雞西礦業(yè)集團(tuán)東山煤礦1.8Mta新井設(shè)計(jì)

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摘 要 本設(shè)計(jì)新井為雞西礦業(yè)集團(tuán)東山煤礦1.8Mt/a的新井設(shè)計(jì)，共有4層設(shè)計(jì)可采煤層，分別為3#下、6#A、17#、34#，總厚度為8.5 m，煤層傾角平均11?，工業(yè)儲(chǔ)量為202.73Mt，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量為152.05Mt，煤的工業(yè)片牌號(hào)為1/3焦煤。設(shè)計(jì)服務(wù)年限為60a。劃分兩個(gè)水平開(kāi)采。 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井的開(kāi)拓方式，單層煤巷的準(zhǔn)備方式，大巷采用10噸架線式電機(jī)車(chē)牽引3噸底卸式礦車(chē)運(yùn)輸，采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁采煤法。其中首采區(qū)為1個(gè)，投產(chǎn)工作面1個(gè)，建井工期43個(gè)月。大巷裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)，中央兩翼式通風(fēng)，綜合機(jī)械化采煤。年工作日為330d，采用“四，六”式工作制，工作面長(zhǎng)為200m，每刀進(jìn)度為0.6m，每日割15刀。提升設(shè)備為主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。 由于本人知識(shí)有限，缺乏一定的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。因此，本設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，請(qǐng)各位專(zhuān)家老師不吝指正。 關(guān)鍵詞： 水平； 開(kāi)拓； 傾斜長(zhǎng)壁； 綜合機(jī)械化采煤 Abstract This new pithead plan is JiXi colliery group of dongshan colliery 1.8Mt/a new colliery pithead design,they have 4 layer of design mine coal layer,the thickness is 8.5m,thecoal industry munber is 1/3 coking coal.this design-colliery’s passable reserves is 152.05Mt ,eachother is 3#下、6#A、17#、34#，design fixed number of years is 60a ,divide two standard coal mining. This design colliery adopt both stand pithed of way,lane road adopt both stand pithed of way,lane road adopt 10t trolley draught 3t tramcar.The way of mine coal is tilt langarm,the first minecoal area is single,build pethead time is 43 month,the big lane in the coal.integration mechanization coal mining each year workday is 330d.adopt“four,six”work system the length of workface is 200m,One day makes 15 circulation. Because oneself the ability is limited with time, exsits by all means in design many shortage, please each expert with teacher animadversion correct. Key words: standard; exploit; tile-langarm; Integration mechanization coal mining 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 緒論 1 第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 2 1.1井田概況 2 1.1.1礦區(qū)的交通位置 2 1.1.2地形地貌 3 1.1.3氣候狀況 3 1.1.4水文情況 3 1.1.5煤田開(kāi)發(fā)史 3 1.1.6工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 3 1.1.7水源及其電源 3 1.2地質(zhì)特征 3 1.2.1礦區(qū)范圍內(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 3 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 3 1.2.4巖石性質(zhì) 厚度特征 5 1.2.5井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 5 1.2.6沼氣 煤塵及煤的自然 5 1.2.7煤質(zhì) 牌號(hào)及用途 6 1.3勘探程度及可靠性 7 第二章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 8 2.1 井田境界 8 2.1.1井田的周邊狀況 8 2.1.2儲(chǔ)量計(jì)算方法 8 2.1.3井田境界的依據(jù) 8 2.2 井田儲(chǔ)量 8 2.2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 8 2.2.2保安煤柱 9 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 10 2.3.1礦井工作制度 10 2.3.2礦井工作制度 10 2.3.3設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 11 2.3.4礦井服務(wù)年限的確定 11 第三章 井田開(kāi)拓 13 3.1 概述 13 3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 13 3.1.2確定井田開(kāi)拓方式的原則 13 3.2礦井開(kāi)拓方案的選擇 13 3.2.1井筒形式和井口位置 13 3.2.2開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 15 3.2.3開(kāi)拓巷道的布置 17 3.3 選定開(kāi)拓方安案的系統(tǒng)描述 20 3.3.1井筒形式和數(shù)目 20 3.3.2水平數(shù)目和高度 20 3.3.3石門(mén) 大巷數(shù)目及布置 20 3.3.4井底車(chē)場(chǎng)的形式選擇 22 3.3.5帶區(qū)劃分 23 3.4井筒布置和施工 24 3.4.1井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 24 3.4.2井筒布置及裝備 24 3.4.3井筒延伸的初步意見(jiàn) 26 3.5井底車(chē)場(chǎng)及硐室 28 3.5.1井底車(chē)場(chǎng)形式的確定及論證 28 3.5.2井底車(chē)場(chǎng)的布置、儲(chǔ)車(chē)路線、行車(chē)路線布置長(zhǎng)度 29 3.5.3井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 30 3.5.4井底車(chē)場(chǎng)主要硐室 32 3.6 開(kāi)采順序 32 3.6.1沿井田走向的開(kāi)采順序 32 3.6.2沿井田傾向的開(kāi)采順序 32 3.6.3帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 33 3.6.4“三量”控制情況 33 第四章 帶區(qū)巷道布置 35 4.1帶區(qū)概述 35 4.1.1設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置 邊界 范圍 帶區(qū)煤柱 35 4.1.2帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 35 4.1.3帶區(qū)的生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量及服務(wù)年限 35 4.2帶區(qū)巷道布置 35 4.2.1分帶劃分 35 4.2.2帶區(qū)巷道布置 36 4.2.3帶區(qū)車(chē)場(chǎng)布置 36 4.2.4帶區(qū)煤倉(cāng)形式、容量及支護(hù) 36 4.2.5帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 38 4.2.6帶區(qū)工作面接續(xù) 38 4.3帶區(qū)準(zhǔn)備 39 4.3.1帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 39 4.3.2帶區(qū)主要巷道的斷面示意圖 39 第五章 采煤方法 41 5.1 采煤工藝方式 41 5.1.1 采煤方法的選擇 41 5.2 回采工藝 41 5.2.1工藝過(guò)程選擇 41 5.2.2工作面設(shè)備選型 43 5.2.3勞動(dòng)組織及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 46 第六章 井下運(yùn)輸和礦井提升 48 6.1 礦井井下運(yùn)輸 48 6.1.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 48 6.1.2礦車(chē)選型及數(shù)量 48 6.1.3采區(qū)或帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 48 6.2礦井提升設(shè)備 50 6.2.1 主井提升 50 第七章 礦井通風(fēng)與安全 52 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 52 7.1.1 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則 52 7.1.2 礦井的通風(fēng)系統(tǒng) 52 7.1.3 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的確定 53 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 53 7.2.1 礦井總風(fēng)量計(jì)算： 53 7.2.2 礦井風(fēng)量的分配和風(fēng)速驗(yàn)算 55 7.3 全礦通風(fēng)阻力的計(jì)算 57 7.3.1 確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期 57 7.3.2 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 57 7.3.3 礦井總阻力 60 7.3.4 礦井容易時(shí)期等積孔計(jì)算 60 7.3.5 困難時(shí)期等積孔計(jì)算 60 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 61 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 61 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 62 7.4.3反風(fēng)措施 63 7.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施 63 7.5.1 預(yù)防瓦斯積聚和防止瓦斯爆炸的安全措施 63 7.5.2 預(yù)防煤塵事故 63 7.5.3 預(yù)防火災(zāi)事故 64 7.5.4 防止沖擊地壓措施 64 7.5.5 避災(zāi)路線及自救 64 第8章 礦井排水 66 8.1 概述 66 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 66 8.1.2對(duì)排水設(shè)備的要求 66 8.2 礦井主要排水設(shè)備 67 8.2.1排水方式和排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 67 8.2.2主排水設(shè)備及管路選擇計(jì)算 67 第九章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 71 總結(jié) 73 致 謝 辭 74 主要參考文獻(xiàn) 75 附錄一 76 附錄二 82 6 緒論 美國(guó)是煤炭資源豐富，儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界前列。近年來(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，但是煤炭仍然是美國(guó)的主要能源，預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)這種狀況不會(huì)有根本性改變。進(jìn)入新世紀(jì)以后，要求美國(guó)煤炭工業(yè)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。國(guó)家的發(fā)展靠能源，煤炭是美國(guó)重要能源，依靠科技進(jìn)步是煤炭行業(yè)發(fā)展的基本方向。其中包括采礦工程技術(shù)。 作為一名采礦專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，即將成為煤炭行業(yè)的工程技術(shù)人員。在通過(guò)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我掌握了很多專(zhuān)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東山礦的新井設(shè)計(jì)，而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多東山礦的資料。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開(kāi)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、煤層的受力等情況進(jìn)行分析等工作。我通過(guò)做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)到更多的采礦專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鞏固我所學(xué)過(guò)的各種知識(shí)，并且能夠很好的運(yùn)用他們，提高自己的素質(zhì)，也為我以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于本人對(duì)煤礦的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，對(duì)煤礦的空間概念不太清晰，望答辯老師給予提出寶貴意見(jiàn)，本人將十分感激。 第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1井田概況 1.1.1礦區(qū)的交通位置 東山礦位于黑龍江省雞西市境內(nèi)，東經(jīng): 130?42′20″～130?51′31″ 北緯：45?18′42″～45?22′16″ 東山礦的交通以鐵路、公路為骨干。有礦山鐵路專(zhuān)線與雞西站相連；公路通達(dá)雞西市、密山市等地。交通便利。（見(jiàn)圖1－1） 圖1-1 交通示意圖 1.1.2地形地貌 東山礦區(qū)井田地表為丘陵起伏，整個(gè)地勢(shì)為東南高，西北低。海拔最低標(biāo)高為150m，最高標(biāo)高為341m。 1.1.3氣候狀況 區(qū)內(nèi)有11月至翌年4月為凍結(jié)期，凍結(jié)深度為1.5～2.0m，最高氣溫在-29℃～34℃,全年平均氣溫在 零上0.5℃，處于亞寒帶屬大陸性季風(fēng)氣候，年降水量在390mm到700mm,年降水量為545mm。風(fēng)向多為西北和西南，風(fēng)力3—4級(jí)。 1.1.4水文情況 東山礦區(qū)境內(nèi)無(wú)湖泊、水庫(kù)和溝塘。東山礦區(qū)水源來(lái)自采地下水，能保證生產(chǎn)與生活需要。 1.1.5煤田開(kāi)發(fā)史 東山煤田為新近開(kāi)發(fā)，無(wú)開(kāi)發(fā)歷史。 1.1.6工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 東山井田周邊有農(nóng)田和國(guó)有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生產(chǎn)原料。 1.1.7水源及其電源 東山礦區(qū)水源來(lái)自開(kāi)采地下水，生產(chǎn)與生活用電一個(gè)來(lái)自雞西市供電局，一個(gè)來(lái)自雞東縣供電局，實(shí)現(xiàn)雙回路供電。 1.2地質(zhì)特征 1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 東山礦區(qū)地層走向?yàn)镋W，傾向?yàn)镾,傾角為11。地層厚度為850-900m。表土及風(fēng)化帶厚度約20-63m，表土中無(wú)流沙巖。巖層多由細(xì)砂巖及中砂巖構(gòu)成。（詳見(jiàn)圖1－2），煤層綜合柱狀圖。 1.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 東山井田范圍內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造為斷層，其中斷層共有3個(gè)，都為正斷層，鉛直地層斷距在20－30m之間，都是正斷層。詳見(jiàn)表（1－1），斷層特征表。 1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 煤層賦存比較深，傾角在 11，主要中采煤層發(fā)育在城子河組地層中，主要可采層有：3#下、6#A、17#、34#。 可采煤層特征如下（表1-2）。 圖1—2 煤層綜合柱狀圖 表1-1斷層特征表 序號(hào) 斷層號(hào) 與煤層走向關(guān)系 基本特征 延展情況 擺動(dòng)情況 可靠程度 走向 傾向 傾角 性質(zhì) 落差 1 F1 斜交 N60w 30NE 50 正 25 全區(qū) 30 可靠 2 F2 斜交 N56w 34NE 58 正 26 全區(qū) 20 可靠 3 F3 斜交 N58W 32NE 60 正 24 全區(qū) 8 可靠 區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)以南西向傾斜的單斜和斷裂為主，斷層又以 NW向SE傾斜，并行排列的正斷層為主。 1.2.4巖石性質(zhì) 厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?m,多為砂巖。各煤層上、下的頁(yè)巖中常含有保存較為完整的植物化石，常見(jiàn)有櫛羊齒、楔葉木、輪木、丁氏蕨等。 1.2.5井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 礦區(qū)內(nèi)地面標(biāo)高為150～341m，歷史最高水位為+100m，主要含水層為第四系孔隙含水層，二迭系的砂巖裂隙含水層，太原組灰?guī)r溶隙含水層，奧陶系灰?guī)r溶隙含水層。 東山礦井正常涌水量為120m3/h。最大涌水量為180m3/h。 1.2.6沼氣 煤塵及煤的自然 瓦斯相對(duì)涌出量為3.6 m3/t，絕對(duì)涌出量為18.33m3/mim，所以本礦區(qū)屬低瓦斯礦區(qū)。根據(jù)對(duì)鄰近礦井的調(diào)查及實(shí)際情況確定本礦井為底瓦斯礦井，但在秋冬季節(jié)也應(yīng)注意防火。 表1-2可采煤層特征表 煤層號(hào) 煤層厚度 煤層結(jié)構(gòu) 層間距 可采程度 頂板巖性 底版巖性 3#下 2.2m 簡(jiǎn)單 30m 全區(qū)可采 粉沙巖 中砂巖 6#A 2.1m 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 細(xì)砂巖 砂巖 90m 17# 2.2m 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 細(xì)中砂巖 中砂巖 細(xì)砂巖 60m 34# 2.0m 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 細(xì)砂巖 粉砂巖 夾粗砂巖 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/千。 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(jiàn)凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤、絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少，樹(shù)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(jiàn)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： A揮發(fā)分隨著深度的增加而降低， B煤的變質(zhì)程度隨著深度的增加而提高。 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 東山礦井田范圍內(nèi)勘探程度很高，勘探鉆探甲、乙級(jí)孔率為88.8%，煤層甲、乙級(jí)層點(diǎn)率為87.8%，物探甲、乙級(jí)孔率和煤層層點(diǎn)率為100%，鉆探測(cè)井資料齊全準(zhǔn)確，并采用水泥沙漿法封孔。物探質(zhì)量高于鉆探選題，在報(bào)告編制中合理取舍，整個(gè)報(bào)告達(dá)到了地址勘探規(guī)范的要求。經(jīng)綜合平定，本區(qū)構(gòu)造程度簡(jiǎn)單。 第二章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1井田的周邊狀況 東山礦井田東部以坐標(biāo)人為劃定邊界，西至F1斷層，+250m煤層露頭，下至-450m.東山礦井田周邊狀況良好，適合建設(shè)大型礦井。 2.1.2儲(chǔ)量計(jì)算方法 本井田煤層傾角較小，為緩傾斜煤層，采用等高線法，直接在井田開(kāi)拓平面圖上量取井田大致面積，再根據(jù)煤層傾角折算傾斜面積，乘以容重，從而可計(jì)算出井田工業(yè)儲(chǔ)量。 2.1.3井田境界的依據(jù) 1．要適合選擇井筒位置，安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 2．以地理地形，地質(zhì)條件作為劃分境界的依據(jù)； 3．井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化的不斷提高根據(jù)； 4．劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間。 根據(jù)上述原則，結(jié)合東山礦區(qū)實(shí)際的情況，東山礦井田境界確定為東經(jīng)，北緯。 　 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 1.儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 （1）煤層厚度均采用煤層真實(shí)厚度，按塊段內(nèi)或附近各見(jiàn)煤點(diǎn)，計(jì)算其算術(shù)平均值，作為該塊段的煤層平均厚度，如前所述，1煤2.2m，2煤2.1m，4煤2.2m，8煤2.0m。 （2）煤層容重采用前值，即1煤1.38t/m3，2煤1.36t/m3， 4煤1.37t/m3，8煤1.37t/m3。 2.工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算公式 Z=SMγ 式中：Z —工業(yè)儲(chǔ)量，t； S —井田總面積，s2 M —煤層平均厚度，m γ—煤層平均容重，t/m3 礦井工業(yè)儲(chǔ)量： Z =Z1+ Z2+Z3+Z4=202.73106 t 3.可采儲(chǔ)量的計(jì)算 根據(jù)《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》要求，計(jì)算可采儲(chǔ)量如下： Zk=(Ec-P)C 式中：Zk— 礦井可采儲(chǔ)量 t； Z—礦井工業(yè)儲(chǔ)量 t； P— 保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地，井田境界等永久煤柱損失量； C— 采區(qū)采出率，對(duì)于中厚煤層取0.85；則礦井可采儲(chǔ)量 Zk=(202.73106- 19.8105 )0.85=152.05106t 2.2.2保安煤柱 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中礦井工業(yè)廣場(chǎng)，占地指標(biāo)的規(guī)定，大型礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為0.9~1.0公傾/10萬(wàn)t，礦井生產(chǎn)能力越大，取值越小，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬(wàn)t，為大型礦井，本井田取1公頃/10萬(wàn)t，則工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為： 1801/10=18公頃=18104m2 工業(yè)廣場(chǎng)布置為300m400m的矩形，另外，根據(jù)規(guī)定，長(zhǎng)邊與寬邊都加15m的圍護(hù)帶，煤層傾角α=10.89，表土層厚度為40m，基巖移動(dòng)角中：沿煤層方向走向移動(dòng)角δ=70，上山移動(dòng)角γ=70，下山移動(dòng)角β=70-0.7α=70-0.79.46=62，表土層移動(dòng)角φ=50，以上的數(shù)據(jù)均根據(jù)東山礦務(wù)局地測(cè)處中國(guó)礦業(yè)大學(xué)測(cè)物系在全國(guó)礦山測(cè)量學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的東山礦區(qū)地表移動(dòng)規(guī)律綜合分析，材料中關(guān)于《地表移動(dòng)主要參數(shù)的計(jì)算》所載。工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱如下圖2—1。 圖2—1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算示意圖 ψ－表土層移動(dòng)角　50 δ－基巖巖層移動(dòng)角70 γ－上山移動(dòng)角70 β－下山移動(dòng)角β＝γ－0.7α＝64.4 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)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，本礦每年設(shè)計(jì)生產(chǎn)天數(shù)為330d，礦井設(shè)計(jì)為“四六”工作制，三班生產(chǎn)，一班檢修，為防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建，充分考慮了礦井的富余系數(shù)，設(shè)計(jì)每天凈提升時(shí)間為16h。 2.3.2礦井工作制度 依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦生產(chǎn)許可法》和《勞動(dòng)法》有關(guān)規(guī)定，結(jié)合東山礦的實(shí)際情況，擬制定工作制度： 設(shè)計(jì)年工作日330d，日提升16h，采用“四.六”作業(yè)制，三個(gè)半班生產(chǎn)，半個(gè)班準(zhǔn)備。 2.3.3設(shè)計(jì)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，還應(yīng)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生產(chǎn)能力方案， 具體如下： 方案A：1.2Mt/a； 方案B：1.8Mt/a； 方案C：2.4Mt/a。 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 2.3.4礦井服務(wù)年限的確定 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ） 式中： Ｚ－礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； Ａ－生產(chǎn)能力， Mt／a； Ｋ－礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K＝１.3～1.5 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K值取1.4。礦井服務(wù)年限。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(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：1.2 Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）＝152.05/（1.21.4）=90a 方案Ｂ：1.8Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）=152.05/（1.81.4）=60a 方案Ｃ：2.4Mt/a Ｔ＝Ｚ／（ＡＫ）=152.05/（2.41.4）=45a 參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定（見(jiàn)表2-2）。 表2-2 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限表 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a） 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a） 3.0及以上 60～70 1.2～2.4 50～60 0.45～0.9 40～50 即礦井生產(chǎn)能力：B＝1.8Mt／a，礦井服務(wù)年限Ｔ＝60a。 第三章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 根據(jù)精查報(bào)告確定的煤層自然產(chǎn)狀，構(gòu)造困素，頂?shù)装鍡l件，沖積層結(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(kāi)拓方式影響最大。 東山礦建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事，確定礦井開(kāi)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)械化程度的高低的不僅直接影響井型和經(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(kāi)拓本身發(fā)生變化． 3.1.2確定井田開(kāi)拓方式的原則 １.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，創(chuàng)造更好條件．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(kāi)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)。 ２.合理集中開(kāi)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)造條件。 ３.合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 ４.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)常性保持良好狀態(tài)。 5.根據(jù)用戶需要，將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開(kāi)采。 6.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)造條件。 3.2礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1井筒形式和井口位置 1.井筒形式 東山煤礦地處山區(qū)，煤層埋藏傾角為淺部小，深部大，傾角范圍為9—18，平均傾角11。井筒開(kāi)拓的形式有：雙立井開(kāi)拓，雙斜井開(kāi)拓。 根據(jù)東山井田的地表及煤層等實(shí)際情況，不具備平硐開(kāi)拓的條件?，F(xiàn)依據(jù)東山井田的地形，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存等因素，提出二種井筒開(kāi)拓方案，具體情況如下： 方案一：雙立井開(kāi)拓（如圖3-1）； 1— 主井 2 — 副井 圖3—1 雙立井開(kāi)拓圖 方案二：雙斜井開(kāi)拓（如圖3-2）； 圖3—2 雙斜井開(kāi)拓圖 （1）雙立井開(kāi)拓：本井田的時(shí)間情況符合立井開(kāi)拓的適用條件，所以采用雙立井開(kāi)拓在技術(shù)上能滿足要求。 （2）雙斜井開(kāi)拓：主斜井用強(qiáng)力鋼絲繩牽引的膠帶輸送機(jī)提升煤炭（17），副斜井用串車(chē)提升（25）。東山煤礦埋藏深度為八百多米，副井用串車(chē)提升矸石運(yùn)送人員，物料時(shí)會(huì)出現(xiàn)多段提升，又由于煤層埋藏較深，故斜井開(kāi)拓費(fèi)用較大，在通風(fēng)排水方面也不如立井，且煤柱損失增大，后期維護(hù)費(fèi)用也較高，所以雙斜井開(kāi)拓在技術(shù)上不可行，不用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后選用的井筒形式為雙立井開(kāi)拓。 表（3-1）經(jīng)濟(jì)比較方案費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 基建費(fèi)/萬(wàn)元 立井開(kāi)鑿 石門(mén)開(kāi)鑿 井底車(chē)場(chǎng) 22000.3=150 3000.08=24 10000.09=90 斜井開(kāi)鑿 石門(mén)開(kāi)鑿 井底車(chē)場(chǎng) 0.1112002=264 2000.08=16 8000.09=72 生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元 立井提升 石門(mén)運(yùn)輸 1.20.50.50.85=0.255 1.20.50.80.381=0.183 斜井提升 石門(mén)運(yùn)輸 1.20.50.87= 0.522 1.20.50.3= 0.18 總計(jì) 費(fèi)用/萬(wàn)元 255.4 費(fèi)用/萬(wàn)元 369.4 依據(jù)表上述各種方案比較，得知立井開(kāi)拓最經(jīng)濟(jì)。 2.井口位置 依據(jù)東山礦井田的儲(chǔ)量分布圖，及剖面圖．考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中央，坐標(biāo)為： 主井：415.84、5008.35 副井：415.80、5008.35 3.2.2開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 本礦井初步設(shè)計(jì)產(chǎn)量為180萬(wàn)t/a,可采儲(chǔ)量為15320萬(wàn)t，服務(wù)年限60a，所以不考慮三水平開(kāi)采，因?yàn)楸揪锩簩臃植紴榻?，因此在上下煤層組中間按煤層傾斜方向劃一條一、二水平技術(shù)分界線。提出兩個(gè)方案： 方案Ｉ：一水平標(biāo)高50米，二水平標(biāo)高-250米，單水平開(kāi)采，一水平采上部煤組，二水平采下部煤組。 方案Ⅱ：一水平標(biāo)高-100米，二水平標(biāo)高-350米，單水平開(kāi)采，一水平采上部煤組，二水平采下部煤組。 圖3—3 方案Ｉ 方案Ｉ：一水平在50，二水平在-250。 一水平在50米相對(duì)于可采的四層煤石門(mén)都比較短，便于煤炭的運(yùn)輸，便于二水平的延伸方案可行。 方案Ⅱ： 圖3—4 方案Ⅱ 方案Ⅱ，一水平在-100時(shí)，在開(kāi)采時(shí)石門(mén)過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于施工通風(fēng)和運(yùn)輸都有困難，二水平在-350時(shí)下煤層組的上部煤層的問(wèn)題和一水平的一樣。 方案一：該方案的一水平服務(wù)年限及垂高均符合《規(guī)程》規(guī)定，根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本方案技術(shù)上可行． 方案二：該方案的階段垂高，設(shè)計(jì)不符合《規(guī)程》規(guī)定，初期投資大，見(jiàn)效慢，本方案不可取。 3.2.3開(kāi)拓巷道的布置 開(kāi)拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車(chē)場(chǎng)、主要石門(mén)、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。 （一）運(yùn)輸大巷的布置： 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開(kāi)采水平的煤炭和輔助運(yùn)輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長(zhǎng)。 煤層群開(kāi)拓時(shí)，主要巷道布置方式一般可分為三類(lèi)： （1）單層布置：自井底車(chē)場(chǎng)開(kāi)掘主要石門(mén)后，分煤層設(shè)置水平運(yùn)輸大巷。 （2）分組集中布置：在煤層群中，相近的煤層為一組設(shè)集中大巷，由集中運(yùn)輸大巷開(kāi)采石門(mén)與各煤層聯(lián)系。自井底車(chē)場(chǎng)開(kāi)掘主要石門(mén)與個(gè)分組集中大巷貫通。 （3）集中布置：在開(kāi)采近距離煤層群時(shí)，只開(kāi)掘一條水平集中運(yùn)輸大巷，用采區(qū)石門(mén)聯(lián)系各煤層?，F(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下三種大巷布置方式： 方案Ｉ：分煤層大巷布置（如圖3-5） 方案Ⅱ：集中大巷布置（如圖3-6） 方案Ⅲ：分組集中大巷布置（如圖3-7） 方案Ｉ，煤巷服務(wù)年限短，不好維護(hù)，但是出煤快掘進(jìn)快。四層煤煤層間距都很大，參見(jiàn)開(kāi)拓剖面圖可以看出，分煤層布置比較合理。 方案Ⅱ，集中大巷布置只能布置在2煤和4煤之間，這兩層煤相距35米，這樣要開(kāi)拓的石門(mén)長(zhǎng)度會(huì)很長(zhǎng)，工程量大，經(jīng)濟(jì)上不合理。 方案Ⅲ，分組集中布置大巷將1煤和2煤分為一組，4煤和8煤分為一組，然后在每組內(nèi)設(shè)大巷，石門(mén)也比較長(zhǎng)工程量也會(huì)很大，且掘進(jìn)費(fèi)用較高，出煤較慢，經(jīng)濟(jì)上較不合理。 故確定本礦采用分煤層大巷開(kāi)采。運(yùn)輸大巷與回風(fēng)大巷布置在煤層中，兩條大巷之間用斜石門(mén)聯(lián)系，一個(gè)作為運(yùn)料用，一個(gè)作為進(jìn)風(fēng)行人之用。 圖3-5分煤層大巷布置 圖3-6集中大巷布置 圖3-7分組集中大巷布置 3.3 選定開(kāi)拓方安案的系統(tǒng)描述 3.3.1井筒形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井開(kāi)采，一個(gè)主井，用于提煤和早期回風(fēng)；一個(gè)副井，用于運(yùn)人，運(yùn)料，進(jìn)風(fēng)；兩個(gè)風(fēng)井，用于兩翼回風(fēng)。 3.3.2水平數(shù)目和高度 一水平標(biāo)高50米，二水平標(biāo)高-250米，單水平開(kāi)采，一水平采上部煤組，二水平采下部煤組。 3.3.3石門(mén) 大巷數(shù)目及布置 每個(gè)煤層布置一條回風(fēng)大巷，一條運(yùn)輸大巷，兩條大巷都布置在煤層中，運(yùn)輸大巷通過(guò)運(yùn)輸石門(mén)與井底車(chē)場(chǎng)相連；回風(fēng)大巷通過(guò)兩翼風(fēng)井與地面連通，通過(guò)斜巷與運(yùn)輸大巷相連。 運(yùn)輸大巷與運(yùn)輸石門(mén)斷面相同，（如圖3—5）： 圖3—5 運(yùn)輸大巷及石門(mén)斷面圖 回風(fēng)大巷與運(yùn)輸大巷斷面相同，僅其中設(shè)備不同，（如圖3—6） 圖3—6 回風(fēng)大巷斷面圖 3.3.4井底車(chē)場(chǎng)的形式選擇 井底車(chē)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(chēng)，是連接井下運(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(chē)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）礦井開(kāi)拓方式； （2）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度： （3）井筒及數(shù)目： （4）礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； （5）礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式； （6）礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式； （7）各種硐室有關(guān)的資料； 2.設(shè)計(jì)要求： （1）井底車(chē)場(chǎng)富裕通過(guò)能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%； （2）井底車(chē)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(chē)場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車(chē)作業(yè)，提高井底車(chē)場(chǎng)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(chē)場(chǎng)線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)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)； （6）為了保護(hù)井底車(chē)場(chǎng)的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。 3.井底車(chē)場(chǎng)形式選擇： （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(chē)簡(jiǎn)單，管理方便，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)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； （5）施工方便，各井筒間、井底車(chē)場(chǎng)與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； （6）當(dāng)大巷或石門(mén)與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車(chē)線和調(diào)車(chē)線，可選擇立式井底車(chē)場(chǎng)； （7）井底車(chē)場(chǎng)形式也取決于礦車(chē)的類(lèi)型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè)卸式礦車(chē)時(shí)，其卸載站（即主井車(chē)線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車(chē)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(chē)場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車(chē)場(chǎng)形式為環(huán)型立式井底車(chē)場(chǎng)。 3.3.5帶區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)礦井采用條帶式開(kāi)采，兩個(gè)分帶為一個(gè)帶區(qū)，這樣則可以把整個(gè)井田劃分為40多個(gè)帶區(qū)。因此，先把井田劃分為5個(gè)大的區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域中再劃分帶區(qū)。以斷層為界，將層煤分為西中東三個(gè)大的區(qū)域，（如圖3—7）：將1煤劃分為西中東三塊： 圖3—7煤層平面區(qū)域劃分圖 3.4井筒布置和施工 3.4.1井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 參照綜合柱狀圖，井筒穿過(guò)的表土層為：黃土，粉沙夾綜紅色粘土?；鶐r段為砂葉巖和沙巖。 主井井筒支護(hù)：基巖段450mm砼，表土層為1000-1150 mm砼. 副井井筒支護(hù)：基巖段500mm砼，表土層為1000-1400 mm砼. 3.4.2井筒布置及裝備 1.主井：本礦采用雙立井開(kāi)拓方案，一二水平全部采用立井開(kāi)拓，本礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬(wàn)t/a，一水平深50m，二水平深250m ，井筒凈直徑6.5m，提升容器為一對(duì)16T箕斗，多繩提升機(jī)，井筒支護(hù)，基巖段為450mm砼，表土層為1000~1150mm砼，立井?dāng)嗝鏋閳A形，斷面（如圖3—8） 2.副井：副井井筒凈直徑為6.5m，井筒裝備一對(duì)雙層四車(chē)加寬多繩罐籠，井筒支護(hù)方式：基巖段500mm砼，表土層1000~1400mm砼，副井?dāng)嗝鏋閳A形，斷面形狀（如圖3—9） 圖3—8 主井井筒斷面 圖3—9副井井筒斷面 3.4.3井筒延伸的初步意見(jiàn) 東山井田煤層底版離奧陶系灰?guī)r很遠(yuǎn)，延伸不到灰?guī)r上，因此，延伸方案有三個(gè)：雙暗斜井延伸；雙立井延伸；一立一斜延伸。用雙暗斜井延伸時(shí)，運(yùn)人，運(yùn)料，提矸等組織比較復(fù)雜，故提出雙立井延伸；一立一斜延伸兩種方案。 方案Ｉ： 圖3—10 雙立井延伸 方案Ｉ需多開(kāi)力井井筒300米，并相應(yīng)增加了井筒和石門(mén)的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用。施工條件差，速度慢，開(kāi)拓維護(hù)費(fèi)用高。優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少。 方案Ⅱ： 圖3—11 一立一斜延伸 方案Ⅱ多開(kāi)主暗斜井200多米，副立井150米，并相應(yīng)增加了斜井的提升和排水費(fèi)用，施工速度比方案Ｉ要快些，但與暗斜井配套的設(shè)備，人員和材料等的運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載。 考慮到方案Ｉ的提升，提水工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，而且在通風(fēng)方面要優(yōu)于方案Ⅱ，決定選用雙立井延伸。 3.5井底車(chē)場(chǎng)及硐室 3.5.1井底車(chē)場(chǎng)形式的確定及論證 井底車(chē)場(chǎng)是連接井口和運(yùn)輸大巷的樞紐，井下的煤通過(guò)井底車(chē)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(chē)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(chē)場(chǎng)。而井底車(chē)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)輸方的不同，井底車(chē)場(chǎng)的形式也各異。 井底車(chē)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。本礦井井底車(chē)場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下： (1)礦井設(shè)計(jì)能力為1.8Mt/a，年工作日330d，實(shí)行四六工作制，每日凈提升為16h。矸石量占煤產(chǎn)量的15%；掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的10％。 (2)礦井采用雙立井、兩個(gè)水平、分組集中運(yùn)輸大巷的開(kāi)拓方式。 (3)矸石量占煤產(chǎn)量的15%，由副井提升。掘進(jìn)煤占煤產(chǎn)量的10％，由翻車(chē)機(jī)翻入井底煤倉(cāng)。 (4)主井裝備一對(duì)16T箕斗，副井凈直徑6.5米，裝備一對(duì)雙層四車(chē)加寬多繩罐籠。 (5)井下主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車(chē)運(yùn)煤，由10噸架線式電機(jī)車(chē)牽引，每列車(chē)由17輛礦車(chē)組成。輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車(chē)，掘進(jìn)煤列車(chē)由30輛礦車(chē)組成。 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)，確定本設(shè)計(jì)井田井底車(chē)場(chǎng)形式為立式環(huán)型車(chē)場(chǎng)。 主副井距運(yùn)輸大巷較近，工程量小。 3.5.2井底車(chē)場(chǎng)的布置、儲(chǔ)車(chē)路線、行車(chē)路線布置長(zhǎng)度 1.井底車(chē)場(chǎng)線路布置的要求 （1）井底車(chē)場(chǎng)的線路主要由主井空、重車(chē)線，副井進(jìn)、出車(chē)線和回車(chē)線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車(chē)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(chē)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(chē)場(chǎng)的線路工程量小； （4）為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車(chē)，機(jī)械推車(chē)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(chē)的井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題。 2.存車(chē)線長(zhǎng)度的確定 確定存車(chē)線長(zhǎng)度是井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如果存車(chē)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(chē)線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車(chē)在車(chē)場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車(chē)時(shí)間增加，反而降低了車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車(chē)場(chǎng)工程量。根據(jù)美國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類(lèi)存車(chē)線可以選用下列長(zhǎng)度： （1）大型礦井的主井空、重車(chē)線長(zhǎng)度各為1.5－2.0列車(chē)長(zhǎng)； （2）副井空、重車(chē)線長(zhǎng)度， 大型礦井按1.0－1.5列車(chē)長(zhǎng)； （3）材料車(chē)線長(zhǎng)度，大礦井應(yīng)能容納15－20個(gè)材料車(chē)； （4）調(diào)車(chē)線長(zhǎng)度通常為1.0列車(chē)和電機(jī)車(chē)長(zhǎng)度之和； 3.存車(chē)線長(zhǎng)度的計(jì)算 （1）主副井空、重車(chē)線 計(jì)算公式如下： L=mnL1+NL2+ L3 式中：L――空重車(chē)線長(zhǎng)度，m n――每列車(chē)的礦車(chē)數(shù)，輛 m――列車(chē)系數(shù)，主井取2.0，副井取1.5 L1―― 一個(gè)列車(chē)帶緩沖器的長(zhǎng)度，m L2――每臺(tái)電機(jī)車(chē)長(zhǎng)度，m L3 ――列車(chē)制動(dòng)距離，一般取8-15m N――電機(jī)車(chē)數(shù)量，臺(tái) a、主井： n＝17輛，L1＝3.45m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝10m 則：L＝2173.45+14.5+10＝118 m b、副井； n＝30輛，L1＝2m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝10m 則：L＝1.5302+14.5+10＝104.5m （2）材料車(chē)線長(zhǎng)度 L＝nL1 式中：n――容納材料的車(chē)數(shù)，取15臺(tái) L1――材料車(chē)長(zhǎng)度，為2m L＝152＝30m 3.5.3井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，井底車(chē)場(chǎng)線路布置采用3t底卸礦車(chē)運(yùn)煤，10t架線式電機(jī)車(chē)牽引，每列車(chē)內(nèi)由17輛礦車(chē)組成。輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車(chē)，掘進(jìn)出煤由主井運(yùn)至井外，每列車(chē)由30輛車(chē)組成。列車(chē)在車(chē)場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間s＝4分鐘，日產(chǎn)煤5500 t,矸石5500 15％＝825t，掘進(jìn)煤5500 10%＝550t。3t底卸式礦車(chē)運(yùn)煤量550090%＝4950t，每日需3t底卸式礦車(chē)列數(shù)4950/（317）＝98。煤矸混合車(chē)數(shù)：（825＋550）／（1.530）＝31　則列車(chē)數(shù)為98：31≈3：1 每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有3列3t底卸式礦車(chē)和1列1.5t固定式礦車(chē)組成，每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間12.8分鐘，進(jìn)車(chē)間隔4分。 車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算： N＝（3173306014）/(1.1541.15)＝2.67MT 車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力富裕系數(shù)： K＝2.67/1.8=1.48>1.3 井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力滿足<<規(guī)范>>要求。 圖3—12 井底車(chē)場(chǎng)線路圖 表3—1 井底車(chē)場(chǎng)運(yùn)行圖表 3.5.4井底車(chē)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(chē)1.5t礦車(chē)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(chē)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(chē)，用罐籠提升外運(yùn)。 3.其它硐室 其它硐室設(shè)有調(diào)車(chē)室、醫(yī)療室、機(jī)車(chē)維修房、消防材料室、等候室、工具室等。 3.6 開(kāi)采順序 開(kāi)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(kāi)采順序應(yīng)滿足下列要求： 1.保證開(kāi)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(kāi)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(kāi)采順序 本礦井將煤層劃分為帶區(qū)，每個(gè)帶區(qū)劃分為兩個(gè)條帶開(kāi)采。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，帶區(qū)按井田走向劃分。沿井田走向由中央向兩邊開(kāi)采。 3.6.2沿井田傾向的開(kāi)采順序 在同一煤層內(nèi)，沿傾斜煤層的開(kāi)采順序，可分為上行式和下行式開(kāi)采。除近水平煤層外，對(duì)于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，一般只采用下行式開(kāi)采順序。本礦屬于緩傾斜煤層，故沿煤層傾斜方向上采用仰俯斜式開(kāi)采順序，采用后退式開(kāi)采。 3.6.3帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 按照開(kāi)采順序，進(jìn)行后退式采煤詳情（見(jiàn)表3—2）帶區(qū)接續(xù)表： 表3—2帶區(qū)接續(xù)表 3.6.4“三量”控制情況 1.礦井開(kāi)拓煤量的確定 開(kāi)拓煤量是指井田范圍內(nèi)掘進(jìn)的開(kāi)拓巷道所圈定的尚未開(kāi)采的可采煤量，可按下式計(jì)算： ＺK=(Ｚm－Ｚs－ Pk) c 式中：ＺK――開(kāi)拓煤量，Mt Ｚm――計(jì)算范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt Ｚs――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 Pk――永久煤柱損失，Mt C――采區(qū)回采率，％ 本設(shè)計(jì)礦井的開(kāi)拓煤量計(jì)算： ＺK＝45.84Mt 2.準(zhǔn)備煤量的確定 第七章 礦井通風(fēng)與安全 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 7.1.1 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則 總的原則應(yīng)貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，并有利于加快礦井的建設(shè)速度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》中第113條，第114條，第115條，第116條，第117條的有關(guān)規(guī)定。 選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)主要考慮，礦井的開(kāi)采技術(shù)中的條件和開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)考慮，盡可能地減少井巷工程量和通風(fēng)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)輸及修理費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素，另外，還要根據(jù)上述因素考慮是否需要灌漿，煤層注水和抽放瓦斯等。 7.1.2 礦井的通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)方式（即進(jìn)風(fēng)井和加風(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)巷和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 1.礦井通風(fēng)方式 ①中央并列式 通風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列于井田中央，由主井兼作回風(fēng)井或?qū)ＴO(shè)中央風(fēng)井，這種方式具有初期工程量少，建井期短，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是進(jìn)回風(fēng)井之間漏風(fēng)大，礦井的中后期通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，工業(yè)場(chǎng)地噪音大，這種方式適用于煤層傾角較大，走向長(zhǎng)度小于4km的低瓦斯礦井 ②中央分列式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井位于井田上部邊界中央，這種方式具有通風(fēng)阻力小，漏風(fēng)小，安全性好，工業(yè)場(chǎng)地噪音小，且便于從回風(fēng)井鋪設(shè)防塵灑水管路等優(yōu)點(diǎn)，適用于煤層傾角較小，埋深較淺，瓦斯和自燃發(fā)為比較嚴(yán)重的礦井，走向長(zhǎng)度較大的中型礦井，投產(chǎn)初期多用這種通風(fēng)方式。 ③兩翼對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井布置在東西翼各一個(gè)，分別為井田的一翼服務(wù)，適用于高瓦斯礦井，自然發(fā)火及熱害比較嚴(yán)重或有煤和瓦斯突出的礦井。 ④分區(qū)對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，兩翼各有兩個(gè)或兩個(gè)以上的回風(fēng)井為所在采區(qū)的或附近采區(qū)的生產(chǎn)服務(wù)，這種方式也稱(chēng)分區(qū)通風(fēng)，它適用于煤層距地表較淺，且高低起伏較大，第一水平無(wú)法開(kāi)鑿總回風(fēng)巷的情況，也適用于煤和瓦斯有突出危險(xiǎn)的礦井或高瓦斯礦井，此外各分區(qū)有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，這種方式具有建井期短，安全性好，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，但因風(fēng)井多，占地面積大和風(fēng)機(jī)管理分散原則，多適用于分區(qū)分期開(kāi)拓，分期投產(chǎn)的特大礦井。 ⑤混合式 上述幾種方式的組合稱(chēng)為混合式，如中央分列式與對(duì)角式混合，中央并列式與對(duì)角式混合，以及中央并列式與中央分列式混合，這種方式適用于井田走向長(zhǎng)度大，礦井改擴(kuò)建和開(kāi)拓延伸礦井或多煤層多井筒礦井，或井田面積較大，產(chǎn)量大而且是分區(qū)開(kāi)拓礦井。 2.主要通風(fēng)機(jī)的工作方法 主要通風(fēng)機(jī)的工作方法有抽出式，壓入式及混合式，一般礦井多采用抽出式通風(fēng) ，只有在低瓦斯礦井（地面塌陷區(qū)分布較廣泛且與礦井溝通）或地形復(fù)雜且煤層埋藏較深，開(kāi)采第一水平時(shí)無(wú)法設(shè)置主通風(fēng)機(jī)，總回風(fēng)通無(wú)法聯(lián)通或維護(hù)困難，煤層發(fā)火不嚴(yán)重的中小型礦井，才采用壓入式通風(fēng)。 混合式工作方法由于管理復(fù)雜，很少使用。 7.1.3 帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的確定 選擇采區(qū)或帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)必須遵守《煤礦安全規(guī)程》第118條與第112條中的有關(guān)規(guī)定。 采區(qū)通風(fēng)應(yīng)滿足：分區(qū)通風(fēng)，采掘工作應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)內(nèi)所有的巷道，回采工作面，備用工作面，掘進(jìn)工作面和硐室等都應(yīng)有足夠的風(fēng)量，采區(qū)或帶區(qū)內(nèi)風(fēng)流穩(wěn)定，有利于采區(qū)或帶區(qū)的采空區(qū)瓦斯排放和防止浮煤自燃，通風(fēng)系統(tǒng)具有一定的抗災(zāi)能力和滿足一些特殊的要求的能力（如抽放瓦斯，防火灌漿，煤層注水，區(qū)域反風(fēng)和降溫等）使新鮮風(fēng)流在其流動(dòng)的線路上被加熱與污染程序最小。 條帶采煤工作面通風(fēng)方式同樣分為運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，軌道巷回風(fēng)或軌道巷進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸巷回風(fēng)，對(duì)于運(yùn)輸巷仍然存在有上行風(fēng)和下行風(fēng)的問(wèn)題，對(duì)工作面沒(méi)什么影響，該布置方式具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)路短，轉(zhuǎn)折變化少通風(fēng)建筑物少，漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率高等優(yōu)點(diǎn) 通過(guò)上述通風(fēng)方式的選擇，結(jié)合本礦的情況，最后確定礦井的通風(fēng)方式為：礦井容易時(shí)期即礦井建井初期由于通風(fēng)回路短，投產(chǎn)快投資少，決定采用中央并列式通風(fēng)，即采用中央并列式通風(fēng)（副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)），必須在邊界上再開(kāi)一個(gè)安全出口（安全規(guī)程規(guī)定）。 在礦井開(kāi)采后期采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，通風(fēng)機(jī)的工作方法采用抽出式通風(fēng)。 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 7.2.1 礦井總風(fēng)量計(jì)算： Q礦=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+Q其它）K礦 式中：Q礦——礦井所需的總風(fēng)量，m3/min ∑Q采——礦井回采工作面的所需風(fēng)量之和，m3/min ； ∑Q掘——井下所有掘進(jìn)面風(fēng)量之和，m3/min ； ∑Q硐——井下所有獨(dú)立回風(fēng)硐室風(fēng)量之和，m3/min ； Q其它——井下其它用風(fēng)地點(diǎn)所需的風(fēng)量，m3/min ； K礦——礦井井下漏風(fēng)系數(shù)； 1.回采工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 ①按礦井的瓦斯或CO2的涌出量計(jì)算 東山礦絕對(duì)瓦斯涌出量為18.33 m3/min，CO2絕對(duì)涌出量為13.5 m3/min，所以計(jì)算工作面的風(fēng)量時(shí)按瓦斯的涌出量進(jìn)行計(jì)算 Q采=100Q1K 式中： Q1——回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中CO2平均絕對(duì)涌出量m3/min K——回采工作面的CO2涌出不均衡系數(shù)，取1.2 Q采=100Q1K=10018.331.2=2200 m3/min ②按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算 Q采＇=60VS 式中： V ——與工作面氣溫的對(duì)應(yīng)風(fēng)速，根據(jù)東山礦資料t=20～23℃，查表可得：V＝1.5m/s。 S——回采工作面的平均斷面積 S=10.15m2 Q采＇=601.510.15=913.5 m3/s ③按工作面最多人數(shù)計(jì)算風(fēng)速 Q采″=4N 式中： N ——第i個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人。 4 ——以人數(shù)為單位的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定每人每分鐘供給4.0m3的風(fēng)量。 Q采″=430＝120m3/min 經(jīng)過(guò)比較，決定選用最大值作為每個(gè)回采工作面所需的風(fēng)量。 Q采=2200m3/min ④回采工作面風(fēng)速驗(yàn)算 Q采≥0.2560Sai Q采≤460Sai 式中：0.25，4――工作面所允許的最小、最大風(fēng)速，m/s Q采≥0.256010.15=152.25 m3/s Q采≤46010.15=2436 m3/s 152.25＜2200＜2436 因此，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。 2.掘進(jìn)風(fēng)量的計(jì)算 ①無(wú)巖石掘進(jìn)巷道 ∑Q巖掘=0 ②掘進(jìn)煤巷 Q煤掘=2001.2=240 m3/min 煤巷掘進(jìn)頭有2個(gè)： ∑Q煤掘=2402=480 m3/min 3.各種硐室所需風(fēng)量 ∑Q硐=Q火+Q充+Q機(jī)+Q采硐+Q其它 式中：Q火——火藥庫(kù)實(shí)際需風(fēng)量 ，150 m3/min Q充——充電硐室所需風(fēng)量 ，100 m3/min； Q機(jī)——大型機(jī)電硐室所需風(fēng)量，由于主要機(jī)電硐室如井下中央變電所及中央水泵等采區(qū)串聯(lián)通風(fēng)，因此計(jì)算礦井總風(fēng)量不計(jì)在內(nèi) Q采硐——采區(qū)所有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的硐室的風(fēng)量之和。 Q采硐——Q絞+Q采電+Q水泵房=