畢業(yè)論文-屯留3#煤層礦井設(shè)計(jì)

屯留井田位于山西省屯留、襄垣縣境內(nèi)，潞礦集團(tuán)的西部，礦區(qū)對(duì)外交通有太(原)焦(作)鐵路、邯(鄲)長(zhǎng)(治)鐵路和太(原)洛(陽)公路。太焦鐵路經(jīng)礦區(qū)東部由北向南通過，太焦鐵路的夏店站距潞礦集團(tuán)約7km,距五陽站16km。以夏店站為起點(diǎn)距太原市約230km,距焦作市約204km,距邯鄲市約216km。本礦選煤廠裝車站距邯長(zhǎng)鐵路長(zhǎng)治北站約29km。屯留礦井在潞礦集團(tuán)西南23km處的后莊村北，距長(zhǎng)治市約35km,距常村礦約11km。屯留縣城在井田東南部6km處，有公路通往太原、臨汾、長(zhǎng)治等市。交通比較方便。礦井交通位置見圖1-1。武鄉(xiāng)縣武鄉(xiāng)縣沁縣襄垣縣潞城縣微子鎮(zhèn)長(zhǎng)治北林縣長(zhǎng)子縣長(zhǎng)治縣涉縣屯留井田位于太行山中段西側(cè)，長(zhǎng)治盆地西部。井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋。北部西部邊緣為高原丘陵地帶，沖溝發(fā)育，地形復(fù)雜，僅溝底有零星基巖出露。中部絳河由西向東流入漳澤水庫，形成河谷階地。南部及工業(yè)場(chǎng)地附近地形較平緩，總體上地勢(shì)為西北高，東南低，井田內(nèi)最高點(diǎn)在北部的老干莊東南的白云山(+1113.1m),最低點(diǎn)在屯留縣南側(cè)1Km的絳河河灘處(+906.3m),工業(yè)場(chǎng)地和東風(fēng)井場(chǎng)地地面標(biāo)高在十950～+970m之間。圍內(nèi)主要河流為絳河，為海河水系濁漳河的支流。由西向東穿越井田，注入漳澤本區(qū)屬典型大陸性氣候，干燥多風(fēng)，四季分明，年平均氣溫8.9℃,日最高年平均降水量為583.3mm,最大917.0mm,最小414.0mm,雨季集中在7、8、9三個(gè)月，日最大降水量109.7mm。年平均蒸發(fā)量為1755.3mm(高于降水量2.01倍);最高為1996.3mm,最低為年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，夏季風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，最大風(fēng)速為17m/s,最大風(fēng)壓為冰凍期為每年10月末到翌年4月，最大凍土深度為0.75m。表1-1井田地層特征表地層地層代號(hào)地層厚度最小~最大平均系統(tǒng)組第四系Q為黃褐色含砂亞粘土夾粉砂、細(xì)砂、中砂及粗砂和礫石組成，頂部為耕植土。疊系下統(tǒng)劉家溝組巖疊系上統(tǒng)石千峰組上部為紫紅色泥巖，夾灰色結(jié)核灰?guī)r；中、下部為黃綠、磚紅色中及粗粒砂巖上石盒子組上部為灰綠~紫紅色灰黃、灰白砂巖與泥巖互層；中部為泥巖、粉砂巖和細(xì)、中粗砂巖；下部為灰色粘土泥巖與砂巖互層下統(tǒng)下石盒子組頂部為鋁質(zhì)泥巖，含錳、鐵質(zhì)；中部為中粒砂巖夾細(xì)粒砂巖，中、下部為細(xì)砂巖與泥巖互層，偶見薄煤層；底部為中粒砂巖，含菱鐵質(zhì)結(jié)核山西組中部為粉砂巖、中粒砂巖及砂質(zhì)泥巖；中下部為3號(hào)煤層；下部為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖炭系上統(tǒng)太原組為下部含煤地層，巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖、石灰?guī)r及煤層。9、12、15-2、15-3號(hào)煤層位于本組的下部中統(tǒng)本溪組上部為泥巖、粉砂巖互層，中、下部為粘土泥巖及磚灰色鋁質(zhì)泥巖，底部局部發(fā)育有透鏡狀鐵礦層陶系中統(tǒng)峰峰組一般20m局部為含煤地層之基底，上部為灰~深灰色石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、中部為灰色石灰?guī)r，下部為灰色、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造潞安礦區(qū)位于沁水煤田東部中段，處于華北斷塊區(qū)呂梁～太行斷塊沁水塊坳東部次級(jí)構(gòu)造單元的沾尚~武鄉(xiāng)~陽城北北東向褶曲帶中段，晉獲斷裂帶西側(cè)。礦(2)地層井田內(nèi)及其外圍廣為第四系黃土覆蓋，僅北部及西部溝谷中有二疊系上統(tǒng)上石盒子組，石千峰組及三疊系下統(tǒng)劉家溝地層出露。井田內(nèi)地層從新至老有第四礦區(qū)主構(gòu)造線近南北，以褶曲為主，向斜緊密，背斜開闊，斷裂較少，地層表1-2主要褶曲特征表順序褶曲名稱位置產(chǎn)狀走向傾角(度)長(zhǎng)度1坪村向斜位于井田西部，北自賈莊，往南經(jīng)岳底、坪村至西莊，貫穿全井田72余吾背斜往南經(jīng)余吾鎮(zhèn)、魏村至吳家莊東部11西部73余吾向斜位于井田中部，北自北莊，往南經(jīng)秦莊被F27正斷層所截4蘇村背斜位于井田東部，北自安溝村西經(jīng)劉村、后蘇村、屯留縣城往南為北段偏中、南段東部9西部55屯留向斜往南經(jīng)東河北在堰槽村被東賈正斷層所截中、南段井田內(nèi)揭露的斷層共33條，其中正斷層10條，逆斷層23條。落差大于30m的斷層有9條(包括井田南、北邊界斷層),30～10m的斷層有20條，落差小于10mm的有4條。斷層特征詳見表1-3。表1-3斷層特征表序號(hào)名稱性質(zhì)產(chǎn)狀最大落差控制點(diǎn)數(shù)及品級(jí)查明程度備注傾向傾角(度)ABC1余吾西逆斷層逆E311基本查明含1個(gè)孔褶曲以北北東～南北向?yàn)橹?，貫穿全井田的褶曲自西向東依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、蘇村背斜及屯留向斜。其中以西部的坪村向斜和東部的蘇村背斜構(gòu)成井田內(nèi)煤層起伏的基本形態(tài)。另外，還有東鄧向斜和墻則背斜。井田主要褶曲特征見表1-3。此外，井田內(nèi)有陷落柱6個(gè)，其主要特征見表1-4。(1)含水層及其水文地質(zhì)特征井田內(nèi)鉆孔揭露的含水層為10層，其中中奧陶統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層(I)、二疊系下統(tǒng)山西組3號(hào)煤頂板砂巖裂隙含水層組(IV～VⅡ)、基巖風(fēng)化帶裂隙含水層(IX)對(duì)建井和開采3號(hào)煤層有一定影響，第四系孔隙含水層(X)對(duì)立井施工有較大影響。其它5個(gè)含水層屬弱含水層，對(duì)礦井開采影響甚微。對(duì)礦井施工和開采有影響的5個(gè)含水層自下而上分?jǐn)⑷缦拢?)中奧陶統(tǒng)峰峰組O2f石灰?guī)r巖溶裂隙含水層(I)泥巖等組成。上部60m巖溶裂隙不發(fā)育，下部有串珠狀小溶孔；但連通性差。結(jié)井田內(nèi)奧灰延深孔除701號(hào)孔因發(fā)生孔內(nèi)事故外，其余見明顯含水層的鉆孔水位標(biāo)高均與區(qū)域水位標(biāo)高一致(+600m)而未見明顯含水層的鉆孔則水位標(biāo)高差2)二疊系下統(tǒng)山西組含水層組(IV~VⅡ)本含水層組為碎屑巖裂隙含水層組，包括K7(VI)、3號(hào)煤層頂板(VI)及K8砂水層是3號(hào)煤層直接充水含水層。根據(jù)抽水試驗(yàn)及鄰礦排水資料，該含水層富水表1-5有關(guān)鉆孔奧灰水靜水位標(biāo)高表見明顯含水層未見明顯含水層孔號(hào)水位標(biāo)高3)基巖風(fēng)化帶裂隙含水層(IX)由于基巖風(fēng)化程度受構(gòu)造、巖性、埋藏深度及氣侯等條件的影響，其富水性差異較大，裂隙發(fā)育程度也不同，厚度一般為50～70m,沿絳河兩岸可達(dá)150m,由于被第四系覆蓋，此含水層局部具承壓性，局部地段直接與第四系含水層發(fā)生水力聯(lián)系或出露地表，受大氣降水影響明顯。鄰近的常村礦井，井筒施工至本含水層時(shí)，涌水量達(dá)278m3/h。4)第四系孔隙含水層(X)除井田北部基巖裸露區(qū)外廣泛分布，由北到南逐漸加厚，最大厚度達(dá)139.48m,平均44.53m,由粘土、砂質(zhì)粘土及粗～粉砂及砂礫組成。富水性由砂、礫層(2)井田內(nèi)主要隔水層1)石炭系上統(tǒng)太原組底部及中統(tǒng)本溪組隔水層由泥巖、鋁質(zhì)泥巖、鐵質(zhì)泥巖及局部夾砂巖透鏡體組成、透水性差，厚度為8.32～44.45m,平均20.76m。不整合于峰峰組灰?guī)r巖溶裂隙含水層之上，阻隔其2)二疊系砂巖含水層層間隔水層(3)斷層及陷落柱的導(dǎo)水性斷層F24、F25正斷層，對(duì)初期開采無影響。井田北中部有余吾、前蘇村逆斷層，斷距分別為10～98m和46m,經(jīng)抽水試驗(yàn)，均顯現(xiàn)隔水性質(zhì)，但由于抽水試驗(yàn)位置有(4)含水層的補(bǔ)給、逕流、排泄條件第四系含水層主要接受大氣降水的補(bǔ)給，其次是與下伏基巖風(fēng)化帶的相互補(bǔ)基巖風(fēng)化帶含水層，主要接受第四系及大氣降水的補(bǔ)給，在井田中南部第四煤層直接充水含水層為山西組、太原組含水層。井田內(nèi)均無出露，補(bǔ)給條件差，且與上覆風(fēng)化帶、第四系含水層，下伏奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層均有一定厚度的隔水層相隔，含水層組中夾數(shù)層隔水層形成平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，若無構(gòu)造溝通或未遭受破壞，則各含水層相對(duì)獨(dú)立，水力聯(lián)系微弱。地下水運(yùn)動(dòng)主要以層間逕流為主，在斷層或陷落柱附近，可能會(huì)與其1)常村礦井1995年投產(chǎn)，開采+520m水平，現(xiàn)礦井排水量在1000m3/d以上，大巷穿過2)王莊礦井目前開采+630m水平，其充水水源主要為3號(hào)煤層頂板砂巖裂隙含水層及下石盒子組砂巖裂隙含水層。歷年來，隨著開采面積的增大和深度的增加，涌水量(6)井田充水因素3號(hào)煤層主要受其頂板砂巖裂隙含水層的影響，由于開采時(shí)形成導(dǎo)水裂隙帶，使其成為間接充水含水層。但導(dǎo)水裂隙帶均根據(jù)鄰近五陽礦7307工作面河下試采資料，深厚比大于22即可以安全采煤，而沿絳河兩岸的鉆孔資料表明，其深厚比均大于30,因此，在無其它因素影響下，受斷層的影響，局部奧灰?guī)r溶裂隙含水層抬升，縮短了奧灰與煤層的間距或使3號(hào)煤層與奧灰直接接觸，加之奧灰?guī)r溶水高水頭壓力的作用，奧灰?guī)r溶裂隙含水層在局部地段也可能成為3號(hào)煤層的充水水源之一。如余吾逆斷層，前蘇村逆斷層，文王山南正斷層，東賈及F?4、F?s正斷層等位置。計(jì)算范圍為初期采區(qū)，開采煤層為3號(hào)煤層北至7勘探線，南至12勘探線，東為井田邊界，西以經(jīng)線38395000為界，面積約2.6×107m2。正常涌水量采用水文地質(zhì)比擬法結(jié)果，取533m3/h,最大涌水量按800m3/h表1-6可采煤層煤層地質(zhì)特征表地層煤層編號(hào)最小~最大一般煤層結(jié)構(gòu)最小~最大平均煤層穩(wěn)定程度頂?shù)装鍘r性可采情況煤的容重頂板底板二疊系山西組3含夾矸1~3層穩(wěn)定粉砂巖泥粉砂巖全井田可采潞礦集團(tuán)漳村、五陽、石圪節(jié)、王莊四對(duì)生產(chǎn)礦井目前開采深度較淺，均屬低瓦斯礦井，未發(fā)生過瓦斯爆炸及突出事故，煤層埋藏較深的常村礦為高瓦斯礦方法，經(jīng)計(jì)算屯留礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為12m3/t(但在礦井的初期開采區(qū)域，礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為9.28m3/t)。所以，屯留礦井屬高瓦斯礦井。(1)鉆孔煤層瓦斯在歷次地質(zhì)勘探中，共對(duì)近100個(gè)鉆孔用解吸法進(jìn)行了瓦斯采樣，井田內(nèi)主要煤層瓦斯含量與成分測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1-7。據(jù)煤層瓦斯成分，本井田瓦斯分帶應(yīng)為沼氣帶，僅局部為氮?dú)狻託鈳АＣ簩犹?hào)瓦斯含量23(2)井田瓦斯地質(zhì)分析綜合瓦斯測(cè)試結(jié)果看，主要煤層瓦斯含量較高，其最大值可達(dá)21.05ml/g.r。并且上部3號(hào)煤層瓦斯含量略高于下部的15號(hào)煤層。分析其原因主要為：1)煤層的偽頂為泥巖、炭質(zhì)泥巖組成，直接頂多為泥巖、粉砂巖、局部為中、細(xì)砂巖。易賦存瓦斯。2)褶曲：從3煤層甲烷含量等值線圖來看，較高的甲烷含量點(diǎn)多分布在向斜兩翼，推測(cè)向斜軸部瓦斯含量有可能進(jìn)一步增大。較低的瓦斯含量點(diǎn)多分布在背斜部位，同時(shí)也受煤層頂板巖性變化的影響。3)斷層：本井田斷層較發(fā)育，大小斷層多達(dá)33條，且以逆斷層為主，斷層落差在8～270m之間。主要分布在井田的中部。由3煤層甲烷含量圖等值線來看，斷層附近鉆孔甲烷含量一般較低。(3)瓦斯涌出來源分析3號(hào)煤開采時(shí)瓦斯主要來自本煤層。(4)地質(zhì)報(bào)告中瓦斯涌出量預(yù)測(cè)及概算的瓦斯儲(chǔ)量3號(hào)煤層為主采煤層，瓦斯涌出量與含量之比一般為1.5～2.5倍，根據(jù)井田新建井設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)量及3號(hào)煤層瓦斯含量變化情況，選取中間值2作為系數(shù)去乘以各孔瓦斯含量，可計(jì)算出各孔處的瓦斯涌出量。概算3號(hào)煤層瓦斯儲(chǔ)量為101.60(5)瓦斯突出預(yù)測(cè)地質(zhì)報(bào)告中采用煤科總院撫順分院的計(jì)算方法，計(jì)算出3號(hào)煤層屬非突出危各煤層火焰長(zhǎng)度在3～15mm之間，撲滅火焰的巖粉量為5～50%。各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。3號(hào)煤層屬不自燃煤層。井田內(nèi)恒溫帶深度約為40m,溫度為9.5℃,略高于該地區(qū)常年平均氣溫(8.9℃),本井田平均地溫梯度為1.8℃/100m,屬地溫正常區(qū)。2井田境界和儲(chǔ)量屯留井田位于太行山中段西側(cè)，長(zhǎng)治盆地西部。井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋。北部西部邊緣為高原丘陵地帶，沖溝發(fā)育，地形復(fù)雜，僅溝底有零星基巖出露。中部絳河由西向東流入漳澤水庫，形成河谷階地。南部及工業(yè)場(chǎng)地附近地形較平緩，總體上地勢(shì)為西北高，東南低，井田內(nèi)最高點(diǎn)在北部的老干莊東南的白云山(+1113.1m),最低點(diǎn)在屯留縣南側(cè)1Km的絳河河灘處(+906.3m),工業(yè)場(chǎng)地和東風(fēng)井場(chǎng)地地面標(biāo)高在十950～+970m之間。井田走向較長(zhǎng)，平均走向長(zhǎng)度約為10km;井田傾向長(zhǎng)度平均約為6.5km,井田大致呈矩形分布。煤層較平緩，近水平分布，傾角為3~15°煤層厚度大約為式中：Q—煤炭資源儲(chǔ)量(噸)s—煤層水平投影面積(平方米)m—煤層利用厚度(米)d—煤層容重值(噸/立方米)屯留礦的水平投影面積為：10000m*6500m煤層利用厚度為：5.99m煤層容重值：1.39t/m3所以該煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量為：10000*6500*1.39*6.02=541196500t2.3井田可采儲(chǔ)量表2-1工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)表本礦井井型為180萬噸/年，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為：設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)形狀為長(zhǎng)方形長(zhǎng)為450m,寬為400m,圍護(hù)帶寬度為15m+950～+970m;按照+960設(shè)計(jì)。井田內(nèi)及其外圍廣為第四系黃土覆蓋，僅北部及西部溝谷中有二疊系上統(tǒng)上石盒子組，石千峰組及三疊系下統(tǒng)劉家溝地層出露出，表土層厚0~139.48m平均為44.53m,按照44.53m設(shè)計(jì)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15m寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積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)m?.n?起在表土層以o=45度劃兩條保護(hù)線，即m?m?,n?n?。然后在基巖中于下山和過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δ=75°作保護(hù)線，求得沿走向的煤柱邊界A′B和C′D′,將n和A′B′,C′D′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)算地面標(biāo)高960m。經(jīng)計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)煤柱梯形高為757.8m。S=1/2×(623.8+694.8)×2.3.2礦井邊界煤柱煤量一般井田境界每側(cè)留20～30m寬度的煤柱，根據(jù)屯留礦井地質(zhì)條件和煤層特征，初步設(shè)計(jì)邊界煤柱25m。工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱壓煤小于工業(yè)儲(chǔ)量的5%,符合設(shè)計(jì)要求2.3.3斷層保護(hù)煤柱本井田無特大的斷層，只有一些小斷層，所有斷層長(zhǎng)度總為2.9km,斷層每側(cè)留設(shè)保護(hù)煤Z=(Zc-P)CC——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=(541196500-4860000-687003礦井工作制度和生產(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，每天凈提升時(shí)間為16h?！币虼耍O(shè)計(jì)時(shí)按礦井年工作日330d,每天4班作業(yè)，每天提升能力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。初步確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬噸/年。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5.99m,工作面長(zhǎng)度180m,采煤機(jī)截深0.8m,每天進(jìn)6刀，一年330d,工作面回采率97%,則綜采面的生產(chǎn)能力為：=230.3萬噸根據(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Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬t;A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a;3.2.4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。礦井涌水量不大，排水容易，經(jīng)校核礦井的安全條件也滿足礦井生產(chǎn)能力的要求。綜上所述，本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬噸/年。服務(wù)年限167.49年。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4.1井田開拓的基本問題(1)井筒形式的選擇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)盡量采用由于屯留礦里礦井煤層埋藏較深，且傾角較小，所以由于屯留礦里礦井煤層埋藏較深，且傾角較小，所以，本礦井采用立井開拓方式。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。屯留礦井瓦斯涌出量相對(duì)較高，所以設(shè)1個(gè)主井、1個(gè)副井、1個(gè)風(fēng)井。①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。②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③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④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。⑤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⑥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)濟(jì)技術(shù)的合理性。風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇③③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。根據(jù)屯留礦的新井設(shè)計(jì)：產(chǎn)量為180萬噸/年。為保證井下生產(chǎn)時(shí)有足夠的風(fēng)量并考慮司鞏業(yè)以形極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?。壕弮A斜、傾斜煤層急傾斜煤層大、中型礦井小型礦井采用上下山開拓時(shí)，水平垂高可大于250m。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)，可根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)屯留礦井的實(shí)際情況，屯留礦設(shè)一個(gè)水平，帶區(qū)式準(zhǔn)備方式，采用傾斜長(zhǎng)臂采煤法。水平標(biāo)高為+400傾斜長(zhǎng)臂采煤法。水平標(biāo)高為+400m。開采水平布置的原則：②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，③井田走向較短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長(zhǎng)，而煤層厚度又不大、大巷維護(hù)不困難時(shí)；④煤組(或煤系)底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)固、無自然發(fā)火危險(xiǎn)的薄及中厚煤層，經(jīng)技⑤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。動(dòng)線之外，并留出10～20m的安全巖柱。多。但要注意，不要因取直巷道造成大巷維護(hù)不利和開采困難。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)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，留有由于本礦為高瓦斯礦，本礦井的水平大巷布置在地板巖石中?；仫L(fēng)大巷和輔助運(yùn)輸大巷也屯留礦平均傾角在9度左右，符合傾斜長(zhǎng)臂采煤法的應(yīng)用條件，因此，使用傾斜長(zhǎng)臂采煤法。因此，井田內(nèi)要?jiǎng)澐殖扇舾蓭^(qū)，帶去內(nèi)部再劃分成若干分帶。屯留煤礦第一階段劃分為3個(gè)帶區(qū)，每個(gè)帶區(qū)分為18個(gè)分帶，采用多分帶的帶去準(zhǔn)備方式，每六個(gè)分帶組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)。井田范圍內(nèi)采用仰斜和俯斜開采順序。同時(shí)生產(chǎn)4.2礦井開拓設(shè)計(jì)方案比較屯留井田位于山西省屯留、襄垣縣境內(nèi)，潞礦集團(tuán)的西部，井田范圍內(nèi)地面標(biāo)高約為+950～+970m左右，表土層及風(fēng)化帶厚度(垂高)約45m。井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋。南部及工業(yè)場(chǎng)地附近地形較平緩?？傮w上地勢(shì)為西北高，東南低，井田內(nèi)最高點(diǎn)在北部的老干莊東南的白云山(+1113.1m),最低點(diǎn)在屯留縣南側(cè)1Km的絳河河灘處(+906.3m),煤層下一+260m底板等高線為界，工業(yè)場(chǎng)地和東風(fēng)井場(chǎng)地地面標(biāo)高在十950～+970m之間。由于本井田地勢(shì)平坦，表土層45m左右，且煤層埋藏較深，所以，確定采用立井開拓(主的方案都是基于立井開拓?，F(xiàn)在將幾種技術(shù)上均可行的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于下煤層底板下垂距為10m的厚層粉砂巖方案一：優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)上簡(jiǎn)單，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較少，巖巷開鑿少。缺點(diǎn)：采用俯斜開采的時(shí)候存在著下行回風(fēng)的問題，底部瓦斯易積聚；方案二：優(yōu)點(diǎn)在于不存在下行回風(fēng)在技術(shù)上兩方案都可行，但方案一的基建時(shí)間段，投產(chǎn)快，這對(duì)礦井的生產(chǎn)極為有利，況且下行回風(fēng)的問題通過一些技術(shù)改良而得到改善并非行不通。因此，技術(shù)上方案一更加適本礦井在主井、副井、風(fēng)井的施工上，方案二比方案一的井筒都要長(zhǎng)，方案二的通風(fēng)費(fèi)用明顯比方案一高。由于方案二比方案一多了一個(gè)水平，因此在準(zhǔn)備巷道上要比方案一的費(fèi)用高。很明顯，經(jīng)濟(jì)投資上方案二明顯高于方案一。本井田煤層平均傾角9°,采用帶區(qū)式準(zhǔn)備，不設(shè)上下山和石門，車場(chǎng)比較簡(jiǎn)單，在回綜上所述，認(rèn)為方案1和方案2在技術(shù)均可行，但經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較發(fā)現(xiàn)方案1明顯比方案2節(jié)約資金,最終選擇方案1為井田開拓方案。由于本井田儲(chǔ)量非常巨大，而設(shè)計(jì)的礦井年產(chǎn)量較小，因此實(shí)際操作與理論之間有一定的出入(1)設(shè)計(jì)主井井筒斷面圖4-4主井?dāng)嗝鎴D井型180萬噸基巖段毛斷面積井筒直徑提升容器對(duì)16噸箕斗井深井簡(jiǎn)支護(hù)混凝土井壁厚450mm,凈斷面積(2)設(shè)計(jì)副立井?dāng)嗝嫘螤钐卣鲌D4-5副井?dāng)嗝鎴D井型井筒直徑井深凈斷面積基巖段毛段面積表土段毛段面積180萬tm提升容器井筒支護(hù)罐道規(guī)格罐道梁格一對(duì)It雙層四車罐籠混凝土井壁厚充填混凝土厚球扁鋼組合罐道槽鋼2[28b組合懸臂梁井型井筒直徑井深井筒斷面積180萬噸(1)確定井底車場(chǎng)的形式和各種硐室的布置①對(duì)于開采緩傾斜和傾斜煤層的立井和穿巖斜井，當(dāng)井筒距運(yùn)輸大巷距離近時(shí)(如40~60米),可采用臥式環(huán)形車場(chǎng)或梭式車場(chǎng)；井筒距離運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)時(shí)(如大于120米),可采用刀式環(huán)形車場(chǎng)或盡頭式車場(chǎng)；井筒距運(yùn)輸大巷適中時(shí)，選用立式車場(chǎng)；如井筒出車方向與大巷斜交，且距離較近時(shí)，可采用翻武環(huán)形車場(chǎng)；對(duì)中、小型礦井，無論甩車場(chǎng)或平車場(chǎng)，井底車場(chǎng)都可采用梭式車場(chǎng)。開采急傾斜煤層的礦井，可采用刀式環(huán)形車場(chǎng)或盡頭式車場(chǎng)。②井底車場(chǎng)的形式應(yīng)與礦井的井型相適應(yīng)。大中型礦井可采用環(huán)形式或折返式車場(chǎng)。生產(chǎn)能力大于120萬ta的礦井，可采用增設(shè)主井復(fù)線的環(huán)形式或車站式車場(chǎng)；井型大，大巷用帶輸送機(jī)運(yùn)煤時(shí)可采用環(huán)形式或折返式車場(chǎng)。中、小型礦井，按距井筒的遠(yuǎn)近，可采用刀式③選擇井底車場(chǎng)的形式還應(yīng)考慮到地面出車方向的限制，有時(shí)要求采用斜式環(huán)形車場(chǎng)。井底車場(chǎng)的位置應(yīng)選在堅(jiān)硬、穩(wěn)定的巖層中，避開斷層和破碎地帶。如果不得不在圍巖不太圖4.7大巷用膠帶輸送機(jī)的井底車場(chǎng)線路布置圖如上圖，采用膠帶輸送機(jī)代替礦在運(yùn)煤，煤炭經(jīng)輸送機(jī)直接送入煤倉，用底在場(chǎng)只擔(dān)負(fù)細(xì)助運(yùn)輸任務(wù)，故車場(chǎng)形式和路線結(jié)構(gòu)有明顯簡(jiǎn)化，實(shí)際上這只是一個(gè)帶有機(jī)電繞道的單環(huán)行車場(chǎng)行車場(chǎng)醫(yī)煤系統(tǒng)是：各采區(qū)煤以膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)通過運(yùn)輸大巷匯集到中央煤倉，集中后由主井藍(lán)斗裝載出開。該礦開井底車場(chǎng)實(shí)際只擔(dān)負(fù)輔助提升任務(wù)。副開設(shè)有罐籠，除擔(dān)負(fù)部分矸石提升任務(wù)外，主要用于升降人員和下放材料提升任務(wù)外，主要用于升降人員和下放材料由各采區(qū)駛來的矸石列車與副井重車線解體后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車出場(chǎng)，材料的運(yùn)行路線與矸石空車線相同。主井運(yùn)煤采用膠帶上倉方式，主井井底只掘至井底車場(chǎng)水平，煤倉及裝載硐室均高于車場(chǎng)水平以上，故主井清理灑煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便。(2)驗(yàn)算空、重車線長(zhǎng)度運(yùn)輸大巷采用機(jī)車運(yùn)行時(shí)，根據(jù)所選的電機(jī)車類型、礦車規(guī)格，驗(yàn)算主、副井空、重車容納0.5～1列礦車。在出車線上應(yīng)增設(shè)一段雙道，作為材料和設(shè)備車的停放及編組之用，其長(zhǎng)度對(duì)大型礦井應(yīng)能容納10以上的材料車；對(duì)中、小型礦井應(yīng)能容納5～10個(gè)以上的材料車。”m—列車數(shù)，應(yīng)別為：1.5～2,或1.0～1.5;取1.5副井空重車線的長(zhǎng)度至少為：4.4.1大巷斷面設(shè)計(jì)本礦井為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬噸的礦井，設(shè)計(jì)主水平運(yùn)輸大巷一般服務(wù)年限80年以上。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，取人行道寬c=840mm,非人行道一側(cè)寬a=400mm。根B=a?+b+c?=(400+1300/2)+1650+(1300/②確定巷道拱高h(yuǎn)o半圓拱形巷道拱高h(yuǎn)o=B/2=2087.5≈2250mm。③確定巷道壁高h(yuǎn)?I按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h?h?≥h?+he-[(R-n)2-(k式中：h?—軌面起電機(jī)車架線高度，按《煤礦安全規(guī)程》,取hn—導(dǎo)電弓子距拱壁安全距離，取n=300mm;b?=B/2-a?=4175/2-(400+1335/2)故h?≥2000+410-[(2088-300)2-(410+10Ⅱ按管道要求確定h?h?≥hs+h?+h?-[R2-(K+m+D式中：hs—渣面至管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，取hs=1800mm;h?—管子懸吊件總高度，取h?=900mm;m—導(dǎo)電弓子距管子距離，取m=300mm;b?=B/2-c?=4175/2-(1335/2+840)=580mm;故h?≥1800+900+220-[20882-(360+300+335/2+I按人行道要求確定h?綜合以上計(jì)算并考慮一定的富余量，確定本礦井大巷的壁綜合以上計(jì)算并考慮一定的富余量，確定本礦井大巷的壁高為h;=1800mm,則巷道的凈高為H=h則巷道的凈高為H=h?-h,+h?=1800-220+2250=4000mm。④確定巷道凈斷面積S和凈周長(zhǎng)P則S=4550×(0.39×4175+1380)=12642943.⑤用風(fēng)速校核巷道斷面本巷道采用錨噴支護(hù)，錨桿長(zhǎng)1.6m,排距M'=0.8m,錨桿直徑d=14mm,間距M=0.78≈0.8m,噴射混凝土層厚T?=100mm,而錨桿露出長(zhǎng)度故支護(hù)層厚度T=T?=100mm。⑦選擇道床參數(shù)根據(jù)大巷通過的運(yùn)輸設(shè)備，已選用30kg/m的鋼軌，其道床參數(shù)h、h,分別為410mm和220mm,渣面至軌面高度h?=he-h?=190mm。⑧確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度：H?=H+h?+T=3468+200+圖4.8輔助運(yùn)輸大巷斷面圖表4-11輔助運(yùn)輸大巷斷面特征圍巖類別斷面/m2噴射厚度m凈周長(zhǎng)m凈掘?qū)捀咝褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排錨深規(guī)格巖巷樹脂菱形128圖4.9主運(yùn)輸大巷斷面圖表4-12主運(yùn)輸大巷斷面特征圍巖類別斷面/m2凈周長(zhǎng)m凈掘?qū)捀咝褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格巖巷樹脂菱形主石門布置在巖石中，采用半圓拱斷面，利用錨網(wǎng)+噴射混凝土支護(hù)，巷道掘進(jìn)采用液壓鉆車機(jī)械作業(yè)，其月進(jìn)度為120m/月。巷道斷面形狀及特征如圖所示：圖4.10石門斷面圖表4-13石門斷面特征圍巖斷面/m2噴射凈類別凈掘?qū)捀吆穸刃褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格周長(zhǎng)巖巷樹脂菱形在本井田的開拓中，回風(fēng)大巷布置在煤層底板中，布置在主運(yùn)輸大巷附近，位于運(yùn)輸大巷和表4-14回風(fēng)大巷斷面特征圍巖類別斷面/m2噴射厚度凈周長(zhǎng)凈掘?qū)捀咝褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深規(guī)格巖巷四路下5帶區(qū)巷道布置屯留井田位于太行山中段西側(cè)，長(zhǎng)治盆地西部。井田內(nèi)廣為第四系黃土覆蓋。北部西部邊緣為高原丘陵地帶，沖溝發(fā)育，地形復(fù)雜，僅溝底有零星基巖出露。中部絳河由西向東流入漳澤水庫，形成河谷階地。南部及工業(yè)場(chǎng)地附近地形較平緩，總體上地勢(shì)為西北高，的絳河河灘處(+906.3m),工業(yè)場(chǎng)地和東風(fēng)井場(chǎng)地地面標(biāo)高在十950～+970m之間。(1)斷層井田內(nèi)揭露的斷層共33條，其中正斷層10條，逆斷層23條。落差大于30m的斷層有9條(包括井田南、北邊界斷層),30～10m的斷層有20條，落差小于10mm的有4條。斷層特征詳見表1-3。表1-3斷層特征表序號(hào)名稱性質(zhì)產(chǎn)狀最大落差控制點(diǎn)數(shù)及品級(jí)查明程度備注傾向傾角(度)ABC1余吾西逆斷層逆E311基本查明含1個(gè)孔(2)充水因素和瓦斯涌出量井田內(nèi)鉆孔揭露的含水層為10層，其中中奧陶統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層(I)、二疊系下統(tǒng)山西組3號(hào)煤頂板砂巖裂隙含水層組(IV～VII)、基巖風(fēng)化帶裂隙含水層(IX)對(duì)建井和開采3號(hào)煤層有一定影響，第四系孔隙含水層(X)對(duì)立井施工有較大影響。其它5個(gè)含水層屬弱含水層，對(duì)礦井開采影響甚微。根據(jù)《屯留井田勘探(精查)地質(zhì)報(bào)告》有關(guān)瓦斯含量資料和3號(hào)煤層甲烷含量等值線圖，的相對(duì)瓦斯涌出量為12m3/t(但在礦井的初期開采區(qū)域，礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為9.28m3/t)。(1)水源礦井工業(yè)用水采用井下排水處理后復(fù)用。生活用水原準(zhǔn)備取自常村礦井水源地奧灰水，(2)電源長(zhǎng)治地區(qū)有華北電網(wǎng)主力電廠——漳澤電廠一處，處于漳澤水庫大壩東約2.5km,現(xiàn)裝機(jī)已達(dá)1000MW。長(zhǎng)治北有220kV變電站一座，容量2×90MVA,電壓為220/110/35kV,目前以220kV線路與霍縣電廠(400MW)、漳澤電廠并網(wǎng)，該變電站為電力系統(tǒng)的樞紐變電站。(3)地溫井田內(nèi)恒溫帶深度約為40m,溫度為9.5℃,略高于該地區(qū)常年平均氣溫(8.9℃),本(4煤塵及煤的自燃各煤層火焰長(zhǎng)度在3～15mm之間，撲滅火焰的巖粉量為5～50%。各煤層煤塵均有爆炸3號(hào)煤層屬不自燃煤層。采區(qū)巷道是為把回采工作面同礦井主要開拓巷道聯(lián)系起來，構(gòu)成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，以保證連續(xù)不斷的正?；夭?。所以本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照要求，選擇合理的布置位置和長(zhǎng)度。根據(jù)沿井田走向有無大的地質(zhì)變化，如斷層、無煤帶、傾角變化很大等地質(zhì)條件，利用這些地質(zhì)變化帶劃分采區(qū)，確定走向長(zhǎng)度。若沒有地質(zhì)條件限制時(shí)，采區(qū)走向長(zhǎng)度應(yīng)從技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上有利的原則來確定。技術(shù)上的因素主要考慮區(qū)段巷道的運(yùn)輸維護(hù)和供電問題。本井田內(nèi)沒有大的地質(zhì)變化，以井田界和主要斷層為界確定帶區(qū)走向長(zhǎng)度，考慮到用綜合機(jī)械化開采，首采帶區(qū)也為于中央。根據(jù)本井田的實(shí)際情況，初步將井田劃分為6個(gè)帶區(qū)，主運(yùn)輸大巷兩側(cè)各為3個(gè)帶區(qū)。每個(gè)帶區(qū)在劃分為18個(gè)左右。5.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目綜采面一般為150～240米，條件允許工作面可達(dá)250～300米，為了保證設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和正常接續(xù)，每個(gè)工作面盡可能保持一致。暫定為180m,區(qū)段平巷寬度為4m,則區(qū)段斜長(zhǎng)為：180+4=184m,一個(gè)帶區(qū)條代數(shù)目為3300÷184≈40個(gè)5.2.3煤柱尺寸的確定巷道類別薄及中厚煤層厚煤層巷道一側(cè)備注水平大巷煤層傾角大時(shí)，沒柱尺寸可以小一些主要回風(fēng)巷20左右采區(qū)上下山20左右區(qū)段平巷采區(qū)邊界斷層用留設(shè)煤柱。帶區(qū)煤層運(yùn)煤平巷和帶區(qū)煤層運(yùn)料平巷之間5.2.4帶區(qū)平巷布置5.2.5聯(lián)絡(luò)巷的布置采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷有帶區(qū)運(yùn)煤平巷與帶區(qū)運(yùn)料平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷、運(yùn)輸大巷與輔助運(yùn)輸大巷之間的聯(lián)絡(luò)巷、輔助運(yùn)輸大巷和帶區(qū)運(yùn)料平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷。首采帶區(qū)的煤層傾角3~15度，平均9°左右，為減少巖巷掘進(jìn)量和運(yùn)輸費(fèi)用，以上平巷均采用斜巷聯(lián)系。5.2.7工作面回采順序采區(qū)回采工作面一般有：后退式、前進(jìn)式、往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式幾種。一般情況下，在頂板較穩(wěn)定、煤質(zhì)較硬、頂板淋水較大或煤層以自然的情況下易采用仰斜開采；煤層厚度和煤層傾角較大，煤質(zhì)松軟容易片幫或瓦斯含量較大是采用俯斜開采。對(duì)于傾角較小的近水平或緩傾斜煤層、進(jìn)回風(fēng)大巷并列布置、煤層條件又無特殊要求時(shí)，可以采用仰斜和俯斜開采相結(jié)合的方式，采煤工作面均向運(yùn)輸大巷方向以后退式推進(jìn)，即上部分采用俯斜開采，下部分采用仰斜開采方式。這樣，對(duì)于運(yùn)輸通風(fēng)和巷道維護(hù)均有利。前進(jìn)式優(yōu)點(diǎn)：區(qū)段平巷不需要預(yù)先掘出，只需隨工作面的推進(jìn)在采空區(qū)留出，即沿控留巷，可減少平巷掘進(jìn)的工程量，可提高采出率，便于短期盡快見到煤。首采工作面采用這種布置方式后退式優(yōu)點(diǎn)：由于后退式開采的工作面和巷道的維護(hù)條件好，技術(shù)工藝和生產(chǎn)管理簡(jiǎn)便。由于本煤層屬于高瓦斯礦而且自然發(fā)火期較短選用后退式采煤法。后退式即工作面向盤區(qū)膠帶大巷方向推進(jìn)的回采順序。對(duì)于旋轉(zhuǎn)往復(fù)是回采，由于我國(guó)綜采設(shè)備的大修周期不超過兩年，一般指以旋轉(zhuǎn)一次，并且，變焦沒損失較多，影響資源回收，回踩技術(shù)及管理較為復(fù)雜，效率低。本井田地質(zhì)條件較為復(fù)雜，所以不使用往復(fù)式。本設(shè)計(jì)為運(yùn)輸大巷上部分采用俯斜開采，下部分采用仰斜開采方式，均采用后退式開采。5.2.8帶區(qū)巷道布置本設(shè)計(jì)礦井采用綜合機(jī)械化采煤，機(jī)械設(shè)備太多、容量大、噸位重，工作面推進(jìn)速度快、產(chǎn)量高。從以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化：(1)保證工作面的連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度由于工作面產(chǎn)量高，為達(dá)到以一井、一區(qū)、一面型高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，礦井只安排一個(gè)工作面生產(chǎn)，同時(shí)又要保證工作面生產(chǎn)的可靠性和連續(xù)性，以保證礦井產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)定。因此，在采區(qū)工作面布置上加大了工作面連續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)度，避免頻繁搬家。這樣可以通過加大采區(qū)走向長(zhǎng)度，上層煤還可以采取跨越采區(qū)上山回采。(2)回采巷道應(yīng)該具有較好的工作條件由于工作面巷道中的附屬設(shè)備較多、體積大(如液壓泵站、移動(dòng)變電站、轉(zhuǎn)載機(jī)等),巷道中還要鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)，因而設(shè)計(jì)巷道較寬，輸醫(yī)機(jī)鹽道斷面設(shè)計(jì)為14m',回風(fēng)齒斷面積為11m2,輔助運(yùn)輸卷道斷面積為??。同時(shí)在回采中應(yīng)該作好支護(hù)工作保證卷道穩(wěn)定性，以(3)有利于開采準(zhǔn)備和采掘平衡由于工作面推進(jìn)速度快，需要及時(shí)準(zhǔn)備出新的工作面，為此，除提高掘進(jìn)速度外，還要在巷道布置及開采程序等方面給工作面創(chuàng)造條件，作好采掘接替和面與面的接替，采區(qū)之間的接替，以保證工作面正常接替(接替表中詳細(xì)說明)(4)保持工作面長(zhǎng)度基本穩(wěn)定在生產(chǎn)過程中工作面支架的增減，在安裝和拆卸都受到了一定的在生產(chǎn)過程中工作面支架的增減，在安裝和拆卸都受到了一定的限制，因而將煤層工作面長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為180m保持穩(wěn)定。共安裝135臺(tái)液由于回采巷道大部分布置在煤層中，隨煤層傾角變化且煤層傾角較小，回采巷道與大巷采用斜巷相連，輔助運(yùn)輸大巷內(nèi)鋪設(shè)軌道，用防爆柴油機(jī)尺軌車牽引。輔助運(yùn)輸大巷與帶區(qū)煤層運(yùn)料大巷、回風(fēng)順槽之間形成一條龍運(yùn)輸，避免因?yàn)檗D(zhuǎn)載過程造成的運(yùn)料和運(yùn)人的時(shí)間消耗，提高生產(chǎn)效率。帶區(qū)開切眼、運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽均布置在煤工作面膠運(yùn)順槽斷面形狀采用矩形，支護(hù)方式采用錨(網(wǎng))桿支回風(fēng)順槽斷面形狀為矩形，支護(hù)方式采用錨(網(wǎng))桿支護(hù)；開切眼斷面形狀采用矩形，支護(hù)方式為錨桿、錨索和木支架聯(lián)合膠帶運(yùn)輸順槽均為煤巷，巷道服務(wù)年限短，主要用于工作面得運(yùn)輸，同時(shí)兼做工作面進(jìn)風(fēng)巷，巷道內(nèi)鋪設(shè)膠帶運(yùn)輸機(jī)。膠帶運(yùn)輸順槽與帶區(qū)煤層運(yùn)煤平巷、煤層運(yùn)料平巷輔助運(yùn)輸大巷連接。由于運(yùn)輸順槽的頂板隨工作面得推進(jìn)而相繼冒落，所以巷道斷面選矩形斷面.斷面的利用率較高?；仫L(fēng)順槽保留，用做下一條帶的運(yùn)輸順槽。B:巷道凈寬度al:非行人側(cè)膠輪車中心線到巷道墻壁間的距離al=a+A1/2=1600mm。(A1為選取膠輪車的寬度：膠輪車TY6/20FZ型A1=2600mm)cl:行人側(cè)軌道中心線到巷道墻壁間的距離c1=c+A2/2=800mm。(A2為帶式輸送機(jī)帶寬A2=1000mm)b:按人行要求和設(shè)備布置確定b=Al/2+A2/2+800=2600mm巷道凈寬B=al+c1+b=5000mm取B=5000mm2凈高度H的確定：根據(jù)普通帶式輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)尺寸，查手冊(cè)(表4-12-3)查得帶寬1000mm的設(shè)計(jì)高度為h=1200mm。設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定采區(qū)巷道H>=2000mm.。h4:為輸送機(jī)到巷道頂板的高度取1800mm。巷道凈斷面積S=15.06m2。周長(zhǎng)如咯6-2-2.如咯6-2-2.B開切眼的選擇架支護(hù)架支護(hù)著士通席著士通席匱00C煤層運(yùn)煤平巷本帶區(qū)為了便于集中生產(chǎn)，礦井設(shè)計(jì)采用多分帶的帶區(qū)式準(zhǔn)備，六個(gè)分帶共用一個(gè)帶區(qū)煤倉，少開了巖巷，減少了準(zhǔn)備時(shí)間，提高了掘進(jìn)速度，便于采掘的銜接。D煤層運(yùn)料平巷本礦井選用傾斜長(zhǎng)臂放頂煤采煤法，因此不設(shè)5.4采區(qū)主要硐室的布置采區(qū)主要硐室包括采區(qū)煤倉、采區(qū)絞車房和采(一)采區(qū)煤倉(1)煤倉的形式及參數(shù)井巷式煤倉按煤倉的中軸與水平面的夾角分為垂直煤倉和傾斜煤倉兩種。垂直煤倉一般為圓形斷面，圓形斷面利用率高，不易形成死角，便于維護(hù)，施工方便，施工速度快。本礦煤倉的斷面直徑取5煤倉的斷面直徑取5m,煤倉高度取25m。(2)煤倉容量合理的煤倉容量應(yīng)在保證正常生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)那疤嵯?，工程量最省。按采煤機(jī)連續(xù)割煤的上部收口：根據(jù)規(guī)程、規(guī)范規(guī)定為保證煤倉上部收口安全與改善煤倉上口的受力狀況，下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)：煤倉下口用混凝土砌筑圓臺(tái)體收口，收口斗倉可作成曲面圓口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。本采區(qū)煤倉采用砌碹支護(hù)，壁厚350mm,為避免堵倉，煤倉下口采用雙曲線型，煤倉上口設(shè)置鐵篦子，防止大塊煤及矸石進(jìn)入煤倉。煤倉內(nèi)采取預(yù)埋鋼絲繩等措施，處理萬一堵倉)菜區(qū)線車房的有留)菜區(qū)線車房的有留采區(qū)絞車房上要依據(jù)絞車房的型號(hào)及規(guī)格、基礎(chǔ)尺寸、絞車房的服務(wù)年限和所處的圍器容純量m外形民長(zhǎng)x就X高(mm面量(kg設(shè)人長(zhǎng)力差采區(qū)絞車房布置在圍巖穩(wěn)定，無淋水、地壓小、易維護(hù)的地點(diǎn)，絞車房與相鄰巷道要有(三)采區(qū)變電所的布置采區(qū)變電所是采區(qū)供電的樞紐，采區(qū)變電所布置在圍巖穩(wěn)定、無淋水、地壓小、通風(fēng)良好的地點(diǎn)，設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷的中心。高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備宜分別集表5-6斷面參數(shù)表表5-6斷面參數(shù)表圍巖類別斷面/m2凈周凈周長(zhǎng)目海掘?qū)捀邍娚浜穸刃褪酵饴堕L(zhǎng)度間排距錨深規(guī)格煤巷樹脂菱形圍巖類別斷面/m2噴射厚度凈周凈掘?qū)捀咝褪酵饴堕L(zhǎng)度排列方或間排距錨深規(guī)格巖巷脂菱形圖5.7運(yùn)輸順槽圖圖5.7運(yùn)輸順槽圖圖5.8回風(fēng)順槽圖5.9開切眼5.4.2確定帶區(qū)生產(chǎn)能力每天進(jìn)6刀，主采煤層厚度5.99米，工作面長(zhǎng)度為180米，則帶區(qū)生產(chǎn)能力為5.4.3計(jì)算帶區(qū)回采率采區(qū)回采率=(采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量一開采損失)/采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量×100%采區(qū)開采過程中的煤炭損失主要有：工作面落煤損失，約占5%,采區(qū)邊界煤柱約占15%5.4.4帶區(qū)工作面接續(xù)(1)為確保合理的開采順序，。上下煤層(包括分層)工作面之間，保持一定的錯(cuò)距和時(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，盡量減少同時(shí)生產(chǎn)的采數(shù)目及工作面數(shù)，避免工作面布置過于散。為便于生產(chǎn)管理，各采煤工作面的接替時(shí)間盡量不要重合，力求保持一定的時(shí)間間隔，生產(chǎn)采區(qū)警生產(chǎn)能力1~5年6~10年11~15年16-20年21~22年13足46789采用放頂煤采煤法采煤，全部跨落法處理采空區(qū)；采用綜合機(jī)械化回采工藝方式采煤，工作面長(zhǎng)度180m,工作面年推進(jìn)度為1584m。序號(hào)采煤方法體系整層與分層推進(jìn)方向采空區(qū)處理采煤工藝適應(yīng)條件1放頂煤壁式整層傾向全部跨落綜采緩斜厚煤層邢臺(tái)礦首采工作面位于第一水平中央，所采煤層平均厚度5.99米，傾角3°~15°,普氏系數(shù)f=1～3。(1)綜采工作面的設(shè)備選型及配套A采煤機(jī)的選擇考慮掘進(jìn)出煤，掘進(jìn)煤按年產(chǎn)量5%計(jì)算。本礦設(shè)計(jì)綜采工作面年產(chǎn)量為180萬噸，理論日產(chǎn)量為5454噸，日循環(huán)數(shù)6個(gè)，則采煤機(jī)一個(gè)循環(huán)的平均時(shí)間為：t=2T*60/n=2×6×60/8=90min(式5.1)t——采煤機(jī)每個(gè)循環(huán)的作業(yè)時(shí)間，min;T——每班工作時(shí)間，8h;N——日循環(huán)數(shù)，8個(gè)。采煤機(jī)平均割煤速度按下式計(jì)算：V=(L+2L?)/(t—t?)(式5.2)L?——斜切進(jìn)刀長(zhǎng)度，L?=B/tan3°=15m;t——采煤機(jī)每個(gè)循環(huán)的作業(yè)時(shí)間，min;t?——輔助作業(yè)時(shí)間，取為60min。2)采煤機(jī)生產(chǎn)能力=60×5.3×0.6×3.16×1.25=750t/h=60×5.3×0.6×3.16×1.25M—回采工作面平均采高，m;(式5.3)K—總時(shí)間利用系數(shù)，取為0.4;3)采煤機(jī)功率采煤機(jī)總裝機(jī)功率根據(jù)工作面煤質(zhì)硬度、采高及生產(chǎn)率要求，參考同類型采煤機(jī)的適用條件，采用類比法確定。查《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取采煤機(jī)功率為N=(60×B×M×V×Hw)/3.6=(60×0.6×5.3×3.16×2.5)/采煤機(jī)實(shí)際所需功率Na=1.2N=1.2×418.7=502.44kW<2×750kW,故所選采煤4)采煤機(jī)牽引力、截深及滾筒直徑通過計(jì)算知采煤機(jī)平均割煤速度為3.16m/min,設(shè)計(jì)割煤時(shí)平均不低于3.16m/min。本礦煤層的開采高度范圍為4.25～6.70m,平均采高為5.30m。結(jié)合設(shè)計(jì)采煤方法參照設(shè)計(jì)手冊(cè)，采煤機(jī)滾筒直徑取2.7m,截割深度取為0.6m。技術(shù)特征單位采高m適應(yīng)媒質(zhì)硬度煤層傾角截深滾筒直徑m牽引方式牽引力牽引速度鏈條規(guī)格(或無鏈牽引形式)主油泵形式ZB125變量泵油馬達(dá)形式調(diào)高泵形式輔助泵形式滾筒中心距機(jī)面高度臥底量電動(dòng)機(jī)量型號(hào)功率臺(tái)數(shù)6電壓V冷卻方式水冷噴霧滅塵方式內(nèi)外噴霧最大不可拆卸件尺寸(長(zhǎng)×寬×高)質(zhì)量控頂距總重t設(shè)計(jì)單位上海煤礦院制造廠家太原礦山機(jī)械集團(tuán)有限公司B支護(hù)設(shè)備選型本設(shè)計(jì)布置的是綜合機(jī)械化采煤工作面，采用放頂煤采煤，綜采采工作面采用放頂煤液壓支架進(jìn)行支護(hù)。本礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)量較高，頂板屬軟弱半堅(jiān)硬型，煤質(zhì)較軟工作面頂板管理方式為全部垮落法。端頭采用單體液壓支架支護(hù)。支柱支護(hù)1)支柱的最大最小高度2)支架工作阻力液壓支架的阻力是支架設(shè)計(jì)中最基本的參數(shù)，支架所有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都由此決定。根據(jù)本礦井的煤層地質(zhì)條件，按倍數(shù)巖重法(估算法)計(jì)算液壓支架的工作n—巖重倍數(shù)，按中等穩(wěn)定以下頂板考慮，一般為6～8,設(shè)計(jì)取8;S—支架支護(hù)的頂板面積，5.1m2M—采高，按平均采高取5.3m;支架工作阻力計(jì)算值為5294kN,若液壓支架支護(hù)效率按0.95考慮，則液壓支架的工作阻力應(yīng)不低于5573kN3)支護(hù)強(qiáng)度校核頂板預(yù)壓力預(yù)計(jì)K---增載系數(shù)取8R---頂板巖石容重2.5t/m3M---最大采高至5.3R---頂板巖石容重2.5t/m34)支架初撐力液壓支架的初撐力按下式計(jì)算：P—液壓支架的工作阻力，5573kN;參照以有礦區(qū)液壓支架使用情況，確定初撐力為工作阻力的70%,則液壓支架的初撐力為3901kN。5)支架移架速度及推移步距液壓支架的跟機(jī)移架速度必須滿足采煤機(jī)割煤時(shí)的平均牽引速度，即不得低液壓支架一個(gè)降架、移架、升架循環(huán)周期采用下式計(jì)算：即液壓支架的移架速度應(yīng)小于29s/架。6)支架對(duì)底板的比壓煤層底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度5m,從巖石物理、力學(xué)試驗(yàn)成果看，抗壓礦井內(nèi)巖石工程特征在垂向上，隨著深度的增加，抗壓強(qiáng)度增大，在橫向上變化較小，由于地層未受風(fēng)化作用影響，巖石抗壓強(qiáng)度稍高，故該礦井煤層頂、5573,初撐力不低于3901kN,對(duì)底板的最大比壓為1.06Mpa,移架速度應(yīng)小于29s/端頭支架應(yīng)與所選用的液壓支架相配套，以頂梁可伸縮的兩柱掩護(hù)式支架為7)液壓支架數(shù)量N的計(jì)算那么可算出液壓支架數(shù)量N=1359)液壓支架的選取工作面選用液壓支架支護(hù)，根據(jù)頂?shù)装鍘r性及煤層厚度，采高條件，并參照礦上的實(shí)際情況，選用北京煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的ZFS62000/18/35低位放頂煤液壓支架。型號(hào)支架型式低位放頂煤支撐高度(m)寬度(m)中心距(m)初撐力(KN)工作阻力(KN)支撐強(qiáng)度(MPa)對(duì)底板比壓(MPa)適應(yīng)煤層傾角(°)供液泵壓(MPa)運(yùn)輸尺寸(長(zhǎng)×寬×高)(m)重量(t)設(shè)計(jì)單位北京煤機(jī)廠制造廠家北京煤機(jī)廠C端頭支護(hù)1)、端頭支護(hù)的要求綜采工作面上下端頭是工作面和平巷的交會(huì)處，此處控項(xiàng)面積大，設(shè)備人員較集中，是人員、設(shè)備和材料出入工作面的交通口，又是安全出口。因此，搞好工作面端頭支護(hù)極為重要。端頭支護(hù)應(yīng)滿足以下要求：要有足夠支護(hù)強(qiáng)度，保證工作面端部出口的安全；支架跨度要大，不影響輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并要為維護(hù)和操縱設(shè)備人員留出足夠活動(dòng)空間：要能夠保證機(jī)頭、機(jī)尾的快速移置，縮短端頭作業(yè)時(shí)間，提高開機(jī)率。2)、端頭支護(hù)設(shè)備表5-2-3DW35型單體液壓支架技術(shù)參數(shù)型號(hào)單位支護(hù)范圍行程額定工作阻力額定工作壓力初撐力泵站壓力底座面積設(shè)備名稱型號(hào)備注采煤機(jī)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)膠帶輸送機(jī)3臺(tái)液壓支架135架破碎機(jī)輪式連續(xù)乳化液壓泵站4臺(tái)表6-4刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號(hào)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)出廠長(zhǎng)度(m)輸送量(t/h)刮板鏈速(m/s)適應(yīng)傾角(°)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率(kW)電壓等級(jí)(V)液壓偶合器型號(hào)每臺(tái)數(shù)量2減速器型號(hào)每臺(tái)數(shù)量2傳動(dòng)比刮板鏈鏈規(guī)格(mm)破斷拉力(kN)中心距(mm)刮板距離(mm)每米重量(kg)中部槽型式不封底或不封底規(guī)格(長(zhǎng)×寬×高)(mm)擋板規(guī)格(長(zhǎng)×寬×高)(mm)機(jī)頭卸載方式端卸最大尺寸(mm)單件重(kg)牽引型式無鏈制造廠家張家口廠型號(hào)整機(jī)性能輸送能力(t/h)輸送距離(m)帶速(m/s)最大坡度()儲(chǔ)帶長(zhǎng)度(m)傳動(dòng)滾筒直徑(mm)托輥直徑(mm)輸送帶類型阻燃輸送帶寬度(mm)機(jī)尾搭接長(zhǎng)度(mm)機(jī)尾搭接處軌距(mm)機(jī)頭外形尺寸(長(zhǎng)×寬mm)機(jī)尾外形尺寸(長(zhǎng)×寬mm)電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率(kW)電壓(V)減速比i輸送帶寬度(mm)設(shè)計(jì)單位淮南煤礦機(jī)械廠制造單位淮南煤礦機(jī)械廠(2)綜采工藝方式的選擇綜采工藝方式一般分為兩種②滯后支護(hù)即在采煤機(jī)過后，先推溜再移架。回采工藝方式為：采煤—推刮板輸送機(jī)(3)采煤機(jī)的工作方式和進(jìn)刀方式綜采工作面采用雙滾筒采煤機(jī)采煤時(shí)，普遍采用先進(jìn)刀后移架的斜切進(jìn)方式。根據(jù)煤層采高及人工清煤的大小，雙滾筒采煤機(jī)一般采用雙向割煤。本礦井工作面一般采用端部斜切進(jìn)刀，進(jìn)刀長(zhǎng)度35m,往返一次割兩刀，具體過程如下：b、采煤機(jī)沿輸送機(jī)彎曲段牽引切入煤壁，直至后滾筒全部進(jìn)入煤壁為止。c、將輸送機(jī)機(jī)尾推靠煤壁，與此同時(shí)，升后滾筒，降前滾筒。d、采煤機(jī)朝機(jī)尾方向割煤，待割透煤后在調(diào)換上、下滾筒。A AA (4)采煤機(jī)滾筒螺旋的選擇采煤機(jī)采用向背旋轉(zhuǎn)，即右滾筒右旋(順時(shí)針),左滾筒左旋(逆時(shí)針),此時(shí)右滾筒采緩傾斜厚煤層的綜采工作面一般只有割煤、前移支架和推緩傾斜厚煤層的綜采工作面一般只有割煤、前移支架和推移輸送機(jī)三個(gè)主要工序。習(xí)慣在安排作業(yè)方式時(shí)，必須把機(jī)械設(shè)備檢修作為綜采工作面的一個(gè)很重要的工序，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木C采工作面的勞動(dòng)組織采用追機(jī)作業(yè)形式。追機(jī)作業(yè)適用于頂板較穩(wěn)定，支護(hù)工作簡(jiǎn)單、班時(shí)三0*圖例 移支架采煤機(jī)割煤移運(yùn)輸機(jī)放頂設(shè)備檢修圖6.2綜采公作面組織循環(huán)作業(yè)圖表采區(qū)采用三八工作制，每班工作8小時(shí)，二班采煤，一班準(zhǔn)備，作業(yè)循環(huán)圖表表6-7勞動(dòng)組織表序號(hào)合計(jì)一班二班檢修1支架772機(jī)組司機(jī)2243移溜工4484泵站司機(jī)1125電工1126溜子司機(jī)1127機(jī)組檢修558支架檢修559泵站檢修44電檢修66端頭工66溜子檢修33破煤工224放頂工66修護(hù)工記錄員1124送料工55班長(zhǎng)1113井下保管1124材料員33隊(duì)長(zhǎng)1113序號(hào)單位數(shù)量1工作面長(zhǎng)度m2走向長(zhǎng)度m3煤層采高m4循環(huán)進(jìn)度m5日循環(huán)數(shù)個(gè)66日生產(chǎn)能力t7月平均產(chǎn)量萬t8日出勤人數(shù)個(gè)9回采工效t/工坑木消耗m3/萬t9油脂消耗kg/萬t乳化液消耗kg/萬t截齒消耗個(gè)/萬噸火藥消耗kg/萬噸根據(jù)過無碳柱斷層具體情況定雷管消耗發(fā)/萬噸目前綜采工作面巷道布置現(xiàn)場(chǎng)使用的方式主要有6種類型：一小一大巷布置；三小巷布方式圖示優(yōu)缺點(diǎn)適用條件使用地點(diǎn)一小一大巷布置搬運(yùn)設(shè)備方便、煤柱損失少、缺點(diǎn)：運(yùn)輸平巷斷面大，受采動(dòng)影響有時(shí)難以維護(hù)好，采場(chǎng)斯不大大同、徐州、大屯等局采用普遍三小巷布置優(yōu)點(diǎn)：巷道斷面小，維護(hù)容易，膠帶機(jī)和其他設(shè)備分裝在兩條巷道內(nèi)，對(duì)設(shè)備檢修和維護(hù)方便缺點(diǎn)：增加了回采航道掘進(jìn)率；聯(lián)絡(luò)巷破壞了煤柱的完整性；在頂板來壓時(shí)，運(yùn)輸平巷與設(shè)備維護(hù)困難；工作面采過聯(lián)絡(luò)巷后，須及時(shí)密閉，工程量大維護(hù)，涌礦井大同晉華宮煤礦、礦二條半小巷布置優(yōu)點(diǎn)：巷道斷面小，維護(hù)工程量少，設(shè)備移動(dòng)和處理工作面巷道積水方便缺點(diǎn)：工程量大，設(shè)備巷有時(shí)不能復(fù)用或維護(hù)費(fèi)用高，煤柱損失大，回采過程中管線移動(dòng)頻繁，增加風(fēng)眼掘進(jìn)和密閉工程量維護(hù)，涌礦井老溝礦、王村礦、徐州全臺(tái)礦等采用較多二小巷布置優(yōu)點(diǎn)：工程量省缺點(diǎn)：排放積水及設(shè)備、材料運(yùn)輸均不方便；電器設(shè)備在回風(fēng)流中，安全性差；分散供小，無積水，煤層傾角小城井、義馬千秋礦電，占用設(shè)備臺(tái)數(shù)多一大一小巷布置供電集中等受采動(dòng)影響有時(shí)難以維護(hù)于10度，面徐州、義馬局的個(gè)別工作面二大巷布置優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備搬運(yùn)方便，煤柱損失少缺點(diǎn)：巷道斷面大，維護(hù)困難時(shí)采用符號(hào)注釋綜采機(jī)械化采煤采用單巷布置時(shí)，區(qū)段運(yùn)輸巷的一側(cè)需要布置轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)；另綜采高產(chǎn)高效工作面大量涌現(xiàn)，綜采生產(chǎn)水平不斷提高，綜采設(shè)備多、產(chǎn)量大、需風(fēng)量大，加之規(guī)程要求，所以綜采工作面已普遍采用兩大巷的布置形式，回風(fēng)平巷斷面不小于10m2,運(yùn)輸平巷斷面不小于12運(yùn)輸平巷斷面不小于12m2。采用雙巷布置，可以減小巷道斷面，減少支護(hù)困難。雙巷布置可以將帶式輸送機(jī)和電器設(shè)備分別布置在兩條巷道內(nèi)。輸送機(jī)巷隨采隨廢，電器設(shè)備平巷加以維護(hù)，作為下區(qū)段回風(fēng)平巷。其缺點(diǎn)是：配電點(diǎn)至用電設(shè)備的輸電電纜需穿過聯(lián)絡(luò)巷，當(dāng)配電移過一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷的距離時(shí)，需將輸電電纜和油管等也要從原來的聯(lián)絡(luò)巷倒到下一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中去。這就需要進(jìn)行移置和重新拆接油管和電纜等，給生產(chǎn)和維護(hù)帶來不便。但是，由于綜采要求工作面等長(zhǎng)，下區(qū)段軌道巷也要求沿中線掘進(jìn)，這樣一來，采用雙巷布置的優(yōu)點(diǎn)就不存在了，僅可對(duì)區(qū)段運(yùn)輸平巷的積水起疏導(dǎo)作用。下區(qū)段回采時(shí)回風(fēng)斷面不夠，需重新擴(kuò)巷。因此，只要維護(hù)條件布置在區(qū)段上平巷中，這種布置方法又成為分巷布置法。區(qū)段上部平巷進(jìn)風(fēng)，區(qū)段運(yùn)輸巷回風(fēng)。但是，采用分巷布置法應(yīng)加強(qiáng)對(duì)瓦斯和煤塵的管理工作，以保證安全生產(chǎn)。這樣布置可對(duì)于瓦斯較大的礦井，有的需要在回風(fēng)前預(yù)先抽放瓦斯，有的工作面后方采空區(qū)瓦斯涌從本礦井的實(shí)際情況出發(fā)，本礦瓦斯涌出較大，對(duì)通風(fēng)量有一定的要求，本礦井的工作面兩條順槽全部采用大巷布置。這樣，及減少了煤柱的損失，又便于工作面的交接。本礦采區(qū)運(yùn)輸、大巷運(yùn)輸、礦井提升和地面儲(chǔ)、裝、運(yùn)生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)展自動(dòng)化集中控制，礦井工作制度：按《煤礦安全規(guī)程》新規(guī)定，每年生產(chǎn)天數(shù)為330天，每天提升時(shí)間為16小時(shí)。煤層傾角3°~15°煤的密度1.(1)運(yùn)煤系統(tǒng)①回采工作面采落的煤炭通過刮板輸送機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)至運(yùn)輸順槽。②運(yùn)輸順槽內(nèi)膠帶輸送機(jī)將煤炭運(yùn)至煤層運(yùn)煤平巷中的煤倉。③運(yùn)煤平巷中的膠帶運(yùn)輸機(jī)將煤倉的每運(yùn)至主運(yùn)輸大巷。④主運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)將煤運(yùn)至大巷煤倉，通過主井提升運(yùn)到地面。(2)材料設(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)掘進(jìn)巷道時(shí)所出矸石利用礦車從運(yùn)輸順槽運(yùn)出，經(jīng)運(yùn)料平巷運(yùn)至輔運(yùn)大巷，然后經(jīng)過大本設(shè)計(jì)礦井的工作面運(yùn)輸設(shè)備采用刮板運(yùn)輸機(jī)，工作面運(yùn)輸順槽和煤層運(yùn)煤平巷采用帶式輸送機(jī)，回風(fēng)順槽和煤層運(yùn)料順槽采用防爆柴油機(jī)齒軌車運(yùn)輸。選用SGZ-730/264型刮板輸送機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見第六章表6—1—2刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)由于廠家說明書給出的輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度一般是指水平鋪設(shè)長(zhǎng)度，而在現(xiàn)場(chǎng)，工作面的傾角、長(zhǎng)度是變化的，這就使得現(xiàn)場(chǎng)的情況不一定完全符合輸送機(jī)的技術(shù)特征，為此就需要通過計(jì)算確定其運(yùn)輸能力是否滿足要求。①運(yùn)輸能力的計(jì)算：刮板運(yùn)輸機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，其每秒運(yùn)輸能力(單位：kg/s)為q—輸送機(jī)上單位長(zhǎng)度貨載量，kg/m;每小時(shí)運(yùn)輸能力(單位：t/h)刮板輸送機(jī)裝運(yùn)貨載的最大橫斷面積與中部槽的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，還與松散煤的堆積角有關(guān)。刮板運(yùn)輸機(jī)工作時(shí)，貨載沿中部槽連續(xù)分布，被刮板鏈拖帶而沿中部槽移動(dòng)，所以q值與中部槽貨載斷面積有關(guān)。刮板輸送機(jī)裝運(yùn)貨載的最大橫斷面積與中部槽的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，還與松散煤的堆積角有關(guān)。考慮到上述因素后，刮板輸送機(jī)的小時(shí)運(yùn)輸力為：式中：F—貨載最大橫斷面積，m2;取0ψ—貨載裝滿系數(shù)0.95表7-1裝滿系數(shù)ψ只值輸送情況向上運(yùn)輸裝滿系數(shù)ψ上面計(jì)算的是運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力，它必須大于運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，才能滿足生產(chǎn)的要求。運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率是由礦井產(chǎn)量任務(wù)和它的工作制度所決定的單位時(shí)間運(yùn)輸量，它的計(jì)算公式經(jīng)過驗(yàn)算Q?<Q,所以所選刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力能夠滿足運(yùn)輸設(shè)計(jì)生產(chǎn)率的要求。(1)運(yùn)行速度的選擇輸送機(jī)的生產(chǎn)率和輸送機(jī)的運(yùn)行速度成正比。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，在相同生產(chǎn)率的條件下，通常最好采用較小的帶寬，而相應(yīng)的增加帶速。當(dāng)帶速增加時(shí)，輸送機(jī)上的線載荷減小，輸送帶張力隨之降低，可以采用強(qiáng)度較低、價(jià)格便宜的輸送帶；增加帶速，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置的減速比減小，因而驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸和質(zhì)量都相應(yīng)的減小。因此，提高帶速、減小帶寬是很有然而，采用較高的帶速并不是任何情況下都適合，其原因在于除了要制造高質(zhì)量的平衡托棍和滾筒外，還要有壽命長(zhǎng)的軸承和結(jié)構(gòu)性能完善的密封裝置等。此外，輸送帶的運(yùn)行速度還取決于輸送機(jī)運(yùn)行條件、被運(yùn)物料的種類和顆粒度、輸送帶的寬度及裝、卸料方式等一本礦井設(shè)計(jì)運(yùn)輸平巷用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，運(yùn)距1000米以上，設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)能力為700t/h,最大塊度為300mm,原煤密度γ=1.39t/m3,動(dòng)堆積角30°,驗(yàn)算使用SSG1000/2×132型帶式輸送機(jī)。其主要技術(shù)特征及參數(shù)見第六章表6—1—4膠帶輸送機(jī)參數(shù)表。(2)輸送機(jī)帶寬驗(yàn)算①按設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)能力計(jì)算帶式輸送機(jī)理論生產(chǎn)率(單位：th)為：F——被運(yùn)物料在輸送帶上的堆積斷面積，m2;y——被運(yùn)物料的堆積密度，0.95t/m3;c輸送機(jī)的傾角系數(shù)，0.95,見表7—2。表7-2輸送機(jī)傾角系數(shù)表C物料在輸送帶上的堆積面積，決定于帶寬B,物料的動(dòng)堆積角p?,和輸送帶成槽角φ。輸送帶的工作寬度及輸送帶上的物料的自由表明形狀。世界各國(guó)的計(jì)算方法個(gè)各有不同，但基本上采用下列輸送帶有效工作寬度的計(jì)算方法。B≤2.0m時(shí)，取b=0.9B-0.05,m;B>2.0m時(shí)，取b=B-0.25,m.由輸送機(jī)的特征參數(shù)表可知帶寬B=1m則運(yùn)輸散裝物料的帶式輸送機(jī)，其承托輥形式主要采用三屆剛性操行托輥，只這時(shí)輸送帶上的堆積面積F為梯形面積F,和弓形面積F,之和如下圖7—2—3:圖7.1物料在運(yùn)輸帶上的堆積面積我國(guó)三節(jié)托輥組取成槽角30°,根據(jù)式(7—1—17)和式(7—1—18)可得：A=3600vycK(0.9B-0.05)式中K為動(dòng)堆積角p。和成槽角φ的函數(shù)，K取值見表7—3表7-3物料斷面系數(shù)K值成槽角φ/()0對(duì)于本礦井K值選取為0.1488令設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率Q=A,帶寬度(m).帶入式(7—1—19),可計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率所需輸送②按塊寬要求計(jì)算在確定輸送帶帶寬的時(shí)候，還要考慮物料塊度的影響，按下式校核：故塊度也符合要求。(4)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)布置線路初步設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)使用地點(diǎn)的具體工作條件進(jìn)行輸送機(jī)的總體布置，確定驅(qū)動(dòng)裝置的位置、數(shù)量即及布置形式、拉緊裝置，及拉緊方式等。本采區(qū)具體布置如圖7—2—4所示圖7.2帶式輸送機(jī)系統(tǒng)布置示意圖(5)基本參數(shù)的計(jì)算在確定帶寬B和帶素v之后，可進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算。①輸送帶上的物料的線質(zhì)量(單位：kg/m)q=452.7/(3.6×2.5)=50.3kg/m②輸送帶的線質(zhì)量q查表得輸送帶的線質(zhì)量為28.15kg/m7.2.3帶式輸送機(jī)牽引力和電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算考慮到滾筒軸承摩擦阻力及輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的彎曲阻力傳動(dòng)滾筒主軸牽引力為；F=50132.2+0.04×(65177.8+15045.6當(dāng)F>0時(shí)，表示蠢動(dòng)滾筒輸出牽引力所需電機(jī)功率為：大巷膠帶輸送機(jī)主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算(1)運(yùn)行速度的選擇輸送機(jī)的生產(chǎn)率和輸送機(jī)的運(yùn)行速度成正比。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，在相同生產(chǎn)率的條件下，通常最好采用較小的帶寬，而相應(yīng)的增加帶速。當(dāng)帶速增加時(shí)，輸送機(jī)上的線載荷減小，輸送帶張力隨之降低，可以采用強(qiáng)度較低、價(jià)格便宜的輸送帶；增加帶速，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置的減速比減小，因而驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸和質(zhì)量都相應(yīng)的減小。因此，提高帶速、減小帶寬是很有必要的。然而，采用較高的帶速并不是任何情況下都適合，其原因在于除了要制造高質(zhì)量的平衡托棍和滾筒外，還要有壽命長(zhǎng)的軸承和結(jié)構(gòu)性能完善的密封裝置等。此外，輸送帶的運(yùn)行速度還取決于輸送機(jī)運(yùn)行條件、被運(yùn)物料的種類和顆粒度、輸送帶的寬度及裝、卸料方式等一系列因素。本礦井設(shè)計(jì)運(yùn)輸平巷用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，運(yùn)距1000米以上，設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)能(2)輸送機(jī)帶寬①按設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)能力計(jì)算帶式輸送機(jī)理論生產(chǎn)率(單位：t/h)為：式中y——被運(yùn)物料的堆積密度，0.95t/m3;c輸送機(jī)的傾角系數(shù)，0.95,見表6-3-1。C物料在輸送帶上的堆積面積，決定于帶寬B,物料的動(dòng)堆積角Pa,和輸送帶成槽角9。輸送帶的工作寬度及輸送帶上的物料的自由表明形狀。世界各國(guó)的計(jì)算方法個(gè)各有不同，但基本上采用下列輸送帶有效工作寬度的計(jì)算方法。B≤2.0m時(shí)，取b=0.9B-0.05,m;B>2.0m時(shí)，取b=B-0.25,m.由輸送機(jī)的特征參數(shù)表可知帶寬B=1m則運(yùn)輸散裝物料的帶式輸送機(jī)，其承托輥形式主要采用三屆剛性操行托輥，只這時(shí)輸送帶上的堆積面積F為梯形面積Fi和弓形面積F2之和如下圖：圖6-3-1物料在運(yùn)輸帶上的堆積面積我國(guó)三節(jié)托輥組取成槽角30°,根據(jù)以上公式可得：A=3600vycK(0.9B-0.05式中K為動(dòng)堆積角Pa和成槽角9的函數(shù)，K取值見表6—3動(dòng)堆積角P0線路初步設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)使用地點(diǎn)的具體工作條件進(jìn)行輸送機(jī)的總體布置，確定驅(qū)動(dòng)裝置的位置、數(shù)量即及布置形式、拉緊裝置，及拉緊方式等。本采區(qū)具體布置如圖所示(4)基本參數(shù)的計(jì)算在確定帶寬B和帶素v之后，可進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算。①輸送帶上的物料的線質(zhì)量(單位：kg/m)=480/(3.6×2.5)=53.4kg/m②輸送帶的線質(zhì)量q查表得輸送帶的線質(zhì)量為28.15kg/m(5)驅(qū)動(dòng)裝置選擇①圓周驅(qū)動(dòng)力FU的計(jì)算式中f=0.028,模擬摩擦系數(shù)；Lh=742m,輸送機(jī)水平長(zhǎng)度；qRO=15.75kg/m,承載分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；qUR=5.37kg/m,回程分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；qB=28.15kg/m,每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量(阻燃鋼芯帶ST/S1000);qG=53.4kg/m,每米長(zhǎng)輸送物料質(zhì)量(qG=Q/3.6v);H1=52m,物料提升高度；②驅(qū)動(dòng)裝置選擇利用公式(6-6)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)機(jī)功率K—考慮到傳動(dòng)效率、電壓降、功率不平衡備用系數(shù)，K=1.4。計(jì)算得電機(jī)功率為N=349kW。盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型主要包括采煤工作面、工作面巷道、條帶平巷及盤區(qū)集中巷的主要運(yùn)輸設(shè)備。其設(shè)備類型主要由礦井地質(zhì)特征、開拓系統(tǒng)、開采方式、運(yùn)輸傾角、運(yùn)距、運(yùn)量和瓦斯等條件決定。通過上述計(jì)算，確定膠帶寬度為1000mm。設(shè)計(jì)運(yùn)輸大巷選DSJ1000/80/3*315水平可伸縮帶式輸送機(jī)，技術(shù)特征見表6-3-3:型號(hào)單位運(yùn)輸能力運(yùn)距m運(yùn)速膠帶種類可伸縮帶寬貯帶長(zhǎng)度m電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率電壓V外形尺寸高×寬質(zhì)量t生產(chǎn)廠家目前國(guó)內(nèi)煤礦輔助運(yùn)輸方式較多，有齒軌車，卡軌車、膠輪車，無極繩絞車等。防爆無軌膠輪車機(jī)動(dòng)靈活，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，可一機(jī)多用，設(shè)備利用率高，用人少，使得礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)十分簡(jiǎn)單和有效，也是礦井實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)輸方式的完善與否影響著礦井的生產(chǎn)效率。根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，選用防爆柴油機(jī)齒軌車，型號(hào)為JCP-8/600-MWMD916-6(1)生產(chǎn)能力本設(shè)計(jì)礦井是年產(chǎn)量180萬噸的大型礦井，采用兩套提升設(shè)備，主井采用箕斗提煤，副井采用罐籠完成其他輔助提升任務(wù)；對(duì)于特大型礦井，往往主井采用兩套箕斗提升設(shè)備，副井采用一套罐籠或者另加一套單罐籠平衡錘提升設(shè)備進(jìn)行輔助提升。(2)同時(shí)生產(chǎn)的水平數(shù)目單水平作業(yè)多采用雙容器提升，以提高提升設(shè)備效率；兩個(gè)開采水平過渡時(shí)期，可能兩(3)最終開采深度當(dāng)開采時(shí)期設(shè)兩個(gè)以上開采水平時(shí)，提升機(jī)和井架(塔)應(yīng)按最終水平的深度選擇，而容器、鋼絲繩、電動(dòng)機(jī)等其他設(shè)備可先按第一水平選用，當(dāng)井簡(jiǎn)延深后另行更換，以保證提(4)提升機(jī)類型一般中小型礦井或淺井多采用單繩纏繞式提升機(jī)，在本設(shè)計(jì)礦井中選擇采用多繩摩擦式提升機(jī)較為合理。在本設(shè)計(jì)礦井中選擇采用多繩摩擦式提升機(jī)較為合理。直接影響礦井的基建投資、生產(chǎn)能力和噸煤生產(chǎn)成本等多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180萬ta,服務(wù)年限為164.9a。本礦井采用立井單水平開拓方式，第一水平為400m。主井井筒直徑為6.5m,凈斷面積為33.18m2;副井井筒直徑為6.5m,凈斷面積為33.18m2。井下煤炭主要采用膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸；輔助運(yùn)輸軌道大巷采用架線式電機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸，采區(qū)采用絞車牽引1.5t固定車廂式礦車、3t底卸式礦車。煤的松散容象。礦井工作制度為“四六”制，提升設(shè)備年工作日為330天，日工作16小時(shí)，最大下井人數(shù)為40人。由于礦井的井型較大，所以主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐籠提升設(shè)備、材料、運(yùn)送人員。②工作制度年工作日d,日工作小時(shí)數(shù)t,根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定年生產(chǎn)日為330天，每日提升時(shí)間為16小時(shí)；③礦井開采水平數(shù)，各水平的井深Hs及各水平的服務(wù)年限礦井開采水平：第一水平400,井深：560礦井開采水平：第一水平400,井深：560m,服務(wù)年限：87.5a;⑤卸載水平與井口高差Hx=18m;⑥井下運(yùn)輸水平與裝載水平的高差開采水平為第一水平，深度為400m;②矸石提升量一般按煤炭產(chǎn)量的15%～25%計(jì)算，這里取20%,則矸石提升量為：180×20%=36萬t③最大班下井人數(shù)一般按每天下井工人總數(shù)的40%計(jì)算⑥送往井下最大設(shè)備的尺寸和最重部件重力。8.1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容⑧計(jì)算噸煤電耗(對(duì)于主井提升);⑨制定最大班作業(yè)時(shí)間平衡表(對(duì)于副井)8.2主副井提升設(shè)備的選型本礦井主井用箕斗提煤，副井用罐籠完成其它輔8.2.1小時(shí)提升量式中：An—礦井年產(chǎn)量，180萬va;1.10～1.15,無井底煤倉是取1.20。這里取1.13;ar—提升能力富裕系數(shù)，主要提升設(shè)備對(duì)于第一水平留有20%的富裕能力，即則A