提升能力大，對輔助提升特別有利。石臺礦區(qū)表土層厚度在 60m～ 80m 之間 ,流沙層較多，水文地質條件較復雜，巖層傾角平均為 16176。綜合考慮本設計采用立井多水平開拓方式。 本礦井煤層埋藏深度為 — ～ — 850m，煤層傾角在 8176。平均 16176。礦井正常涌水量 M3/h,最大涌水量 M3/h。煤層的富存情況不太穩(wěn)定，在730m 等高線以上煤層的厚度平均在 左右屬于中厚煤層，在 730m 等高線以下煤層變薄厚度在 左右，根據(jù)煤炭法的規(guī)定在可采儲量范圍內(nèi)。 三 、 井田開拓方式 由于本井田地勢平坦，表土層一般，流沙層較多，根據(jù)煤層埋藏的條件，井田內(nèi)巖石的傾角平均為 16176。因為斷層需要留設一定的保護煤柱，可考慮將工業(yè)廣場煤柱和斷層保護煤柱留設在一起，可以節(jié)省 4 40m 的 煤柱損失。同時為了減少煤柱保護的損失和保護大巷維護條件，把運輸大巷 和軌道大巷分別 布置在煤層底板下垂距 20m 和 30m 的巖層中。水平劃分及位置在后面的方案中進行詳細說明。 與立井開拓相比，斜井開拓的缺點是：斜井井筒長，輔助提升能力 小 ，提升深度有限；通風路線長、阻力大，管線長度長；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術復雜。 根據(jù)自然地理條件、技術經(jīng)濟條件等因素，綜合考慮石臺煤礦的實際情況：第三、第四系覆蓋層較厚，井筒需要特殊鑿井方法施工；地勢平坦，地面標高平均 +33m 左右，煤 層埋藏較深；礦井年設計生產(chǎn)能力為 ，為大型礦井。 4 二 、 主、副井井筒位置的選擇 ①井筒位置的確定原則 Ⅰ、有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少； Ⅱ、有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲量基本平衡； Ⅲ、井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； Ⅳ、工業(yè)廣場應充分利用地形，有良好的工程地質條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅； Ⅴ、 工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤； Ⅵ、水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 ③ 井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時， 本井田中部有大的斷層構造，需要考慮，井筒布置在井田的中央斷層上盤靠上部位。 ⑤ 盡量不壓煤或少壓煤 合理布置井筒 ⑥ 地質及水文地質條件對井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應力區(qū)。因此，為避開太原組承壓含水層的影響，一水平以下延伸方式的不同，將會選擇不同的井筒坐標。為了便于地面系統(tǒng)間 4 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。由于井田走向較長，所以有技術、經(jīng)濟上可行的方案：采區(qū)式通風。 風井井口位置的選擇，應在滿足通風要求的前提下，與提升井筒的貫通距離最短，并利用各種煤柱以減少保護煤柱的損失。 考 慮到北翼上部要滿足礦井初期的開采要求，在此精確提出風井的位置： 風井井筒中心位置：經(jīng)距 m，緯距 m。巖層大巷其優(yōu)點是巷道維護條件好，維護費用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度；在開采上下水平時，可以跨大巷開采，不留保護煤柱，減 少煤柱損失，便于設置煤倉。本礦井布置位置可以選擇在煤層頂板或者煤層底板中。后者相對于前者維護費用較低，但對于不同的開拓方案還需進行技術與經(jīng)濟比較，以選擇最優(yōu)方案。 雙立井延伸：采用雙立井延伸時可充分利用原有的各種設備和設施，提升系統(tǒng)單一，轉運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費低，管理較方便。同時，該方法使原有井筒同時擔任生產(chǎn)和延伸任務，施工與生產(chǎn)相互干擾，立井接井時技術難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個井筒施工組織復雜，為延伸井筒需要掘進一些臨時工程，延伸后提升長度增加，能力下降，可能需要更換提升設備。暗斜井立井內(nèi)鋪設膠帶輸送機，系統(tǒng)較簡單且生產(chǎn)能力大，可充分利用原有井筒能力，同時生產(chǎn)和延伸相互干 擾少。 第三節(jié) 建井工作計劃 根據(jù)以上分析，提出以下四種方案，如圖 所示 方案一：兩水平開采，第一水平在 250m 標高處，第二水平標高在 600m 立井延伸第二水平，一、二水平均上下山開采，巖層大巷。 方案三：三水平開采，第一水平在 250m 處，第二水平標高在 450m 第三水平標高在 650m，二水平立井延伸，石門到達大巷， 三水平暗斜井延深，一、二水平均上山開采，巖層大巷。 水平水平副井主井運輸大巷井底車場主要石門方案一：立井兩水平上下山式開采單位（ ） 4 圖 321 方案一開拓示意圖 水平單位（ ）方案二：立井三水平上山式開采運輸石門井底車場運輸大巷主井 副井水平水平 圖 322 方案二開拓示意圖 主副暗斜井水平單位（ ）方案三：立井三水平加暗斜井3水平延伸主要石門井底車場運輸大巷主井副井水平水平 圖 323 方案三開拓示意 圖 4 水平單位（ ）方案四：立井三水平暗斜井2，3水 平延伸,上山 開采運輸石門井底車場運輸大巷主井副井水平水平 圖 324 方案四開拓示意圖 （ 1）技術比較 方案一與方案二的區(qū)別在于是布置兩個開采水平或三個開采水平 ，方案二中布置三個水平，延深立井的開采方式，運輸大巷布置在底板巖層中，該方案與方案一比較多一個井底車場和 700m 的石門，工程量比方案一要大。 方案三 與方案 四的區(qū)別在于 第二水平的延深方式，方案三中二水平用延伸立井的方法在技術上是可行的，方案四中二水平采用暗斜井延伸，二者在技術上都可采納。 （ 2）開拓方案經(jīng)濟比較 方案三和方案四有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結果，分別計算匯總于下列表中： 方案三和方案四相比較，雖然方案三的總投資要少些，但方案四的生產(chǎn)經(jīng)營費用要少些，因此，兩方案需要進一步的經(jīng)濟比較才能確定方案。km 工 程 量 運 輸 提 升 /萬 tm － 1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元 m － 1 費用 /萬元 工程量 /m 單價 /元 （ 2）在運輸費用中，方案三、四的區(qū)別僅在于方案三的第二水平與方案四的第二水平延伸方式的不同，故用僅對方案三的第二水平與方案四的第二水平的提升費用作了比較。礦井的排水量比較 中由于兩個方案中第三水平的延伸方式相同，在費用比較上只比較第二水平的。從地質安全考慮，考慮到下部含水巖層的問題，采用立井延伸不安全。另外，斜井的工程量要小的多。 礦井為三個水平，第一水平標高為 250m，第二水平標高為 450m，第三水平標高660m ,第一、二水平均為上山開采，第三水平在開采薄煤層采用上下山。一般來說，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的立井服務年限長，承壓性能好，通風阻力小，維護費用少及便于施工的特點，因此 ，主、副立井及風井均采用圓形斷面。井筒直徑 ，采用 8t單繩絞車式提煤箕斗進行煤炭提升。井筒裝備有方形鋼管罐道，方形鋼管規(guī)格為 180 180 ,罐道梁規(guī)格為 180 100 mm,層間距 4000mm。 主井井筒斷面布置見圖 331 圖33 1 主井井筒斷面圖 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 ，斷面積 178。 采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。 支護材料：基巖段采用單層砼結構，凍結段采用雙層砼結構；井壁厚度：基巖段 400mm， 4 凍結段 800mm。 副井風速校核： maxQVVMS?? 式中： V —— 通過井筒的風速， m/s； Q —— 通過井筒的風量， m3/s； S —— 井筒凈斷面積， m2； M —— 井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井取 ； maxV —— 《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風速； 由此： 28. 27 60V ? ?? ＝ 8m/s 所以井筒選 擇符合要求。石臺礦區(qū)煤層賦存比較穩(wěn)定，可采煤層主要為 3 號煤層， 3 號煤層屬于緩傾斜煤層，平均傾角 8176。平均 16176。煤塵有爆炸性，煤層有自燃發(fā)火性；煤塊硬度系數(shù) ，煤層直接頂為灰色菱鐵質細砂巖，厚度分布不穩(wěn)定，容易冒落， 老頂為穩(wěn)定且含有植物化石的泥巖。 第二節(jié) 確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素 一 、采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面與主要開拓巷道聯(lián)系起來。保證工作面聯(lián)續(xù)不斷的生產(chǎn)。采區(qū)走向長度 ,傾向長度 。采用無煤柱護巷技術。 4 五 、 聯(lián)絡巷的布置 回風用石門斜巷與回風巷聯(lián)接，軌道運輸大巷用石門斜巷（下部車場）與軌道運輸上山聯(lián)接，皮帶運輸大巷和采區(qū)運輸上山采用采區(qū)煤倉連接。采區(qū)車場按地點分有上部、中部、下部車場。 采區(qū)上部車場形式 運輸上山2軌 道上山3絞 車房4聯(lián) 絡石門5平 車場6總 回風道 圖 421 采區(qū)上部車 場 4 采區(qū)中部車場形式 運輸上山 2 軌道上 山 3 甩車道 4繞道 5 區(qū)段 軌道平巷 圖 422 采區(qū)中 部車場 采區(qū)下部車場形式 軌道上山采區(qū)煤倉運輸上山運輸大巷 圖 423 采區(qū)下部車場 4 七 、 采區(qū)硐室 1．采區(qū)煤倉 圓形垂直煤倉，凈直徑 3m，高度為 30m。煤倉容量為 220t，煤倉的支護方式采用砌碹支護，壁厚 300－ 400mm。軌道上山采用單繩纏繞式絞車來完成輔助運輸。為完 成工程量，在軌道上山的上部設置一個絞車房，停放絞車。 八 、 采區(qū)千噸掘進率、采區(qū)掘進出煤率及采區(qū)回采率 采區(qū)掘進巷道及其煤巷統(tǒng)計見表 42表 422。 4 當某一回采工作面將要采完時， 須把一個接替回采工作面準備好，以確保工作面的正常生產(chǎn)。 采掘工作面的比例關系 (頭、面比 )計算方法如下： jh 1 2tt t tN ??＝ 式中： N — 掘進工作面回采工作面頭面比； t1— 機械安裝時間，綜采一個月； t2— 工作面?zhèn)溆脮r間，按半月計。 所以： 1 ??＝ ＝ 十 、 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)包括帶區(qū)內(nèi)的煤、矸石、材料和設備的運輸路線。 運煤路線： 綜采工作面的煤炭 —— 采區(qū)運輸平巷 —— 采區(qū)運輸上山 —— 采區(qū)煤倉 —— 皮帶運輸大巷 —— 井底中央煤倉 —— 主井提升至地面 2．輔助運輸系統(tǒng) 采區(qū)內(nèi)以軌道上山及材料材料運輸平巷構成輔助運輸系統(tǒng)，擔負著設備、材料、矸石和人員的運輸任務。 輔助運輸系統(tǒng)均采用 的固定式礦車運輸。 通風路線： 副井 —— 井底車場 —— 運輸大巷 —— 軌道上山 —— 區(qū)段運輸平巷 —— 綜采工作面—— 區(qū)段回風平巷 —— 回風石門 —— 風井。 5．供電系統(tǒng) 高壓電纜由井底中央變電所，經(jīng)運輸大巷至采區(qū)變電所，經(jīng)降壓后的低壓電通過進軌道由低壓電纜分別引向回采和掘進工作面的配電點以及分帶運輸巷輸送機， 采區(qū)軌道巷絞車等用電地點。 第三節(jié) 回采工藝及勞動組織 一 、 回采工藝設計 在確定采煤方法及回采工藝的類型的基礎上，對首采區(qū)首先投產(chǎn)工作面回采工藝設 4 計，回采工藝設計主要包括機械設備選型、確定作業(yè)方式、確定支護方式和采空區(qū)處理方法、繪制 機械配備平剖面圖、編制循環(huán)圖表及工作面技術經(jīng)濟指標表。 , 底板都比