林南倉(cāng)Mt新井設(shè)計(jì)

1、華北科技學(xué)院采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.1礦區(qū)概述11.2井田地質(zhì)特征21.2.1井田大中型構(gòu)造特征21.2.2礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度21.2.3煤系地層21.2.4礦井水文地質(zhì)41.3煤層特征51.3.1可采煤層情況51.3.2煤的物理性質(zhì)61.3.3煤種及煤質(zhì)變化61.3.4各煤層頂?shù)装逄匦?1.4其他開采技術(shù)條件72 井田境界及儲(chǔ)量82.1井田境界82.2井田工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算82.2.1井田工業(yè)儲(chǔ)量82.3 井田可采儲(chǔ)量92.3.1永久煤柱煤量92.3.2礦井邊界煤柱煤量112.3.3斷層保護(hù)煤柱112.3.4礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算123 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力133.1 礦

2、井工作制度133.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限133.2.1校核礦井煤層的開采能力是否滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求133.2.2校核各種輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力143.3.3 校核儲(chǔ)量條件143.3.4校核安全條件144井田開拓154.1 井田開拓的基本問題154.1.1確定井筒的形式、數(shù)目、配置154.1.2風(fēng)井位置的確定164.1.3 確定開采水平和階段高度174.1.4開采水平布置184.1.5采區(qū)劃分及其布置194.2 礦井開拓設(shè)計(jì)方案比較194.2.1井田概況194.2.2開拓方案技術(shù)比較204.2.3 經(jīng)濟(jì)比較224.2.4 結(jié)論274.3 礦井基本巷道274.3.1井筒274.3.2井底車

3、場(chǎng)304.3.3 選擇巷道的斷面形狀334.3.4 確定巷道斷面尺寸335 采區(qū)巷道布置385.1 煤層地質(zhì)特征385.1.1煤層結(jié)構(gòu)，厚度及一般特征385.1.2煤質(zhì)385.1.3 煤層頂?shù)装寮捌渌_采技術(shù)條件395.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)395.2.1采區(qū)走向長(zhǎng)度395.2.2區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目405.2.3煤柱尺寸的確定405.2.4采區(qū)上山的布置405.2.5區(qū)段平巷的布置405.2.6采區(qū)運(yùn)輸，通風(fēng)生產(chǎn)系統(tǒng)的確定415.3采區(qū)車場(chǎng)設(shè)計(jì)425.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)形式的選擇425.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)的選擇435.3.3采區(qū)下部車場(chǎng)的選擇及設(shè)計(jì)435.3.4 采區(qū)主要硐室的布置465.4

4、采區(qū)采掘計(jì)劃485.4.1采區(qū)主要巷道參數(shù)確定485.4.2確定采區(qū)生產(chǎn)能力505.4.3計(jì)算采區(qū)回采率516 采煤方法536.1采煤方法和回采工藝536.1.1選擇采煤方法536.1.2采煤工作面回采工藝設(shè)計(jì)536.1.3 采煤機(jī)的工作方式和進(jìn)刀方式556.1.4 采煤機(jī)滾筒螺旋選擇566.1.5 綜采工作面巷道布置及端頭支架566.1.6綜采作面組織循環(huán)作業(yè)及循環(huán)圖表的編制576.2綜采工作面巷道布置方式596.2.1回采巷道布置方式596.2.2回采巷道參數(shù)607 井下運(yùn)輸627.1采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備627.1.1刮板輸送機(jī)的選擇計(jì)算627.1.2 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算667.2輔助運(yùn)輸設(shè)備6

5、97.2.1礦車選擇697.3 大巷運(yùn)輸設(shè)備選型697.3.1 主運(yùn)輸大巷設(shè)備選型697.3.2 輔助運(yùn)輸設(shè)備選型697.3.3 運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算708 礦井提升718.1主井提升718.1.1 主井提升718.1.2 副井提升718.2 提升容器的選型計(jì)算718.2.1 小時(shí)提升量718.2.2 合理的提升速度718.2.3 一次提升循環(huán)時(shí)間728.2.4一次合理提升量的確定728.2.5 計(jì)算一次提升循環(huán)時(shí)間Tx所需提升速度728.3 提升鋼絲繩的選擇748.3.1 主井鋼絲繩748.3.2 副井鋼線繩768.4 提升機(jī)與天輪的選擇768.4.1 提升機(jī)的選擇768.4.2天輪的選擇778

6、.5 電動(dòng)機(jī)的選擇779 礦井通風(fēng)與安全799.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇799.1.1 選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)799.1.2 選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方法809.1.3 選擇礦井通風(fēng)方式849.2 全礦所需風(fēng)量的計(jì)算及其分配849.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算原則849.2.2 礦井風(fēng)量計(jì)算方法849.2.3 風(fēng)速驗(yàn)算899.3全礦通風(fēng)阻力計(jì)算909.3.1 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則909.3.2 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算909.3.3 礦井總風(fēng)阻及總等積孔計(jì)算929.4 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇929.4.1 礦井通風(fēng)設(shè)備的要求929.4.2 選擇主要通風(fēng)機(jī)939.5 礦井災(zāi)害防治技術(shù)959.5.1 防治瓦斯959.5.2

7、 防治煤塵969.5.3 防滅火969.5.4 防治水969.6 礦井災(zāi)害應(yīng)急避險(xiǎn)979.6.1發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故時(shí)的應(yīng)急避險(xiǎn)979.6.2發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆時(shí)的應(yīng)急措施979.6.3發(fā)現(xiàn)頂板冒落預(yù)兆的應(yīng)急處置989.6.4發(fā)生火災(zāi)事故后最年輕撤離時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)989.6.5礦井發(fā)生突水事故時(shí)的應(yīng)急避險(xiǎn)9910 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)100參考文獻(xiàn)：1011011礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述薊玉煤田林南倉(cāng)井田位于唐山地區(qū)玉田縣城西南十二公里林南倉(cāng)鎮(zhèn)，東南距唐山市72公里。全井田有第四系沖積層覆蓋，地形平坦，地勢(shì)由北往南逐漸低下，地表標(biāo)高介于+1.00至+6.00m之間，地形坡度為2/1000

8、。井田東西最長(zhǎng)長(zhǎng)7公里，南北最長(zhǎng)3.5公里，整個(gè)井田呈一不規(guī)則的長(zhǎng)圓形，面積22平方公里。圖1.1 林南倉(cāng)交通位置圖區(qū)內(nèi)無(wú)河流，井田北部在一較大積水洼地，后湖，呈現(xiàn)沼澤狀態(tài)，井田南部亦甚低洼，通稱倉(cāng)洼 ，1959年最高洪水位+3.2m。林南倉(cāng)鎮(zhèn)北至后湖定府一還地勢(shì)較高未被淹沒。近幾年來，在黨的領(lǐng)導(dǎo)下人民政府大興水利，加強(qiáng)排澇，消除水患，成為盛產(chǎn)糧食區(qū)。本區(qū)屬半大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥年平均溫度為10.8，最高氣溫為37.6，最低氣溫為-22.6。雨季為七、八、九三月，年平均將雨量為645mm，結(jié)冰期由11月至3月，土壤凍土深度為0.50.7m。最多風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，冬季多偏北風(fēng)，最大風(fēng)

9、速為25m/s。本區(qū)在燕山南麓冀東平原，村莊稠密、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，主要作物有玉米、小麥、花生、棉花等，井田范圍內(nèi)多沙質(zhì)土壤，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較突出的問題是缺肥，地多人少、勞力不足。將來礦井排出的礦井水可用于灌溉，支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田大中型構(gòu)造特征林南倉(cāng)井田位于薊玉煤田東北部，為一盆狀向斜構(gòu)造。有北東向和北西向兩組斷裂帶。煤層露頭與第四系沖積層接觸。邊緣產(chǎn)狀較陡，（一般在30°以上，內(nèi)部20°左右），盆地最深的中心位于井田地東南部。構(gòu)造以斷層為主，褶曲次之。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小斷層7條，其中斷距大于30m者有3條，以F4斷層斜切井田中央落差25110m，延伸長(zhǎng)度3200

10、m，對(duì)井田影響到大，其余斷層落差較小，延展長(zhǎng)度不一，對(duì)井田開拓也較有影響。主要斷層見附表1.1。表1.1 林南倉(cāng)井田主要斷層表帶別編號(hào)性質(zhì)斷層產(chǎn)狀落差（m）延展長(zhǎng)度（m）走向傾向傾角1F逆斷層N52-69°ESE452411202F逆斷層N49-66°ESE4517-2318003F正斷層N36-71°ESE653613404F5逆斷層N63°E-127°SSW4515-2734005F6正斷層N137°SSW40126501.2.2礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度林南倉(cāng)井田大中型斷層不多且很少相互切割交叉，地層產(chǎn)狀變化不大，大中型構(gòu)造較復(fù)雜。井

11、田內(nèi)的個(gè)別煤層，尤其是九煤層頂?shù)装鍞鄬影l(fā)育，斷層造成煤質(zhì)灰分上升，嚴(yán)重制約了礦井的高產(chǎn)、高效。單一煤層的這一特點(diǎn)可能與當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境以及煤層頂?shù)装鍘r性有關(guān)。1.2.3煤系地層林南倉(cāng)井田煤系地層屬于石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)，基底底層為奧陶中統(tǒng)。煤8底板礫狀粉砂巖：呈灰黑色，巖性粗糙，有臟感，含有大量植物炭化體及植物化石碎片和棕紅色透明樹脂薄膜，具有淺灰，灰白色粘土巖小礫，易與其它巖層相區(qū)別，一般厚度4.04.4m。頂板淺灰色粘土巖,上部為灰色細(xì)砂巖。煤11頂板細(xì)粉砂巖：為灰-深灰色，致密，顯水平及緩波狀層理。底板為淺灰色粗砂巖，局部含鈣質(zhì)，夾炭質(zhì)層紋，顯水平層理，斜層理，交錯(cuò)層理，局部相變?yōu)榉凵皫r

12、及細(xì)砂巖互層。煤12頂板粉砂巖：呈深灰色，致密質(zhì)地均一，具水平及緩波紋狀層理。底板為灰色細(xì)砂巖 ，間夾深灰色粉砂巖，致密，堅(jiān)硬，顯塊狀外觀，局部含鈣質(zhì)。本設(shè)計(jì)主采8煤層。圖1.2 煤層綜合柱狀圖1.2.4礦井水文地質(zhì)礦區(qū)年降水量在350mm800mm之間，由于沖積層的存在，阻隔了大氣降水與礦坑涌水之間的聯(lián)系，礦井用水量基本不受季節(jié)的影響。礦區(qū)地表水系主要包括后湖。礦井采動(dòng)塌陷坑積水量隨開采面積的擴(kuò)大而增加。所有地表水均直接補(bǔ)給潛水層。礦井直接充水含水層包括：第三含水層（煤12底至煤4頂砂巖裂隙含水層）、第四含水層（煤5 至煤12頂砂巖裂隙含水層）、第五含水層（煤5頂板砂巖裂隙含水層）。礦井間接

13、含水層包括第一含水層、第二含水層、第六含水層、第七含水層。表1.2 礦井地層一覽表地質(zhì)年代（地層單位）巖層總厚度/m巖層組成及特征含煤層數(shù)及厚度/m備注代紀(jì)世第四系松散沉積物0-20m主要由粘土層、沙巖、礫石層及少量卵石層所組成。二迭系二迭系上統(tǒng)（P2）古冶組（P21）最大厚度300m本組屬陸相沉積，河床相粗碎屑砂質(zhì)巖居多，其次為粉沙巖。二迭系下統(tǒng)（P1）大苗莊組（P11）71.41140.37m/107m本組地層為一套以過度相粉沙巖、粘土巖和粗碎屑巖交替之沉積物。巖石以粉沙巖為主，但粗碎屑巖顯著增多，植物化石種類繁雜。石炭系石炭系上統(tǒng)（C3）趙各莊組（C32）41.4489.41m/55m顏

14、色多淺灰深灰色，以粉沙巖為主但比開平組少，而厚層狀中粒沙巖相對(duì)增多，植物化石以翅羊齒類最多。可采煤層：煤11、煤12不可采煤層：煤12下開平組（C31）50.16131.48m/88m顏色比唐山組森顏色深，多呈灰深灰色，以粉沙巖為主，粘土巖顯著減少，層理比以前明顯復(fù)雜。植物化石數(shù)量及種類相對(duì)增多。形成較穩(wěn)定的煤層及不穩(wěn)定煤線石炭系中統(tǒng)（C2）- 唐山組46.0861.77m/52m巖石顏色較淺，多為淺灰灰色，并夾有少量紫色，以粘土巖、粉沙巖為主。層理不明顯，粘土巖一般呈團(tuán)狀構(gòu)造，植物化石保存較少。沉積有極不穩(wěn)定的煤線奧陶系中統(tǒng)（O2）唐家莊組（P12）131.51232.64m/170m本組地

15、層全屬陸相沉積，河流開始活躍。其中粉沙巖居多，植物化石最少。表1.3礦井水文地質(zhì)一覽表含水層編號(hào)含水層名稱含水層富存情況單位流水量滲透系數(shù)水質(zhì)類型1第一含水層含水豐富2.146升/秒*m182.714m/晝夜重碳酸鈣鎂型2第二含水層含水性弱0.0455升/秒*m0.261m/晝夜硫酸鈣鎂型3第三含水層含水性中等，局部較強(qiáng)0.01970.0566升/秒*m0.15010.707m/晝夜重碳酸鈉型4第四含水層含水性弱0.0160.0584升/秒*m0.1541.742m/晝夜重碳酸鈉型5第五含水層含水性中等，局部較強(qiáng)0.06030.228升/秒*m4.526m/晝夜重碳酸鈉型6第六含水層含水性弱0

16、.040.0196升/秒*m0.02480.211m/晝夜重碳酸鈉型本區(qū)正常涌水量為8.19m3/min，最大涌水量為19.5m3/min。1.3煤層特征1.3.1可采煤層情況井田內(nèi)可采煤層共三層，即8-1煤、11煤、12煤。不可采煤層五層。8-1煤平均煤厚為4.2m。11煤平均煤厚為6.1m。8-1煤與11煤煤層間距平均50m。12煤平均煤厚為5.1m。11煤與12煤煤層間距為20m。8-2煤平均煤厚為1.6m。9煤平均煤厚為1.2m。10煤平均煤厚為0.5m。13煤平均煤厚為0.4m。14煤平均煤厚為0.73m。12煤下平均煤厚為0.41m。1.3.2煤的物理性質(zhì)林南倉(cāng)井田各煤層均屬腐殖質(zhì)

17、煤，通過肉眼鑒定顏色一般為黑色，條痕褐灰色；呈眼球裝斷口；呈條帶狀、粒狀及片狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)為粉狀。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及絲炭少見，煤巖一般類型一般為光亮型，次為半暗型。主要煤層的平均灰分為16-45，其中11煤灰分為32.5，12煤灰分為30.65。1.3.3煤種及煤質(zhì)變化井田以肥煤為主氣煤次之，焦煤甚少。井田煤種分布特征具有明顯的分帶規(guī)律。由淺部至深部，煤的變質(zhì)程度逐漸增高，其排列依次為氣煤、肥煤至焦煤。條帶大致呈北50°60°東向延展，其中以肥煤條帶最寬、延展最長(zhǎng)、所占面積最大，為井田的主要煤種。氣肥、肥氣煤及氣煤分布于井田的南及西南邊緣淺部。井田內(nèi)煤的物理性質(zhì)、煤質(zhì)

18、及煤巖等特征沿走向及傾向變化均不大，但井田西部局部因受火成巖的影響，煤層變成天然焦。1.3.4各煤層頂?shù)装逄匦裕?）8煤偽頂為淺灰色粘土巖，厚度為0.20.5m，松軟破碎，節(jié)理發(fā)育，老頂為灰色細(xì)砂巖，22m。直接底為灰黑色礫狀粉砂巖， 26m，含大量化石，普遍發(fā)育。老底為淺灰色細(xì)中粒砂巖，21m，半圓狀泥質(zhì)基底式膠結(jié)，主要為石英、巖屑組成。（2）11煤偽頂為粘土巖，偶有炭質(zhì)粘土巖，平均厚度0.1m；直接頂中部和西部為粉砂巖，東部為中細(xì)砂巖，-850m以深為中砂巖，厚度為3.5m；底板為淺灰色粗砂巖和粉砂巖，厚度20m。頂?shù)装逡话爿^完整堅(jiān)固性好。（3）12煤偽頂為粘土巖或粉砂巖，厚度0.1m；直

19、接頂以粉砂巖為主，局部為細(xì)砂巖，厚約4.0m；底板以細(xì)粉砂巖為主，局部含鈣質(zhì)，與8煤合區(qū)地段為炭質(zhì)粘土巖，厚約2.5m，東部河流有古河流沖刷，頂?shù)装遢^堅(jiān)固。1.4其他開采技術(shù)條件（1）瓦斯根據(jù)2004年度瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果，林南倉(cāng)礦相對(duì)瓦斯涌出量為2.0256m3/t，小于10，且絕對(duì)瓦斯涌出量為4.22m3/min，小于40，屬于低瓦斯礦井。礦井相對(duì)CO2涌出量為2.4528m3/t，礦井絕對(duì)CO2涌出量為5.9103m3/min。（2）煤的自然發(fā)火情況礦井煤層均屬于容易自燃發(fā)火煤層，發(fā)火期較短，為2個(gè)月。屬于一級(jí)自燃發(fā)火礦井。（3）煤塵根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院鑒定結(jié)果，林南倉(cāng)礦煤塵爆炸指

20、數(shù)為39.86%、43.68%，火焰長(zhǎng)度大于400mm，抑制煤塵爆炸最低巖分量為70%。（4）可采煤層特征表1.4 可采煤層特征表序號(hào)煤層名稱煤層厚度/m層間距/m傾角/（º）硬度容量穩(wěn)定性最小最大平均18-1煤4.04.34.25011.5-690.4-0.91.4穩(wěn)定211煤5.96.36.111.5-690.4-0.91.4穩(wěn)定20312煤4.85.45.111.5-690.4-0.71.4較穩(wěn)定 華北科技學(xué)院采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)2 井田境界及儲(chǔ)量2.1井田境界根據(jù)埋深及井田構(gòu)造情況，本礦井井田境界確定如下：井田深部以各煤層底板等高線為界：如8煤以-950m底板等高線為界，11煤、

21、12煤以-1000m等高線以下為界；淺部各煤層露頭為界；西部以煤層風(fēng)化帶為界；東部以煤層露頭為界。根據(jù)以上確定的井田境界，井田東西最長(zhǎng)達(dá)7km，南北長(zhǎng)3.23.8km，平均為3.5km，面積為22 km2。2.2井田工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算2.2.1井田工業(yè)儲(chǔ)量由于井田內(nèi)各處煤層傾角不一，計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)對(duì)井田內(nèi)產(chǎn)狀基本相同的地方劃分區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，分別累加（8×5002×1.4×15.4）/cos17°=4.5×107 t（17×5002×1.4×15.4）/cos24°=10.0×107 t（18×

22、5002×1.4×15.4）/cos19°=10.3×107 t（3×5002×1.4×15.4）/cos59°=3.1×107 t（10×5002×1.4×15.4）/cos9°=5.5×107 t（10×5002×1.4×15.4）/cos59°=5.5×107 t由此算出礦井工業(yè)儲(chǔ)量為3.89×108 t2.3 井田可采儲(chǔ)量2.3.1永久煤柱煤量要計(jì)算井田可采儲(chǔ)量，首先要確定各種永久煤柱損失

23、。永久煤柱一般是指保護(hù)工業(yè)廣場(chǎng)和井筒的工業(yè)廣場(chǎng)煤柱，井田境界和大斷層兩側(cè)的井田境界煤柱和斷層煤柱，以及保護(hù)地面建筑物、河流、鐵路等而留設(shè)的保護(hù)煤柱等。煤層群開采時(shí)，應(yīng)采用重復(fù)采動(dòng)條件下的移動(dòng)角值。受保護(hù)面積邊界是由受保護(hù)建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護(hù)帶確定的。受保護(hù)建筑物邊界一般不是直接以被保護(hù)建筑物的外邊界為準(zhǔn)，而是取平行于煤層走向或傾斜方向的與受保護(hù)建筑物外緣相連的直線所圍成的面積，作為受保護(hù)建筑物的邊界。工業(yè)廣場(chǎng)面積的取值，依據(jù)設(shè)計(jì)井型大小按煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中煤礦工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)所列數(shù)值的規(guī)定選取。表2.1 工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)表井型（萬(wàn)噸/年）指標(biāo)（公頃/10萬(wàn)噸）40060

24、00.450.62403000.70.81201800.91.045901.21.3（指標(biāo)中中小井取大值，大井取小值）本礦井井型為300萬(wàn)噸/年，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為：300÷10×0.7×100002.1×105 m2設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)形狀為長(zhǎng)方形，取長(zhǎng)為500 m, 寬為420 m。圍護(hù)帶寬度為：20 m地面標(biāo)高+5 m；井田西北部表土層厚150 m，東部表土層厚350m；第一水平-550 m。工業(yè)廣場(chǎng)三視圖如圖2.1。a.確定受保護(hù)面積。如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個(gè)角分別做平行與煤層走向和傾斜的四 條直線，得矩形abcd。在矩形的外緣加上20m寬

25、的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積abcd。b.確定受保護(hù)煤柱。通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面1在這個(gè)剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點(diǎn)m1，n1起在表土層以o=45度劃兩條保護(hù)線，即m1m2，n1n2。然后在基巖中于下山和上山方向按上山移動(dòng)角=75º和下山移動(dòng)角=65º作保護(hù)線，與煤層相交得n和k，則通過n和k的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面2，按其走向移動(dòng)角=75º作保護(hù)線，求得沿走向的煤柱邊界AB和CD，將nk和AB，CD均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界ABCD。煤柱是一個(gè)梯形。c.煤柱煤量計(jì)算工業(yè)場(chǎng)地煤柱煤量=梯形面積*煤層平均厚

26、度*煤層平均密度本礦井的表土層厚度為150-350m，=75º，則=65º，沖擊層移動(dòng)角45º。經(jīng)計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)煤柱梯形斜高為：1150 m。梯形上底為：1030 m；下底為：1550m。所以工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失面積為：S1/2×（10301550）×11501.5×106 m2則損失煤量為：1.5×106 ×15.4×1.43.2×107 t。由于損失量較大，對(duì)于礦井開采不利，在礦井生產(chǎn)末其應(yīng)對(duì)該部分煤柱進(jìn)行回收，因此在計(jì)算中，工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的5%計(jì)算。則工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱損失量為0.05

27、×3.77×108t=1.9×107t2.3.2礦井邊界煤柱煤量設(shè)計(jì)礦井邊界每側(cè)留有20m寬度，用Autocad在底板等高線圖上求出，本井田邊界周長(zhǎng)約為：17000m所以可算出三個(gè)煤層的井田邊界煤柱量為：17000×20×1.4×15.4=3.4×106t2.3.3斷層保護(hù)煤柱本井田內(nèi)有落差大于30m的大斷層2個(gè)，每側(cè)留30m寬的煤柱，其余均為落差小于30m的中小斷層，每側(cè)留15m寬的煤柱。大斷層總長(zhǎng)度為1340+3200=4540m中小斷層總長(zhǎng)度為1120+1800+3400+230+650=7200圖2.1 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱

28、損失示意圖斷層保護(hù)煤柱煤量斷層長(zhǎng)度×煤柱寬度×煤層厚度×煤的平均密度對(duì)本礦井， 4540×60×15.4×1.45.87×106t7200×30×15.4×1.4=4.66×106t故斷層總保護(hù)煤柱煤量為1.05×107t2.3.4礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：Z（ZcP）C式中 Z礦井可采儲(chǔ)量 Zc礦井工業(yè)儲(chǔ)量 P各種永久煤柱煤量損失之和 C采區(qū)回采率，厚煤層不低于0.75，中厚煤層不低于0.80，薄煤層不低于0.85。Z（3.89×108t1.9&#

29、215;107t7.3×106t10.53×106t）×80%26.27×107t所以設(shè)計(jì)礦井可采儲(chǔ)量為26.27×107t3 礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力是其他設(shè)計(jì)的依據(jù)，如采煤、通風(fēng)、運(yùn)輸、提升設(shè)計(jì)等，關(guān)系著相互之間的聯(lián)系和數(shù)據(jù)的一致性，因此，確定礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力非常關(guān)鍵。3.1 礦井工作制度設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按工作日330 d 計(jì)算。每天3班作業(yè)，每天凈提升時(shí)間為16 h?！币虼?，設(shè)計(jì)時(shí)可按礦井年工作日330 d，每天4班作業(yè)，三班半采煤，半班準(zhǔn)備，每天提升為16小時(shí)設(shè)計(jì)。本礦井也采用“四六

30、”工作制度。3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限對(duì)于儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好的礦區(qū)宜建設(shè)大型礦井。當(dāng)煤層賦存深，表土層厚，沖積層含水豐富，井筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大開采范圍降低噸煤成本，建設(shè)大型礦井較為合理。對(duì)煤層生產(chǎn)能力大，地形地貌復(fù)雜的礦區(qū)，工業(yè)廣場(chǎng)不易選擇和布置，為避免過多的地面工程，井型應(yīng)當(dāng)定大一些，儲(chǔ)量不豐富，煤層生產(chǎn)能力不大，或?yàn)楸∶簩?，或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，或有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，宜建中小礦井。由于本礦井煤層賦存較深，表土層較厚，且儲(chǔ)量豐富，沒有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，因此，要見大礦井。大型礦井的主要類型有：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6

31、.0Mt/a及以上。不應(yīng)介于兩種設(shè)計(jì)能力之間的井型，所以，初步確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a。 3.2.1校核礦井煤層的開采能力是否滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，本礦井計(jì)劃用一個(gè)采區(qū)的一個(gè)高產(chǎn)、高效工作面保證全礦井的產(chǎn)量。主采煤層厚度4.2 m，工作面長(zhǎng)度200 m，采煤機(jī)截深0.8 m，每天進(jìn)10刀，一年330 d ,工作面回采率93% ，則綜采面的生產(chǎn)能力為：200×4.2×0.8×10×330×1.4×93% 288.73萬(wàn)噸能夠滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。3.2.2校核各種輔助

32、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力根據(jù)后面礦井運(yùn)輸提升部分的設(shè)計(jì)，礦井的各種輔助運(yùn)輸能力都能滿足礦井生產(chǎn)能力的要求。 3.3.3 校核儲(chǔ)量條件礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有合理的服務(wù)年限。新建礦井及水平服務(wù)年限見下表：表3.1 礦井及水平服務(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）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限/a煤層傾角0°25°煤層傾角25°45°煤層傾角45°90°6.0及以上80403.05.070351.22.4603025200.450.950252015礦井服務(wù)年限可用下式計(jì)算：T = Z/AK式中 T礦井設(shè)計(jì)服務(wù)

33、年限，a； Z礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t； A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a； K儲(chǔ)量備用系數(shù)，這里取1.4。對(duì)于本礦井T=1.41×104 /（300×1.3） =39.2 a同理可計(jì)算出第一水平的服務(wù)年限為 39.2 a。經(jīng)校核儲(chǔ)量條件滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。3.3.4校核安全條件本礦為低瓦斯礦井，通過后面的通風(fēng)設(shè)計(jì)可算出通風(fēng)能力能夠滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。經(jīng)校核礦井的安全條件也滿足礦井省級(jí)生產(chǎn)能力的要求。綜上所述，本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。4井田開拓開拓設(shè)計(jì)是礦井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到礦井的布局，關(guān)系到礦井長(zhǎng)遠(yuǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，關(guān)系到安全生產(chǎn)。4.1 井田開拓的

34、基本問題4.1.1確定井筒的形式、數(shù)目、配置1）井筒形式的選擇（1）選擇的一般標(biāo)準(zhǔn)煤層賦存和地形等條件具有平硐開拓條件時(shí)，應(yīng)首先考慮采用平硐開拓。當(dāng)平硐以上煤層垂高或斜長(zhǎng)過大時(shí)，多開地面出口有利時(shí)，可采用階梯平硐開拓。對(duì)于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的緩傾斜、傾斜煤層，應(yīng)盡量采用斜井開拓。各種提升方式的斜井井筒傾角一般規(guī)定如下： 串車提升 25° 箕斗提升 25°35° 輸送機(jī) 16°對(duì)于有條件的礦井，在急需煤炭地區(qū)，其淺部可采用片盤斜井開拓，提前出煤，有小到大，然后集中斜井開拓。片盤斜井可一個(gè)片盤生產(chǎn)，一個(gè)片盤準(zhǔn)備。采用立井開拓的一般條件

35、為：（1）煤層賦存較深或沖積層較厚時(shí)；（2）水文地質(zhì)條件復(fù)雜，井筒需要特殊施工時(shí)；（3）多水平開拓的急傾斜煤層；（4）其他井筒形式無(wú)法開拓的條件。根據(jù)井田特點(diǎn)，結(jié)合地面布置，采用單一的開拓方式不能滿足通風(fēng)、安全生產(chǎn)、提升、運(yùn)輸時(shí)或單一開拓不合理時(shí)，可采用平硐立井、平硐斜井、斜井立井等綜合開拓方式。第一水平采用立井開拓的大中型礦井，其延深方式可采用延深井筒方法開拓深部水平，或采用膠帶輸送機(jī)暗斜井和直接延深副井的開拓方式。當(dāng)條件受限制時(shí)，主副井不能直接延深時(shí)，也可采用暗立井延深開拓方式。大型礦井采用立井多水平開拓，而第二水平采用暗斜井延深時(shí)，暗斜井井筒個(gè)數(shù)、主副暗斜井的提升能力，以及通風(fēng)安全等條件

36、均應(yīng)作詳細(xì)計(jì)算，避免出現(xiàn)暗斜井能力不足，要特別注意副井提升能力的校核。采用立井多水平開拓時(shí)，為避免出現(xiàn)多段提升，增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不宜多次采用暗斜井延深，避免增加設(shè)備占用量，增加投資費(fèi)用。2）本礦井的井筒形式由于林南倉(cāng)礦井煤層埋藏較深，且傾角較小，所以，本礦井采用立井多水平開拓方式。（1）井筒數(shù)目采用斜井或立井開拓時(shí)，新建礦井一般要開鑿一對(duì)井筒，滿足提升和輔助運(yùn)輸?shù)男枰M足礦井通風(fēng)和施工的需要。風(fēng)井的個(gè)數(shù)是根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)要求以及安全生產(chǎn)的需要合理確定的。若采用主井通風(fēng)，用箕斗或膠帶輸送機(jī)井筒做風(fēng)井時(shí)，應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。林南倉(cāng)礦為新建礦井，且瓦斯涌出量低，所以設(shè) 1 個(gè)主井、1 個(gè)副井、2個(gè)

37、風(fēng)井。（2）確定工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置。工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置確定的原則如下：對(duì)初期開采有利，即儲(chǔ)量必須可靠，井巷工程量省，建井工期較短。應(yīng)使井田兩翼儲(chǔ)量大致平衡，即井筒應(yīng)位于儲(chǔ)量中心，利于井下運(yùn)輸、通風(fēng)和開采系統(tǒng)布置，減少生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。盡量不占良田、少占農(nóng)田。充分利用地形地貌布置工業(yè)廣場(chǎng)，以便使地面生產(chǎn)系統(tǒng)合理，便于與外界溝通，使運(yùn)輸方便。井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層、較大含水層、較厚的沖積層、有煤和瓦斯突出的煤層以及較大面積的采空區(qū)和大斷層，以減少施工困難，并盡量少壓煤。工業(yè)廣場(chǎng)和井筒應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，不受洪水、巖崩、泥石流、滑坡及森林火災(zāi)的威脅。用斜井開拓時(shí)，應(yīng)考慮井筒層位的合理選擇，考慮其經(jīng)

38、濟(jì)技術(shù)的合理性。林南倉(cāng)工業(yè)廣場(chǎng)和主副井井口布置在井田走向的中央，對(duì)于本礦井井田走向中央也大致是井田儲(chǔ)量中央。4.1.2風(fēng)井位置的確定風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇（1）采用中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，主、副井筒設(shè)在井田中央，風(fēng)井設(shè)在井田上部邊界中央。（2）采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)、回風(fēng)井并列在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。一般可利用副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)，也可以設(shè)單獨(dú)回風(fēng)井。（3）采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼上部邊界。（4）采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界。根據(jù)林南倉(cāng)礦的生產(chǎn)實(shí)際：產(chǎn)量為3.00Mt/a。為保證井下生產(chǎn)時(shí)有足夠的風(fēng)量并考慮到盡快投產(chǎn)的需要，本礦井采用中央邊界式通風(fēng)。4.1.3

39、 確定開采水平和階段高度開采水平的確定是礦井設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到礦井的基本建設(shè)投資及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，是礦井開拓的重要參數(shù)。開采水平的高度根據(jù)煤層賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)水平及水平接替等因素綜合考慮決定。從以下方面進(jìn)行分析論證：（1）是否有合理的階段斜長(zhǎng)；（2）階段內(nèi)是否有合理的區(qū)段數(shù)目；（3）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；（4）要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。其中開采水平有合理的服務(wù)年限很重要，必須符合規(guī)范規(guī)定。水平垂高可按下表選?。罕?. 1礦井水平垂高表井型緩傾斜、傾斜煤層急傾斜煤層大、中型礦井200350100250對(duì)于開采近水平煤層的礦井，用盤區(qū)上（下）山準(zhǔn)備時(shí)，盤區(qū)上山長(zhǎng)度一般不

40、宜超過1500 m，盤區(qū)下山不宜超過1000 m。用盤區(qū)石門和溜煤眼開采時(shí)，盤區(qū)斜長(zhǎng)可根據(jù)具體確定。采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法時(shí)，階段斜長(zhǎng)可取10001500 m。為擴(kuò)大水平的開采范圍，對(duì)傾角在16°以下的緩傾斜煤層，可采用上下山開拓。在井田深部受自然條件限制時(shí)，且儲(chǔ)量不多，深部境界不一致，設(shè)置開采水平有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在最終水平以下設(shè)下山開采。在開采水平以上的上山煤層斜長(zhǎng)過長(zhǎng)，用一個(gè)階段開采技術(shù)上有困難，安全上又不可靠時(shí)，可考慮設(shè)置輔助水平。用多水平上下山開采的礦井，為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助運(yùn)輸?shù)壤щy，也可考慮設(shè)置輔助水平。開采近水平煤層分煤層開拓，距開采水平較遠(yuǎn)的煤層，其儲(chǔ)量不大

41、，設(shè)置開采水平不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也可以設(shè)置輔助水平。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，林南倉(cāng)設(shè)兩個(gè)主水平，第一水平用上山開拓，第二水平用上山開拓。第一水平標(biāo)高為-600 m，第二水平標(biāo)高為-950 m。第一水平垂高為：300 m，第二水平垂高為：350 m。三個(gè)階段斜長(zhǎng)分別為：870m-1230 m，940 m，180m。4.1.4開采水平布置開采水平布置的原則：（1）開采煤層群時(shí)，應(yīng)根據(jù)煤層數(shù)目、煤層間距條件，選擇采用分煤層運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式，或集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式，或者采用分組集中大巷主要石門的布置方式。某些礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)表明：煤層間距小于50 m時(shí)，一般可采用集中運(yùn)輸大巷的的布置方式；而采用分組集中大

42、巷的布置方式時(shí)，分層間距一般應(yīng)大于70 m。（2）有些煤層的層間距雖然較大，但煤層受斷層切割，或者賦存狀態(tài)不穩(wěn)定，只有局部可采，儲(chǔ)量較少，不宜單獨(dú)布置運(yùn)輸大巷，可根據(jù)具體情況，與其他相鄰煤層化為一組。對(duì)于瓦斯涌出量很大的有些煤層，為了滿足技術(shù)上和安全上的要求，也可以分別劃成煤組。對(duì)有突然涌水危險(xiǎn)的煤層也可考慮單獨(dú)劃組。（3）運(yùn)輸大巷一般布置在底板巖層中，但在下列條件下，也可考慮布置在煤層中：距其他煤層很遠(yuǎn)，儲(chǔ)量有限的單個(gè)薄及中厚煤層；煤組（或煤系）底部有距離很近的富含溶洞水或含水層，不宜布置底巖石運(yùn)輸大巷，而在煤層中有堅(jiān)硬頂板、有布置大巷條件的薄及中厚煤層；井田走向較短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長(zhǎng)，

43、而煤層厚度又不大、大巷維護(hù)不困難時(shí)；煤組（或煤系）底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)固、無(wú)自燃發(fā)火危險(xiǎn)的薄及中厚煤層，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較有利時(shí)；煤層賦存不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的中、小礦井，尤其是地方小礦井或生產(chǎn)勘探性礦井。（4）大巷若布置在煤層中，需在上下幫兩側(cè)各留3040 m 保護(hù)煤柱。（5）巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅(jiān)硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，應(yīng)考慮大巷距上部煤層的法線距離。根據(jù)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，這一法線距離一般為1030 m。對(duì)急傾斜煤層，一般應(yīng)布置在底板移動(dòng)線之外，并留出1020 m 的安全巖柱。（6）大巷的方向與煤層走向大體一致。為便于機(jī)車行使，大巷應(yīng)盡量取直，不宜彎曲折轉(zhuǎn)過多。但要注意，不要因取直巷道造成大巷維

44、護(hù)不利和開采困難。（7）近水平煤層的大巷應(yīng)與井田內(nèi)煤層的主要延展方向一致，便于在其兩側(cè)布置盤區(qū)。采用分煤層（組）布置大巷時(shí)，上下煤層（組）的大巷方向應(yīng)一致，平面位置宜重疊，便于留設(shè)安全煤柱，并便于上下煤層配采。（8）礦井通風(fēng)系統(tǒng)要求設(shè)置總回風(fēng)道時(shí)，總回風(fēng)道的布置原則，同上述運(yùn)輸大巷基本相同。礦井第一水平的總回風(fēng)道應(yīng)盡可能保持標(biāo)高一致。當(dāng)井田上部邊界標(biāo)高不一致時(shí)總回風(fēng)道可按不同標(biāo)高分段設(shè)置，但分段不宜過多。當(dāng)井田上部沖積層厚、含水豐富，留有防水煤柱時(shí)，總回風(fēng)道應(yīng)布置在防水煤柱內(nèi)。林南倉(cāng)礦井可采煤層三層的間距為一二層間距為50m，二三層間距為20m，煤質(zhì)較軟，底板巖層硬度適中。局部?jī)A角較緩，集中布

45、置時(shí)石門較長(zhǎng)。所以，本次設(shè)計(jì)采用分組聯(lián)合布置。4.1.5采區(qū)劃分及其布置采區(qū)劃分應(yīng)遵循以下原則：（1）采區(qū)宜雙翼布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時(shí)，或在安全上有特殊要求時(shí)，可以單翼布置。采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定應(yīng)以技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理為原則。（2）開采煤層群時(shí)，宜集中或分組布置采區(qū)。煤層群分組時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的礦山地質(zhì)和開采技術(shù)條件，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性。在礦山地質(zhì)條件方面，應(yīng)將層間距較近的煤層劃為一組，但要適當(dāng)注意個(gè)煤層的傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性的一致性以及地質(zhì)構(gòu)造方面的情況，以利于開采。根據(jù)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤層間距小于2030m時(shí)，適合采用聯(lián)合布置采區(qū)；煤層數(shù)多、可采總厚度大時(shí)，采用聯(lián)合布置更為有利。關(guān)于

46、在開采水平范圍內(nèi)的采區(qū)布置問題，應(yīng)考慮：礦井初期開采的采區(qū)，應(yīng)盡量布置在井筒附近，貫徹先近后遠(yuǎn)、采區(qū)前進(jìn)式開采的原則，逐步向井田邊界擴(kuò)展；應(yīng)優(yōu)先考慮布置中央采區(qū)的可能性；主、副井和風(fēng)井的貫通距離應(yīng)盡量縮短；對(duì)傾角小于16°的煤層，采用上下山同時(shí)布置采區(qū)；初期開采的采區(qū)，應(yīng)盡量布置在高級(jí)儲(chǔ)量?jī)?nèi)。在井田范圍內(nèi)，采區(qū)的開采順序，一般采用前進(jìn)式；如采用上下山開采時(shí)，上山階段可采用前進(jìn)式，下山階段采用后退式。煤層組與組間的開采順序是：原則上采用下行式，即先采上組煤層，依次開采下組煤層。但在煤層間距遠(yuǎn)，上下山煤層不受采動(dòng)影響時(shí)，經(jīng)論證可行時(shí)，也可先布置下組煤的開采。林南倉(cāng)煤礦第一個(gè)階段劃分為4個(gè)

47、采區(qū)，每個(gè)采區(qū)走向長(zhǎng)度為2000 m以上；采區(qū)采用分組集中布置；井田范圍內(nèi)采用前進(jìn)式開采順序；煤層群開采順序?yàn)橄滦惺?。同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)一個(gè)，一個(gè)采區(qū)保證全礦井的產(chǎn)量。4.2 礦井開拓設(shè)計(jì)方案比較4.2.1井田概況林南倉(cāng)礦地處華北平原，井田范圍內(nèi)地面標(biāo)高約為+5 m左右，表土層及風(fēng)化帶厚度（垂高）約150-300 m。表土層中央有一定厚度的流沙層。本井田煤層下以-1050 m底板等高線，上以各煤層露頭為界，西部以F2斷層為界。井田東西最長(zhǎng)長(zhǎng)7 km，南北最長(zhǎng)為3.5 km，井田內(nèi)主要可采煤層3層，傾角10°55°，各煤層情況如下表：表4. 2 各煤層情況表序號(hào)煤層名稱煤層厚度/

48、m層間距/m傾角/（º）頂?shù)装遄钚∽畲笃骄?8煤4.04.34.25011.5-69各煤層頂?shù)装鏋楹穸炔灰坏姆凵皫r，伴隨少量的炭質(zhì)泥巖211煤5.96.36.111.5-6920312煤4.85.45.111.5-69各煤層成層平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，分布有三個(gè)大的斷層，煤質(zhì)較軟；煤塵爆炸性較強(qiáng)，煤層自然發(fā)火期較短；平均密度為1.4 t/m3 ，本礦為低瓦斯礦井，涌水量不大。井田內(nèi)已探明工業(yè)儲(chǔ)量為3.89×108 t，減去井田內(nèi)工業(yè)場(chǎng)地煤柱，境界煤柱等永久煤柱損失，采區(qū)回采率確定為75%，由此計(jì)算出本井田的可采儲(chǔ)量為2.63×108 t。根據(jù)煤層賦存情況和井田可采儲(chǔ)

49、量，遵照礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井生產(chǎn)能力確定為3.00Mt/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)按1.2計(jì)算，可得礦井的服務(wù)年限為73年。4.2.2開拓方案技術(shù)比較由于本井田地勢(shì)平坦，表土層厚且有流沙層，所以，確定采用立井開拓（主井設(shè)箕斗），按煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)上的規(guī)定，井筒布置在井田走向的中央。為避免采用箕斗井回風(fēng)時(shí)封閉井筒困難，井田采用中央分列式通風(fēng)方式。根據(jù)井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，本井田可劃分為23個(gè)水平，23個(gè)階段，階段內(nèi)采用采取區(qū)準(zhǔn)備方式，每個(gè)階段沿走向劃分為4個(gè)走向長(zhǎng)為2000 m以上的采區(qū)?？紤]到各煤層間距，宜采用分組集中大巷布置。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于煤8煤層底板下垂距為25m的粉砂

50、巖內(nèi)和煤12煤層底板下垂距為25 m的厚層粉砂巖內(nèi)。上階段運(yùn)輸大巷留作下階段回風(fēng)大巷使用。采區(qū)采用巖石分組集中上山聯(lián)合布置。根據(jù)以上分析，列出技術(shù)上可行的幾種方案：表4. 3 水平及采區(qū)劃分情況表階段數(shù)目階段斜長(zhǎng)/m水平垂高/m水平實(shí)際出煤/t水平服務(wù)年限a區(qū)段數(shù)目/個(gè)區(qū)段斜長(zhǎng)/m310802001.41*10836.252167602509.4*10726.15001752.8*1077.8213002301.51*10841.9526011203001.12*10831.25224方案一，立井多水平開拓，暗立井延深；方案二，立井多水平開拓，暗斜井延深；方案三，立井多水平開拓，二水平暗立井延

51、深，三水平暗斜井延深。各方案技術(shù)比較表如表4.3表4. 4 各方案技術(shù)比較表方案一方案二方案三要素立井多水平開拓，暗立井延深第一水平為-550水平，第二水平為-850水平-850水平以下用主下山開采立井多水平開拓，暗斜井延深第一水平為-600水平，第二水平為-900水平立井多水平開拓，第二水平暗立井延深，第三水平暗斜井延深第一水平為-550水平，第二水平為-850水平第三水平為-975水平圖示理由表土層厚，故采用立井開拓。立井開拓通風(fēng)斷面大，運(yùn)距短；立井開拓施工復(fù)雜，開鑿費(fèi)用較高。底板奧灰承壓水距離最下煤層較近，當(dāng)井筒選擇上圖位置時(shí)，故不宜采用立井直接延深，應(yīng)該采用暗立井延深或暗斜井延深。優(yōu)點(diǎn)

52、1.暗立井延深通風(fēng)斷面大；2.生產(chǎn)與施工干擾較少；3.原有提升能力不降低。1.二水平暗斜井延深，生產(chǎn)與施工干擾較少，原有提升能力不降低；2.運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)方便；3.與暗立井延深相比，井筒掘進(jìn)距離較短。1.暗立井延深通風(fēng)斷面大；2.生產(chǎn)與施工干擾較少，原有提升能力不降低；3.二水平服務(wù)年限較短，水平接替時(shí)間比較緊張缺點(diǎn)1.暗立井延深時(shí)；2.井底車場(chǎng)位于向斜軸部上方，維護(hù)較困難；3.石門較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多二水平井巷通風(fēng)斷面可能較小，維護(hù)費(fèi)用較高。多水平延深井巷工程量較大，井筒延深長(zhǎng)。圖4. 1 方案1立井二水平上山開拓圖4. 2方案2立井一水平上下山開拓圖4. 3 方案3立井暗斜井聯(lián)合開拓4.2.3 經(jīng)濟(jì)

53、比較表4. 5建井工程量比較表項(xiàng)目方案2方案3初期主井井筒m副井井簡(jiǎn)m風(fēng)井井筒m井底車場(chǎng)m主石門m運(yùn)輸大巷m輔助運(yùn)輸大巷/m回風(fēng)大巷/m62064020060026001500150018505705902006000200020001850后期主井井簡(jiǎn)m副井井筒m風(fēng)井井底車場(chǎng)m主石門m運(yùn)輸大巷m輔助運(yùn)輸大巷/m回風(fēng)大巷/m1260123035030094018700180505500930940350600214026520258305500表4. 6生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量項(xiàng)目方案2項(xiàng)目方案3運(yùn)輸提升萬(wàn)t.km工程量運(yùn)輸提升萬(wàn)t.km工程量采區(qū)上山一水平一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段二水平一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)

54、段四區(qū)段3.7×4×1.2×235.2×4×0.20=3341.723.7×5×1.2×235.2×3×0.20=3132.863.7×3×1.2×235.2×2×0.20=1253.153.7×2×1.2×235.2×1×0.20=417.723.7×3×1.2×258.72×4×0.22=3032.613.7×3×1.2&#

55、215;258.72×3×0.22=2274.363.7×3×1.2×258.72×2×0.22=1516.313.7×3×1.2×258.72×1×0.22=758.15采區(qū)上山一水平一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段二水平一區(qū)段二區(qū)段三水平一區(qū)段二區(qū)段3.7×3×1.2×235.2×4×0.20=2506.293.7×3×1.2×235.2×3×0.20=1879.723.7×3×1.2×235.2×2×0.20=1253.153.7×3×1.2×235.2×1×0.20=626.573.7×3×1.2×235.2×2×0.20=1253.153.7×3×1.2×235.2×1×0.20=626.573.7×3&