雞西礦業(yè)集團(tuán)滴道煤礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)

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摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司滴道礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì)，共有4層可采煤層，平均厚度6.5m。煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量108.28Mt，服務(wù)年限為52a，本礦井設(shè)計(jì)采用兩水平立井方案開拓，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。采用集中煤層聯(lián)合開采，大巷采用10t架線式電機(jī)車牽引3t底卸式礦車運(yùn)輸，采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。 關(guān)鍵詞： 新井設(shè)計(jì)；可采儲(chǔ)量；開拓方式；采煤方法；采煤工藝 Abstract: The design is the JiXi coal trade group limited responsibility company`s clear a mine new well of 1.5Mt/a, possess five floors but the layer of coal mining, 6.5 in average total thickness meters. The industrial btsmd of coal seam is52 a for growing 108.28Mt of recoverable reserves of bituminous and design well field and serving time limit, pit design is diveded with one upright well scheme developing for two level, two faces reach to ptoduce. With a pair of concentration, big alley is arranged, big alley adopt the wiring type generator vehicle of 10t pull the base of 3t unload type mine vehicle transportation, with tape transportation oblique alley, connect every coal seam, the method of coal mining slope the wall of coal mining to incline. Key words:The new well designs；Can adopt to keep the deal；Expanging the way；Adopting the coal method；Adopting the coal craft VI 目錄 摘 要 I Abstract: II 緒論 1 第1章井田概況及地質(zhì)特征 2 1.1 井田概況 2 1.1.1交通位置 2 1.1.2地形地勢(shì) 2 1.2 地質(zhì)特征 3 1.2.1 地層情況 3 1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造 4 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 5 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 7 1.2.5 井田水文地質(zhì)情況 9 1.2.6沼氣、煤塵及煤的自燃性 9 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 10 第2章 井田境界及儲(chǔ)量 11 2.1 井田境界 11 2.1.1.井田周邊狀況 11 2.1.2.井田確定的依據(jù) 11 2.1.3.井田未來(lái)發(fā)展情況 11 2.2 井田儲(chǔ)量 11 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 11 2.2.2 保安煤柱 12 2.2.3 井田儲(chǔ)量計(jì)算方法 13 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 13 2.3.1 礦井工作制度 13 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 14 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 14 第3章 井田開拓 15 3.1 概 述 15 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 15 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 15 3.1.3 確定井田開拓方式的原則 15 3.2 礦井開拓方案的選擇 16 3.2.1 井硐形式和井口位置 16 3.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 19 3.2.3 開拓巷道的布置 20 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 21 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 21 3.3.2 井硐位置及坐標(biāo) 22 3.3.3 水平數(shù)目及標(biāo)高 22 3.3.4 石門、大巷（運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷）數(shù)目及布置 22 3.3.5 井底車場(chǎng)的形式選擇 25 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 25 3.3.7 采區(qū)劃分 25 3.4 井硐布置和施工 27 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 27 3.4.2 井筒布置及裝備 27 3.4.3 井硐延伸的初步意見 31 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 31 3.5.1井底車場(chǎng)形式選擇和論證 31 3.5.2井底車場(chǎng)的布置、儲(chǔ)車線路、行車線路布置長(zhǎng)度 32 3.5.3 通過(guò)能力計(jì)算 35 3.5.4井底車場(chǎng)主要硐室 35 3.6 開采順序 36 3.6.1 沿井田走向的開采順序 36 3.6.2 沿煤層垂直方向的開采順序 36 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 36 第4章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生采產(chǎn)系統(tǒng) 40 4.1 采區(qū)概述 40 4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置 邊界 范圍 采區(qū)煤柱 40 4.1.2 采區(qū)地質(zhì)及煤層情況 40 4.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 40 4.2采區(qū)巷道布置 42 4.2.1 區(qū)段劃分 42 4.2.2 采區(qū)上山布置 42 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置 42 4.2.4 采區(qū)煤倉(cāng)形式 容量及支護(hù) 49 4.2.5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 50 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù) 52 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 52 4.3.1 采區(qū)巷道準(zhǔn)備順序 52 4.3.2 主要巷道斷面示意圖及支護(hù)方式 53 第5章 采煤方法 57 5.1 采煤方法的選擇 57 5.1.1 采煤方法的選擇 57 5.2 回采工藝 58 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 58 5.2.2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 59 第6章 井下運(yùn)輸和礦井提升 62 6.1 礦井井下運(yùn)輸 62 6.1.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 62 6.1.2礦車的選型及數(shù)量 62 6.1.3采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 63 6.2 礦井提升系統(tǒng) 64 6.2.1礦井主提升系統(tǒng)的選擇與計(jì)算 64 第7章 礦井通風(fēng)與安全 66 7.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定 66 7.1.1 概 述 66 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 66 7.1.3 主扇工作方式的確定 67 7.2 風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配 67 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定 67 7.2.2 采掘工作面及硐室所需風(fēng)量的計(jì)算 68 7.2.3 礦井總供風(fēng)量 70 7.2.4風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 70 7.2.5風(fēng)速驗(yàn)算 71 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 72 7.3.1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 72 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 75 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 75 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 75 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 76 7.4.3 反風(fēng)措施 77 7.5 礦井安全技術(shù)措施 77 7.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 77 7.5.2 預(yù)防井下火災(zāi) 77 7.5.3 預(yù)防水災(zāi)措施 78 7.5.4 其它事故預(yù)防 78 7.5.5 避災(zāi)路線及自救 78 第8章 礦井排水 80 8.1 概述 80 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 80 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 80 8.2 礦井主要排水設(shè)備 81 8.2.1 排水系統(tǒng)和排水方式簡(jiǎn)介 81 8.2.2 主排水設(shè)備及管路選擇計(jì)算 82 第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 85 結(jié)論 87 致謝 88 參考文獻(xiàn) 89 附錄1 90 附錄2 95 緒論 煤炭是工業(yè)的糧食，我國(guó)一次能量消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占75%以上。煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。煤炭不僅是我國(guó)的基本燃料，而且是重要的工業(yè)原料，從煤中可以提取200多種產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都是我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活所必須的，因此，為使我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，必須加速煤炭工業(yè)的步伐。這樣必須學(xué)好專業(yè)知識(shí)，安全第一，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理來(lái)管理煤礦。 煤礦礦井開采的重點(diǎn)是地下作業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，工序復(fù)雜。因此，要以開采為中心，建立地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)，搞好掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)，搞好生產(chǎn)技術(shù)及組織管理。 本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)滴道煤礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì)。此礦區(qū)內(nèi)有四層煤全區(qū)可采，煤層號(hào)分別為：23＃、24、37、54-2。平均厚度1.65m，煤層傾角15左右，地質(zhì)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單。煤層工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤，設(shè)計(jì)井田的工業(yè)儲(chǔ)量144.4Mt，可采儲(chǔ)量108.28Mt，服務(wù)年限為52a，本礦井設(shè)計(jì)采用立井方案開拓，劃分二個(gè)開采水平，1個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。工作面年工作日330d,采用三八式工作制度。 第1章井田概況及地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1交通位置 1.礦區(qū)位置 滴道礦位于黑龍江省雞西市，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)13042′20″---13051′31″，北緯4518′42″---4522′16″。 2.交通狀況 國(guó)有鐵路林口—密線，國(guó)家級(jí)公路可通往雞西市，此外本集團(tuán)還有連接洗煤廠，發(fā)電廠等鐵路專用線，區(qū)內(nèi)公路、鄉(xiāng)路四通八達(dá)，交通十分便利。(見圖1-1） 1.1.2地形地勢(shì) 滴道煤礦地處完達(dá)山與老爺嶺結(jié)合部,地表為丘陵地帶.西部玄武巖覆蓋,地勢(shì)稍高,往東地勢(shì)漸平,多為農(nóng)田.地面最大高差約110m. 1.1.3氣象及地震情況 本區(qū)處中溫帶濕潤(rùn)區(qū),屬大陸性多風(fēng)氣候, 最高氣溫在零上27℃至31℃，最低氣溫在-29℃至-34℃，區(qū)內(nèi)由11月至翌年4月為凍結(jié)期，凍結(jié)深度為1.5至2.0m，雖本區(qū)地處地震多發(fā)帶，地震亦有過(guò)記載，但未礦井生產(chǎn)造成影響。 1.1.4水文地質(zhì)情況 區(qū)內(nèi)無(wú)河流流入 1.1.5煤田開發(fā)史 滴道礦為新開發(fā)的煤田，所以無(wú)開發(fā)史。 1.1.6工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 滴道礦井田周圍有農(nóng)田和國(guó)有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分生產(chǎn)資料，礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近省市廠家提供。 1.1.7水源及電源 滴道礦區(qū)水源來(lái)自開采地下水，能夠滿足生產(chǎn)與生活需要。生產(chǎn)與生活用電均來(lái)自雞西市和雞東縣供電局，實(shí)現(xiàn)雙回路供電。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 地層情況 滴道礦區(qū)位于雞西盆地北部條帶西端，基底是元古界麻山群，含煤地層為中生界上侏羅統(tǒng)雞西群，包括東山組，城子河組和穆棱組，勘探區(qū)地層層序表和煤層綜合柱狀圖（如表1-1，圖1-2）。 表1-1 勘探區(qū)地層層序表 界 系 統(tǒng) 群 組 接觸關(guān)系 地層厚度m 新生界 第四系 全新統(tǒng)Q4 沖積層Q4 整和 整和—假整和 整和—假整和 整和 整和 1-20 第三系 上新統(tǒng)N2 玄武巖 0-40 中生界 侏羅紀(jì) 上統(tǒng)J3 雞西群 穆棱組J3m 6 城子河組J3ch 660-740 東山組J3a 0-130 元古界 麻山群Ptms 變質(zhì)巖系 >1500 1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造 滴道礦區(qū)位于雞西煤盆地北部條帶的西端，地層走向近東西、傾向南、單斜。地層傾角8～25之間。礦區(qū)所涉及的斷層分述如下： F:為勘探區(qū)北部邊界斷層，發(fā)育規(guī)模較大，延展長(zhǎng)度在5Km以上，為較大的樞紐斷層，其轉(zhuǎn)動(dòng)樞紐處在5剖面線附近，西部是是逆掩短斷層，東部為正斷層，走向NE55—105近東西弧形，向南北傾斜，傾角50～75，落差由轉(zhuǎn)動(dòng)樞紐處向東西兩側(cè)逐步加大，在0～210m之間， 1線—11線11條剖面控制，程度可靠。 F31A:位于勘探區(qū)西部，走向NE20，傾向NW390，傾角80，落差420～450m。第10剖面1號(hào)和2號(hào)孔控制，正斷層，屬推斷斷層。 F31B:為勘探區(qū)西部邊界斷層，走向NE15,傾向NW285，傾角55，落差100～220m，逆斷層。由91—2號(hào)孔實(shí)見，程度基本可靠。 F48:為勘探區(qū)東部邊界斷層，走向NW20～NE5，大致為南北弧形，向東傾斜，傾角75，落差約240m，正斷層，延展長(zhǎng)度3公里以上，由80—19號(hào)鉆孔控制，程度基本可靠。 F52:位于勘探區(qū)東北部，走向NW15，傾角25，落差在0～5m之間，逆斷層，規(guī)模較小，上部尖滅，未在地表出露，由81—24號(hào)孔控制，程度基本可靠。 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采之煤層主要位于侏羅系雞西群滴道含煤組，為了清楚起見，現(xiàn)將各煤層厚度、結(jié)構(gòu)、容重和頂?shù)装迩闆r分層以文字?jǐn)⑹鋈缦?附煤層特征表1-2)： (1)23號(hào)煤層：平均煤層厚度1.8 m，平均傾角15，全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.4T/ m3，頂板為細(xì)砂巖或泥巖，底板為粉砂巖。 (2)24號(hào)煤層：平均1.5 m，屬于穩(wěn)定的煤層，全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.4T/ m3，頂板中部為粉砂巖，南北部為中粗砂巖，底板為細(xì)砂巖。 (3)37號(hào)煤層：平均煤層厚度1.6 m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，賦存穩(wěn)定，無(wú)夾石，全區(qū)發(fā)育，容重1.40T/ m3，頂板為中細(xì)砂巖，偽頂為0.1 m的煤泥巖或含炭泥巖，底板為粉砂巖。 (4)54-2號(hào)煤層：平均煤層厚度1.7m，平均傾角16，全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.40 T/ m3，頂板為粉砂巖或泥巖，底板為粉砂巖，灰分在12%左右。 煤層特征表1-2 層 次 煤 厚 （m） 層平均間距 （m） 穩(wěn)定性 發(fā)育范圍 頂板 底板 23 1.8 較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 中細(xì)砂巖 粉砂巖 23 24 1.5 穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 泥巖 粉砂巖 129 37 1.6 較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 泥巖 粉砂巖 45 54-2 1.7 較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育 細(xì)砂巖 泥巖 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征(見表1-3) 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-3 名稱 容重 kg/cm3 孔隙度 抗壓強(qiáng)度 102 kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102 kg/cm3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 2.0- 2.6 5- 25 2- 20 0.5-0.4 0.5- 8 1- 10 礫巖 2.3- 2.6 5- 15 1- 15 0.2-1.5 0.8- 8 2- 8 泥灰?guī)r 2.7- 2.85 1.6-5.2 12.83 0.6-2.0 2- 7 5- 10 灰?guī)r 2.2- 2.7 5- 20 5- 20 0.5-2.0 1- 8 5- 10 頁(yè)巖 2.0- 2.4 16-30 1- 10 0.2-1.0 1- 3.5 2- 8 石英長(zhǎng)石 2.65- 2.7 0.12-0.5 15- 35 1.0-3.0 6- 20 6- 20 1.2.5 井田水文地質(zhì)情況 沖積孔含水層：分布在河流兩面岸，成狹長(zhǎng)條帶狀相等距離的由東往西分布排列，寬為50～120m。含水層厚度一般東薄西厚，其厚度主要決定于河流的大小而異。西部：哈達(dá)河沖積層一般8～14m，富水性強(qiáng)，滲透系數(shù)為35.88m/day，單位涌量為6.34m3/h。部分地段由于表土復(fù)蓋較薄，僅0.5～1m，且含水層直接受地面水的補(bǔ)給，因次地下水呈自由水出現(xiàn)。東部：自長(zhǎng)山溝以東厚1.5～4.5m，含水性弱，滲透系數(shù)為0.009～1.802m/day，單位涌量為0.1～0.122m3/h，由于表土復(fù)蓋較厚，2～5.5m，對(duì)降水的補(bǔ)給與滲透起到到控制作用，使地下水呈承壓水出現(xiàn)。歷年洪水位最大標(biāo)高小于180m 地下水補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水和沖積孔含水層水，水力性質(zhì)呈潛水狀態(tài)，對(duì)淺部礦井充水造成良好條件。構(gòu)造裂隙含水帶：埋藏于風(fēng)化裂隙含水量水帶之下，兩者為漸變過(guò)渡關(guān)系，呈承壓水，據(jù)簡(jiǎn)易水文，抽水及礦井調(diào)查證實(shí)，此帶含水性弱，巖芯較為完整，在60m以上沖洗液消耗不大于0.35m3/h，以下則不大于0.15m3/h，隨著深度的增加涌水量則顯著減少。礦井涌水量一般為88.88 m3/h，最大涌水量為160m3/h。 1.2.6沼氣、煤塵及煤的自燃性 （1） 瓦斯賦存情況及涌出量 根據(jù)現(xiàn)有資料和臨近生產(chǎn)礦井的調(diào)查，滴道礦區(qū)內(nèi)煤層含有少量瓦斯，瓦斯相對(duì)涌出量約為2.3-5.8m3/t低瓦斯礦井； （2） 煤塵爆炸性 各煤層的煤塵爆炸指數(shù)為小于3％，煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)性； （3） 煤的自燃情況 根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的調(diào)查該井田范圍內(nèi)的煤均屬低硫不易自然煤層，但是在秋冬季也應(yīng)注意防火； （4） 礦井涌水量 根據(jù)鄰近礦井在投產(chǎn)后的涌水量推算，滴道礦井涌水量約為88.88m/h。屬于低等涌水量礦井。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本礦井煤屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占25.76%，發(fā)熱量一般在6500—7500大卡/kg。 1.物理性質(zhì) 多為亮煤、半亮煤及半暗煤，水平層狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)致密、脆質(zhì)，垂直節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，距狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤、絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少，樹脂體少，透明基質(zhì)和形態(tài)分子含量略等，且發(fā)鮮紅色，形態(tài)分子結(jié)構(gòu)不歸整，鏡下可見無(wú)機(jī)物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。比重在1.35—1.48g/cm3之間，摩氏硬度約2—2.5。 2.化學(xué)性質(zhì)及煤種 煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律。 上部的23＃、24為1/3焦煤，下部的37、54-2兩層均為焦煤。 3.煤的工藝特性 煤層屬中低灰份，灰份多為內(nèi)在灰份，系二氧化硅、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點(diǎn)可達(dá)1250℃以上。 4.用途:一般作為配煤煉焦使用。 1.3勘探程度及可靠性 滴道礦井田范圍內(nèi)勘探網(wǎng)度在400500-500500米，勘探已達(dá)精查程度?？碧姐@探甲，乙級(jí)孔率為88.4%，煤層甲，乙級(jí)孔率為87.8%，物探甲，乙級(jí)孔率和煤層層點(diǎn)率均為100%。經(jīng)綜合評(píng)定，本區(qū)勘探類型為二類二型中等。 第2章 井田境界及儲(chǔ)量 2.1 井田境界 2.1.1.井田周邊狀況 井田境界：北部以+200標(biāo)高線為界，南（深部）以-500米標(biāo)高為界，西以F23斷層為界；東以F38斷層為界。 2.1.2.井田確定的依據(jù) 1.以地理地形,地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)。 2.井田要有合理的走向長(zhǎng)度,以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 3.要適于選擇井筒位置,安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物。 2.1.3.井田未來(lái)發(fā)展情況 該井田隨著科學(xué)技術(shù)全面的提高，井田范圍內(nèi)探明儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確?？赡茉诟畈堪l(fā)現(xiàn)可采煤層。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 １礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算以下儲(chǔ)量： (1)礦井地質(zhì)儲(chǔ)量：勘探（精查）報(bào)告提供的儲(chǔ)量，包括“能利用儲(chǔ)量”和“暫不能利用儲(chǔ)量”； (2)礦井工業(yè)儲(chǔ)量：勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量，A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量的計(jì)算方法，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定； (3)礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量：礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲(chǔ)量； (4)礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地的保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。 2.礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指井田精查地質(zhì)報(bào)告提供的平衡表內(nèi)A+B+C級(jí)儲(chǔ)量，它是礦井設(shè)計(jì)的依據(jù)。 井田工業(yè)儲(chǔ)量應(yīng)按儲(chǔ)量塊段法進(jìn)行計(jì)算。 塊段儲(chǔ)量=塊段面積塊段平均厚度視密度/cosθ θ—為煤層平均傾角 Zc==144.375 Mt 3.礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算 Z=(Zc-P) C 式中：Z—可采儲(chǔ)量， Zc—工業(yè)儲(chǔ)量，Mt 　　　　 P—永久煤柱損失，Mt C—采區(qū)回采率,厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85；地方小煤礦不低于0.7。 Z=(144.375-144.37520%)0.84=108.28125Mt 2.2.2 保安煤柱 1.保護(hù)煤柱的留設(shè)方法 (1)工業(yè)場(chǎng)地及主要井巷保護(hù)煤柱留設(shè) 工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后，用移動(dòng)角圈定煤柱范圍。移動(dòng)角數(shù)值應(yīng)采用滴道礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù); 工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括受保護(hù)對(duì)象及圍護(hù)帶，圍護(hù)帶寬度由具體的工業(yè)廣場(chǎng)面積來(lái)確定; 不包括在工業(yè)場(chǎng)地范圍內(nèi)的立井，圈定其保護(hù)煤柱時(shí)，地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房等; 圈定立井保護(hù)煤柱時(shí)，應(yīng)根據(jù)井筒深度、巖性、用途、煤層賦存條件及地形特點(diǎn)等因素，按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行; 斜井受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、斜井井筒及井底車場(chǎng); 當(dāng)斜井大巷、上、下山位于煤層中時(shí)，其保護(hù)煤柱寬度，可按滴道礦區(qū)或與滴道礦區(qū)條件類似的礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定；或根據(jù)實(shí)測(cè)資料用分析法確定。 斜井或巷道上方的煤層是否留設(shè)保護(hù)煤柱，應(yīng)根據(jù)巷道距地表的垂深，巷道所在的圍巖性質(zhì)，巷道與煤層的法線距離等因素確定。斜井或巷道下方煤層，應(yīng)從巷道保護(hù)煤柱邊界起，用巖層移動(dòng)角圈定保護(hù)煤柱。 (2)斷層帶幾井田徑界煤柱的留設(shè) 斷層帶及井田境界煤柱可按照實(shí)習(xí)礦井所留設(shè)煤柱尺寸獲取25～40m的煤柱寬度來(lái)計(jì)算。并不是所有的地面建筑物、河流等均須留置保護(hù)煤柱，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)習(xí)井的具體情況和“三下”采煤理論進(jìn)行分析。 2.本井田邊界煤柱留設(shè)及斷層、井筒周邊煤柱的留設(shè) 井田邊界煤柱留設(shè)為45m；斷層帶煤柱留設(shè)為30m；井筒周邊以及工業(yè)廣場(chǎng)煤柱留設(shè)為200m左右。 2.2.3 井田儲(chǔ)量計(jì)算方法 本設(shè)計(jì)礦井的各類儲(chǔ)量計(jì)算嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。如下表(2-1) 礦井可采儲(chǔ)量匯總表2-1 水 平別 煤 層別 工業(yè)儲(chǔ)量 A+B+C萬(wàn)噸 可采 儲(chǔ)量 Ⅰ 24 3281.25 2460.94 23 3937.5 2953.12 37 3500 2625 54-2 3718.75 2789.06 合計(jì) 14437.5 10828.125 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 2.3.1 礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定： （1）礦井年工作日按330d計(jì)算； （2）礦井每晝夜三班工作，其中兩班半進(jìn)行采、掘工作，半班進(jìn)行檢修； （3）每日凈提升時(shí)間16h。 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量，煤層賦存狀況，地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還考慮當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案A：1.8 Mt/a 方案B： 1.5 Mt/a 方案C： 1.2 Mt/a 上述方案，具體哪種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 2.3.3 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： T=Z/（AK） 式中：T—服務(wù)年限，a； Z—礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； K—礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3—1.5； A—年生產(chǎn)能力，Mt/a； 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K值取1.4。 依據(jù)以上擬定礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案A：1.8 Mt/a T=Z/（AK）=108.28/(1.81.4)=43a 方案B：1.5 Mt/a T=Z/（AK）=108.28/(1.51.4)=52a 方案C：1.2 Mt/a T=Z/（AK）=108.28/(1.21.4)=64a 參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案B比較合理，即：生產(chǎn)能力：A=1.5 Mt/a，礦井服務(wù)年限T=52a 第3章 井田開拓 3.1 概 述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 滴道礦周邊無(wú)生產(chǎn)礦井史 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 1.井田內(nèi)煤層埋藏深度為200—-500，煤層傾角15左右。其中23和24煤層間距約23m。37、54-2層間距為45m，這兩層煤的間距小于55m ，而23、54-2之間的距離190多米，所以采用分組集中開采。 2.煤層平均傾角約15，且含水層較少，可以采用上下山開采。 3.構(gòu)造簡(jiǎn)單無(wú)大、中型構(gòu)造，有F11、F12、F52、F66四條斷層。 4.頂、底板為粉砂巖，粉細(xì)砂巖等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。 3.1.3 確定井田開拓方式的原則 1.貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策,為多出煤、早出煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件．要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、安全、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)； 2.合理集中開拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件； 3.合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失； 4.必須慣徹執(zhí)行有關(guān)煤炭安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)； 5.要適應(yīng)國(guó)家技術(shù)和設(shè)備供應(yīng)情況，為開采使用新技術(shù)，新工藝發(fā)展采煤機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件，更應(yīng)發(fā)展高產(chǎn)高效的采煤工藝。 3.2 礦井開拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 1.井硐形式方案比較 開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： 井田地質(zhì)條件；煤層賦存和開采技術(shù)條件；地形地貌和地面外部條件；技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；施工技術(shù)和設(shè)備條件；總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等。根據(jù)地形地質(zhì)不符合平硐開拓。 對(duì)以上因素要綜合研究，通過(guò)多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定(見圖3-1)。 (1)雙斜井開拓 斜井與立井相比有如下優(yōu)點(diǎn)： 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場(chǎng)及硐室都比立井投資少； 井筒裝備少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量??； 膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度。 缺點(diǎn)： 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多； 圍巖不穩(wěn)固時(shí)，斜井井筒維護(hù)費(fèi)用高，采用絞車提升時(shí)，提升速度低，能力小，鋼絲繩磨損嚴(yán)重，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，當(dāng)井田斜長(zhǎng)較大時(shí)，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更要多占用設(shè)備和人力； 由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線較長(zhǎng)； 斜井通風(fēng)風(fēng)路較長(zhǎng)，對(duì)瓦斯涌出量大的大型礦井，斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大，可能滿足不了通風(fēng)的要求，不得不另開專用進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)的立井并兼做輔助提升。當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時(shí),斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜,有時(shí)難以通過(guò)。 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在200米以內(nèi)，煤層賦存深度為0－500米，含水砂層厚度小于20～40米，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層。井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層。 技術(shù)評(píng)價(jià)：在技術(shù)上可行 采區(qū)儲(chǔ)量，生產(chǎn)能力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮。 （4）初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分第一水平全部采區(qū)，故需要沿井田走向全長(zhǎng)統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，不但要全井合理，更要有利于初期； （5）采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，便其適應(yīng)各翼儲(chǔ)量及產(chǎn)量分配； （6）要適應(yīng)充填注砂井，回風(fēng)井的既定位置，使分區(qū)充填，分區(qū)通風(fēng)的聯(lián)系巷道盡量縮短； （7）采區(qū)劃分既要有意識(shí)地縮短大巷，又要充分注意人為境界處延的可能性； （8）對(duì)于煤層穩(wěn)定，開采條件好，生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長(zhǎng)度要適當(dāng)加大； （9）為了充分發(fā)揮綜合機(jī)械化效能，減少搬家次數(shù)，提高效率和回采率，減少采區(qū)煤柱損失，凡是厚度穩(wěn)定，適合于綜機(jī)開采的部分要單獨(dú)劃分出采區(qū)； （10）開采多煤層的井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)； （11）對(duì)于自然發(fā)火傾向強(qiáng)烈的煤層或圍巖壓力大，難于難護(hù)的礦井，采區(qū)尺寸要適當(dāng)縮??； （12）初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)的實(shí)際長(zhǎng)度及電壓降的控制范圍，后期采區(qū)尺寸可逐步加大根據(jù)該設(shè)計(jì)井田的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素。結(jié)合上述采區(qū)劃分原則，本設(shè)計(jì)礦井第一水平劃分為五個(gè)采區(qū)，見采區(qū)劃分示意圖（圖3-5）。 圖3-5 采區(qū)劃分示意圖 3.4 井硐布置和施工 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 參見綜合柱狀圖和井筒開拓剖面圖。本設(shè)計(jì)礦井井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)如下： 基巖段：細(xì)砂巖 砂礫巖 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 主井井筒—表土段：混凝土砌碹。煤層段：料石砌碹?；鶐r段：錨噴支護(hù) 副井井筒—表土段：混凝土砌碹。煤層段：料石砌碹。基巖段：錨噴支護(hù) 井硐穿過(guò)巖層主要為細(xì)砂巖。井硐支護(hù)見表3-6。 3.4.2 井筒布置及裝備 井筒平面設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求 1.設(shè)計(jì)依據(jù) （1）提升容器的種類、數(shù)量、度火的外形尺寸； （2）井筒裝備的類型和規(guī)格； （3）桶子間的平面尺寸、管路及電纜的規(guī)格、數(shù)量和布置； （4）提升容器與井筒裝備、井壁之間的安全間隙； （5）井筒通過(guò)的風(fēng)量； 2.布置要求 （1）箕斗提升的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井； （2）井筒平面內(nèi)布置提升容器時(shí)，所允許的間隙不應(yīng)過(guò)??； （3）井筒允許最大風(fēng)速不超過(guò)下表（表3-7）的要求： （4）合理利用井筒斷面，力求做到緊湊、投資少、施工方便、生產(chǎn)安全可靠。井筒布置見井筒斷面圖。(圖3-6和圖3-7) 立井井筒裝備包括：罐道、罐籠、罐道梁、梯子間、罐路、電纜、井口、井底金屬支撐結(jié)構(gòu)、托管梁、電纜支架、過(guò)巷裝置等。 表3-6 立井井筒支護(hù)類型 類型名稱 采用材料 適用情況 優(yōu)缺點(diǎn) 砌筑式 砂漿、料石、混凝土、預(yù)制塊 取材方便的普通法造井，井筒使用近年來(lái)，凍結(jié)法井筒在膨脹粘土層做臨時(shí)支護(hù) 1、砌筑后能立即承受壓力 2、砌體強(qiáng)度較低 3、整體受力及防水性差 整 體 式 整體灌注 混凝土 井筒各種施工方法包括基巖井壁///注應(yīng)用 1、整體性好，強(qiáng)度較高 2、防水性能好 3、便于機(jī)械化，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低 混凝土錨噴 混凝土、（錨桿、金屬脹） 在巖層較穩(wěn)定，淋水小且井筒裝配少或鋼絲繩罐道的井筒中采用 1、掘進(jìn)工程量小，施工快，效率高 2、噴射過(guò)程中，回強(qiáng)率高，粉末多 整體預(yù)制式 預(yù)制裝配式 大型配筋砌塊丘賓筒機(jī)地面整體、澆注，預(yù)制鋼筋混凝土井筒 使用鉆井法，沉井法施工時(shí)，需地面預(yù)制的井筒;在地壓大的滌井井筒中，常采用丘賓筒、組合鋼板等住戶結(jié)構(gòu)。 1、丘賓筒、地面預(yù)制混凝土構(gòu)件強(qiáng)度高 2、丘賓筒、混凝土右切塊在深砂層中，必須與防水材料配套使用 表3-7 井筒允許最大風(fēng)速 井筒名稱 允許最大風(fēng)速（m/s） 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井 15 專為升降物料的風(fēng)井 12 升降人員和物料的風(fēng)井 8 設(shè)梯子間的風(fēng)井 8 修理井筒時(shí) 8 圖3-6 主井井筒斷面圖 圖3-7 副井井筒斷面圖 3.4.3 井硐延伸的初步意見 為了保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)，本礦井將延伸原主副井，從-100水平延伸至-300水平。井筒延伸方案主要有以下兩種： 方案一：直接延伸原有主副井； 優(yōu)點(diǎn)：可以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，管理方便； 缺點(diǎn)：原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工和生產(chǎn)相互干擾，接井技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個(gè)井筒的施工組織復(fù)雜，延伸后提升長(zhǎng)度增加，提升能力下降； 方案二：暗斜井延伸（即利用暗斜井開拓下一水平，原有主副井不延伸） 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)與延伸相互干擾小，暗斜井做主井，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，提升能力大，可充分利用原有井筒提力； 缺點(diǎn)：增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。 通過(guò)上述兩種方案比較，并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征，初步?jīng)Q定采用立井延伸方案 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 3.5.1井底車場(chǎng)形式選擇和論證 1.設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)的幾個(gè)原則 ： (1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕指數(shù)，有增產(chǎn)的可能性。 (2)調(diào)車方便，管理簡(jiǎn)單，彎道及交岔點(diǎn)少。 (3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范。 (4)井巷工程量少，建設(shè)投資少，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低。 (5)施工方便，各井筒間，井底車場(chǎng)巷道與主要巷道能迅速貫通，縮短建工井工期。 井底車場(chǎng)是連接井下運(yùn)輸?shù)臉屑~，井下的煤通過(guò)井底車場(chǎng)經(jīng)井筒運(yùn)至地面，地面的材料和設(shè)備通過(guò)井筒、井底車場(chǎng)運(yùn)到各個(gè)工作面。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)及人員上下等，也必須通過(guò)井底車場(chǎng)。而井底車場(chǎng)的形式必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的不同，井底車場(chǎng)的形式也各異。 井底車場(chǎng)形式的確定，應(yīng)根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小和大巷布置、提升方式及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素確定。滴道礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： (1)礦井設(shè)計(jì)能力為1.5Mt/a，年工作日330d，實(shí)行三八工作制，每日凈提升為16h。矸石量占煤產(chǎn)量的20%；掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的6％。 (2)礦井采用雙立井、兩個(gè)水平、分組集中運(yùn)輸大巷的開拓方式，兩翼大巷的煤量基本相等； (3)矸石量占煤產(chǎn)量的20%，由副井提升。掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的6％，由翻車機(jī)翻入井底煤倉(cāng)。 (4)主井凈直徑米，裝備一對(duì)箕斗，副井凈直徑米，裝備一對(duì)罐籠。 (5)井下主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車運(yùn)煤，由10噸架線式電機(jī)車 ZK110噸架線式電機(jī)車 ZK10—6/5500—6/550，每列車由18輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車，掘進(jìn)煤列車由25輛礦車組成，煤矸混合列車由6輛煤車和14輛矸石列車組成。井底車場(chǎng)設(shè)1噸翻車機(jī)處理掘進(jìn)煤。綜上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)礦井采用立式刀耙車場(chǎng)，車線與主要運(yùn)輸大巷垂直。 3.5.2井底車場(chǎng)的布置、儲(chǔ)車線路、行車線路布置長(zhǎng)度 1.井底車場(chǎng)線路布置的要求 （1）井底車場(chǎng)的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車場(chǎng)的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長(zhǎng)度亦相應(yīng)不同。 （2）井底車場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； （3）井底車場(chǎng)的線路工程量??； （4）為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上； （5）盡量減少道岔和交岔點(diǎn)； （6）線路布置要有利于通風(fēng)； （7）底卸式礦車的井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問題。 2.存車線長(zhǎng)度的確定 確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問題，如果存車線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車場(chǎng)工程量。根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度： （1）中小型礦井的主井空、重車線長(zhǎng)度各為1.0－1.5列車長(zhǎng)； （2）副井空、重車線長(zhǎng)度， 中小型礦井按0.5－1.0列車長(zhǎng)； （3）材料車線長(zhǎng)度，中小型礦井應(yīng)能容納5－10個(gè)材料車； （4）調(diào)車線長(zhǎng)度通常為1.0列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和； 3.存車線長(zhǎng)度的計(jì)算 （1）主副井空、重車線 計(jì)算公式如下： L=mnL1+NL2+ L3 式中：L―空重車線長(zhǎng)度，m n―每列車的礦車數(shù)，輛 m―列車數(shù)，列 L1― 一個(gè)列車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m L2―每臺(tái)電機(jī)車長(zhǎng)度，m L3 ―列車制動(dòng)距離，m N―電機(jī)車數(shù)量，臺(tái) a、主井： m=1列，n＝18輛，L1＝3.45m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝40m 則：L＝1183.45+14.5+40＝74.6，取L＝80m b、副井； m=1列，n＝20輛，L1＝2m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝15m 則：L＝1202+14.5+15＝59.5，取L＝80m c、調(diào)車線長(zhǎng)度： L＝3.4520+4.5＝73.5m,取取L＝80m （2）材料車線長(zhǎng)度 L＝nL1 式中：n―容納材料的車數(shù)，取10臺(tái) L1―材料車長(zhǎng)度，為2.4m L＝102.4＝24m 根據(jù)實(shí)際需要，需設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長(zhǎng)30m(附井底車場(chǎng)線路圖3-7)。 3.5.3 通過(guò)能力計(jì)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，井底車場(chǎng)線路布置采用3t底卸礦車運(yùn)煤，10噸架線式電機(jī)車 ZK10—6/550牽引，每列車內(nèi)由18輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車，掘進(jìn)出煤由主井運(yùn)至井外，每列車由20輛車組成。列車在車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間s＝5分鐘，日產(chǎn)煤5000 t,矸石5000 20％＝1000 t，掘進(jìn)煤5000 6%＝300 t。3t底卸式礦車運(yùn)煤量500094%＝4700t，每日需3t底卸式礦車列數(shù)4700/（320）＝78.3。煤矸混合車數(shù)：（1000＋300）／（1.713+16）＝46.4　則煤和矸石列車數(shù)比例為78.3：46.4≈4：2 每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有4列3t底卸式礦車和2列1.5t固定式礦車組成，每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間24.2分，進(jìn)車間隔5分。 表3-7 井底車場(chǎng)運(yùn)行圖表 車場(chǎng)通過(guò)年能力計(jì)算： 車場(chǎng)通過(guò)能力富裕系數(shù)： 井底車場(chǎng)通過(guò)能力滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 3.5.4井底車場(chǎng)主要硐室 1.主井系統(tǒng)硐室 主井設(shè)有3t底卸式礦車1.5t固定礦車卸載站硐室、井底煤倉(cāng)裝載硐室、清理散煤硐室。 2.副井系統(tǒng)硐室 副井與井底車場(chǎng)連接處設(shè)有中央水泵房，中央變電所，水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室。中央水泵房與中央變電所聯(lián)合布置，使供電距離縮短，水倉(cāng)用人工清理，采用1.5t礦車，用罐籠提升外運(yùn)。 3.其它硐室 其它硐室設(shè)有調(diào)車室、醫(yī)療室、機(jī)車維修房、消防材料室、等候室、工具室等。 3.6 開采順序 開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行，因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程、規(guī)范規(guī)定、合理的開采順序應(yīng)滿足下列要求： 1.保證開采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)； 2.符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系，最大限度地開采煤炭資源； 3.合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化巷道布置； 4.降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。 3.6.1 沿井田走向的開采順序 根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，井田一翼開采，另一翼掘進(jìn)，在工業(yè)廣場(chǎng)煤柱兩邊的一翼布置首采工作面，另一翼布置掘進(jìn)工作面，向雙翼由近及遠(yuǎn)開采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，有利于生產(chǎn)的連續(xù)性，有利于礦井通風(fēng)，運(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的采區(qū)劃分具體情況，采用走向長(zhǎng)壁開采。 3.6.2 沿煤層垂直方向的開采順序 本礦井設(shè)計(jì)總體采用上行式開采。且采用分組集中開采，由于23#煤層為主采層，所以先開采順序?yàn)?3，24，37，54-2煤層。 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該井田第一水平劃分為5個(gè)采區(qū)(見前面采區(qū)劃分表3-10)。 ` 3.6.4 “三量”控制情況 1.礦井開拓煤量的確定 開拓煤量是指井田范圍內(nèi)已掘進(jìn)的開拓巷道所圈定尚未采出的可采儲(chǔ)量。開拓巷道包括:主井,副井,風(fēng)井,井底車場(chǎng),主要石門,運(yùn)輸大巷,采區(qū)石門,主要上山,主要溜井和總回風(fēng)巷道井礦井。采用集中大巷和采區(qū)石門開拓.集中大巷應(yīng)掘過(guò)采區(qū)石門50m,采區(qū)石門應(yīng)掘至上部煤層,才可將石門劃入計(jì)算范圍之內(nèi)?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,開拓煤量可采期一般為3~5年以上。可按下式計(jì)算： Zd=(Zog－Zg－ Pdd)C 式中：Zd―開拓煤量，Mt； Zog―已開拓范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt； Zg―地質(zhì)損失，是因?yàn)榈刭|(zhì)及水文地質(zhì)條件不利所造成的損失，包括含水大、煤層厚度小、斷層多等原因不能采出的儲(chǔ)量，Mt； C―采區(qū)回采率，％； Pdd―開拓煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量，指留設(shè)的臨時(shí)和 過(guò)采區(qū)石門50m，采區(qū)石門應(yīng)掘至上部煤層那部分可采儲(chǔ)量，本設(shè)計(jì)礦井的開拓煤量計(jì)算： ZK＝8.1Mt 2.準(zhǔn)備煤量的確定 準(zhǔn)備煤量是指只開拓煤量范圍內(nèi)已完成開采所必須的采區(qū)運(yùn)輸巷道,采區(qū)回風(fēng)巷道,采區(qū)上山,區(qū)段石門及采區(qū)車場(chǎng)等掘進(jìn)。掘進(jìn)工程所圈定的可采儲(chǔ)量,也就是礦井已生產(chǎn)和準(zhǔn)備的采區(qū)包有的可采儲(chǔ)量。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,準(zhǔn)備煤量可采期一般為1年以上?？砂垂接?jì)算： 式中：Zp＝∑（Zpg-Zg-Zd）C Zp―準(zhǔn)備煤量，Mt； Zpg―各采區(qū)所圈定的工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； Zg―采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)損失，Mt； Zd―呆滯煤量，即在準(zhǔn)備煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量，Mt； 本設(shè)計(jì)礦井準(zhǔn)備煤量： Zc=1.75Mt 3.回采煤量的確定 回采煤量是準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)已為采煤巷道所圈定的可采儲(chǔ)量。也就是已生產(chǎn)和準(zhǔn)備接替的各采煤工作面尚保有的可采儲(chǔ)量。當(dāng)采煤工作面受開采程序限制,暫時(shí)不能開采時(shí),不能計(jì)入采煤煤量?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,回采煤量可采期一般應(yīng)在6個(gè)月以上。 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量都應(yīng)該有一定的可采期。Z=1Mt 設(shè)計(jì)礦井可采期的計(jì)算： （1）開拓煤量可采期=期未開拓煤量/當(dāng)年計(jì)劃或設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力=8.11.5=5.4年>5年，滿足要求； （2）準(zhǔn)備煤量可采期=期未準(zhǔn)備煤量當(dāng)年平均月計(jì)劃產(chǎn)量或平均月計(jì)劃能力=1.70.125=14月>1年，滿足要求； 在一般情況下，礦井三量符合上述規(guī)定即能達(dá)到平衡，并有一定的合理儲(chǔ)備，但其為概括性指標(biāo)，三量可能符合要求但不一定滿足接續(xù)要求，所以三量只可作采掘關(guān)系的參考指標(biāo)。 經(jīng)過(guò)以上計(jì)算可“三量”及可采期滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，可以移交生產(chǎn)。 29 第4章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生采產(chǎn)系統(tǒng) 4.1 采區(qū)概述 4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置 邊界 范圍 采區(qū)煤柱 初期采區(qū)位置選擇要求： 1.煤層埋藏淺，賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，上面的薄煤層盡量少壓煤或不壓煤的中厚煤層。 2.初期采區(qū)的高級(jí)儲(chǔ)量比例高于第一水平的高級(jí)儲(chǔ)量比例，并有足夠的儲(chǔ)量滿足生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的需要。 3.盡量布置在井筒附近，井巷的距離短，工程量少。 4.盡量躲開鐵路、橋梁，重要的建筑物，水體等。 本設(shè)計(jì)采區(qū)為北二采區(qū)，位于井田北部，北部以+200標(biāo)高為界，南部以F12斷層為界，西部人為劃定邊界，東部以F66斷層為界。走向長(zhǎng)2760m，南北傾向長(zhǎng)1700m。 采區(qū)內(nèi)留設(shè)的煤柱寬度為：井田邊界40m，采區(qū)斷層30m，巖石大巷20m。 4.1.2 采區(qū)地質(zhì)及煤層情況 北二采區(qū)煤層發(fā)育穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，傾角在13左右。煤層頂?shù)装逡约?xì)砂巖為主，頂?shù)装鍡l件穩(wěn)定，采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水涌出量157.9m3/s,瓦斯絕對(duì)涌出量為13m3/min。 4.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 1.采區(qū)煤層全部可采，根據(jù)幾何法求得可采儲(chǔ)量為19.34Mt,采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a。采用走向長(zhǎng)壁采煤法采煤。 2.采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的回采工作面和掘進(jìn)工作面的產(chǎn)量的總和。影響采區(qū)生產(chǎn)能力的因素有煤層賦存狀況和地質(zhì)構(gòu)造，采區(qū)類型，礦井生產(chǎn)能力，采區(qū)正常接替和準(zhǔn)備時(shí)間、掘、運(yùn)、通風(fēng)的裝備水平及設(shè)備能力等。 采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力，而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度，工作面長(zhǎng)度和推進(jìn)度。 一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量A0（Mt/a)可由下式計(jì)算： A0 = L V0 M r C0 式中：L—采煤工作面的長(zhǎng)度，m； V0—工作面推進(jìn)度，m/a； M—煤層厚度或采高，m； r—煤的密度 ，t/m3； C0—采煤工作面采出率，中厚煤層取95%,厚煤層取93%,薄煤層取97%。 設(shè)計(jì)回采工作工藝為綜采，日進(jìn)尺數(shù)為8m。所以V0=8330=2640m，即工作面年推進(jìn)度為2640 m。 因此，一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量為A0=24026401.81.450.95=157.1萬(wàn)噸 。 采區(qū)生產(chǎn)能力與采區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)有關(guān)，為保證采區(qū)的正常銜接，在一個(gè)采區(qū)中同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面為1~2個(gè)，少數(shù)可達(dá)3個(gè)，所以，采區(qū)生產(chǎn)能力為 式中 n—同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)； K1—采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取為1.1左右； K2—工作面之間出煤影響系數(shù)，n=1時(shí)取1，n=3時(shí)取0.9。 本采區(qū)采用1個(gè)面，AB≈172..81Mt/a。 3.采區(qū)儲(chǔ)量及服務(wù)年限 本采區(qū)儲(chǔ)量豐富，可采儲(chǔ)量為 19.34 Mt Tn=Z/（AC） Tn—采區(qū)服務(wù)年限，a; Z—采區(qū)可采儲(chǔ)量，Mt； A—采區(qū)生產(chǎn)能力，Mt； C—采區(qū)回采率，%; 取1.4； P=19.34/（1.51.4）=9a 4.2采區(qū)巷道布置 4.2.1 區(qū)段劃分 由于本采區(qū)采用走向長(zhǎng)壁采煤法，區(qū)段劃分則以工作面長(zhǎng)度為標(biāo)志。本設(shè)計(jì)采用混合式通風(fēng)，一水平設(shè)在-100m標(biāo)高處，上山長(zhǎng)1200m，區(qū)段垂高300m,確定合理工作面長(zhǎng)后，將本采區(qū)劃分為6個(gè)區(qū)段。 4.2.2 采區(qū)上山布置 根據(jù)地質(zhì)條件的不同，上山可以開在煤層的底板巖石中，也可以開在煤層中。根據(jù)設(shè)計(jì)采區(qū)的條件，由于23與24較近，37與54-2較近，而兩組距離較遠(yuǎn)，所以采用聯(lián)合布置。軌道上山、回風(fēng)上山和運(yùn)輸上山布置在巖層中。 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置 1. 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定： （1）采區(qū)車場(chǎng)和硐室的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)采區(qū)巷道布置、采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限、運(yùn)輸方式和礦車類型、地質(zhì)構(gòu)造和圍巖性質(zhì)、煤塵、瓦斯及水文情況等因素進(jìn)行全面考慮確定； （2）采區(qū)車場(chǎng)和硐室應(yīng)根據(jù)圍巖情況盡量布置在穩(wěn)定巖層或煤層中； （3）采區(qū)車場(chǎng)巷道斷面應(yīng)根據(jù)圍巖情況確定，可為半圓拱形，跨度大時(shí)視圍巖情況也可采用三心拱形，應(yīng)優(yōu)化選擇錨噴支護(hù)，當(dāng)錨噴支護(hù)有困難時(shí)，也可采用其他支護(hù)方式。 采區(qū)下部車場(chǎng)多由采區(qū)裝車站和輔助提升車場(chǎng)組合而成。根據(jù)煤炭裝車地點(diǎn)的不同，可分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式。采用頂板繞道石門裝車式車場(chǎng)。 采區(qū)范圍內(nèi)煤層傾角為15，運(yùn)輸上山和軌道上山均開掘在巖層內(nèi)；運(yùn)輸中心線軌道上山線路中心線間距為25m； 運(yùn)輸大巷位于煤層地板巖石內(nèi)，大巷中心線處軌面水平至煤層底版垂直距離20m，上山與大巷交角90；采區(qū)不在井田邊界。 大巷、軌道上山均采用600mm，（非經(jīng)注明，以下長(zhǎng)度單位均為mm）軌距、一噸礦車。大巷用10t架線式電機(jī)車牽引，列車20個(gè)礦車組成。上山輔助運(yùn)輸由絞車完成。車場(chǎng)與大巷鋪設(shè)18kg/m鋼軌。 設(shè)計(jì)步驟為： 1.裝煤車場(chǎng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定