【正文】 、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。 （2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置。（4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。 （6）合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則： （1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。 （2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 （4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 （5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。 影響礦井開拓的主要因素大公營子礦區(qū)位于太行山東麓，華北盆地西緣。在構(gòu)造體系上歸屬新華夏構(gòu)造體系，煤田西部為太行山隆起中南段，礦區(qū)呈北－北北東向展布，由贊皇隆起和武安斷陷組成。由于西側(cè)太行山隆起的上升和東側(cè)華北盆地的沉降，使邯邢煤田形成走向NNE~近SN、西邊翹起、東邊傾降、并具波狀起伏的翹傾斷塊。自北向南有NNE向的晉縣欒城坳陷（地塹）、寧晉隆堯隆起（地壘）、巨鹿邯鄲坳陷（地塹）及南部的邢臺武安坳陷，呈雁行狀斜列展布（圖31）。煤田內(nèi)褶皺構(gòu)造主要分布在近東西向的隆堯南正斷層以南至洺河一線。地層傾角比較平緩，一般為10～20176。左右。東。鼓山復(fù)背斜以東為單斜構(gòu)造。 本井田屬于低瓦斯地區(qū)，礦井瓦斯在涌出形式上，均表現(xiàn)為普通涌出。郭二莊煤礦、大公營子煤礦兩礦在深部水平的生產(chǎn)過程中均出現(xiàn)瓦斯爆炸事故。 確定井田開拓方式由于本井田位于平原地帶，地勢平坦，可采煤層埋深較大，且傾角不大，在井田各部分的埋深不同，差別比較大，考慮到本礦井為大型礦井，為適應(yīng)提升能力較大，機(jī)械化程度較高,早投產(chǎn)的要求, 顯然，采用平硐開拓不現(xiàn)實，所以，所有方案均采用立井開拓。兩個水平分別沿煤層底板巖層中作一條回風(fēng)大巷，其中第二水平的回風(fēng)維護(hù)上山通風(fēng)?；仫L(fēng)巷的布置與方案一相同。回風(fēng)巷的布置與方案一相同。2. 提升能力大，機(jī)械化程度高。，運輸、通風(fēng)較簡單。2. 暗斜井開拓，掘進(jìn)、排水、通風(fēng)費用大大增加，提升設(shè)備也較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。方案二由于煤層傾角小，一水平上山開采，在提升、運輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面更優(yōu)越。同時受奧灰水影響。2. 下山工程量大，提升運輸相對復(fù)雜，提升環(huán)節(jié)較多。3. 地面生產(chǎn)系統(tǒng)分散，不便管理。但是斜井掘進(jìn)線路長，且維護(hù)相對于石門更困難，在第二水平以下會用到暗斜井開采，運輸線路長，過程復(fù)雜。通風(fēng)線路長，風(fēng)阻隨之增大，同時排水難度加大費用增高。在第二水平以下會用到下山開采，在提升、運輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面比上山山開采更困難，整體運輸費用減大，不便于后期生產(chǎn)管理。下山工程量大，提升運輸相對復(fù)雜，提升環(huán)節(jié)多，排水較困難。同時，受奧灰水的影響。 方案一和方案二的經(jīng)濟(jì)比較：將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，其初期基建費及工程量，維護(hù)費用，運輸費用等經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果匯總于下表。（3）運輸費用中運距不包括準(zhǔn)備巷道，只包括大巷和石門的運輸。而且方案一比方案二的綜合費用低。 井筒位置的確定 井筒位置的確定在井田內(nèi)布置一對主副立井，在井田邊界北部布置一個風(fēng)井，采用中央邊界式通風(fēng)方式。(2).井筒位置的選擇牽涉井下、地面等一系列因素,關(guān)系重大,選擇時要對井下開采有利,又要便于井筒的開拓和維護(hù),還要注意充分利用地形,使工業(yè)廣場便于布置,減少工業(yè)廣場土石量,減少運輸費用,《規(guī)范》2～13條,選擇井筒位置,應(yīng)遵循以下原則: ,縮短貫通時間,減少工程量。 ,井下運輸、通風(fēng)合理。 。 。根據(jù)以上原則確定井筒及工業(yè)廣場位置如圖所示：圖44 井筒及工業(yè)廣場位置圖主、副、風(fēng)井特征如下表所示井筒特征表 表49井筒名稱井口標(biāo)高（m）井底標(biāo)高（m）井筒傾角(o)井筒直徑(m)井筒斷面(m2)砌 壁凈凈厚度mm材料主井+20046790500鋼筋混凝土副井+20043890500鋼筋混凝土風(fēng)井+200+6990620鋼筋混凝土 井筒用途及布置裝備主井主要負(fù)責(zé)煤的提升兼作進(jìn)風(fēng)井；副井負(fù)責(zé)人員的上下、井下所需材料的提升及矸石的提升，并且兼作進(jìn)風(fēng)井；風(fēng)井總回風(fēng)。主井：（1）主井井筒裝備采用剛性裝備（剛性罐道）,主井罐道梁采用工字鋼、山形式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接。（3）主井井筒采用圓形斷面，這里選用JDS——9/1104標(biāo)準(zhǔn)底卸式四繩12噸提升箕斗。（2）副井提升設(shè)備采用罐籠，根據(jù)礦車規(guī)格和《設(shè)計規(guī)范》有關(guān)要求驗算。（3）副井井筒斷面選用圓形斷面，根據(jù)圖解法解出井筒的直徑以及罐籠在井筒中的位置，如下圖所示：圖46 副井?dāng)嗝鎴D 風(fēng)井：風(fēng)井除用作通風(fēng)外，一般又可作安全出口。圖47 風(fēng)井?dāng)嗝鎴D 節(jié) 開采水平的設(shè)計 確定開采水平的位置合理的開采水平垂高應(yīng)以合理的階段垂高（斜長）為前提，并使開采水平有合理的服務(wù)年限，有利于礦井水平和采區(qū)的接替，還要有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。對于本井田而言，因為地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層單一，井田斜長不大，且深部傾角平緩，故綜合考慮采用單水平開采。1．主要運輸大巷位置的確定：第一水平軌道大巷基本沿著200米等高線，第一水平運輸大巷基本沿著230米等高線，均布置在煤層底板巖層；第二水平運輸大巷基本沿著450米等高線，也是布置在煤層底板巖層上。 井底車場 概述井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。井底車場線路平面布置要滿足以以下要求：。，方便施工和節(jié)省工程量。 井底車場的設(shè)計依據(jù) ，年生產(chǎn)能力180萬噸，年工作日330天，二班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備，每天凈提升時間16小時，矸石系數(shù)20%。 ，副井采用雙層單車普通罐籠。 井底車場的線路設(shè)計主副井筒在平行于存車線方向上距離87米主副井筒在垂直于存車線方向上距離110米則 主副井筒的直線距離為(872+1102)1/2=《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》確定存車線長度如下： 副井空、～； 材料車線長10～15個材料車長； 。1） =15+1+10=取60米L 副井空、重車線即存車線長度，m，一般取整數(shù)；m列車數(shù)目，列；n每列車的礦車數(shù)，這里取15； Lk每節(jié)礦車帶緩沖器的長度，m；N機(jī)車數(shù)，臺；Lt每臺機(jī)車的長度，m；Lf 附加長度，一般取10米。2） =15=39（3）人車線有效長度 L=mnRLR+ Lj+ Lf （4 軌型、道岔及曲線巷道參數(shù)本設(shè)計采用ZK107/。平曲線半徑1520m。 副井采用單罐籠提升，馬頭門線路的重車線的雙軌段上，需要裝設(shè)雙軌道單式阻車器，單式阻車器的作用是縮短重車進(jìn)罐距離，以減少進(jìn)罐時間，重車進(jìn)罐借助搖臺，設(shè)置有單復(fù)式阻車器。 (4； c: 從搖臂軸中心至單式阻車器輪擋面之間距離。 e：搖臺中心至對稱道岔連接的切線交點之間的距離，－。圖48 副井馬頭門圖 井底車場的調(diào)車方式井底車場采用頂推調(diào)車的調(diào)車方式，兩翼駛來的列車調(diào)車方式稍有不同，南翼電機(jī)車牽引重列車駛?cè)胲噲稣{(diào)車線，電機(jī)車摘鉤、駛過道岔N1，經(jīng)錯車線，過N2道岔繞至列車尾部，將列車頂入副井重車線。北翼來的重列車可直接頂推入副井重車線，調(diào)車比較方便。（2）不拐彎，不易發(fā)生堵倉。煤倉容積：根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，大型礦井應(yīng)容納1～2小時提升量，煤倉直徑3～8m。5)煤倉下口漏斗斜面與水平面的夾角為60176?；费b載硐室和井底煤倉布置形式見下圖49：水倉水倉位于井底車場水平以下，布置在井底車場穩(wěn)定底板巖石中。其作用是將礦井涌水暫時儲存起來并予澄清,后由水泵排至地面。本礦正常涌水量(Q),小于1000m3/h,故水倉的有效容量應(yīng)能容納8小時的正常涌水量，應(yīng)為5165m3。水倉的總長度為: L=V/S=345m (4水倉斷面形狀采用拱形，錨噴支護(hù)。中央水泵房和水倉組成排水系統(tǒng)。中央水泵房與中央變電所相通,其間用防火門隔開。管子道與副井井筒連接處高于主體硐室底板水平7m以上，連接處設(shè)一段3m左右的平臺，供安設(shè)臨時提升絞車，以便發(fā)生水患時裝卸設(shè)備和上下人員。主體硐室與井底車場空車線側(cè)巷道直接相連的通道內(nèi)鋪設(shè)運輸軌道，安裝向外開的密閉門（既能防水又能防火），門上裝有便于關(guān)嚴(yán)的通風(fēng)孔，以便必要時隔絕通風(fēng)。7)式中 L——主體硐室的長度，m；∑I——備水泵電機(jī)長度總和，m；∑IH——水泵電機(jī)長度總和，m； （∑I+∑IH在這里取44=16m）a——各設(shè)備基礎(chǔ)之間的間隔，以便檢修、搬裝等，；n——水泵臺數(shù)，4臺；S——附加距離。 B=b1+b2+b3 (4所以，B=b1+b2+b3=水泵房高度應(yīng)滿足檢修時起重要求。所以本次設(shè)計取H=。為便于供電維護(hù)、管理，中央變電所與主排水泵房聯(lián)合布置。調(diào)度室和保健站調(diào)度室和保健站采用聯(lián)合布置，采用擴(kuò)散通風(fēng)，長度5米，鋪設(shè)厚的混凝土地板。井下火藥庫根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，火藥庫距主要井巷及硐室死亡距離符合規(guī)定要求。信號硐室硐室形狀取直墻半圓拱，寬3m，高3m。電機(jī)車庫及電機(jī)修理間布置在井底車場或大巷等進(jìn)出車方便、干燥的地方，此礦井布置在西翼進(jìn)入車場的道岔前。各生產(chǎn)系統(tǒng)如下： 1. 運煤系統(tǒng)：工作面區(qū)段運輸巷運輸上山采區(qū)下部煤倉皮帶運輸大巷井底車場煤倉主井 2. 運料系統(tǒng)：副井井底車場軌道運輸大巷采區(qū)下部車場軌道上山采區(qū)上部車場區(qū)段回風(fēng)巷工作面3. 通風(fēng)系統(tǒng)：主、副井井底車場大巷軌道上山區(qū)段運輸巷工作面區(qū)段回風(fēng)巷回風(fēng)大巷風(fēng)井第5章 采煤方法和采區(qū)巷道布置 煤層的地質(zhì)特征大公營子礦井一共分為十二個采區(qū)，本章采區(qū)巷道布置以及采煤方法就以首采區(qū)為例反映整個礦井的特征。本區(qū)屬溫帶大陸性氣候，夏季酷熱高溫，冬季干旱寒冷，全年降水偏少，主要集中在7～9月份。地面標(biāo)高+200米，煤層埋深110～450米。2煤上部巖性為粉砂巖及砂巖，該巖層不穩(wěn)定，厚度大約為20米。粉砂巖:分布廣泛,遍及整個井田,深灰灰黑色,巖性致密塊狀,粉砂質(zhì)泥巖結(jié)構(gòu)。 2煤局部有偽頂,系淺灰色砂質(zhì)泥巖,層位極不穩(wěn)定,分布局限, 粗、中、細(xì)粒砂巖直接與2煤接觸,砂巖呈灰色,成分以石英為主,次為長石及灰色礦物,層面含云母片,顆粒分選好,磨圓中等,泥質(zhì)膠結(jié),巖性較堅硬,中厚層狀厚層狀,沙狀結(jié)構(gòu),節(jié)理不發(fā)育,巖層較厚,井田中部稍薄,南部與北部較厚,與煤層接觸砂體,為中等堅固巖石,屬二級中等冒落的頂板。 采煤方法和回采工藝 采煤方法的選擇在大公營子井田，可采煤層2，屬于中厚煤層。煤層變異系數(shù)（γ）%，屬穩(wěn)定的中厚煤層,瓦斯含量底,2煤直接頂板以粉砂巖和砂巖為主。 2煤局部有偽頂,系淺灰色砂質(zhì)泥巖,層位極不穩(wěn)定,分布局限, 粗、中、細(xì)粒砂巖直接與2煤接觸,砂巖成分以石英為主,泥質(zhì)膠結(jié),巖性較堅硬,中厚層狀厚層狀,沙狀結(jié)構(gòu),節(jié)理不發(fā)育,巖層較厚,為中等堅固巖石,屬二級中等冒落的頂板。結(jié)合煤層的條件，可設(shè)計高檔普采和緩傾斜厚煤層一次采全高兩種回采工藝：由于高檔普采在效率、安全和經(jīng)濟(jì)方面都不如綜采，所以不采用高檔普采的回采工藝。雖然這種采煤方法初期投資大，搬家倒面困難，但是采高大，產(chǎn)量大，投資回收快，況且采高3～5米的液壓支架在國內(nèi)也很普遍，因此采煤工藝采用一次采全高采煤方法。工作面采用采煤機(jī)采煤、裝煤，刮板輸送機(jī)運煤，順槽使用轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)及可伸縮膠帶輸送機(jī)，切眼用液壓支架，頂板隨液壓支架的前進(jìn)而跨落。）≤17176。按一個工作面生產(chǎn)驗算： (5 代入數(shù)據(jù)， L≤（604）/（13） =211m200m滿足要求。330=所以工作面長度200米時，采煤機(jī)生產(chǎn)能力足夠。轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)型號選取SZZ730/132,其具體參數(shù)特征見表53表53 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征型號輸送量t/h設(shè)計長度m裝機(jī)功率/KW中部槽內(nèi)寬mm刮板鏈型式SZZ730/13280040132680中雙鏈 帶式輸送機(jī)帶式輸