雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)煤礦1.20Mta新井設(shè)計(jì)

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摘 要 本次設(shè)計(jì)為雞西礦業(yè)集團(tuán)的新發(fā)煤礦年產(chǎn)量為1.2Mt/a的新井設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)礦區(qū)內(nèi)有3層煤全區(qū)可采，煤層平均厚度為1.8m，走向長(zhǎng)度為8km,傾向長(zhǎng)度為2km，煤層平均傾角為25?？刹蓛?chǔ)量為101.11Mt，可采年限為60.2a。 本礦井設(shè)計(jì)采用以雙立井開拓，劃分為兩個(gè)水平，每個(gè)水平九個(gè)采區(qū)。每個(gè)采區(qū)為雙翼開采，兩個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)時(shí)采區(qū)個(gè)數(shù)為兩個(gè)。采用集中大巷布置運(yùn)輸，大巷運(yùn)輸采用10t架線式電機(jī)車牽引，3t底卸式礦車運(yùn)輸，采用的采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工藝選用普通機(jī)械化采煤。頂板處理方法為全部跨落法。 關(guān)鍵詞 礦井設(shè)計(jì) 水平 單一走向長(zhǎng)壁采煤法 Abstract This design is the mine design of the 1.2 Mts/ a to Jixi mineral industry group of Xinfa mineral. This mine has three lamella coal whole zones can adopt. Average ckness is 1.8 meters in coal seam. Alignment is 8 km in length. Cline is 2 km. Average rake angle in coal seam is 25 degree.Adopt quantisty is 1.0111 ton. Adopt time limit is 60.2 years. This mine design uses the double vertical shaft development. The division is two levels. The levels is nine the area. Each picks the area is double wing mining, two working reach produce, reach produces when pick the area integer are two. The adoption concentrated big lane arrange conveyance, The big lane transportation uses 10 tons wire layings types electric locomotive to tow, 3 tons Bottom-dump mine cars transportation. The adoption concentrates the big lane arranges, it is the common mechanization adopts coal. The roof processing method for all cross falls the law. Key words:This mine pitdesign the quantisty the levels alignment long wall 目 錄 摘要 I Abstract II 目 錄 III 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地形與地勢(shì) 3 1.1.3氣象及地震情況 3 1.1.4水文地質(zhì)情況 3 1.1.5煤田開發(fā)史 3 1.1.6工礦農(nóng)業(yè)概況及原材料供應(yīng)情況 3 1.1.7水電的供給情況 3 1.2 地質(zhì)特征 3 1.2.1礦區(qū)內(nèi)的地層情況 3 1.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(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)、厚度及特征 6 1.2.5井田水文地質(zhì)情況 6 1.2.6煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 6 1.3 勘探程度及可靠性 7 第2章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 8 2.1 井田境界 8 2.1.1井田周邊狀況 8 2.1.2井田境界確定的依據(jù) 8 2.1.3井田未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r 8 2.2 井田儲(chǔ)量 8 2.2.1井田儲(chǔ)量計(jì)算 8 2.2.2保安煤柱 9 2.2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法 10 2.2.4儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 10 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 11 2.3.1礦井的工作制度 11 2.3.2設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 11 第3章 井田開拓 13 3.1 概述 13 3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 13 3.1.2確定井田開拓方式的原則 13 3.2 礦井開拓方案選擇 14 3.2.1井筒形式和位置的確定 14 3.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高 17 3.2.3開拓巷道布置 18 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 19 3.3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述 19 3.3.2井筒形式和數(shù)目 20 3.3.3水平數(shù)目及高度 20 3.3.4石門 大巷數(shù)目及其布置 20 3.3.5井底車場(chǎng)形式及選擇 21 3.3.6煤層群的聯(lián)系 22 3.3.7采區(qū)劃分 22 3.4 井筒的布施工與布置 23 3.4.1井筒穿過(guò)的巖層的性質(zhì)及井筒支護(hù) 23 3.4.2井筒布置及裝備 24 3.4.3井筒延伸意見 26 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 26 3.5.1井底車場(chǎng)形式確定及論證 26 3.5.2井底井場(chǎng)的布置、存車線路、行車線路布置長(zhǎng)度 27 3.5.3井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 29 3.5.4井底車場(chǎng)主要硐室 30 3.6 開采順序 30 3.6.1沿井田走向的開采順序 30 3.6.2開采順序的選擇 31 3.6.3采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 31 3.6.4“三量”控制情況 32 第4章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 33 4.1 采區(qū)概述 33 4.1.1設(shè)計(jì)采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱 33 4.1.2采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 33 4.1.3采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 33 4.2 采區(qū)巷道布置 34 4.2.1區(qū)段劃分 34 4.2.2采區(qū)上山布置 35 4.2.3采區(qū)車場(chǎng)布置 36 4.2.4采區(qū)煤倉(cāng)形式、容量及支護(hù) 42 4.2.5采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 43 4.2.6采區(qū)工作面接續(xù) 44 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 44 4.3.1采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 45 4.3.2采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護(hù)方式 45 第5章 采煤方法 48 5.1 采煤方法的選擇 48 5.2 回采工藝 48 5.2.1回采工藝及機(jī)械設(shè)備 48 5.2.2選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 50 第6章 井下運(yùn)輸和礦井提升 52 6.1 礦井井下運(yùn)輸 52 6.1.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 52 6.1.2礦車的選型及數(shù)量 52 6.1.3采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 53 6.2礦井提升系統(tǒng) 54 6.2.1礦井主要提升設(shè)備的選擇及計(jì)算 54 第7章 礦井通風(fēng)與安全 57 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 57 7.1.1概述 57 7.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 57 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 58 7.2.1風(fēng)量計(jì)算 58 7.2.3風(fēng)量分配 60 7.2.3風(fēng)量調(diào)節(jié)方法與措施 61 7.2.4風(fēng)速的驗(yàn)算 61 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 62 7.3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 62 7.3.2礦井等積孔的計(jì)算 64 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 65 7.4.1主扇的選擇 65 7.4.2電動(dòng)機(jī)的選擇 66 7.4.3反風(fēng)措施 67 7.5 礦井安全技術(shù)措施 67 7.5.1預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 68 7.5.2火災(zāi)與水患的預(yù)防 68 7.5.3其他事故的預(yù)防 69 7.5.4人員自救 69 第8章 礦井排水 70 8.1 概述 70 8.1.1礦井水來(lái)源及涌水量 70 8.1.2對(duì)排水設(shè)備的要求 70 8.2 礦井主要排水設(shè)備 71 8.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 71 8.2.2主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 72 8.2.3井底水窩排水設(shè)備的選擇 74 第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 75 結(jié)論 77 致謝辭 78 參考文獻(xiàn) 79 附錄1 80 采煤工作面破碎頂板加固技術(shù)研究 80 參考文獻(xiàn) 86 附錄2 87 Research of Broken Roof in Coal Mining Face Leading Consolidation Technology 87 Introduction 88 1The use of poly-resin for plastic roof reinforcement 88 1.1 The reason of the roof instability, sloughing and roof fall near the fault 88 2.2 Poly-plastic resin reinforced plastic resin Principle 90 3. Project Application 90 4. Conclusions 92 REFERENCES 93 70 緒論 步入21世紀(jì)七個(gè)年頭以來(lái)，一直都要求著我國(guó)煤炭事業(yè)的深化改革，盡快擺脫粗放經(jīng)營(yíng)的舊模式，步入低投入，高產(chǎn)出，高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴的是先進(jìn)的煤炭技術(shù)與技術(shù)工人的自身素質(zhì)，其中包括采礦工程技術(shù)。今年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國(guó)力的提高，石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā)展，但是煤炭仍然是我國(guó)的主要能源，預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)這種狀態(tài)不會(huì)有根本的改變。 在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活里，我掌握了很多的專業(yè)知識(shí)，為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí)，借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)我做了黑龍江省雞西市新發(fā)煤礦的新井設(shè)計(jì)，而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多關(guān)于新發(fā)礦設(shè)計(jì)的地質(zhì)資料。本次設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新發(fā)煤礦礦井的設(shè)計(jì)，其中包括開拓方式，采煤工藝，支護(hù)方式，設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及CAD制圖方面的知識(shí)。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)礦井的地質(zhì)情況，等情況進(jìn)行分析，計(jì)算等工作。我通過(guò)做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，鞏固我所學(xué)過(guò)的知識(shí)，把我所學(xué)的零散知識(shí)串成整體，并且能夠很好的運(yùn)用他們，從而也為我以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)，為企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益有了更好保障。 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 新發(fā)煤礦位于黑龍江省雞西市西南方向4km。 其地理坐標(biāo)為： 東經(jīng)：1405100" 北緯：452200" 新發(fā)煤礦的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專線與雞西站相連，公路通達(dá)雞西市等地。交通極為便利（詳見附圖1-1）。 圖（1——1）交通位置圖 1.1.2地形與地勢(shì) 新發(fā)煤礦的井田地表為丘陵起伏，整個(gè)地勢(shì)為東南低，西北高。海拔最低標(biāo)高為186m，最高標(biāo)高為211m。 1.1.3氣象及地震情況 新發(fā)礦區(qū)屬于雨中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均降水量為540mm，最高氣溫為+36C，最低氣溫為-36C。春季秋季多風(fēng)，春夏之際以西南風(fēng)為主冬季以西北風(fēng)為主。最大風(fēng)速為25m/s，新發(fā)煤礦在2007年雞西發(fā)生的輕微地震中沒受到太大影響。 1.1.4水文地質(zhì)情況 新發(fā)礦區(qū)境內(nèi)沒湖泊，水庫(kù)和溝塘。 1.1.5煤田開發(fā)史 新發(fā)煤礦為近期開發(fā)的新煤礦，沒任何開發(fā)史。 1.1.6工礦農(nóng)業(yè)概況及原材料供應(yīng)情況 新發(fā)井田周邊有農(nóng)田和國(guó)有林地分布，地表大部分都被農(nóng)田覆蓋，可謂礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生產(chǎn)原料。礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近廠家提供。 1.1.7水電的供給情況 新發(fā)煤礦的水源來(lái)自開采地下水，能夠滿足生產(chǎn)與生活的需要。生產(chǎn)與生活的用電均來(lái)自于雞西供電局。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1礦區(qū)內(nèi)的地層情況 新發(fā)煤礦的地層走向?yàn)镋W，傾向?yàn)镾E，傾角為20。地層厚度為580-610m。表土及風(fēng)化帶厚度約為42-63m,表土中無(wú)流砂巖。巖層多由細(xì)砂巖及中砂巖構(gòu)成。詳見圖（1-2）煤系地層綜合柱狀圖表。 圖（1——2）煤系地層綜合柱狀圖 1.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 新發(fā)煤礦井田范圍內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造為斷層，有少數(shù)的向斜和背斜，其中落差較大的斷層有4個(gè)，全部為正斷層，都是傾向斷層，與煤層斜交。在鉛直地層斷距中，最大斷層落差為37.5m，往東延展落差逐漸減小。這些貫穿了整個(gè)井田，給采掘生產(chǎn)造成了很大影響。（詳見表1-3 斷層發(fā)育及落差表）。 表（1——3）斷層特征表 區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)以東西方向的傾斜的褶皺和斷裂為主，斷層又以EN向ES傾斜，并行排列的張扭正斷層為主，無(wú)巖漿侵入體。 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 井田內(nèi)共有可采煤層三層，每層賦存不太深，傾角在25度左右，其富存情況及特征如下： 1、3#煤層 3#煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中厚煤層，煤層厚度1.6-2.0m，平均1.8m，厚度變化尚有規(guī)律，西北薄，東南厚。均屬可采煤層，只有極少數(shù)不可采區(qū)域。頂?shù)装婢鶠榉凵皫r。煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主，中間1—2層暗淡型煤，底部為光亮型煤。煤層中節(jié)理裂隙發(fā)育，棱角狀斷口。煤的硬度f(wàn)=0.4—0.9，容重1.4。 2、25#煤層 25#煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中厚煤層，厚度1.6-2.2m，平均1.8m，為全部可采煤層。頂板為粉沙巖，底板為粉細(xì)砂巖。煤巖類型以光亮型和半光亮型為主，中間夾有透鏡狀的半暗淡型煤，煤層內(nèi)生節(jié)理發(fā)育。煤的硬度f(wàn)=0.3—0.8，容重1.4 3、29#煤層 29#煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。煤層厚度1.5-2m，平均1.7m，為全部可采煤層。頂?shù)装寰鶠榉奂?xì)砂巖。煤巖類型以光亮型為主，內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度f(wàn)=0.4—0.7，容重1.4 1.2.4巖石性質(zhì)、厚度及特征 本區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)，主要由粉砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)互層、中砂層及煤層組成，僅有較少的粗砂巖，含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的密度差別較小，γ─γ曲線在各種巖層反應(yīng)平直煤層異常反應(yīng)明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。 1.2.5井田水文地質(zhì)情況 新建煤礦地形大部分屬漫崗，標(biāo)高在160-190m之間，井田北部及中部位河谷水文地質(zhì)區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質(zhì)區(qū)。巖層的富水性主要取決于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和補(bǔ)給條件，淺部各煤層除大氣降水補(bǔ)給地表外，沒其他來(lái)源，由于巖層裂隙發(fā)育程度而減弱，所以巖層的富水性有明顯的垂直分帶。由于巖性的不同，巖層的含水性極不均勻，不但存在著分帶規(guī)律而且有分層規(guī)律。 從涌水量可以看出，只有大氣降水通過(guò)強(qiáng)風(fēng)化帶滲入井下，補(bǔ)給單一，采掘工程一般不受水害影響，防水工作簡(jiǎn)單，故水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型。 瓦斯、煤塵及煤的自燃性 該礦井的瓦斯等級(jí)為：高瓦斯礦井 礦井瓦斯絕對(duì)涌出量：12.3m3/min 礦井二氧化碳絕對(duì)涌出量：33.73m3/min 礦井瓦斯相對(duì)涌出量：10.8m3/td 礦井二氧化碳相對(duì)涌出量：5.45m3/td 煤層自然發(fā)火期：礦井自然發(fā)火等級(jí)為六級(jí) 1.2.6煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 井田內(nèi)主要可采煤層的煤種均屬于低硫、低磷，中等灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占24.63％，發(fā)熱量一般在7700－8200大卡/千克。 本礦區(qū)內(nèi)的煤層是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤巖成份主要是亮煤、暗煤、夾鏡煤絲帶、絲炭較少，黑色光亮內(nèi)生裂隙發(fā)育，質(zhì)脆，黑色條帶狀，層狀結(jié)構(gòu)，其煤巖類型多為光亮型、半亮型和半暗型；鏡下鑒定為煤巖組成多是凝膠物質(zhì)體，色鮮紅以鏡煤煤化物質(zhì)為主樹脂膠體占次要地位，礦物雜質(zhì)多見。 原煤灰分變化較大，一般在20％至30％，超過(guò)30％的情況也常見，凈煤灰分一般在10％左右，膠質(zhì)層厚度在9至15mm，揮發(fā)分一般在30％至39％，硫含量在0.005％左右。磷含量一般在0.001至0.02％。屬低硫，低磷煤，發(fā)熱量一般在7500大卡每公斤。 主要工業(yè)用途以冶金用煤為主，火電廠作動(dòng)力用煤次之。 1.3 勘探程度及可靠性 1975年新發(fā)煤礦所在地區(qū)就開始對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘探工作，先后經(jīng)過(guò)普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測(cè)井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對(duì)比資料和測(cè)井成果 雞西礦物局在1985年6月對(duì)本區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告的批復(fù)認(rèn)為，基本達(dá)到《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)。其存在的問題為： 1、瓦斯取樣雖然不少，但是，未作礦井瓦斯涌出量的祥述，也未指出礦井的瓦斯等級(jí)。 2、對(duì)于落差小于30m的斷層，未作評(píng)價(jià)，控制不夠，給設(shè)計(jì)帶來(lái)一定困難，如斷層之間構(gòu)成的三角地帶，構(gòu)造較為復(fù)雜，大斷層控制程度不夠，有一定擺動(dòng)，對(duì)井筒位置的選擇有一定影響。 第2章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1井田周邊狀況 西以A1號(hào)勘探線西655m，與滴道礦相鄰，東以A6號(hào)勘探線東200m與城子河煤礦相鄰，北以51#煤層露頭線為礦界，南以-800m標(biāo)高為界。井田東西走向長(zhǎng)平均為8.5km，南北傾向?qū)捚骄鶠?.3km，面積約為17.4km。 2.1.2井田境界確定的依據(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、要適于選擇井筒位置、安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 3、劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 4、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。 2.1.3井田未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r 由于本井田幾條大斷層的影響，開采時(shí)不能及時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，但是隨著開采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術(shù)防治本次設(shè)計(jì)的高瓦斯礦井，產(chǎn)量會(huì)有較大幅度的提高。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1井田儲(chǔ)量計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的新發(fā)礦井參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層有29#、25#、3#煤層。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。 礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)A+B+C級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是礦井工業(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)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(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)回采率的儲(chǔ)量。 根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》規(guī)定，工業(yè)指標(biāo)確定為傾角小于25煤層，能利用儲(chǔ)量選用厚度≥0.7m，灰分≤40%；暫時(shí)不能利用的儲(chǔ)量厚度為0.6-0.7m，灰分在40-50%之間，傾角為20，能利用的儲(chǔ)量厚度選用≥0.6m，暫時(shí)不能利用的儲(chǔ)量選用為0.50-0.60m。 2.2.2保安煤柱 按照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則 1、立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動(dòng)角圈定。 2、地面受護(hù)面積包括受護(hù)對(duì)象及周圍的受護(hù)帶。 3、當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時(shí)，要根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保護(hù)煤柱。 4、在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移角值進(jìn)行圈定。 一般來(lái)說(shuō)，井田邊界煤柱40m，河流保護(hù)煤柱為河床兩側(cè)各40m，大斷層一側(cè)留保護(hù)煤柱15-40m，有時(shí)也要根據(jù)具體的情況而定。（詳見表2——1） 表（2——1）建筑物、構(gòu)筑物保護(hù)煤柱的圍護(hù)帶寬度 建筑物和構(gòu)造保護(hù)等級(jí) 圍護(hù)帶寬度 Ⅰ 20 Ⅱ 15 Ⅲ 10 Ⅳ 5 工業(yè)廣場(chǎng)地面受保護(hù)面積包括工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房，服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶，圍護(hù)帶的寬度為20m，煤柱按巖層移動(dòng)角圈定（詳見表2——2）。 表（2——2）地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角值 井筒垂 深(m) 煤層厚度(m) 煤層傾角(度) Φ γ β δ 沖積層厚度 450 5.3 25 45 77 59 77 20 在區(qū)段運(yùn)輸平巷和軌道平巷之間留設(shè)區(qū)段煤柱，對(duì)一般煤質(zhì)和圍巖條件的近水平，緩傾斜及傾斜煤層、薄及中厚煤層不小于815m，厚煤層不小于1520m。采區(qū)邊界一般留設(shè)寬度10m左右的保護(hù)煤柱。（詳見表2——3） 表（2——3）巷道留設(shè)煤柱參考表 名稱 薄及中厚煤層 厚煤層 備注 巷道一側(cè) 兩巷之間 巷道一側(cè) 兩巷之間 水平大巷 30-40m 40-50m 煤層傾角較小時(shí)煤柱可少些 采區(qū)上山 20m左右 20m左右 30-40m 20-30m 2.2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法 采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面傾角計(jì)算儲(chǔ)量，塊段平均厚度采用鉆孔見煤厚度，以算術(shù)平均法求出。 計(jì)算公式： 式中：Q——塊段的儲(chǔ)量 S——塊段的投影面積 ——煤層平均傾角 M——塊段的平均厚度 γ——煤的容重（詳見表2——4） 表（2——4）煤容重表 序 號(hào) 煤層號(hào) 容重/ g/cm3 1 29 1.3 2 25 1.4 3 3 1.4 塊段的面積可以用電子求積儀在1：5000的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖上求得，而塊段傾角可采用余切尺量得。 2.2.4儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 本礦井的煤層發(fā)育良好，煤層厚度屬于中厚，傾角緩傾斜，井田范圍內(nèi)大的構(gòu)造控制可靠，水文地質(zhì)條件良好，儲(chǔ)量計(jì)算較為可靠。詳見表（2—5） 儲(chǔ)量計(jì)算表（2——5） 水平 煤層 工業(yè)儲(chǔ) 量/萬(wàn)t 煤柱損失（萬(wàn)t） 可采儲(chǔ)量 工業(yè) 場(chǎng)地 井田 境界 斷層 開采 損失 其他 損失 合計(jì) Ⅰ 29 1976.85 64 20.14 45.07 274.88 15.1 420.19 1556.66 25 2367.15 22.13 25.26 37.25 340.53 12.32 437.49 1929.66 3 2198.68 0 27.40 40.45 316.51 20.75 405.11 1793.57 合 計(jì) 6542.68 86.13 72.80 123.77 931.92 48.17 1262.79 5279.89 Ⅱ 29 1980.72 82 18.51 30.12 272.65 25.32 435.73 1544.99 25 2212.33 153.06 20.4 30.20 298.35 19.78 521.71 1690.62 3 2182.45 222.54 22.35 97.57 281.57 30.25 586.35 1595.54 合 計(jì) 6375.50 457.50 61.26 97.34 852.57 75.35 1544.35 4831.15 合 計(jì) 12918.18 543.63 34.06 221.34 1784.49 123.52 2807.14 10111.04 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1礦井的工作制度 1、本次設(shè)計(jì)的礦井工作日按每年330d計(jì)算； 2、本次設(shè)計(jì)的礦井每晝夜四班工作，采取“四六”工作制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備； 3、本次設(shè)計(jì)的礦井每日采用16h凈提升工作制。 2.3.2設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 1、礦井生產(chǎn)能力的確定原則 根據(jù)本礦的地質(zhì)條件、國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)需求、技術(shù)和管理水平、充分考慮當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步等因素。 2、確定礦井生產(chǎn)能力的重要因素 礦井生產(chǎn)能力是礦井各系統(tǒng)和環(huán)節(jié)的綜合能力，是全面反映礦井面貌的一個(gè)重要綜合指標(biāo)。因此為了方便礦井設(shè)計(jì)，建設(shè)和生產(chǎn)管理，礦井生產(chǎn)能力采用系列化的通用的指標(biāo)值。（詳見表2——6） 表（2——6）各類井型的礦井和開采水平設(shè)計(jì)與服務(wù)年限 井型 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力/萬(wàn)t/a-1 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a 開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限（一水平） 開采0-25煤層 開采25—45煤層 開采45—90煤層 特大型 ≥600 300～500 80 70 40 35 —— —— —— —— 大型 120、150、180、240 60 30 25 20 中型 40、60、90 50 25 20 15 小型 各省自定 —— —— —— —— 根據(jù)井田的實(shí)際情況，可以初步設(shè)計(jì)出三套方案，如下： 第一種方案：0.9Mt/a； 第二種方案：1.2Mt/a； 第三種方案：1.5Mt/a。 根據(jù)公式： 其中：——可采儲(chǔ)量 A——生產(chǎn)能力 K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)（K值根據(jù)本礦的實(shí)際情況取1.4） 第一種方案：a； 第二種方案：a； 第三種方案：a。 根據(jù)表（2——6）所示，本礦采用年生產(chǎn)能力1.2Mt/a 最為適宜，服務(wù)年限為61a。 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 新發(fā)煤礦的礦井建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事，確定礦井開拓方式必須充分考慮多個(gè)主井工藝系統(tǒng)的機(jī)械化裝備水平。礦井機(jī)械化程度的高低，不僅直接影響著井型和經(jīng)濟(jì)效果，而且往往由于提升、運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展，而引起開拓本身發(fā)生變化。 根據(jù)精查報(bào)告確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造因素、頂?shù)装鍡l件、沖擊層結(jié)構(gòu)、地形及水文地質(zhì)條件等，其中煤層賦存深度和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開拓方式影響最大。 新發(fā)礦區(qū)地面標(biāo)高在+150m左右，屬于丘陵地區(qū)，但地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層較少，大的斷層都作為礦區(qū)的邊界，礦區(qū)附近各個(gè)礦井井型不同，開拓方式多樣，立井開拓占多數(shù)。 井田涌水量不大，瓦斯等級(jí)為高瓦斯礦井，故采用上山開采。 根據(jù)井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，本井田劃分為兩個(gè)水平，階段內(nèi)采用采區(qū)式進(jìn)行準(zhǔn)備。 3.1.2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、出好煤、投資少、成本低、效率高而創(chuàng)造條件，要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)，盡快創(chuàng)造效益。 2、合理集中開拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造有利的條件,合理開發(fā)自然資源，減少煤炭損失。 3、必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(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)常性的保持良好狀態(tài)。 4、要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)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、自動(dòng)化創(chuàng)造有利條件。 根據(jù)用戶的需求，應(yīng)該將不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采。 3.2 礦井開拓方案選擇 3.2.1井筒形式和位置的確定 1、井筒形式的確定 根據(jù)本次所設(shè)計(jì)的新發(fā)井田的地表及煤層等實(shí)際情況，平硐開拓方式在技術(shù)上不合理，可以直接否定?，F(xiàn)在根據(jù)本次設(shè)計(jì)礦井的地形、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，提出三種井筒開拓方案，具體情況如下： 第一種方案：雙斜井開拓； 第二種方案：雙立井開拓； 第三種方案：主斜井、副立井綜合開拓； 以上三種井筒開拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如下： 雙斜井開拓 斜井優(yōu)點(diǎn)： ① 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)及硐室都投資少。 ② 井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小。 ③ 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。 斜井缺點(diǎn)： ① 在自然條件相同時(shí)，斜井要比立井長(zhǎng)得多,由于斜井較長(zhǎng)，沿井筒敷設(shè)管路，電纜所需的管線長(zhǎng)度太大。 ② 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。 ③ 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。 ④ 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200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0－500m，含水砂層厚度小于20－40m，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)：本井田一水平設(shè)在-350m水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況與地質(zhì)條件來(lái)看,不適合采用雙斜井開拓。 雙立井開拓 優(yōu)點(diǎn)： ① 立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利。 ② 機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制。 ③ 井筒為圓形斷面機(jī)結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 缺點(diǎn)： ① 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備都比較復(fù)雜，硐室掘進(jìn)量比較大，地面工業(yè)場(chǎng)地及建筑物壓煤損失多。 ② 立井提升的生產(chǎn)能力增產(chǎn)潛力沒有斜井大，擴(kuò)建比較復(fù)雜。 主斜井副立井綜合開拓 優(yōu)點(diǎn)： 兼有斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)，主井采用斜井開拓，井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低；副井采用立井開拓，井筒容易維護(hù)，有較大斷面，利于通風(fēng)，提升速度快。 缺點(diǎn)： 如果井口相近，則井底相距太遠(yuǎn)，井底車場(chǎng)布置困難，井下聯(lián)系不方便；如井底相離近，則由于井口相距太遠(yuǎn)，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應(yīng)的增加了煤柱損失。 適用條件： 介于雙立井與雙斜井之間。 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)本次設(shè)計(jì)井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)場(chǎng)地的布置等實(shí)際情況，如果用綜合開拓不利于地面工業(yè)場(chǎng)地的布置，也不利于井底車場(chǎng)的布置，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為麻煩，故該方案在技術(shù)上不合理，不適合本次設(shè)計(jì)，所以本井田不利于綜合開拓。 根據(jù)上述，井筒方案的技術(shù)比較，初步確定雙斜井開拓和雙立井開拓兩個(gè)方案在技術(shù)上可行，根據(jù)規(guī)定，要對(duì)在技術(shù)上可行的方案再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 雙斜井與雙立井經(jīng)濟(jì)比較表（3——1） 方案 雙立井開拓 雙斜井開拓 內(nèi)容 工程量 單價(jià)（元） 費(fèi)用（元） 工程量 單價(jià)（元） 費(fèi)用 （元） 單位 名稱 數(shù)量 單位 數(shù)量 單位 基巖段主井輔助費(fèi)用 50 10m 36028 1801400 120 10m 18035 2164200 基巖段副井輔助費(fèi)用 50 10m 35760 1788000 117 10m 18035 2110095 基巖段主井掘進(jìn)費(fèi)用 50 10m 26450 1322500 120 10m 10350 1242000 基巖段副井掘進(jìn)費(fèi)用 50 10m 26450 1322500 117 10m 10350 1210950 主井提升費(fèi)用 50 10m 0.9 45 120 10m 0.435 10.44 副井提升費(fèi)用 50 10m 2.5 125 117 10m 0.625 14.625 主井提升機(jī) 1 個(gè) 1012320 1012320 1 個(gè) 920000 920000 副井提升機(jī) 1 個(gè) 952450 952450 1 個(gè) 933750 933750 串車 10 個(gè) 5400 54000 箕斗 2 個(gè) 25460 50920 罐籠 2 個(gè) 22135 44270 表土層副井輔助費(fèi)用 3.5 10m 21450 75075 18.5 10m 11822 218707 合 計(jì) 8369605 合 計(jì) 8853727 從開拓方案比較表可以看出，雙立井開拓方案比雙斜井開拓方案投資少，所以本次設(shè)計(jì)的礦井采用雙立井開拓。 2、井筒位置的確定 本次設(shè)計(jì)對(duì)本礦井井筒位置有以下三點(diǎn)要求： ① 井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央．當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，在此開成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。 ② 為井筒的安全掘進(jìn)和使用，減少掘進(jìn)的困難并且便于維護(hù)，應(yīng)該使井筒通過(guò)的巖層和表土層有比較穩(wěn)定的水文，圍巖及地質(zhì)條件。 ③ 井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井工期短，且煤柱損失小。 井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，下面為選擇井筒位置的條件： 1、地面條件 ① 工業(yè)場(chǎng)地占地面積 ② 地形與工程地質(zhì)條件 ③ 煤炭的運(yùn)輸方向 ④ 生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置 2、井下條件 ① 按運(yùn)輸量確定井筒位置 ② 根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置 ③ 煤柱量 ④ 勘探程度和初期工程量 根據(jù)以上幾個(gè)要點(diǎn)及本井田的儲(chǔ)量分布圖、剖面圖，綜合考慮了水平的劃分及巷道的布置確定本次設(shè)計(jì)的新發(fā)礦的井口位置在整個(gè)井田的中部，即井田的儲(chǔ)量中部，其坐標(biāo)位置為： 主井坐標(biāo)：XA：412800，YA：5020850： 副井坐標(biāo)：XB：412750，YB：5020950。 3.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高 開采水平的尺寸大小用水平垂高表示，水平垂高即為該水平開采范圍的垂直高度。本次設(shè)計(jì)的合理水平垂高要求為以下幾點(diǎn)： ① 合理的階段斜長(zhǎng)； ② 合理的階段數(shù)目； ③ 經(jīng)濟(jì)上有利； ④ 利于采區(qū)的正常接替工作； ⑤ 要保證開采水平有合理的服務(wù)年限與開采儲(chǔ)量。 根據(jù)以上各個(gè)方面的原因及本次所設(shè)計(jì)的井田的實(shí)際情況，現(xiàn)在確定水平劃分方案如下： 方案一：?jiǎn)嗡缴舷律介_采 水平標(biāo)高——-800m 階段垂高——900m 可采儲(chǔ)量——101.1104Mt 服務(wù)年限——61a 方案二：兩水平上山開采 一水平標(biāo)高——-350m 階段垂高——450m 二水平標(biāo)高——-800m 階段垂高——350m 一水平儲(chǔ)量——52.7989Mt 二水平儲(chǔ)量——48.3115Mt 一水平的服務(wù)年限——32a 二水平的服務(wù)年限——29a 參照上述二種方案的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及井田的具體情況層，兩種方案的評(píng)價(jià)如下： 方案一：該方案的垂高設(shè)計(jì)不符合《規(guī)程》的規(guī)定，初期投資相當(dāng)大，見效慢，本方案不可取。 方案二：本方案的一水平的服務(wù)年限及垂高的設(shè)計(jì)都符合《規(guī)程》的規(guī)定，又從本次所設(shè)計(jì)的井田的實(shí)際情況考慮，此方案可行。 3.2.3開拓巷道布置 水平巷道的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)運(yùn)輸煤矸、物料和工作人員，以及通風(fēng)、排水、鋪設(shè)管線等，對(duì)大巷的基本要求是便于運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井通風(fēng)安全的需要。 根據(jù)新發(fā)礦礦區(qū)內(nèi)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運(yùn)輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運(yùn)輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運(yùn)輸大巷），采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系。當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。各種方法的適用條件如下： 1、分煤層大巷適用條件 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)；井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)；井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板；煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)；產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解，各煤層底板，均有堅(jiān)硬巖層。 2、分組集中大巷適用條件 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊，按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利；多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾。 3、集中運(yùn)輸大巷的適用條件 適于井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)；煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)；采區(qū)尺寸大，石門比較短；煤質(zhì)牌號(hào)相同，要求分采分運(yùn)；自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故。 本設(shè)計(jì)井田的開采煤層為3#、25#、29#煤層，本井田采用集中運(yùn)輸大巷與采區(qū)石門裝車的布置方式。 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1選定開拓方案的系統(tǒng)描述 根據(jù)井田的地形地勢(shì)，煤層賦存，地質(zhì)構(gòu)造等因素，經(jīng)過(guò)第一節(jié)井筒形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，該礦井采用雙立井開拓即一主一副兩個(gè)井筒。（詳見圖3——1） 圖（3——1）井筒形式布置圖 3.3.2井筒形式和數(shù)目 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，一個(gè)礦井必須有兩個(gè)通向地面的出口，以滿足安全和通風(fēng)需要，采用兩井筒不太遠(yuǎn)的采區(qū)，用風(fēng)井專用回風(fēng)。 由于雙立井開拓適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種地質(zhì)條件，同時(shí)在技術(shù)上也成熟、可靠。 3.3.3水平數(shù)目及高度 根據(jù)本井田的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，該設(shè)計(jì)礦井在－350m水平標(biāo)高處劃分一個(gè)水平，階段垂高450m，階段斜長(zhǎng)為1020m，在－350m水平標(biāo)高上布置水平開拓巷道，第二水平標(biāo)高為-800m。井田范圍內(nèi)各煤層以－350m開采水平為界，采用上山開采。 3.3.4石門 大巷數(shù)目及其布置 根據(jù)本次設(shè)計(jì)礦井開拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定本設(shè)計(jì)礦井采用的開拓巷道布置方式為集中運(yùn)輸大巷及采區(qū)石門裝車的布置。 由于大巷和石門的服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中基本相同，其內(nèi)部設(shè)施也基本相同。巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價(jià)并有利于加快施工速度，該設(shè)計(jì)礦井大巷，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見圖（3——2） 圖（3——2）大巷與石門的斷面圖 3.3.5井底車場(chǎng)形式及選擇 井底車場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，使連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 1、設(shè)計(jì)依據(jù) ① 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 ② 礦井的開拓方式 ③ 井筒及數(shù)目 ④ 礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式 2、設(shè)計(jì)要求 ① 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)的富裕能力，應(yīng)大于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30% ② 井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性 ③ 盡可能提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場(chǎng)的通過(guò)能力 ④ 應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通 ⑤ 井底車場(chǎng)線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行及操作安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù) 3、立井井底車場(chǎng)的基本類型 ① 環(huán)形式：立式、斜式、臥式 ② 折返式：梭式、盡頭式 4、井底車場(chǎng)形式的選擇 ① 保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； ② 調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及道岔點(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)投資省，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)與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； ⑥ 井底車場(chǎng)的形式也取決于礦車的類型，當(dāng)采用定向卸載的底卸式礦車時(shí)，其卸載站(即主井車線)可布置折返式，亦可布置環(huán)形式，但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)單比較之后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田的井底車場(chǎng)形式為立井刀式折返井底車場(chǎng)，大巷兩翼來(lái)車運(yùn)到運(yùn)輸平巷再到主井提升的形式。 3.3.6煤層群的聯(lián)系 本次設(shè)計(jì)的礦井內(nèi)共有三層煤，即：3#、25#、29#煤層，參見可采煤層特征表及巷道開拓方案示意圖。運(yùn)輸大巷布置在3#煤層底板巖石中開采時(shí)采用下行式開采。采用石門裝車的方式。 3.3.7采區(qū)劃分 將井田劃分成若干采區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮如下所述原則： ① 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，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。 ② 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)劃分出來(lái)采區(qū)。 ③ 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)。 ④ 采區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地質(zhì)條件，開采機(jī)械化水平，采區(qū)儲(chǔ)量，生產(chǎn)能力與巷道維護(hù)等因素綜合考慮。 ⑤ 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。 ⑥ 如果井田走向長(zhǎng)度不大，兩翼均不超過(guò)1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田邊界進(jìn)行后退式回采。 ⑦ 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。 ⑧ 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；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。 ⑨ 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；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。 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九個(gè)采區(qū)，分別為西一采區(qū)、西二采區(qū)、西三采區(qū)、中一采區(qū)、中二采區(qū)、中三采區(qū)、東一采區(qū)、東二采區(qū)、東三采區(qū)具體劃分示意圖（3——3）： 圖（3——3）采區(qū)劃分示意圖 3.4 井筒的布施工與布置 3.4.1井筒穿過(guò)的巖層的性質(zhì)及井筒支護(hù) 雞西盆地是在晚侏羅紀(jì)開始發(fā)展形成的內(nèi)陸含煤盆地，基底為元古界馬山群，含煤地層是中生界侏羅統(tǒng)雞西群，上覆白堊系華山統(tǒng)陸相沉積，新生界第三系陸相含煤沉積和玄武巖沉積，第四系河湖及山間河床，河谷相沉積層。 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《規(guī)程》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，井壁厚450mm，充填混凝土50mm； 煤層段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm； 基巖段：錨噴支護(hù)； 副井井筒 表土段：混凝土砌碹，井壁厚450mm，充填混凝土50mm； 煤層段：料石砌碹，井壁厚550mm，充填混凝土50mm； 基巖段：錨噴支護(hù)； 3.4.2井筒布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)，運(yùn)輸方式，通風(fēng)安全等因素．具體遵循原則如下： ① 符合《煤礦安全規(guī)程》，《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)運(yùn)輸、通風(fēng)、管線等布置的要求，滿足施工需要； ② 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全； ③ 當(dāng)提升容器發(fā)生掉道或跑車事故時(shí)，應(yīng)對(duì)井筒中各種管線或其它設(shè)備的破壞應(yīng)減少到最低程度； ④ 合理使用斷面空間，減少井筒工程量。 根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量、提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施。（詳見圖3——4與圖3——5主副井井筒斷面圖所示） 主井裝備：兩對(duì)16t多繩箕斗； 副井裝備：一對(duì)1.5t層四車罐籠和一個(gè)5t雙層兩車罐籠帶平衡錘。 圖（3—— 4）主井?dāng)嗝鎴D 圖（3——5） 副井?dāng)嗝鎴D 3.4.3井筒延伸意見 開拓方案延伸方案的原則如下： ① 保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力 ② 充分利用現(xiàn)有井巷，設(shè)施及設(shè)備，減少臨時(shí)輔助工程，降低工資 ③ 積極采用新技術(shù)，新工藝和設(shè)備 ④ 加強(qiáng)生產(chǎn)管理，延伸組織管理與技術(shù)管理施工緊密配合，協(xié)調(diào)一致，盡量減少延伸時(shí)對(duì)生產(chǎn)造成的影響 ⑤ 盡可能縮短新舊水平的同時(shí)生產(chǎn)時(shí)期 根據(jù)本次設(shè)計(jì)礦井水平的劃分方案，為了保證采區(qū)正常接續(xù)和生產(chǎn)均衡，本礦井將延伸原主副井，從-350m水平延伸至-800m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（即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平，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，受采動(dòng)影響損失煤量。 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)形式確定及論證 根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開拓方式、大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來(lái)選擇井底車場(chǎng)形式。該礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： ① 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，年工作日330d，實(shí)行四六工作制，每日凈提升16小時(shí)； ② 礦井采用雙立井開拓方式，兩個(gè)開采水平，集中大巷布置； ③ 主要運(yùn)輸大巷采用10t架線式電機(jī)車牽引3.0t底卸式礦車，每列由20輛礦車組成。輔助運(yùn)輸采用1.0t固定式礦車；矸石掘進(jìn)煤的運(yùn)輸采用1t固定箱式礦車，運(yùn)送設(shè)備用1t平板車，運(yùn)送材料用1t材料車及集裝箱。矸石、掘進(jìn)煤、設(shè)備和材料可采用混合編組列車。列車長(zhǎng)為28輛礦車，礦車均采用600mm軌距； 本次設(shè)計(jì)新發(fā)礦井屬于高瓦斯、低等涌水量礦井； 綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析比較后，本次設(shè)計(jì)礦井選用3.0t底卸式礦車立井折返刀式井底車場(chǎng)。 3.5.2井底井場(chǎng)的布置、存車線路、行車線路布置長(zhǎng)度 1、井底車場(chǎng)線路布置的要求 ① 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 線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性，盡量減少線路工程量； ③ 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； ④ 減少道岔和交岔點(diǎn)，線路布置有利于通風(fēng)，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 存車線長(zhǎng)度的確定是礦井設(shè)計(jì)，及井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重中之重。如果存車線長(zhǎng)度不夠，將會(huì)使井下煤炭運(yùn)輸和地面物料的輸送彼此影響，影響礦井的正常運(yùn)作；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 主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線長(zhǎng)度為 L=mnLk+NLj+Lf （3——1） 式中：L——主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線有效長(zhǎng)度，m M——列車數(shù)目，列 N——每列車的礦車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定 Lk——每輛礦車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m N——機(jī)車數(shù),臺(tái) Lj——每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)度，m Lf——附加長(zhǎng)度，取10m 主井：m=1列，n＝20輛，L1＝4m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝30m； 則 L＝1204+14.5+10＝114.5，取L＝120m 副井：m=1列，n＝28輛，L1＝2.0m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝15m； 則 L＝1282.0+14.5+15＝75.5，取L＝80m ② 材料車線有效長(zhǎng)度為 L=ncLc+nsLs （3——2） 式中：L—材料車線有效長(zhǎng)度，m nc—材料車數(shù)，輛 Lc—每輛材料車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m 依據(jù)公式（3——2）得 L=ncLc=102.4=24m 根據(jù)實(shí)際需要，開設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長(zhǎng)度為60m。 4、調(diào)車方式 3.0t底卸式列車采用折返式調(diào)車，1.0t固定式列車采用牽引式調(diào)車。（詳見3——6井底車場(chǎng)運(yùn)行系統(tǒng)示意圖） 圖（3——6）刀式環(huán)行井底車場(chǎng)運(yùn)行系統(tǒng)示意圖 3.5.3井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 1、按運(yùn)量和凈載重計(jì)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a，日產(chǎn)煤4000t，矸石量占20%，日運(yùn)量為400020%=800t；掘進(jìn)煤占5%，日運(yùn)量為40005%=200t；井底車場(chǎng)線路布置采用3.0