畢業(yè)設(shè)計-七臺河精煤集團公司新興一礦 2

前言：能力為2.4Mt/a，服務(wù)年限80a。井田內(nèi)共劃分為2個水平開采，共有47、48、49、50、51、58、60、63、65、67、68共10層可###########15m1/3可采儲量為269.13Mt。本礦井設(shè)計采用雙立井開拓方式,共六個采區(qū)，采區(qū)為雙翼開采，兩個工作面達產(chǎn)。采用煤層群聯(lián)合布置方式，47、48、49層聯(lián)合開采。大巷采用10t架線式電機車牽引5t底卸###法為全部跨落法。關(guān)鍵詞:聯(lián)合開采可采儲量開拓方式走全部垮落法I目錄前言.........................................錯誤！未定義書簽。緒論..........................................................1第一章礦井及采區(qū)綜述..........................................11.1礦井概述....................................................11.1.1井田位置及范圍..........................................11.1.2礦井地質(zhì)情況............................................21.1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況.................................21.1.2.2井田內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造...........................41.1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征...........................41.1.2.4巖石性質(zhì)厚度特征...................................71.1.2.5井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況.................................71.1.2.6煤質(zhì)牌號及用途......................................81.1.2.7勘探程度及可靠性.....................................81.2.2.8井田儲量的計算.......................................81.2.2.9保安煤柱.............................................91.2.2.10儲量計算方法........................................91.2.2.11儲量計算的評價.....................................101.2.2.12采區(qū)生產(chǎn)能力儲量及服務(wù)年限........................101.1.3井田開拓...............................................111.1.3.1概述................................................111.1.3.2影響本設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況............111.1.3.3確定井田開拓方式的原則..............................111.2采區(qū)地質(zhì)特征...............................................121.2.1設(shè)計采區(qū)的位置邊界范圍及采區(qū)煤柱.....................121.2.2采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況.....................................121.3采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限.....................................121.3.1礦井工作制度...........................................121.3.2礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限.................................121.3.3礦井設(shè)計服務(wù)年限.......................................131.4采煤方法及采區(qū)參數(shù).........................................131.4.1.采煤方法的選擇原則：...................................131.4.3采煤參數(shù)的確定.........................................14第二章采區(qū)巷道布置...........................................15II2.1采區(qū)巷道初選方案分析.......................................152.1.1區(qū)段劃分...............................................152.1.2采區(qū)上山布置...........................................152.1.3采區(qū)車場布置...........................................162.1.4煤倉形式容量及支護....................................192.1.5采區(qū)硐室簡介...........................................202.1.6采區(qū)工作面的接續(xù).......................................212.2確定采區(qū)巷道布置的可行方案.................................222.2.1井硐形式和數(shù)目.........................................222.2.2井硐位置及坐標(biāo).........................................222.2.3水平數(shù)目及高度.........................................232.2.4石門大巷(運輸大巷回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置.................232.2.5井底車場形式的選擇......................................252.2.6煤層群的聯(lián)系...........................................262.2.7采區(qū)劃分...............................................262.3方案比較...................................................272.3.1井硐形式和井口位置.....................................272.3.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高.....................................302.3.3開拓巷道的布置..........................................302.4采區(qū)準(zhǔn)備工作...............................................322.4.1開采順序...............................................322.4.1.1沿井田走向的開采順序................................322.4.1.2沿井田傾向的開采順序................................332.4.1.3采區(qū)接續(xù)計劃........................................332.4.1.4“三量控制”情況.....................................342.4.2采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序.....................................352.4.2.1采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護方式..................35第三章回采工藝設(shè)計...........................................363.1井田境界...................................................363.1.1井田周邊情況...........................................363.1.2井田境界確定的依據(jù)......................................363.1.3井田未來發(fā)展情況.......................................363.2選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設(shè)備.............363.2.1選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式...................37第四章采區(qū)車場及硐室施工設(shè)計.................................394.1井筒布置和施工.............................................39III4.1.1井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐維護............................394.1.2井筒布置及裝備井筒平面設(shè)計的依據(jù)和要求..................404.1.3井硐延伸的初步意見.....................................414.1.4井筒延伸的初步意見.....................................444.2井底車場及硐室.............................................444.2.1井底車場形式的確定及論證...............................444.2.2井底車場的布置存儲線路行車線路布置長度................444.2.3井底車場通過能力計算...................................464.2.4井底車場主要硐室........................................49第五章采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)及機電設(shè)備選型..............................505.1礦井井下運輸...............................................505.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定...............................505.1.2礦車的選型與數(shù)量.......................................505.1.3采區(qū)運輸設(shè)備的選擇.....................................515.2礦井提升系統(tǒng)...............................................525.2.1主井提升設(shè)備選擇和計算..................................525.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定.........................................535.3.1概述...................................................535.3.2通風(fēng)系統(tǒng)確定的因素.....................................535.3.3礦井風(fēng)量計算的規(guī)定.....................................545.3.4礦井風(fēng)量的計算..........................................555.3.5礦井總供風(fēng)量............................................575.3.6風(fēng)量分配...............................................585.3.7礦井風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施...............................585.3.8礦井風(fēng)速的驗算.........................................585.4礦井通風(fēng)阻力的計算.........................................615.4.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力.....................615.4.2礦井等積孔的計算.......................................645.5通風(fēng)設(shè)備的選擇.............................................645.5.1主扇的選擇計算:........................................645.5.2電動機的選擇:...........................................655.5.3反風(fēng)措施................................................655.6礦井排水...................................................665.6.1礦井水來源及涌水量......................................665.6.2對排水設(shè)備的要求.......................................66IV5.7礦井主要排水設(shè)備...........................................665.7.1排水系統(tǒng)和排水方式簡介.................................665.7.2主排水設(shè)備及管路選擇計算...............................67第六章礦井安全技術(shù)措施.......................................706.1預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸..........................................706.2火災(zāi)與水患的預(yù)防...........................................706.3其他事故的預(yù)防..............................................706.4避災(zāi)路線及自救..............................................71第七章技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)...........................................72結(jié)論.........................................................致謝.........................................................7475參考文獻...................................................76附錄1........................................錯誤！未定義書簽。V緒論本設(shè)計做了七臺河精煤集團公司新興一礦2.40Mt/a為本礦井的建設(shè)方案，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護方式、設(shè)備選型以CAD制圖方面的知識。設(shè)計方案主要是利用先進的采煤方法開采本煤田，本礦井采用集中大巷布置，利于礦井的生產(chǎn)和管理。本設(shè)計主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進行礦井的優(yōu)化設(shè)計，這其中文字部分包括大量的方案比較，以便使設(shè)計更加合理。在設(shè)計時，需要對礦井的地質(zhì)情況等情況進行分析，這樣才能使建成的礦井與實際相符。這次畢業(yè)設(shè)計是鍛煉自己的好機會，通過這次機會讓我們學(xué)到更多知識，這些知識來源于書本，但更大部分的內(nèi)容來自指導(dǎo)教師的經(jīng)驗和我們自己的探索與研究。畢業(yè)設(shè)計使我們成為合格的采礦專業(yè)技術(shù)人員。1第一章礦井及采區(qū)綜述1.1礦井概述1.1.1井田位置及范圍新興一礦位于七臺河礦區(qū)西部，行政區(qū)劃屬黑龍江省七臺河市新興區(qū)管轄。地理坐標(biāo)為北緯45°46′～45°47′，東經(jīng)130°30′～130°31′。井田范圍：北界74煤層露頭，與新立礦、新建礦相鄰；南界到桃七三區(qū)44##煤層-600m標(biāo)高；東界為F斷層，與桃山礦相連；西部以F斷層為界，與1114東風(fēng)礦相鄰。東西走向長約6.9km，南北傾斜寬約3.5km，面積約24.15km。2區(qū)內(nèi)有礦用鐵路專用線與勃七線、牡佳線接軌，鐵路交通方便公路可通往樺南、佳木斯、雙鴨山、寶清、密山、雞西、勃利、依蘭和哈爾濱等市縣。公路交通十分方便,詳見圖1-1。圖1-1交通位置圖1礦區(qū)地形屬于漫崗及丘陵地形，地勢特點西高東低，地表平均標(biāo)高+170m～240m，七臺河發(fā)源于本區(qū)南部山區(qū)，為倭肯河支流，河寬20m左右，水深0.3m左右，平常期流量為0.5～1.5m/s，洪水期流量為10～200m/s，33屬季節(jié)性河流，該河位于本區(qū)西部，涇流方向由南向北，垂直煤系地層走向，基本切割本礦區(qū)全部煤系地層，對礦區(qū)的開發(fā)有一定的影響。礦區(qū)屬于大陸性氣候，最高氣溫31°C，最低氣溫-34°C,年降水量370～631mm左右，凍結(jié)期由11月至次年4月末。凍結(jié)深度一般為2.0m，風(fēng)向多西風(fēng)，最大風(fēng)速為25m/s。區(qū)內(nèi)鎮(zhèn)、隊以農(nóng)業(yè)為主，其次種植少量經(jīng)濟作物如蔬菜、黃煙等；礦區(qū)內(nèi)無地震史。水源來自開采地下水，能夠滿足生產(chǎn)與生活需要；原材料以及生產(chǎn)生活用電均來自七臺河市。1.1.2礦井地質(zhì)情況1.1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況新興一礦煤系地層屬上侏羅統(tǒng)雞西群含煤地層，主要由城子河組上部和6847875m，##共含煤10層，總厚度15m。穆棱組平行不整合于城子河組之上，以47煤層#底板含礫粗砂巖為城子河組和穆棱組分界。根據(jù)巖性特征和含煤性，本礦區(qū)的地層主要在城子河組第五段和第九段之間。新興一礦地處勃利煤田，勃利煤田位于我國新華夏系第二隆起帶，雙鴨山、七臺河、雞西中生代坳陷中部，是一個弧形構(gòu)造。新興礦位于弧形構(gòu)造西翼，區(qū)內(nèi)地層總體向南傾斜斜煤層走向由N60°W漸變?yōu)镋W方向為煤層傾角由北向南逐漸變大，井田中部煤層傾角15°～20°，井田南部煤層傾角20°～30°，整個井田為一向南傾斜呈弧形展布的單斜構(gòu)造。煤系地層綜合柱狀詳見圖1-2。2綜合柱狀圖地煤煤層層號層厚焦煤上焦煤侏生羅泥砂夾中砂巖焦煤粗砂巖羅焦煤統(tǒng)焦煤1.151.8520焦煤J粗砂巖圖1-2煤系地層綜合柱狀圖31.1.2.2井田內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造以斷層為主，根據(jù)多年來生產(chǎn)實踐和勘探資料及各小煤礦的揭露，現(xiàn)確定井田內(nèi)斷層共有5條。井田內(nèi)的斷層構(gòu)造可分為二組，現(xiàn)分述如下：第一組與煤層走向斜交，走向一般在N30°～50°W，屬張性斷層，斷層面比較平直，傾角一般在55°～70°左右，為正斷層。屬于這組斷層的有：FFF斷層作為劃分井區(qū)的界線，F(xiàn)和F是劃分井田礦11441114界的主要構(gòu)造。第二組與煤層走向斜交，局部近于平行，走向N45°～80°E，屬壓扭性斷層，常被第一組切割，這組斷層在井田內(nèi)不太發(fā)育。經(jīng)過鉆探及綜合分析，本井田有6條大斷裂，都為正斷層。主要斷裂構(gòu)造詳見表1-1。表1-1主要斷裂構(gòu)造序斷層斷層號編號性質(zhì)123456正正正正正正8010037025012060可靠基本可靠可靠N30～50WN20～50WN30～10WN20～50WN20～50W較可靠較可靠可靠60～70NE70NEF7081.1.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征新興一礦開采之煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，本組共有厚薄煤層10組，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鋈缦拢?7煤層：煤層厚度2.1m～2.9m，平均煤層厚度2.6m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦#存穩(wěn)定，無夾石，全區(qū)發(fā)育，容重1.50T/m，頂板為中細砂巖，偽頂為0.1m3的煤泥巖或含炭泥巖，底板為粉砂巖。48煤層：煤層厚度1.4m～2.0m，平均煤層厚度1.75m，平均傾角20°，#全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.50T/m，頂板為粉砂巖34或泥巖，底板為粉砂巖，灰分在12%左右。49煤層：平均煤厚1.5m，屬于穩(wěn)定的煤層，淺部煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，深部煤#層結(jié)構(gòu)單一，容重為1.50T/m，頂板中部為粉砂巖，南北部為中粗砂巖，底3板為細砂巖，一般有0.20m～0.30m的煤泥巖或泥巖偽底，灰分一般在25%左右。511.4m～2.0m1.6m1.50T/#m，頂板為泥巖，底板為細砂巖，直接底板有0.15m厚的泥巖偽底，灰分一般3在22%左右。581.0m～1.5m1.3m1.50T/#m，頂板為泥巖，底板為細砂巖，直接底板有0.3m厚的泥巖偽底，灰分一般3在25%左右。60煤層：煤層厚度1.3m～1.9m，平均煤層厚度1.6m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦#存穩(wěn)定，無夾石，全區(qū)發(fā)育，容重1.50T/m，頂板為中細砂巖，偽頂為0.1m3的煤泥巖或含炭泥巖，底板為粉砂巖。63煤層：煤層厚度1.4m～2.0m，平均煤層厚度1.75m，平均傾角20°，#全區(qū)發(fā)育，屬于穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)單一，容重1.50T/m，頂板為粉砂巖3或泥巖，底板為粉砂巖，灰分在12%左右。65煤層：煤厚1.4m～1.8m，平均1.6m，屬于穩(wěn)定的煤層，淺部煤層結(jié)構(gòu)#復(fù)雜，深部煤層結(jié)構(gòu)單一，容重為1.50T/m，頂板中部為粉砂巖，南北部為3中粗砂巖，底板為細砂巖，一般有0.20m～0.30m的煤泥巖或泥巖偽底，灰分一般在25%左右。670.9m～1.3m1.1m1.50T/#m，頂板為泥巖，底板為細砂巖，直接底板有0.15m厚的泥巖偽底，灰分一般3在22%左右。68煤層：煤厚1.0m～1.3m，平均1.15m，基本上是全區(qū)發(fā)育，容重1.50#T/m，頂板為泥巖，底板為細砂巖，直接底板有0.3m厚的泥巖偽底，灰分一3般在25%左右。煤層特征詳見表1-2。5表1-2煤層特征表層平均底板4748492.12.9較穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂巖穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育細砂巖較穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育較穩(wěn)定泥巖細砂巖細砂巖灰砂巖1.41.61.42.01.01.5粗砂巖粗砂巖較穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粗砂巖較穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粉砂巖601.31.9細砂巖63651.42.01.41.80.91.3細砂巖灰砂巖6768粗砂巖粗砂巖1.01.31.15較穩(wěn)定全區(qū)發(fā)育粗砂巖61.1.2.4巖石性質(zhì)厚度特征詳見下表1-3。表1-3巖石厚度特征表10kg/cm10kg/cm10kg/cm3砂巖2.0～2.60.3～0.40.2～1.5礫巖2.3～2.60.6～2.0灰?guī)r2.2～2.7頁巖2.0～2.45～181～100.5～2.00.2～1.55～102～816～301～3.51.1.2.5井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況新興一礦的水文地質(zhì)條件為較強堅硬裂隙巖層充水的礦床。根據(jù)近幾年來的實測資料，礦井涌水量一般為236.65m/h，最大涌水量為278.88m/h,33個別斷層偶爾會發(fā)生出水現(xiàn)象，但其水量有限，且在短期內(nèi)就會被疏干，區(qū)內(nèi)小井雖多，但掌握都比較清楚，對礦井安全生產(chǎn)影響不大，隨著開采水平的延伸，涌水量越來越小。因此，將該區(qū)水文地質(zhì)類型定為簡單。新興一礦屬于瓦斯高突礦井，相對涌出量20.4m/t，絕對涌出量為13.63m/min。隨著開采深度的延伸，瓦斯賦存條件好涌出量大給礦井的安全生產(chǎn)3帶來一定的困難。新興一礦有爆炸危險性。開采煤層均屬高沼氣煤層，礦井屬高沼氣等級礦井，屬有煤塵爆炸危險煤層，屬低硫特低磷不易自燃煤層。隨著今后礦井開采深度的不斷增加，瓦斯涌出量也逐步加大，這給礦井生產(chǎn)會帶來不利影響，因此，未來礦井通風(fēng)、瓦斯防治技術(shù)措施將需進一步增強。71.1.2.6煤質(zhì)牌號及用途1.煤的物理性質(zhì)新興一礦區(qū)內(nèi)的煤層是由高等植物所形成的腐植煤，其肉眼煤巖成分主要是亮煤、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基質(zhì)體，色鮮紅，以鏡煤化物質(zhì)為主，樹脂膠體占次要地位，礦物雜質(zhì)多見，主要是石英、長石、高嶺石、方解石和云母，尤其以長石和粘土質(zhì)泥巖多見。2.煤的化學(xué)性質(zhì)原煤灰分變化較大，一般在20%～30%，超過30%的情況也常見。凈煤灰分一般在10%左右，膠質(zhì)層厚度一般在9mm～15mm，揮發(fā)分一般在30%～39%，硫含量一般在0.2%左右，磷含量一般在0.01%～0.02%，屬低硫、低磷煤。1.1.2.7勘探程度及可靠性根據(jù)新興一礦區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜程度和煤層穩(wěn)定性，將F號斷層以西構(gòu)造類4型定為Ⅱ類，F(xiàn)以東定為Ⅲ類；煤層定為Ⅱ類，綜合上述結(jié)果，本區(qū)勘探類型4定為Ⅱ類Ⅱ型。巖漿侵入：在新興一礦礦區(qū)內(nèi)沒有巖漿巖侵入體，評定為Ⅰ類。新興一礦礦區(qū)煤層穩(wěn)定程度為Ⅱ類。礦區(qū)各煤層頂?shù)装宥鄶?shù)為粉細砂巖類，少數(shù)為中砂巖，多數(shù)煤層沒有偽頂、偽底，個別有偽頂?shù)?，其偽頂巖性為粉砂巖，厚度在0.95m～2.4m之間，各煤層的頂?shù)装迤秸痪植坑型拱疾黄?，頂板較完整，裂隙不發(fā)育。煤層傾角一般在10°～25°之間，故將其地質(zhì)條件評定為Ⅱ類。綜合評定結(jié)果新興礦地質(zhì)條件類別為：Ⅱ-ⅡaⅠbcⅡdⅡefg1.2.2.8井田儲量的計算1.礦井地質(zhì)儲量：勘探（精查）報告提供的儲量，包括“能利用儲量”2.礦井工業(yè)儲量：勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的A、B、C三級儲量，A、B、C三級儲量的計算方法，應(yīng)符合國家現(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)計儲量：礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱，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)的保護煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量；84.礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地的保護煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。1.2.2.9保安煤柱1.保護煤柱的留設(shè)方法（1）工業(yè)場地及主要井巷保護煤柱留設(shè)①工業(yè)場地保護煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護面積后，用移動角圈定煤柱范圍。移動角數(shù)值應(yīng)采用新興一礦實測數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實測數(shù)據(jù)選取。工業(yè)場地地面受保護面積應(yīng)包括受保護對象及圍護帶，圍護帶寬度為15m。②不包括在工業(yè)場地范圍內(nèi)的立井，圈定其保護煤柱時，地面受保護對象應(yīng)包括轎車房，井口房或通風(fēng)機房風(fēng)道等，圍護寬度為20m。③斜井受保護對象應(yīng)包括絞車房、景田、斜井井筒及井底車場。井口圍護寬度應(yīng)為10m。④當(dāng)斜井大巷、上、下山位于煤層中時，其保護煤柱寬度，可按本礦區(qū)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)經(jīng)驗確定；或根據(jù)實測資料用分析法確定。（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習(xí)礦井所留設(shè)煤柱尺寸獲取30m～50m的煤柱寬度來計算。并不是所有的地面建筑物、河流等均須留置保護煤柱，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實習(xí)井的具體情況和“三下”采煤理論進行分析。2.新興一礦井田邊界煤柱留設(shè)及斷層、井筒周邊煤柱的留設(shè)井田邊界煤柱留設(shè)為40m；斷層帶煤柱留設(shè)為40m；井筒周邊煤柱留設(shè)為20m。1.2.2.10儲量計算方法1.工業(yè)儲量計算計算公式如下：塊段儲量=塊段面積×1/(cos平均傾角)×塊段平均厚度×容重根據(jù)原新興立井初步設(shè)計儲量諸圖，通過等高線塊段法計算本井田工業(yè)儲量為34.33Mt。2.可采儲量計算計算公式如下：Z=（Z－P）×CKC式中：Z—可采儲量；KZ—工業(yè)儲量；CP—永久煤柱損失；9C—采區(qū)回采率?；夭梢螅褐泻衩簩硬粦?yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。經(jīng)各煤層可采儲量計算，匯總計算得新興一礦可采儲量為26.95Mt。1.2.2.11儲量計算的評價新興一礦的各類儲量計算嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲量計算設(shè)計所得到的各種儲量與實際可能有一定的誤差。1.2.2.12采區(qū)生產(chǎn)能力儲量及服務(wù)年限4077.81Mt,采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力為1.20Mt/a。采用走向長壁采煤法采煤。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，工作面長度和推進度。一個采煤工作面產(chǎn)量A（Mt/a)可由下式計算：0A=L×V×Mr×C00式中：L——采煤工作面的長度，m；0V——工作面推進度，m/a；0M——煤層厚度或采高，m；r——煤的密度，t/m；3C0——采煤工作面采出率，中厚煤層取95%。V設(shè)計回采工作工藝為綜采，日進尺數(shù)為5.6m。所以=5.6×330=1848m，0即工作面年推進度為1848m。A因此，一個采煤工作面產(chǎn)量為=200×1848×3.0×1.45×0.95=1.53Mt。0采區(qū)生產(chǎn)能力與采區(qū)內(nèi)同采工作面的個數(shù)有關(guān)，為保證采區(qū)的正常銜接，在一個采區(qū)中同時生產(chǎn)的采煤工作面為1～2個，少數(shù)可達3個，所以，采區(qū)生產(chǎn)能力為：nAKKAB12ii1式中：n——同時生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)；K——采區(qū)掘進出煤系數(shù)，取為1.1左右；1K——工作面之間出煤影響系數(shù)，n=2時取0.95，n=3時取0.9。2本采區(qū)采用2個面，A≈145Mt/a。B3.采區(qū)儲量及服務(wù)年限本采區(qū)儲量豐富，可采儲量為4077.81MtTn=Z/（AC）10Tn——采區(qū)服務(wù)年限，a;Z——采區(qū)可采儲量，Mt；A——采區(qū)生產(chǎn)能力，Mt；C——采區(qū)回采率，%；取1.4；P=4077.81/（145×1.4）=20a。1.1.3井田開拓1.1.3.1概述新興一礦位于七臺河礦區(qū)西部。北部與新立礦、新建礦相鄰；南部到桃七三區(qū)58煤層-600m標(biāo)高；東界為F斷層，與桃山礦相連；西部以F斷層#1114為界，與東風(fēng)礦相鄰。東風(fēng)礦年產(chǎn)1.20Mt1.80Mt1.1.3.2影響本設(shè)計礦井開拓方式的原因及其具體情況井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括：1.2.地形地貌和地面外部條件；3.煤層賦存和開采技術(shù)條件；4.技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；5.施工技術(shù)和設(shè)備條件；6.總體設(shè)計和礦井生產(chǎn)能力要求等。對以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。影響本設(shè)計井田開拓方式的具體因素如下：1.地表因素礦區(qū)地形屬于漫崗及丘陵地形，地勢特點西高東低，地表平均標(biāo)高+170m～240m。2.煤層賦存情況整個井田的煤層上部標(biāo)高在+100m，下部標(biāo)高在-600m，東界為F斷層，11與桃山礦相連；西部以F10層可采14煤層，即47、48、49、51、58、606365、67、68層，全區(qū)發(fā)育。煤##########層?xùn)|西走向長約6.9km3.5km平均傾角在18°左右。1.1.3.3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、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生11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)。2.合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。3.合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。4.必須慣徹執(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，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)。1.2采區(qū)地質(zhì)特征1.2.1設(shè)計采區(qū)的位置邊界范圍及采區(qū)煤柱本設(shè)計采區(qū)為中一采區(qū)，位于井田中部。西部以正F斷層為界，東部以3正F斷層為采區(qū)邊界。淺部以＋100m標(biāo)高為界，深部以-150m標(biāo)高為界。走4向長3100m，南北傾斜長700m。采區(qū)煤柱包括采區(qū)范圍內(nèi)的邊界煤柱、斷層煤柱、隔水煤柱等。本采區(qū)采用傾斜長壁聯(lián)合開采，采區(qū)煤柱留設(shè)如下：各煤層在采區(qū)邊界留設(shè)30m煤柱，井田境界處留設(shè)＞20m保護煤柱。1.2.2采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況中一采區(qū)地層傾角平緩，走向變化不大，采區(qū)有一斷層，對開采影響較小，開采煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，即47、48、49、51、####58、60、63、65、67、68煤層。各煤層特征詳見表1-2。######1.3采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1.3.1礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：1.礦井年工作日按330天計算；2.礦井每晝夜三班工作，其中兩班進行采掘工作，一班進行檢修；3.每日凈提升時間16h。1.3.2礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1.大型礦井：120、150、180、240、300、400及以上（Mt/a中型礦井:45、60、90（Mt/a小型礦井：9、15、21、30（Mt/a2.礦井設(shè)計生產(chǎn)能力方案比較新興一礦已查明的工業(yè)儲量為343.365Mt，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱，境界煤柱等京永久煤柱損失量占工業(yè)儲量的10%按礦井設(shè)計規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為85%12儲量為269.14Mt。根據(jù)地質(zhì)報告的資料描述，煤層儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計。并初步確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為1.80Mt/a，2.40Mt/a和3.00Mt/a三個方案，分析論證如下：按照公式P=Z/AK式中，P---為礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Z---井田的可采儲量,Mt；A---為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a；K---為礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.4；計算得：P1=106.8a；P2=80a；P3=64a；2.40Mt/a。1.3.3礦井設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計服務(wù)年限P=Z/AK式中，P---為礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Z---井田的可采儲量,Mt；A---為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a；K---為礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.4；計算得：p=Z/AK=269.14/（240×1.4）=80a。1.4采煤方法及采區(qū)參數(shù)1.4.1.采煤方法的選擇原則：采煤工作是煤礦井下生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。選擇采煤方法應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的礦山地質(zhì)和技術(shù)條件。（1）生產(chǎn)安全（2）經(jīng)濟合理（3）煤炭采出率高減少煤炭損失，是防止煤的自燃，減少井下火災(zāi)，保證和延長采煤工作面和采區(qū)的開采期限，降低掘進率，保證正常生產(chǎn)的重要措施。132.直接影響采煤方法選擇的主要因素有以下五個方面（1）煤層傾角：煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。傾角的變化不僅直接影響采煤工作面的落煤方法，運煤方法，采場支護和長空區(qū)處理等的選擇。而且也直接影響巷道布置，運輸，通風(fēng)和采煤方法各種參數(shù)的選擇（2）煤層厚度（3）煤層的地質(zhì)構(gòu)造情況（4）煤層及圍巖特征（5）煤層的含水性，瓦斯涌出量及煤的自燃情況1.4.3采煤參數(shù)的確定中一采區(qū)共有10層煤,走向長度3100m，傾斜長度約700m，開采水平布置在-150m標(biāo)高處，煤層傾角18°，煤厚2.7m～3.2m，煤層地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層穩(wěn)定，采區(qū)正常涌水量為157.9m/min，瓦斯涌出量大，煤層有煤塵爆炸3的危險及自燃發(fā)火傾向，但是發(fā)火現(xiàn)象不嚴(yán)重。根據(jù)以上條件及采煤方法的選擇原則，現(xiàn)決定采用走向長壁采煤方法。這種采煤方法具有常量大，效率高，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，巷道掘進量小，回采工序簡單，材料消耗少，成本低以及生產(chǎn)安全等優(yōu)點,容易實現(xiàn)集中生產(chǎn)和高產(chǎn)高效，便于管理。綜上所述，可確定本采區(qū)的采煤方法為走向長壁采煤法，一次采全高。14第二章采區(qū)巷道布置2.1采區(qū)巷道初選方案分析2.1.1區(qū)段劃分的關(guān)鍵，也有利于減少煤炭損失，提高采出率。區(qū)段斜長為區(qū)段采煤工作面的長度，區(qū)段煤柱寬度及區(qū)段上下平巷的寬度之和，區(qū)段的走向長度即采區(qū)的走向長度。2.1.2采區(qū)上山布置采區(qū)上山布置，受煤層厚度、采區(qū)服務(wù)年限及產(chǎn)量、瓦斯涌出量、煤層頂?shù)装鍘r性等因素的影響，應(yīng)綜合考慮上述因素，使上山布置方案在技術(shù)上可行，在經(jīng)濟上合理。1.上山條數(shù)的確定滿足采區(qū)運輸、通風(fēng)和行人的需要，考慮該礦井為高瓦斯礦井，為安全起見，擬布置三條上山，分別為軌道上山，運輸上山和回風(fēng)上山，為了實現(xiàn)兩翼布置開采及生產(chǎn)均衡的要求，三條上山大致位于采區(qū)走向中央，間距大致為15米。2.上山位置的選擇采區(qū)上山的位置，有布置在煤層中或底板巖石中的問題以及相對于煤層群的上部、中部或下部的問題。（1）煤層上山優(yōu)點：掘進容易、費用低、速度快、聯(lián)絡(luò)巷道工程量少。缺點：煤層上山受工作面采動影響較大，生產(chǎn)期間上山的維護困難，需要金屬可伸縮支架，煤柱留設(shè)多。適用條件：開采薄或中厚煤層的單一煤層采區(qū)，采區(qū)服務(wù)年限短；煤層頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)定，煤質(zhì)在中硬以上，上山不難維護；為部分煤層服務(wù)的，維護期限不長的專用通風(fēng)或運煤上山。（2）巖石上山優(yōu)點：維護狀況良好，維護費用低，煤柱留設(shè)少。缺點：掘進困難，聯(lián)絡(luò)巷道工程量大。適用條件：對單一厚煤層采區(qū)和聯(lián)合準(zhǔn)備采區(qū)，在未采用可伸縮金屬支架的情況下，為改善維護條件，將上山布置在煤層底板巖石中。15上山的情況，本設(shè)計采區(qū)就上山布置方式提出如下三種方案：方案一：三條煤層上山方案二：兩巖一煤上山方案三：三條巖石上山下面對于這三種采區(qū)上山布置方案進行技術(shù)評價。（1）三條煤層上山布置方案該方案將軌道、運輸、通風(fēng)上山布置在47煤層中，由于受采動影響，維#護這三條上山較為困難；且留設(shè)大量保護煤柱。故該采區(qū)布置三條煤層上山的方案在技術(shù)上不合理。（2）兩巖一煤上山布置方案該方案將運輸上山和軌道上山布置在煤層底板巖石中，將回風(fēng)上山布置在煤層中，該方案在技術(shù)上可行。（3）三條巖石上山布置方案該方案將軌道、運輸、回風(fēng)上山布置在煤層底板巖石中，對于本采區(qū)，該方案在技術(shù)上適合本采區(qū)。根據(jù)本設(shè)計采區(qū)實際情況，布置三條巖石上山。2.1.3采區(qū)車場布置1.采區(qū)車場和硐室的設(shè)計應(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行全面考慮確定。2.裝車站線路設(shè)計根據(jù)裝車站所在的位置不同，大巷裝車站線路又分為通過式和盡頭式兩種。由于本采區(qū)位于位于井田西界，無鄰近采區(qū)，因此裝車站線路選為大巷盡頭式。裝車站線路總長度為：L=L+L+L+LL1235式中：L——車場線路長度；L——空車存車線長度；1n——列車礦車個數(shù)；Le——機車長；Lm——列車長度；(3--5)——制動，安全距離；L2——重車線存在長度；16L3——煤倉溜煤閘門至液線道岔長度，L3=Le+0.5Lm；L5——單開道岔長度，大巷軌道中心距離1600。ab=3462mm，=3588mm，單開道岔ZDK622/4/12，α=14o02′10″=7050mm；因為l=4500+17×（3650+3000～5000）=69500～71500mm1l=17×3650=62050mm2l=4500+0.5×3650=6325mm3所以l=70550+62050+6325+7050=14975mm3.輔助提升下部車場采區(qū)輔助提升下部車場是向采區(qū)回采工作面、掘進工作面出煤，運料，通風(fēng)等的運輸站，是采區(qū)下部車場的組成部分。大巷裝車式下部車場的輔助提升多為繞道式。因為本采區(qū)傾角較大，所以采用頂板繞道。斜面線路采用ZDC622/3/6道岔，α=18o26′06″，a=2260mmb=2800mm，l=4964mm車場雙道中心線間距為1600mm12000mm）L=α+B+T=2200+1600/2ctgα/2+Rtgα/2=9077對水平投影長：L=LCOSθ=9077×COS25o=8226ˊ對對（1）豎曲線計算：詳見圖4-1。β軌道上山β運輸大巷T圖4-1頂板繞道式車場起坡點位置計算圖Y=hcotβ(1)017L=Y+T+d+R(2)D11式中：h——大巷通過線軌面至軌道上山軌面之間的垂線距離，一般為15m～20m，取20m；β020o～25o，取20o；TD——低道豎曲線切線長度，取TD=5m；d1——平豎曲線之間插入直線段，取2.5m；R1——繞道內(nèi)側(cè)彎道曲線半徑，取12m；Y——大巷通過線與軌道上山低道豎曲線切線交點的距離，m；L——車場繞道內(nèi)側(cè)線路的水平距離，m；計算得：Y=20×cot20o=61.55,取62m；L=62+5+2.5+12=81.5m；（2）下部車場線路見下圖4-2：圖4-2下部車場線路圖L=L-R-L-d-n(3)(4)11kL=L-d-l-3.14×R22ZD11118X=m+2R+S/2+L2式中：L——繞道出口端存車線直線段長度，m；(5)11L——存車線兩彎道之間的直線段長度，m；2L——繞道內(nèi)側(cè)線路存車線長度，m；ZDd——平曲線與道岔之間的插入段，一般取2m；2L——單開道岔平行線路聯(lián)接長度，m；kn、m——由單開道岔非平行線路聯(lián)接公式求得，m；S——空、重車線摘掛鉤點活動板的雙軌中心距，m；X——繞道出口交岔點道岔基本軌起點G至軌道上山軌道中心距，m；S——空、重車存車線非摘掛鉤段雙軌中心距，m；1已知：d=2m,L=9m,R=12m,m=25m,n=15m,L=83.68m,d=2.5m,S=1.6m,S=1.6m12k1ZD計算得：L=81.5-12-9-2-15=43.5m；11L=159.68-2.5-43.5-3.14×12=76m；2X=25+2×12+1.6/2+76=125.8m。2.1.4煤倉形式容量及支護1.煤倉形式按照煤倉倉體傾角的不同，煤倉可分為垂直式，傾斜式和垂直—傾斜混合式三種形式。在煤倉容量和斷面一定的情況下，當(dāng)煤倉高度不受限制時，宜采用垂直式；當(dāng)煤倉高度受到限制時，傾斜式和混合式可增加倉體的長度，由于本采區(qū)采用溜煤眼溜煤，煤倉高度不會受到限制，所以煤倉形式采用垂直式。由于圓形斷面利用率高，不易形成死角，便于維護，施工方便，施工速度快。因此，垂直煤倉為圓形斷面，自由降落式。2.煤倉容量采區(qū)煤倉容量的大小與采區(qū)生產(chǎn)能力、大巷運輸設(shè)備的型號、采區(qū)距井底車場的距離、每列車裝載量、大巷通過能力及運輸調(diào)度的管理水平有關(guān)。煤倉容量的大小應(yīng)于采區(qū)生產(chǎn)能力和列車裝載運行的間隔時間相適應(yīng)。一般采區(qū)煤倉按表4-1選?。罕?-10.3--0.45100--200190.45--0.60.6--1.001.00以上200--300300--500大于500煤倉容量過大，不但其利用率不高，而且經(jīng)濟上也不合理，布置和施工也比較困難；但是如果煤倉容量過小，有不能起到調(diào)節(jié)生產(chǎn)的作用，往往因礦車周轉(zhuǎn)不及時，使煤倉堆滿而造成停產(chǎn)。因此，必須合理地確定煤倉容量。其方法是按采區(qū)生產(chǎn)持續(xù)時間計算煤倉容量Q。Q=(A-A)TKg式中：A----采區(qū)高峰生產(chǎn)能力，gNbt/h，885t/h；t/h，521t/h；gA----裝車站通過能力，NT-----采區(qū)高峰生產(chǎn)持續(xù)時間，h，機采可取1.0～1.5h；gK-----不均勻系數(shù)，機采，1.15～1.20；bQ=（885-521）×1.5×1.2=656t。3.煤倉支護煤倉的結(jié)構(gòu)包括煤倉上部收口、倉身、下口漏斗及閘門基礎(chǔ)，溜口和閘門裝置。為了保證上口安全和改善煤倉上口的受力情況，需要以混凝土收口注成圓臺體。為防止大塊煤、矸石、廢木料等進入煤倉，造成堵塞，可在收口處設(shè)鐵篦。鐵篦用舊鋼軌或工字鋼做成，篦孔大小約200mm左右，當(dāng)大塊煤較多時，還可安設(shè)破碎機。煤倉上口應(yīng)高出巷道底板，防止水流入倉內(nèi)。倉身采用錨噴支護。煤倉下口要用混凝土砌筑圓臺體收口，收口斗倉為圓錐形。為了經(jīng)久耐用，在收口處可采用鐵屑混凝土澆灌或鋪設(shè)密集舊鋼軌。為了大巷安全，煤倉與大巷連接處必須加強支護。應(yīng)在煤倉下部收口四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁，灌入混凝土，并與大巷支護連為一體。2.1.5采區(qū)硐室簡介采區(qū)硐室包括采區(qū)變電所，采區(qū)絞車房和井下空氣壓縮機硐室。1.采區(qū)變電所采區(qū)變電所的位置應(yīng)選擇在頂板穩(wěn)定、地壓較小、通風(fēng)良好、無淋水的地點，以利硐室的維護和設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，在滿足設(shè)備布置要求的前提下，應(yīng)盡量減少硐室的工程量，降低工程費用。為了便于向采區(qū)各個用電點供電，在采區(qū)內(nèi)，變電所的位置應(yīng)選在采區(qū)用電負荷的中心，使各翼的供電距離基本相等，保證在該區(qū)域內(nèi)最遠距離的設(shè)備能夠正常啟動。為了便于設(shè)備的運輸，變電所的位置應(yīng)設(shè)在鋪設(shè)軌道的巷道附近。因此，變電所一般是設(shè)置在20采區(qū)上山或石門附近的穩(wěn)定圍巖中。采區(qū)變電所的尺寸由硐室內(nèi)設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、設(shè)備間距以及設(shè)備與墻壁間距等因素確定。2.采區(qū)絞車房采區(qū)絞車房主要依據(jù)絞車的型號及規(guī)格，基礎(chǔ)尺寸，絞車房的服務(wù)年限和所處圍巖性質(zhì)等進行設(shè)計。絞車房的位置應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定、無淋水、礦壓小和易維護的地點；在滿足絞車房的施工、機械安裝和提升運輸要求的前提下，絞車房盡量靠近變坡點，以減少巷道工程量；絞車房與鄰近巷道留有足夠的巖柱，以利絞車房的維護。絞車房的布置原則：在保證安全生產(chǎn)和易于檢修的條件下盡可能布置緊湊，以減少硐室工程量。絞車基礎(chǔ)前面和右側(cè)與硐壁的距離要考慮能進出電動機；后面以能布置部分電氣設(shè)備后尚能適應(yīng)司機活動，并能從后面行人；左側(cè)只考慮行人方便與安全。3.井下空氣壓縮硐室空氣壓縮機硐室設(shè)在維巖穩(wěn)定、無淋水、有新鮮風(fēng)流通過的主要巷道內(nèi)。機電硐室的溫度不要超過30°C硐室斷面為半圓拱形，用全料、石拱料面砌筑,條件允許的地方用錨噴支護。2.1.6采區(qū)工作面的接續(xù)1.確定工作面接續(xù)的幾個原則：（1）改善巷道維護條件,減少維護工程量；（2）減少漏風(fēng),防止煤層自燃發(fā)火；（3）健全采區(qū)系統(tǒng),有利于采準(zhǔn)工作。2.工作面接續(xù)的確定區(qū)段回采順序為由上向下即下行式,區(qū)段內(nèi)回采順序為后退式,煤層的開采順序為下行式，詳見表4-2。表4-2采區(qū)工作面接續(xù)圖表21工作保有可采生產(chǎn)采區(qū)面編儲量08號11161117接西一采區(qū)1123中二采區(qū)112611274264151128接西二采區(qū)2.2確定采區(qū)巷道布置的可行方案2.2.1井硐形式和數(shù)目新興一礦采用一對立井開拓，即主井、副井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進風(fēng)井。2.2.2井硐位置及坐標(biāo)井筒確定在坐標(biāo)X=5070500，Y=85500附近理由是：1.地處井田儲量中央：井筒距北部邊界1.3km，南部邊界1.7km，西部邊界3.3km，東部邊界4.6km；2.有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+150m，地面坡度不足2°；3.交通條件好：靠近城密公路，井口距公路1500m；4.有較好的居名點條件：工人村距井口400m左右。221）主井井口坐標(biāo)為：X=5070579AY=85689A（2）副井井口坐標(biāo)為：X=5070518BY=85760B主井井口標(biāo)高為+185m，副井井口標(biāo)高為+185m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深435m，副井井深435m，兩井筒中心線間距為60m，提升方位角為25°，主井井筒直徑6.5m，副井井筒直徑6.5m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450mm。2.2.3水平數(shù)目及高度新興一礦采用多水平開拓,擬定第一水平為-150m,本井大部分采區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在+100,階段垂高為250m,實行上山開采。第二水平擬定標(biāo)高為-400m，實行上下山開采。2.2.4石門大巷(運輸大巷回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置1.大巷數(shù)目：二條運輸大巷。2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對于各種大巷布置方式分述如下：（1）煤層大巷：當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護，煤層起伏和斷層、褶皺小時，可保證巷道較為平直，保證運輸設(shè)備運行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點。（2）巖石大巷：優(yōu)點很多，如維護條件好，費用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響。可不留或少留護巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點主要為巖石工程量大，掘進速度慢，投資費用高，建設(shè)工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細致的方案比較才能合理的確定。本設(shè)計井田對大巷布置提出兩種方案：方案一：煤層大巷布置方案二：巖石大巷布置煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點：1．煤層大巷的巷道維護困難，維護費用高；2．當(dāng)煤層起伏褶曲較多時，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機車運行速度受到限制，23運輸能力降低；3．為了便于巷道維護，巷道維護留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大；4．煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性是主要的。在新興一礦井田中，由于47、48、49、煤層間距小且為主采煤###層，51、58、60、63、65、67、68煤層間距小于75米，均可布置巖石集#######中大巷。所以采用方案二：巖石大巷布置。大巷與石門服務(wù)年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設(shè)計基本相同，斷面尺寸詳見圖3-6，圖3-7。輸大3-6大巷斷面圖24圖3-7石門斷面圖2.2.5井底車場形式的選擇井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場設(shè)計是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。1.設(shè)計要求：（1）井底車場通過能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30%；（2）井底車場設(shè)計時，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性；（3）盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場通過能力；（4）應(yīng)該考慮主、副井之間施工時便于貫通；（5）井底車場線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，運行及操作系統(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；（6）為了保護井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。2.立井井底車場的基本類型：（1）環(huán)形式：立式、斜式、臥式；25（2）折返式：梭式、盡頭式。3.井底車場形式選擇：（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）井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護，生產(chǎn)成本低；（3）調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交岔點少；（4）施工方便，各井筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期；（5）當(dāng)大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場；（6）井底車場形式也取決于礦車的類型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè)卸式礦車時，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。綜上所述，結(jié)合本設(shè)計礦井的有關(guān)設(shè)計參數(shù)，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點做簡單比較后，本設(shè)計井田井底車場形式為臥式環(huán)形車場，采用兩翼來車的形式。2.2.6煤層群的聯(lián)系新興一礦煤層群開采時的聯(lián)系方式是分組聯(lián)合開采，即47、48、49、###煤層聯(lián)合開采，51586063656768煤層聯(lián)合開采，準(zhǔn)備巷道為#######10個煤層共用，大巷采用分組集中布置方式。煤層傾角一般在18°左右。2.2.7采區(qū)劃分將井田劃分為若干采區(qū)時應(yīng)該考慮如下原則：1.安全上有特殊要求時，可單面布置；2.采區(qū)走向長度不大，兩翼均不超過1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田境界后退式回采；3.采區(qū)走向長度根據(jù)煤層地質(zhì)條件、開采機械化水平、采區(qū)儲量、生產(chǎn)能力及巷道維護等因素綜合考慮；4.初步設(shè)計一般負責(zé)劃分一水平采區(qū)，需要沿走向全長統(tǒng)一考慮，作到初后期統(tǒng)籌兼顧，全井合理，更有利于初期生產(chǎn)；5.采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，使其適應(yīng)各翼儲量及產(chǎn)量分配；6.采區(qū)劃分要有意識地縮短大巷，又要充分注意人為境界外延的可能性；7.煤層穩(wěn)定、開采條件好、生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當(dāng)增大；8.開采多煤層井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)；結(jié)合上述原則，本設(shè)計井田以井田境界內(nèi)的斷層為界，將整個井田劃分26為6個采區(qū)，詳見圖3-8?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢翀D3-8采區(qū)劃分示意圖2.3方案比較2.3.1井硐形式和井口位置平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點。首先我們應(yīng)該考慮平硐開拓方式是否可行。參照平硐開拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式對本設(shè)計井田不適用，排除采用平硐開拓方式。立井開拓和斜井開拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開拓雖然對工業(yè)廣場布置和井底車場要求很高，但針對本井田的地質(zhì)狀況，綜合開拓方式也可行，應(yīng)該予以考慮。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求，對本井田開拓方式選擇進行比較。1.形式方案比較方案一：雙立井開拓方式,詳見圖3-1。方案二：雙斜井開拓方式,詳見圖3-2。方案三：主立井副斜井開拓方式,詳見圖3-3。27方案二圖3-2雙斜井開拓方式方案一圖3-1雙立井開拓方式方案三圖3-3主立井副斜井開拓方式三種方案在技術(shù)均較合理，三者之間的區(qū)別在于井筒掘進費用以及他們3-1。2.經(jīng)濟比較28表3-1開拓方案經(jīng)濟比較表項目名稱方案一（萬元）方案二（萬元）11096×350×6438×1026×11096×350×10=388.410=660.510=388.411096×330×6438×1026×6438×1026×9634×30×10=48.2-43426×1000×3426×800×3426×800×2050×500×2050×600×2050×500×提升費用150×0.738=110.7總計1328.61861.91480.1從經(jīng)濟比較表可知，雙立井開拓比另外兩種方式投資都少，所以該設(shè)計礦井選擇方案一，采用雙立井開拓方式。井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。在選擇開拓方式的同時，就要考慮各種可能了井口位置。1.井下條件（1）在井田走向方向的儲量中央或靠進中央位置使井田兩翼可采儲量基本平衡，這樣可使走向運輸大巷的運輸費用最低，同時在生產(chǎn)中能保持兩翼均衡生產(chǎn)和采區(qū)的正常接續(xù)，而且巷道維護、通風(fēng)等費用也相應(yīng)降低。（2）在井田傾斜方面：采用單水平開采時考慮上、下山合理的長度，井筒與上山下部運輸大巷靠近，與井底車場形成一體，盡可能不搞石門。采用多水平開拓時，在考慮各水平石門工程量總和小的同時，應(yīng)首先考慮第一水平的開采，然后兼顧其他水平。（3）開拓方式和井口位置選擇時，一定要與初期移交達產(chǎn)采區(qū)的位置及其接續(xù)統(tǒng)一考慮。（4）井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段。同時將井底車場置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強含水層承壓水威脅。（5）盡量減少井筒及工業(yè)場地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開采條29件好的煤層。有條件時可放在無煤帶和煤層無開采價值的地帶。2.地面條件（1）井筒應(yīng)建在比較平坦的地方。在山區(qū)、丘陵地帶要結(jié)合地面生產(chǎn)系統(tǒng)充分利用地形盡量減少土石方工程量。（2）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（3）井口要避開地面滑坡、巖崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)。（4）井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護的要求。（5）工業(yè)場地要少占或不占良田。（6）井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等布局相協(xié)調(diào)，使之有利于生產(chǎn)，方便生活。2.3.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高新興一礦水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個原因:（1）合理的水平服務(wù)年限；（2）煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；（3）生產(chǎn)成本；（4）水平；（5）井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。根據(jù)上述因素，新興一礦設(shè)計提出水平劃分方案如下：方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標(biāo)高-150m，水平垂高250m，二水平標(biāo)高為-400m。一水平實行上山開采，二水平上下山開采。方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標(biāo)高-200m，二水平標(biāo)高-400m，三水平標(biāo)高-600m。各水平均實行上山開采。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后發(fā)現(xiàn)，方案二雖然在技術(shù)上可行，但是在經(jīng)濟上投資較大，各水平的間距較小，儲量不足，接續(xù)較緊張，方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于30年的基本要求，儲量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個開采水平。一水平標(biāo)高為-150m，二水平標(biāo)高為-400m；一水平垂高為400m，二水平垂高為250m；一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采。2.3.3開拓巷道的布置運輸大巷服務(wù)于整個開采水平的煤炭和輔助運輸以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。煤層群開拓時，主要巷道布置方式一般可分為三類：1．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30運輸大巷開采石門與各煤層聯(lián)系。自井底車場開掘主要石門與各分組集中大巷貫通。2．集中布置：在開采近距離煤層群時，只開掘一條水平集中運輸大巷，用采區(qū)石門聯(lián)系各煤層。方案一:分組集中大巷，詳見圖3-4。方案二：集中大巷，詳見圖3-5。東一圖3-4分組集中大巷西一中一東一圖3-5集中大巷31表3-2大巷布置比較表適應(yīng)條件依據(jù)新興一礦的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況,對比可知，新興一礦適合于分組集中大巷布置。2.4采區(qū)準(zhǔn)備工作2.4.1開采順序開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計劃、有步驟地按一定順序進行，做到采掘并舉，掘進先行，因此，要研究采煤和掘進安排特點，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)揮機械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動生產(chǎn)率，簡化巷道布置；4.降低掘進率，減少井巷工程量和基建投資。2.4.1.1沿井田走向的開采順序根據(jù)該設(shè)計礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田雙翼同時32開采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確定生產(chǎn)的連續(xù)性；有利于礦井通風(fēng)、運輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長壁開采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。2.4.1.2沿井田傾向的開采順序在同一煤層內(nèi)，沿傾斜煤層的開采順序，可分為上行式和下行式開采。除近水平煤層外，對于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動影響關(guān)系，一般只采用下行式開采順序。新興一礦屬于傾斜煤層，考慮到本設(shè)計井田內(nèi)共有1047煤層位于最上部，68煤層位于最下部，4748、####49三層煤層分為一組，布置分組集中運輸巷道，根據(jù)其采動影響關(guān)系，采用#下行開采順序。2.4.1.3采區(qū)接續(xù)計劃根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該井田劃分為6個采區(qū)，詳見表3-7。表3-7采區(qū)接續(xù)表采區(qū)服務(wù)年限編號名稱(年)(Mt/a)(Mt)2030405060708040.81中一132.43西二31.9841.233.631.2281.2286東二32.56332.4.1.4“三量控制”情況1.礦井開拓煤量的確定按下式計算：Z=(Z－Z－P)×CdoggZ――開拓煤量，Mt；dd式中：dZ――已開拓范圍內(nèi)的地質(zhì)儲量，Mt；ogZ――地質(zhì)損失，是因為地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不利所造成的損失，g包括含水大、煤層厚度小、斷層多等原因不能采出的儲量，Mt；C――采區(qū)回采率，％；P――開拓煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量，指留設(shè)的臨時和永久dd煤柱,Mt。新興一礦采用集中大巷和采區(qū)石門開拓，開拓煤量指集中大巷掘進過采區(qū)石門50m新興一礦的開拓煤量計算：Z＝(2766.6-217.05-457)×0.85=1778.67Mt。K2.準(zhǔn)備煤量的確定按公式計算：式中：Z＝∑（Z-Z-Z）×CppggZ――準(zhǔn)備煤量，Mt；dpZ――各采區(qū)所圈定的工業(yè)儲量，Mt；pgZ――采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)損失，Mt；gZ――呆滯煤量，即在準(zhǔn)備煤量可采期內(nèi)不能開采的煤量，Mt；d新興一礦的準(zhǔn)量：Z＝(34334.5-2241.55-5181.4)×0.85=22874.8Mt。c3.回采煤量的確定設(shè)計礦井可采期的計算：（1）開拓煤量可采期=期未開拓煤量/當(dāng)年計劃或設(shè)計生產(chǎn)能力=1778.67÷（1.4×240）=5.3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)年平均月計劃產(chǎn)量或平均月計劃能力=22874.8÷（1.4×24）=680.8月>1年，滿足要求。在一般情況下，礦井三量符合上述規(guī)定即能達到平衡，并有一定的合理儲備，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)過以上計算可“三量”及可采期滿足設(shè)計規(guī)范要求，可以移交生產(chǎn)。342.4.2采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序本設(shè)計采區(qū)的準(zhǔn)備方式為采區(qū)式準(zhǔn)備的多層準(zhǔn)備方式，由運輸大巷掘進采區(qū)下部車場，構(gòu)筑運輸、軌道、通風(fēng)三條上山，到達采區(qū)上部邊界，掘進采區(qū)上部中部甩車場，軌道、通風(fēng)上山到達地面，然后掘進區(qū)段上下平巷，掘開切眼，形成工作面進行回采。各巷道及硐室的規(guī)格質(zhì)量經(jīng)檢驗合格后，即可安裝機電設(shè)備移交生產(chǎn)。2.4.2.1采區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護方式采區(qū)的主要巷道包括運輸上山、軌道上山、通風(fēng)上山及上下區(qū)段平巷。兼于安全生產(chǎn)，回風(fēng)、運輸平巷均采用錨噴支護。見圖4-3。1200900圖4-3主要巷道斷面示意圖35第三章回采工藝設(shè)計3.1井田境界3.1.1井田周邊情況北界與新立礦、新建礦相鄰；南界到桃七三區(qū)58煤層-600m標(biāo)高；東界#為F斷層，與桃山礦相連；西部以F斷層為界，與東風(fēng)礦相鄰。14113.1.2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.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間；3.要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物；4.井田要有合理的走向長度，以利于機械化程度的不斷提高。3.1.3井田未來發(fā)展情況新興一礦遠景儲量開發(fā)區(qū)為桃七三區(qū)，位于本礦區(qū)南部2.5km處，桃七三區(qū)的勘探區(qū)范圍為：東與桃山礦生產(chǎn)區(qū)相鄰；西部以F斷層為界；北與新14興礦生產(chǎn)區(qū)相鄰；南以F斷層為界。東西走向長6.5km，南北傾斜寬2.5km，8面積約6.25km。23.2選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設(shè)備1.采工藝主要包括落煤、裝煤、運煤、工作面支護和采空區(qū)處理五個方面。根椐本采區(qū)地質(zhì)情況，結(jié)果礦井生產(chǎn)系統(tǒng)安排回采作如下；（1）落煤，采用傾斜長壁采煤法，使用雙滾筒采煤機割煤，工作面端頭割三角煤斜切進刀方式，雙向割煤往返一次割兩刀，截深0.8m；（2）裝煤，采煤機落煤以后直接落入刮板輸送機中，浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機中；（3）運煤，由刮板輸?shù)罊C經(jīng)轉(zhuǎn)載機膠帶輸送機運到采區(qū)煤倉，然后由大巷裝車站運于井底車場；（4）工作面支護，工作面內(nèi)部用，工作面端頭支護用，并采用超前支護方式，超前20米左右，主要原因則由于其對地質(zhì)條件適應(yīng)性強，而且有利于機頭與架子的穩(wěn)定；（5）采空區(qū)外理方法有全部垮落法、緩沖法、刀柱法和充填法。本采區(qū)井炎黃子范圍內(nèi)沒有鐵路、良田及需要保護的特殊建筑物，無須對頂板進行二次處理，故采用全部垮落法處理采空區(qū)。2.回采工藝中使用的機械設(shè)備。回采工作面中使用機械設(shè)備主要有采煤機，刮板輸送機，液壓支架，膠帶輸送機等，詳見表5-1。36表5-1主要設(shè)備表數(shù)量型號組臺19臺1臺22臺1臺53臺1臺臺1臺1臺27臺1臺28根3.2.1選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動組織形式采煤工作面循環(huán)方式和工作面勞動組織分別見表5