【正文】 年產(chǎn)量，萬(wàn)t/ a；K－礦井備用系數(shù)，～。經(jīng)濟(jì)合理主要指噸煤基建投資少，建設(shè)周期和達(dá)產(chǎn)時(shí)間短、噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低、利潤(rùn)高、投資回收周期短。為此，設(shè)計(jì)應(yīng)努力減少井巷工程量，改革開(kāi)拓布置、多做煤巷，縮短井巷貫通距離，依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，積極采用先進(jìn)工藝、技術(shù)裝備和材料因此考慮以上因素并根據(jù)礦區(qū)總體設(shè)計(jì)及本井田地質(zhì)、煤層特征，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)t。礦井的開(kāi)拓方式有平硐、斜井、立井和混合式。煤層傾角一般為20176。斜長(zhǎng)1000～1500m。800m水平以下煤層尚可繼續(xù)開(kāi)采，因此，確定采用立井主要石門開(kāi)拓方式。（2） 不占或少占良田好地，不占經(jīng)濟(jì)園林，建井期間不遷村莊，投產(chǎn)初期少遷村莊。表22 井田開(kāi)拓方式比較表立井開(kāi)拓斜井開(kāi)拓混合開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，建井速度快，投產(chǎn)早，對(duì)煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然限制條件影響少，提升效率高，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，且立井?dāng)嗝娲?，風(fēng)量亦滿足要求，較適合于深部礦井的開(kāi)拓開(kāi)采需要。具有前兩種方案的所有優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)輸方便，提升能力較大。由于井田范圍內(nèi)流沙層較厚，且斜井距離太長(zhǎng)，投入多，各方面投資較大。（4） 使移交采區(qū)的煤層條件較好，以減少初期井巷工程量，盡快達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。（6） 鐵路專用線盡量避開(kāi)開(kāi)采后的塌陷區(qū)，以減少鐵路的維護(hù)費(fèi)用。而礦井通風(fēng)方式分為中央式（中央并列式、中央邊界式）、對(duì)角式（兩翼對(duì)角式、分區(qū)對(duì)角式）、區(qū)域式和混合式四種。缺點(diǎn)風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線為折返式，風(fēng)流線路長(zhǎng)，阻力較大井筒安全煤柱壓煤較多通風(fēng)設(shè)備較多，管理分散，且井筒安全煤柱壓煤較前兩種方案多由于本井田為一走向南北傾斜向東的單斜構(gòu)造，礦井走向長(zhǎng)度為煤層埋藏較深，從煤層露頭至深部精查勘探境界垂高500m左右。根據(jù)以上因素和礦井的實(shí)際情況，對(duì)于井口井位設(shè)計(jì)提出了一下四種方案。方案二：井口位于補(bǔ)6線10號(hào)孔東南250m處，工業(yè)廣場(chǎng)在邢李園村西南面，北風(fēng)井位于10煤露頭56線5孔西南150m，南風(fēng)井位于補(bǔ)9線7孔西南200m。方案四：井口位于補(bǔ)6線8孔北200m處，工業(yè)廣場(chǎng)在在朱曹王家村東南面，北風(fēng)井位于10煤露頭56線5孔西南150m，南風(fēng)井位于補(bǔ)9線7孔西南200m。故設(shè)計(jì)推薦第四方案?！?0176。（1） 回風(fēng)水平標(biāo)高的確定根據(jù)防水煤柱計(jì)算，考慮到移交采區(qū)回風(fēng)水平的巷道流水坡度，回風(fēng)水平標(biāo)高為295m。依據(jù)階段垂高、階段斜長(zhǎng)和工作面長(zhǎng)度情況，結(jié)合本礦井煤層賦存條件，并考慮到上山運(yùn)輸設(shè)備選型，設(shè)計(jì)確定第一水平標(biāo)高為550m。運(yùn)輸大巷位置設(shè)計(jì)提出三個(gè)方案：10煤層底板運(yùn)輸大巷：其優(yōu)點(diǎn)是不壓煤，下水平開(kāi)采時(shí)可利用做總回風(fēng)巷。同時(shí)目前淮北礦務(wù)局尚無(wú)在該層位開(kāi)鑿大巷的經(jīng)驗(yàn)，此外，井下將有70%的煤需反向運(yùn)輸。缺點(diǎn)是32底板砂巖不穩(wěn)定，常相變?yōu)槟鄮r，巖性較差，開(kāi)采第二水平時(shí)需另開(kāi)鑿回風(fēng)大巷。2） 總回風(fēng)巷位置選擇在10煤底板巖層中，與10煤層垂距為15～20m。（4） 第二水平標(biāo)高根據(jù)合理的階段斜長(zhǎng)及工作面長(zhǎng)度，并考慮到第二水平運(yùn)輸大巷位置，即在82煤層底板或10煤底板兩種可能，在不改變井上、下，進(jìn)出車方便的前提下，均便于井底車場(chǎng)布置，并使井底車場(chǎng)內(nèi)主要硐室有較好的層位，設(shè)計(jì)確定第二水平標(biāo)高為740m。2） 采區(qū)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)某叽绾蛢?chǔ)量，以適應(yīng)采煤機(jī)械化發(fā)展，并保證采區(qū)的正常接替及均衡生產(chǎn)。4） 使礦井在生產(chǎn)期間獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。（2） 采區(qū)劃分1） 第一水平劃分為4個(gè)采區(qū)。井筒位于補(bǔ)5線至67線之間，有鉆孔控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單。居住區(qū)布置在煤田外的楊宏村東，據(jù)工業(yè)廣場(chǎng)2公里，居住區(qū)建設(shè)和對(duì)外聯(lián)系方便。施工籌備四通一平比較簡(jiǎn)單方便，距宿蚌公路近。工業(yè)廣場(chǎng)及其周圍土地比較貧瘠。鐵路專用線短，費(fèi)用低。工業(yè)廣場(chǎng)壓煤有一部分屬井田境界以外的深部區(qū)域。地面開(kāi)闊距村莊遠(yuǎn)，不受干擾，有擴(kuò)展余地。移交采區(qū)條件較好。投資少。工業(yè)廣場(chǎng)開(kāi)闊，有擴(kuò)展余地。兩翼儲(chǔ)量基本平衡。主石門較方案二短。施工籌備四通一平比較簡(jiǎn)單方便，距宿蚌公路近。鐵路專用線較長(zhǎng)。兩翼儲(chǔ)量不平衡，南多北少。井巷工程量多，移交采區(qū)煤層條件較差，煤層薄工作面多，主石門長(zhǎng)。居住區(qū)在煤層露頭外，距工業(yè)廣場(chǎng)較遠(yuǎn)，場(chǎng)外公路工程較大。投資較高。主石門比方案一長(zhǎng)。居住區(qū)距工業(yè)廣場(chǎng)較方案一遠(yuǎn)。距朱曹王家村較近。鐵路專用線較長(zhǎng)。井巷施工期較長(zhǎng)。工業(yè)廣場(chǎng)煤柱線至井田南部邊界，走向長(zhǎng)6300m，劃分為2個(gè)采區(qū)，南一采區(qū)走向長(zhǎng)3370m，南三采區(qū)走向長(zhǎng)2930m。工業(yè)廣場(chǎng)煤柱線至井田南部邊界，走向長(zhǎng)6300m，劃分為2個(gè)采區(qū)，南一采區(qū)走向長(zhǎng)3370m，南三采區(qū)走向長(zhǎng)2930m。（3） 移交采區(qū)數(shù)目及位置設(shè)計(jì)移交兩個(gè)采區(qū)保證設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，即北二采區(qū)和南一采區(qū)。礦井通風(fēng)示意圖及其剖面圖和采區(qū)平面圖及其剖面圖見(jiàn)附圖。主井負(fù)擔(dān)提煤，副井為出矸、上下人員、設(shè)備、材料、進(jìn)風(fēng)之用，南北風(fēng)井為出風(fēng)井筒。但考慮施工期設(shè)備布置有困難，以利于施工。（2） 井筒布置及裝備，布置一對(duì)提煤箕斗，球扁鋼組合罐道，懸臂托梁，樹(shù)脂錨桿固定托架，井筒內(nèi)敷設(shè)有通信、信號(hào)電纜。井筒內(nèi)設(shè)有金屬結(jié)構(gòu)梯子間、排水管、壓風(fēng)管、灑水管和動(dòng)力電纜、通信、信號(hào)電纜等。28圖22 開(kāi)拓剖面圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖23 采區(qū)劃分示意圖（3） 井壁結(jié)構(gòu)1） 井筒穿過(guò)地層概況～。第四系和第三系共四個(gè)含水層，第四系含水層直接覆蓋煤系之上。南北風(fēng)井凍結(jié)深度暫定為305m。待井筒檢查鉆孔完成后確定是否注漿及其方式方法。井壁結(jié)構(gòu)采用雙層鋼筋混凝土井壁，內(nèi)層井壁的強(qiáng)度必須滿足抗靜水壓力。為了提高防水效果，在垂深100m以下采用聚乙烯塑料薄膜作為防水層。（1） 井底車場(chǎng)型式的選擇選擇的依據(jù)根據(jù)主副井在550m水平，位于32煤層底板。地面大鐵路位于主井北面，站場(chǎng)布置近東西向，故確定了第一水平以東西向進(jìn)出車，垂直煤層走向的井底車場(chǎng)布置形式，達(dá)到其工程量省，調(diào)車方便，通過(guò)能力大的要求。（2） 井底車場(chǎng)布置形式煤的運(yùn)輸采用底卸式礦車，輔助運(yùn)輸采用固定式礦車與材料車。根據(jù)以上原則，提出兩個(gè)方案進(jìn)行比較。煤矸混合列車，機(jī)車在石門調(diào)頭，頂煤車入主井翻煤系統(tǒng)，再頂矸石車入副井重車線，機(jī)車經(jīng)副井繞道至主井翻煤系統(tǒng)拉空車與至副井空車、材料車組成空列車，拉出車場(chǎng)。煤矸混合列車調(diào)車方便，時(shí)間短，車場(chǎng)通過(guò)能力大。缺點(diǎn)：交叉點(diǎn)多，工程量較大。圖24 立式環(huán)形車場(chǎng)圖2） 方案二：立式環(huán)形車場(chǎng)后進(jìn)車：重車經(jīng)繞道至主副井調(diào)車線，分別把煤車調(diào)入主井系統(tǒng)，矸石車調(diào)入副井存車線。主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：交叉點(diǎn)少，工程量較省。硐室好布置，維護(hù)條件好。煤矸混合列車，在彎道上頂車。 （1） 移交生產(chǎn)時(shí)采區(qū)數(shù)目、位置：確定移交生產(chǎn)采區(qū)數(shù)目、位置的原則1） 移交采區(qū)應(yīng)位于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定、開(kāi)采條件較好的塊段；2） 移交采區(qū)位于井底車場(chǎng)附近，使開(kāi)拓工程量少，建井時(shí)間短；3） 移交采區(qū)應(yīng)具有一定的開(kāi)采范圍和一定的儲(chǔ)量，能保證采區(qū)正常接替。工業(yè)廣場(chǎng)北側(cè)布置北二采區(qū)，南側(cè)布置南一采區(qū)，(不包括掘進(jìn)出煤)。采區(qū)的開(kāi)采方式的不同決定著所設(shè)計(jì)的采區(qū)的特征的不同，因此，需要優(yōu)先考慮采區(qū)的開(kāi)采方式。采煤方式確定以后，對(duì)采區(qū)特征起決定作用的就是工作面的采煤方法，而采煤方法的不同同樣制約著工作面的產(chǎn)量，因此需要對(duì)工作面的采煤方法進(jìn)行確定，關(guān)于工作面采煤方法的比較見(jiàn)表25。左右。左右。具有走向長(zhǎng)壁采煤法的一些優(yōu)點(diǎn)，巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，掘進(jìn)率低，簡(jiǎn)化了復(fù)雜繁瑣的頂板管理工作，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果較高。工作面較長(zhǎng)，掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)固定而不能調(diào)寬，對(duì)煤層厚度傾角等產(chǎn)狀變化的適應(yīng)性較差，采煤工藝尚待實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低，工作面煤塵大，工作環(huán)境較差。高產(chǎn)高效、安全、低耗，勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，對(duì)于煤層地質(zhì)條件較好，構(gòu)造少的桃園礦7煤能很快獲得高產(chǎn)高效。缺點(diǎn)產(chǎn)量可達(dá)到綜采產(chǎn)量的三分之一至二分之一，產(chǎn)量低，勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。單產(chǎn)和效率低，勞動(dòng)條件差，對(duì)于開(kāi)采條件較好的桃園礦7煤未能達(dá)到高產(chǎn)高效安全的要求。各個(gè)采區(qū)軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸上山運(yùn)輸，專門回風(fēng)上山回風(fēng)?；仫L(fēng)上山布置在煤層中，傾角隨煤層的變化而變化，采區(qū)下部車場(chǎng)設(shè)置一個(gè)深度為20m的采區(qū)煤倉(cāng)。對(duì)于北二采區(qū)由于北風(fēng)井位于北二采區(qū)北翼，因此為減少巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度，特將回風(fēng)上山布置在最北側(cè)，運(yùn)輸上山位于中間，最南側(cè)為軌道上山?；仫L(fēng)上山布置在煤層中，傾角隨煤層的變化而變化，采區(qū)下部車場(chǎng)設(shè)置一個(gè)深度為20m的采區(qū)煤倉(cāng)。對(duì)于南一采區(qū)由于南風(fēng)井位于南一采區(qū)南翼，因此為減少巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度，特將回風(fēng)上山布置在最南翼，運(yùn)輸上山位于中間，最北側(cè)為軌道上山。三種方案的比較如下表27：表27 上山布置方式方案比較表采區(qū)上山布置方式優(yōu)缺點(diǎn)比較巖石上山布置采區(qū)巖巷工程量大，巷道掘進(jìn)費(fèi)用高，速度慢，工期長(zhǎng)，但維護(hù)費(fèi)用低煤層上山布置施工速度快，但煤柱多，維護(hù)費(fèi)用高，尤其是上山和工作面上，下順槽多出平面向交叉，對(duì)煤炭及輔助運(yùn)輸系統(tǒng)不利。各區(qū)段在煤層中布置兩條平巷，一條為機(jī)巷，一條為風(fēng)巷。左右。絞車房位置選擇受限制或絞車房距總回風(fēng)巷較近時(shí)使用逆向平車場(chǎng)摘掛鉤操作方便，安全；車輛需反向運(yùn)行，調(diào)車時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)輸能力不大。適用于所有礦井轉(zhuǎn)盤車場(chǎng)其工程量省，調(diào)車簡(jiǎn)單；工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，車場(chǎng)通過(guò)能力小。（2） 采區(qū)中部車場(chǎng)中部車場(chǎng)一般采用甩車場(chǎng)，無(wú)極繩運(yùn)輸時(shí)采用平車場(chǎng)，甩車場(chǎng)可分為單側(cè)甩車場(chǎng)和雙側(cè)甩車場(chǎng)，比較見(jiàn)表2—9：表2—9 采區(qū)中部車場(chǎng)比較表車場(chǎng)形式優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適 用 條 件單側(cè)甩車場(chǎng)提甩車時(shí)間短，操作勞動(dòng)強(qiáng)度小，礦車能自溜，提升能力的甩車道處易磨鋼絲繩上山傾角小于25度時(shí)采用雙側(cè)甩車場(chǎng)兩翼分別甩車，調(diào)車方便，搬道岔勞動(dòng)量小，推車勞動(dòng)量大易磨鋼絲繩，兩翼人員來(lái)往困難，工程量大上山傾角小于25度，小階段兩翼開(kāi)采不同標(biāo)高綜合考慮,應(yīng)采用小角度(近似平車場(chǎng))的單側(cè)甩車場(chǎng)。表2—10 下部車場(chǎng)繞道位置比較表形式優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適 用 條 件立式繞道工程量省,彎道省,繞道維護(hù)條件好繞道出口交岔點(diǎn)距裝車站近,車場(chǎng)繞道調(diào)車受一定影響,煤倉(cāng)維護(hù)較困難。臥式繞道調(diào)車方便,線路布置容易工程量大,煤倉(cāng)維護(hù)困難。斜式繞道調(diào)車方便,線路布置容易工程量較大,煤倉(cāng)維護(hù)困難。比較上述三種繞道方式，由于礦井只布置了一條運(yùn)輸大巷，下部車場(chǎng)應(yīng)選擇調(diào)車方便的車場(chǎng)，所以下部車場(chǎng)選擇頂板臥式繞道。表211 工作面命名規(guī)則表工作面代號(hào)ABCDE注解水平采區(qū)代號(hào)采區(qū)翼別1上山南翼 2上山北翼階段代號(hào)煤層代號(hào)。如：12117代表一水平、北二采區(qū)、第一區(qū)段、采區(qū)南翼工作面、屬7煤層。采區(qū)工作面采掘比例為1：2。設(shè)計(jì)一個(gè)工作面年產(chǎn)量為：A回=NηLL1mr (26)式中：N年工作日，天。北二設(shè)計(jì)240，南一180；L1日進(jìn)尺，m。設(shè)計(jì)2；r煤的容重，噸/m3,。運(yùn)煤線路為：采煤工作面工作面下順槽區(qū)段溜煤眼皮帶上山采區(qū)煤倉(cāng)皮帶大巷。通風(fēng)系統(tǒng)具有抗災(zāi)能力；發(fā)生事故時(shí)人員便于撤出；通風(fēng)的基建投資省，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低，綜合效益好。同時(shí)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定：（1） 每一礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)（2） 進(jìn)、回風(fēng)井之間 和主要進(jìn)、回風(fēng)巷之間的每個(gè)聯(lián)絡(luò)巷道中，必須砌筑永久擋風(fēng)墻，需要使用的聯(lián)絡(luò)巷道，必須安設(shè)兩道正向和反向的風(fēng)門，防止在反風(fēng)時(shí)發(fā)生風(fēng)流短路。如果兼作風(fēng)井，必須遵守下列規(guī)定：箕斗提升或裝有膠帶運(yùn)輸機(jī)的井筒作進(jìn)風(fēng)井使用時(shí)，箕斗提升中的風(fēng)速不得超過(guò)6m/s，裝有膠帶運(yùn)輸機(jī)的井筒中風(fēng)速不得超過(guò)4m/s，并應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。（5） 礦井開(kāi)拓新水平的回風(fēng)，必須引入總回風(fēng)巷道和主要回風(fēng)巷道中。（2） 井口工程地質(zhì)和井筒施工地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。（4） 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。（6） 使用專用的通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程省。（8） 多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保證風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共路段的風(fēng)阻（一般要求公共路段的負(fù)壓不超過(guò)任何一個(gè)扇風(fēng)機(jī)負(fù)壓的25%）。選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮以下影響因素：（1） 自然因素：煤層賦存狀態(tài)以及埋藏深度；沖擊層厚度；礦井瓦斯等級(jí)，煤層爆炸性以及自燃發(fā)火傾向性；礦井地形條件，井田尺寸及礦井生產(chǎn)能力。（3） 其它因素。（1） 礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要包括通風(fēng)方式（即進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的布置方式）、通風(fēng)方法（即礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法）以及由若干通風(fēng)巷道和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。1） 壓入式表31 礦井通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較表中央邊界式兩翼對(duì)角式（風(fēng)井在井田一翼的中央）混合式（中央邊界式+兩翼對(duì)角式）優(yōu)點(diǎn)通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)較小，工業(yè)廣場(chǎng)不受通風(fēng)機(jī)噪音的影響及回風(fēng)風(fēng)流的污染風(fēng)流線路較中央邊界式短，阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)風(fēng)流污染和通風(fēng)機(jī)噪聲的危害回風(fēng)井?dāng)?shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。總回風(fēng)巷道無(wú)法連通或維護(hù)困難,煤自燃發(fā)火不嚴(yán)重的中小型礦井可采用。3） 抽出式這種方法目前在國(guó)內(nèi)普遍采用。本礦井型大,為瓦斯和煤突出的礦井,且煤層埋藏深,層數(shù)多,儲(chǔ)量豐富。并且抽出式通風(fēng)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：① 下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)。② 漏風(fēng)量小,通風(fēng)管理簡(jiǎn)單。（1） 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)選擇的依據(jù):選擇采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》第11條至122條的有關(guān)規(guī)定。2） 采區(qū)內(nèi)所有的巷道，回采工作面、備用工