開(kāi)灤集團(tuán)荊個(gè)莊礦240萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

摘要本設(shè)計(jì)包括兩部分：一般部分和專題部分。一般部分是河北開(kāi)灤集團(tuán)荊個(gè)莊礦240萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì)。全篇共有十篇，依次是：礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征，井田境界及儲(chǔ)量，礦井工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，井田開(kāi)拓，采區(qū)巷道的布置，采煤方式，井下運(yùn)輸，礦井提升，礦井通風(fēng)與安全，礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。開(kāi)灤礦務(wù)局荊個(gè)莊礦位于河北省唐山市境內(nèi)。井田面積27.51平方公里。井田內(nèi)可采煤層共2層，分別為9號(hào)煤層和11號(hào)煤層，9號(hào)煤層為主采煤層，煤層賦存穩(wěn)定平均厚度4.2米，平均傾角8.0度，為近水平煤層。井田內(nèi)工業(yè)儲(chǔ)量為30811萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量為23910萬(wàn)噸。相對(duì)瓦斯涌出量為0.879m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為3.24m3該礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為240萬(wàn)噸，服務(wù)年限為63年。采用雙立單水平開(kāi)拓盤區(qū)條帶開(kāi)采。開(kāi)采水平標(biāo)高為-340水平。礦井采用單面傾斜長(zhǎng)壁后退式一次采全高全部垮落法綜合機(jī)械化采煤法。礦井布置一個(gè)綜采面，工作面長(zhǎng)度為230米。煤的運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)。礦井通風(fēng)機(jī)工作方式為抽出式，礦井通風(fēng)方式為中央專題部分為煤礦頂板事故防治技術(shù)研究。關(guān)鍵詞：井田開(kāi)拓；采煤方式；運(yùn)輸提升；通風(fēng)安全；綜合機(jī)械化Abstract目錄摘要 1Abstract 2一般部分第1章井田概況及地質(zhì)特征 101.1井田概況 101.1.1井田位置及交通 101.1.2自然地理 101.1.3井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 111.1.4煤田開(kāi)發(fā)史及近況 111.1.5原材料及水電供給情況 111.1.6周邊小煤礦開(kāi)采情況 111.1.7本區(qū)屬大陸性氣候 111.2地質(zhì)特征 121.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 121.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 141.2.3井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 141.2.4沼氣、煤塵及煤的自燃性 141.2.5煤質(zhì)（化學(xué)分析） 15第2章井田境界與儲(chǔ)量 172.1井田境界 172.1.1確定井田境界的依據(jù)及劃分原則 172.1.2井田周邊情況 172.1.3井田未來(lái)發(fā)展情況 172.2井田儲(chǔ)量 182.2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 182.2.2保安煤柱 182.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量 182.2.4礦井可采儲(chǔ)量 192.2.5儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 22第3章礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 233.1.1礦井工作制度 233.1.2礦井生產(chǎn)能力確定 233.1.3礦井服務(wù)年限的確定 23第4章井田開(kāi)拓 244.1概述 244.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 244.1.2影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的原因及其具體情況 244.1.3確定井田開(kāi)拓方式的原則 254.2礦井開(kāi)拓方案的選擇 264.2.1井硐形式和井口位置 264.2.2井硐形式技術(shù)評(píng)價(jià) 294.2.3確定開(kāi)采水平和階段高度 314.2.4開(kāi)拓巷道的布置 344.3選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 364.3.1井筒形式和數(shù)目 364.3.2井筒位置及坐標(biāo) 364.3.3水平數(shù)目及高度 364.3.4石門、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置 364.3.5井底車場(chǎng)形式的選擇 394.3.6煤層的聯(lián)系 394.3.7帶區(qū)劃分 394.4井筒布置和施工 414.4.1井筒穿過(guò)巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 414.4.2井筒布置及裝備 414.5井底車場(chǎng)形式的確定及論證 444.5.1井底車場(chǎng)形式的確定 444.5.2儲(chǔ)車線路、行車線路長(zhǎng)度 444.5.3井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 464.5.4井底車場(chǎng)主要硐室 484.6開(kāi)采順序 504.6.1沿井田走向開(kāi)采順序 504.6.2沿井田傾向開(kāi)采順序 504.6.3帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 504.6.4“三量”控制情況 51第5章帶區(qū)巷道布置 535.1帶區(qū)概況 535.1.1帶區(qū)的位置、邊界、范圍及帶區(qū)煤柱 535.1.2帶區(qū)地質(zhì)和煤層情況 535.2帶區(qū)巷道布置 545.2.1區(qū)段劃分 545.2.2帶區(qū)斜巷布置 545.2.3帶區(qū)車場(chǎng)布置 545.2.4帶區(qū)煤倉(cāng)形式、容量及支護(hù) 625.2.5帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 635.3帶區(qū)準(zhǔn)備 645.3.1帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 645.3.2帶區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護(hù)方式 64第6章采煤工藝 666.1采煤方法的選擇 666.1.1采煤方法選擇的依據(jù) 666.1.2回采工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度 676.1.3裝運(yùn)煤 676.1.4支架與采煤機(jī)聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)化控制方式 676.2回采工藝 686.1.1回采工作面長(zhǎng)度的確定 686.2.2選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程 686.2.3回采工藝中使用的機(jī)械設(shè)備。 696.2.3工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 69第7章井下運(yùn)輸 727.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 727.1.1基本資料 727.1.2運(yùn)輸方式的確定 727.1.3運(yùn)輸系統(tǒng) 727.2礦車的選型與數(shù)量 737.2.1架線式電機(jī)車型號(hào)確定 737.2.2礦車的選擇 737.2.3井下電機(jī)車的臺(tái)數(shù)估算 747.3帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 757.3.1工作面輸送機(jī)選型原則 757.3.2轉(zhuǎn)載機(jī)選型原則 757.3.3可伸縮帶式輸送機(jī)選型原則 75第8章礦井提升系統(tǒng) 768.1.1礦井主提升設(shè)備的選擇及計(jì)算 768.1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 768.1.3選型計(jì)算 76第9章礦井通風(fēng)與安全 809.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 809.1.1概述 809.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 809.1.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 809.1.4主扇工作方式的確定 829.1.5帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 829.1.6工作面通風(fēng)方式的選擇 829.1.7回采工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置 829.2帶區(qū)及全礦所需風(fēng)量和分配 829.2.1風(fēng)量計(jì)算 829.2.2風(fēng)量分配 909.2.3風(fēng)速的驗(yàn)算 909.2.4風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 919.2.5風(fēng)速的驗(yàn)算 919.3礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 939.3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 939.3.2礦井阻力路線 969.3.2礦井等積孔計(jì)算 979.3.4兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔 979.4通風(fēng)設(shè)備的選擇 989.4.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 989.4.2電動(dòng)機(jī)的選擇 1029.4.3反風(fēng)措施 1039.5礦井安全技術(shù)措施 1039.5.1預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 1039.5.2煤（巖）與瓦斯突出的防治 1049.5.3火災(zāi)與水患的預(yù)防 1049.5.4其他事故的預(yù)防 1059.5.5避災(zāi)路線及自救 105第10章礦井排水 10610.1概述 10610.1.1礦井水來(lái)源及涌水量 10610.1.2對(duì)排水設(shè)備的要求 10710.2礦井主要排水設(shè)備 10810.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 10810.2.2主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 109第11章礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 111專題部分煤礦頂板事故防治技術(shù)研究 1151前言 1152頂板事故的分類 1163巷道頂板事故的防治探討 1164工作面頂板事故的防治探討 1195采場(chǎng)局部冒頂 1226采場(chǎng)大型冒頂 1237頂板安全管理的措施 123致謝 126一般部分開(kāi)灤集團(tuán)荊個(gè)莊礦2.4Mt新井設(shè)計(jì)第1章井田概況及地質(zhì)特征荊各莊礦位于河北省唐山市北偏東約13公里處，南距馬家溝礦6公里，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域?qū)偬粕绞虚_(kāi)平區(qū)管轄。交通十分方便，鐵路：一條通往陡河電廠的專用線，并與呂陡線在井田交匯；另一條經(jīng)馬家溝礦業(yè)公司與京山線的開(kāi)平站相聯(lián)。公路：北10Km與京沈高速公路、102國(guó)道相聯(lián)，南7Km經(jīng)開(kāi)平與205國(guó)道、津秦高速公路相聯(lián)，形成了比較完整的交通網(wǎng)。交通圖如下:圖1-1井田位置交通圖唐山地區(qū)氣候?qū)侔氪箨懶裕募狙谉岫嘤?，冬季?yán)寒凜烈，氣溫變化較大。本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北－－西南方向起伏伸展的低山丘陵。從東往西有巍山（＋290m）、鳳山（＋180m）、小梁山（＋100m）和菀豆山（＋38m），由菀豆山向西南傾沒(méi)于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢(shì)逐漸增高，直到青龍山標(biāo)高達(dá)＋493.01m。在井田北約7公里為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成的低山丘陵，東西方向橫伏，這兩條低山丘陵在井田東面的青龍山一帶相匯合。低山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢(shì)平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面標(biāo)高為+38.8m（灣35孔），南端標(biāo)高為＋23.85m（灣補(bǔ)6孔），傾向陡河。設(shè)計(jì)礦區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主，其次種植少量經(jīng)濟(jì)作物如蔬菜、黃煙等。該礦井為開(kāi)灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司下屬的一座大型礦井，為國(guó)有重點(diǎn)煤礦，隸屬關(guān)系現(xiàn)為河北省，原為煤炭直屬企業(yè)。該礦井于1958年興建，1979年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力120萬(wàn)t/a，1997年核定能力170萬(wàn)t/a。2003年出原煤200萬(wàn)t，2005年核定能力為201萬(wàn)t/a。本設(shè)計(jì)井田的生產(chǎn)和生活用水主要來(lái)自于開(kāi)采地下水；礦區(qū)供電主要有由陡河發(fā)電廠雙回路供電，礦區(qū)內(nèi)有25/6kv變電所一座。鑒于小煤礦開(kāi)采對(duì)煤炭資源浪費(fèi)嚴(yán)重，且因越界開(kāi)采，易造成重大安全生產(chǎn)事故，依據(jù)國(guó)家及地方政策，小煤礦相繼關(guān)閉。本次修編地質(zhì)報(bào)告過(guò)程中對(duì)荊各莊周邊小煤礦再次進(jìn)行摸底排查，確定在荊各莊礦井田范圍及周圍不存在小煤礦開(kāi)采情況。1.降水量：年最大降水量1154.5毫米（1967年），年最小降水量345毫米（1968年）；月最大降水量668.2(1967年8月)毫米。本區(qū)降水量的特點(diǎn)是集中在6、7、8三個(gè)月，約占全年的87％，而且多暴雨。2.蒸發(fā)量：年最大蒸發(fā)量是2186毫米(1961年)，年最小蒸發(fā)量1670.4(1971年)毫米。蒸發(fā)量一般大于降水量的2倍。尤其是5、6月份氣溫轉(zhuǎn)暖，而降水量很小，常顯旱象，亦為本區(qū)氣候之特點(diǎn)。3.氣溫：月最高平均氣溫27.2℃，月最低平均氣溫-7.9℃（1969年1月）。氣溫最高在6、7、8三個(gè)月，最低在12月和1月年平均氣溫在9.8℃-12.2℃之間。荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜西北側(cè)，煤系地層的形成時(shí)代屬于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。煤系基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r，井田地層情況見(jiàn)表3-1。開(kāi)平煤田區(qū)域地層表表1-11.石炭系上統(tǒng)（C3）分上下兩組，下組稱開(kāi)平組C31，上組稱趙各莊組C32。上組是荊各莊礦井田重要的含煤地層，本統(tǒng)地層一般厚度為135m。見(jiàn)圖3-1。2.趙各莊組C32：下限為趙各莊灰?guī)rK6頂板，上限為煤11頂板泥巖之頂界面。一般厚度為60m，本組為重要的含煤地層。本組地層以粉砂巖為主，其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下：粉砂巖類38.3％，砂巖類29.5％，煤層17.4％，粘土巖14.8％。巖相組合主要是瀉湖海灣相和泥巖沼澤相交替沉積，同時(shí)在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。自沉積趙各莊灰?guī)rK6之后，海水大規(guī)模后退，而每次海進(jìn)的幅度都比較小。該階段沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，是成煤的最好時(shí)期。本組含煤層5層，即：煤12-1/2、煤12-2、煤12-1、煤12-1上煤線、煤11。其中煤12-2、煤12-1、煤11三層可采。見(jiàn)圖3-3。3.二疊系下統(tǒng)Ｐ1下界為煤11頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為Ａ層礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)地層一般厚度為235.76m，分上下兩組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。a.大苗莊組Ｐ11上限為煤5頂板的中粗粒砂巖底界面，此層位受古河流沖刷，沖蝕的下切深度并不相同，在井田西部不僅煤5受剝蝕，煤6、煤7、煤8、均受不同程度的影響。下限為煤11頂板粘土巖之頂界面。本組一般厚度為90.36m，最小厚度為65m（灣水2）。本組地層以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖也較多，巖石大致百分比為：粉砂巖類占36.2％，砂巖類占30.2％，粘土巖類占19.2％，煤占14.4％。巖相組合主要是瀉湖海灣相、三角洲相及泥炭沼澤相沉積。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。本組含煤6層即：煤5、煤6、煤7、煤8、煤9、煤10，其中可采煤層一層即煤9，是荊各莊礦的主采煤層，其它煤8、煤10局部可采。見(jiàn)圖3-44.風(fēng)化殼巖石特點(diǎn)：a.巖層顯著變色，粘土巖和砂巖均變成淺黃色、灰白色或其它雜色。b.巖石硬度降低，產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黃色充填物。c.巖石礦物發(fā)生淋濾分解作用。在垂直方向上，區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼具有分帶性：上部強(qiáng)風(fēng)化帶下部弱風(fēng)化帶5.第四系松散沉積物第四系地層不整合于各時(shí)期基巖之上，在井田范圍內(nèi)，厚度由北部100m向南逐漸增厚，至井田南端厚度達(dá)到379.67m，等厚線方向大致東西延伸。荊各莊礦井田自身即為一個(gè)盆狀向斜，向斜軸線偏居西側(cè)，近南北延伸，中部略向西呈弧形彎曲，并向南偏東傾伏，傾伏角約5～6°。向斜軸線西側(cè)地層產(chǎn)狀急陡，而東側(cè)則較為舒緩，同時(shí)向斜邊緣較之中部地層產(chǎn)狀陡。這種構(gòu)造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構(gòu)造的性質(zhì)和發(fā)育程度。在井田東部有一舒緩橫向褶皺,軸線方向N43E,長(zhǎng)700m,寬300m，兩翼傾角5°～10°。在井田中南部有一小型背斜，軸線方向Ｎ40°Ｅ，長(zhǎng)600m以上，背斜西部一翼產(chǎn)狀較陡，傾角25°～60°，東部則地層較舒緩，傾角15°～25°。背斜脊部張性斷裂非常發(fā)育，同時(shí)煤巖層均有拉伸變薄現(xiàn)象，2095、2097、2099、2020s泄水巷等工程對(duì)其均有控制。1.斷層，本井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，揭露的大中型斷層有F1，荊4、F46等，井田小斷層較為發(fā)育，對(duì)生產(chǎn)影響不大，F(xiàn)1逆斷層位于井田南部邊緣，自西向東縱貫全區(qū)，F(xiàn)46斷層位于龐莊礦井東翼邊界。如表1-1。2.其它地質(zhì)構(gòu)造，在井田中北部中南部各有一斷層，揭露地層內(nèi)發(fā)現(xiàn)有巖漿巖，主要沿9煤侵入，使部分煤層蝕成天然焦，破壞范圍不大，影響較小。表1-2主要斷裂構(gòu)造表順序名稱性質(zhì)斷層面走向斷層面傾向傾角落差/m水平斷距/m1F3正WESN65o0～100～202F1正WESN75o10～1520～45水文地質(zhì)條件定為復(fù)雜型，目前礦井涌水量15.65m3/min。疏水中心排放的清水通過(guò)管路抽到地面供生活用水，其它涌水排到中央井底水倉(cāng)倉(cāng)通過(guò)排水系統(tǒng)排至地面灌溉農(nóng)田或經(jīng)東翼塌陷坑沉淀，環(huán)游后經(jīng)后屯大渠流入陡河。該礦井2005年河北省批復(fù)瓦斯鑒定結(jié)果：全礦井瓦斯相對(duì)涌出量0.879m3/t，絕對(duì)涌出量3.24m3/min；二氧化碳相對(duì)涌出量2.799m3/t，絕對(duì)涌出量為10.32m3/min，礦井為低瓦斯礦井。有煤塵爆炸危險(xiǎn)，煤塵爆炸指數(shù)為38.42％～64.2％。礦井通風(fēng)采用中央并列抽出式，由副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)。1.硫份:各煤層全硫平均含量為0.25％～3.66％,其中煤9含量低于1％，屬低硫煤；煤11含硫量最高為3.66％，平均為3.07％，屬富硫煤，其所含硫量分為：黃鐵礦硫占59％，有機(jī)硫占36％，硫酸鹽硫占2.5％。2.磷份：磷份平均含量最大0.0825％，最小0.008％，其中煤11為特低磷煤，煤9為中磷煤。3.發(fā)熱量：各可采煤層發(fā)熱量變化范圍在18.01～24.18MJ/kg之間，各煤層發(fā)熱量由大至小排列為：煤11～煤9。一般情況是煤層灰分高的發(fā)熱量低，而煤層灰分低的其發(fā)熱量高。礦井中煤11、煤9一分層發(fā)熱量最高，而煤9二三分層表1-3各煤層煤質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表井田內(nèi)各煤層均屬氣煤類，結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦，可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，發(fā)熱量均在18.01～24.18MJ/Kg，主要為動(dòng)力用煤。1.煤9偽頂：暗灰色泥巖或粉砂巖，厚0～0.08m，隨采隨落，區(qū)內(nèi)大部分缺失。直接頂：灰色粉砂巖，有明顯水平層理或波狀層理，塊狀，含有豐富的植物葉片化石，偶見(jiàn)淺褐色結(jié)核，厚度變化較大，極不穩(wěn)定，厚0～3.86m，平均1.97m。老頂：灰白色中砂巖，夾粉砂巖，厚層狀；巖石成分為石英及泥質(zhì)巖屑，次為暗色燧石，并含有紫紅色的礦物細(xì)粒；膠結(jié)物為高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，占30％，極易風(fēng)化，遇水澎漲，厚10.43～39.2m，平均12.00m。底板：灰黑色泥巖，致密塊狀，斷口呈貝殼狀或參差狀，含菱鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦散晶體，結(jié)核大小不一，扁球狀成層狀分布，含少量植物根化石，厚4.51～8.60m，平均6.44m。2.煤11直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀結(jié)核及黃鐵礦聚集體,含海相動(dòng)物化石(在西翼1210、1214采到完整的動(dòng)物介殼化石)層厚3.96～9.47m,平均6.65m。老頂：淺灰色～灰白色細(xì)砂巖，塊狀，鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，成分以石英為主，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，一般在0.65～8.23m之間，平均2.69m。直接底：灰～灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖,泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造，含大量植物根化石，厚0.53～3.87m，平均1.85m。本井田的精查工作量是很大的，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?。根?jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒(méi)有控制，這些都需要在建井和生產(chǎn)過(guò)程中予以注意。礦井瓦斯等級(jí)、涌水量是用是根據(jù)臨礦實(shí)際情況推算出來(lái)的，所以可靠性不足，待礦井建成投產(chǎn)后，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況重新確定。第2章井田境界與儲(chǔ)量1確定井田境界的依據(jù)以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)；要適于選擇井筒位置，安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物；劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間；4）井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提升。2井田境界劃分的原則在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：1）井田的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開(kāi)采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2）保證井田有合理尺寸；3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4）合理規(guī)劃礦井開(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)采技術(shù)水平并結(jié)合荊各莊礦區(qū)井田的實(shí)際情況確定井田南北長(zhǎng)度約為4.0km，東西寬約為5.7km。上部以-180水平為界；下部以-480水平為界。井田參數(shù)如下：煤層傾角一般為1.0°～14.5°，由于煤層的淺部與深部的傾斜角度不同，淺部約6.0～10°左右，中部平緩，約1～6°左右，再深又稍變陡，傾角13°左右，平均傾角為8°，傾斜面積為27.51km設(shè)計(jì)井田向東和向西均以勘探線為界，是人為邊界.向下以-460標(biāo)高為界，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田向兩邊開(kāi)拓的條件較好，井田范圍內(nèi)探明儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，并可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算儲(chǔ)量的煤層有9#、11#各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不包含著煤炭底下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田勘探程度及開(kāi)采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)A+B+C級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是指工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦機(jī)依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，留設(shè)保安煤柱如下：1、各煤層在露頭處留設(shè)50m保安煤柱。2、井田內(nèi)部斷層留設(shè)40m煤柱。1.井田勘探類型精查地質(zhì)報(bào)告查明了本井田的煤層賦存情況、構(gòu)造形態(tài)、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件。井田勘探類型為中等。2.礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算及儲(chǔ)量等級(jí)的圈定本礦井設(shè)計(jì)中只對(duì)9#和11#煤層進(jìn)行開(kāi)采設(shè)計(jì)，煤層傾角平均α=8°，煤的平均容重1.44t/m3。邊界煤層露頭線為-180m，-483.工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算計(jì)算公式如下：塊段儲(chǔ)量=塊段面積×塊段平均厚度×容重/÷cosθθ—煤層平均傾角；根據(jù)儲(chǔ)量計(jì)算圖，通過(guò)登高線塊段計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為308.1118Mt?？刹蓛?chǔ)量計(jì)算如下：礦井可采儲(chǔ)量=(礦井工業(yè)儲(chǔ)量-永久性煤柱)×采區(qū)回采率。永久性煤柱包括工業(yè)場(chǎng)地煤柱及主石門煤柱、沖積層防水煤柱、斷層煤柱、奧灰防水煤柱、村莊煤柱及井田邊界煤柱。本設(shè)計(jì)井田煤采區(qū)回采率取80%.工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即A＋B＋C級(jí)儲(chǔ)量。根據(jù)地質(zhì)勘探資料顯示，其中高級(jí)儲(chǔ)量為：1126.69Mt，約占工業(yè)儲(chǔ)量的41.0%，符合高級(jí)儲(chǔ)量比例要求。1.計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；2）井田邊界煤柱損失；3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；5）其它各種損失。2.各種煤柱損失計(jì)算1）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，按《煤礦設(shè)計(jì)工業(yè)規(guī)范》，占地面積指標(biāo)應(yīng)在（0.7~0.8）公頃/10萬(wàn)噸之間小井取大值，故取0.8。占地面積為24×0.8＝19.2×104m2。故設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為400×500m2的長(zhǎng)方形，面積為：20×104m2，尺寸為400×工業(yè)廣場(chǎng)位置處的煤層的平均傾角為1.5°，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田走向中央，傾向中央煤層中部，中心處煤層深度為-300m。主井、副井、地面建筑物均在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按大型礦井Ⅱ級(jí)保護(hù)，留圍護(hù)帶寬度為30m本礦的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見(jiàn)表2-1：表2-1礦井地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角廣場(chǎng)中心煤層深度煤層傾角α煤層厚度沖積層厚度沖積層移動(dòng)角Φ走向移動(dòng)角δ下山移動(dòng)角γ上山移動(dòng)角βm°mm°°°°-3001.5615040707065.8由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱的尺寸，并由圖得出保護(hù)煤柱的尺寸為：圖2-1工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱示意圖S=梯形面積=1/2×(上寬＋下寬)×高=1/2×(840.69＋850.57)×700.75=592575.22m2則工業(yè)廣場(chǎng)壓煤為：Q1＝S×M×r/cosα＝592575.2225×6×1.44/cos1.5°＝512.11萬(wàn)t2）井田邊界煤柱損失井田除東北部外均為人為劃分的邊界，留20m的邊界煤柱；東北部為自然形成的煤層露頭，考慮防水煤柱，留50m的保安煤柱。則井田邊界壓煤量為：Q2=（19060×20＋250×20）×5.5×1.44/cos10°=306.13萬(wàn)t3）斷層煤柱斷層煤柱可按下式計(jì)算：Z=L×b×M×R其中：L—斷層的長(zhǎng)度；B—斷層煤柱的寬度；M—煤柱的平均厚度，3.5m；R—煤柱的平均容重，1.44t/m3；；則井田邊界斷層煤柱：由于F3和F5斷層落差較大，長(zhǎng)度分別為1100m和500m，斷層兩邊各留煤柱Q3＝1600×2×20×5.5×1.44/cos5o＝50.69萬(wàn)t3.井田的可采儲(chǔ)量井田的可采儲(chǔ)量Z按下式計(jì)算：Z=(Q－P)×C式中：Q—礦井工業(yè)儲(chǔ)量，P—各種永久煤柱的儲(chǔ)量之和，P=512.11＋306.13＋50.69=868.93萬(wàn)tC—帶區(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；設(shè)計(jì)開(kāi)采的11煤層屬中厚煤層，9煤層屬于厚煤層，采區(qū)回采率取為0.80。則計(jì)算可采儲(chǔ)量為：Z=(Q－P)×C=（308.1118－8.6893）×0.80=239.538Mt由此可得本礦井的可采儲(chǔ)量為239.538Mt。在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約為50%為回采率過(guò)底和受未知地質(zhì)破壞影響所損失的儲(chǔ)量。井田實(shí)際采出儲(chǔ)量用下式計(jì)算：Z實(shí)際=Z－Z×（K－1）×50%/K式中：Z實(shí)際—井田實(shí)際采出煤量，萬(wàn)t；Zk—礦井的可采儲(chǔ)量，23953.8萬(wàn)t；K—礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3；Z實(shí)際=23953.8－23953.8×（1.3－1）×50%/1.3=21189.9萬(wàn)t即本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際采出煤量為21189.9萬(wàn)t。礦井工業(yè)儲(chǔ)量及各水平儲(chǔ)量見(jiàn)表2-2。表2-2礦井儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量/萬(wàn)t永久煤柱損失可采儲(chǔ)量/萬(wàn)t實(shí)際采出/萬(wàn)t工業(yè)廣場(chǎng)/萬(wàn)t開(kāi)采損失/萬(wàn)t斷層/萬(wàn)t邊界煤柱/萬(wàn)t合計(jì)/萬(wàn)t9煤11煤30811.185555988.4550.69306.136900.2723910.9121189.9本設(shè)計(jì)礦井的各類計(jì)算嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平有限，儲(chǔ)量計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定誤差。第3章礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為330天，礦井每日凈提升時(shí)間為16h，采用“四六”工作制度。礦井生產(chǎn)能力的大小主要依據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)該考慮當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體計(jì)算如下：方案A：3.0Mt/a方案B：2.4Mt/a方案C：2.0Mt/a上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限的確定。礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下：T=Z/(A×K)式中Z—礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，MtA—生產(chǎn)能力，Mt/aK—礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3～1.5根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K值取1.4依據(jù)以上擬訂的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出的三種方案具體如下：方案A：3.00Mt/aT=Z/(A×K)=2118.9/(300×1.4)=50.45年方案B：2.4Mt/aT=Z/(A×K)=21189.9/(240×1.4)=63.07年方案C：1.8Mt/aT=Z/(A×K)=21189.9/(180×1.4)=84.09年參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案B比較合理，即：礦井生產(chǎn)能力：A=2.4Mt/a,礦井服務(wù)年限：T=63年。所以確定本設(shè)計(jì)采用方案B，礦井生產(chǎn)能力定為2.4Mt/a。第4章井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計(jì)合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開(kāi)采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開(kāi)掘工程。其中包括確定主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開(kāi)采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)荊各莊井田位于河北省豐潤(rùn)縣,周圍有唐山礦,范各莊礦,錢家營(yíng)礦等都采用立井開(kāi)拓方式。1.井田開(kāi)拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括：1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是水文條件復(fù)雜且涌水量大情況）；2)煤層賦存和開(kāi)采技術(shù)條件；3)地形地貌和地面外部條件；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(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等。對(duì)以上各種因素要綜合研究，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。影響本設(shè)計(jì)井田開(kāi)拓方式的具體因素如下：1)荊各莊礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦，為第四系沖積層所覆蓋，沖積層最薄處177m，含水層較多，且有流沙，井筒穿過(guò)該區(qū)域很困難，因此，無(wú)斜井或平峒開(kāi)拓的可能。2)井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，以斷層為主，煤層賦存較穩(wěn)定，井田的東部、中部、南部皆為近水平煤層，西部、北部為緩傾斜、傾斜煤層，因此，井筒宜放在井田中央，以減少工業(yè)廣場(chǎng)煤柱的損失，并有利于開(kāi)拓布局。3)其他因素本井田可能受地震等因素的影響。根據(jù)精查報(bào)告確定的煤層自然產(chǎn)狀，構(gòu)造因素，頂?shù)装鍡l件，沖積結(jié)構(gòu)，地形及水文地質(zhì)條件等，荊各莊礦必須按照基本建設(shè)程序辦事，確定礦井開(kāi)拓方式必須充分考慮多個(gè)主要工藝系統(tǒng)的機(jī)械化裝備水平。礦井機(jī)械化程度的高低不僅直接影響井型和經(jīng)濟(jì)效益，而且往往由于提升、運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展，而引起開(kāi)拓本身發(fā)生變化。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，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)。2)合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。3)合理集中開(kāi)拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。4)要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。5)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(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)。6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開(kāi)采。1.井硐形式根據(jù)荊各莊井田的地表及煤層等實(shí)際情況，平硐開(kāi)拓方式技術(shù)上不合理，應(yīng)直接否定?，F(xiàn)依據(jù)荊各莊井田的地形、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，由于荊各莊礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦，為第四系沖積層所覆蓋，沖積層最薄處177m，含水層較多，且有流沙，井筒穿過(guò)該區(qū)域很困難，因此，斜井或平峒開(kāi)拓的可能很小，除非在經(jīng)濟(jì)上特別合理。因此采用雙立井開(kāi)拓開(kāi)拓方案比較大。1）斜井與立井開(kāi)拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。與立井開(kāi)拓相比，斜井開(kāi)拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過(guò)富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開(kāi)拓。根據(jù)自然地理?xiàng)l件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，綜合考慮荊各莊煤礦的實(shí)際情況：荊各莊礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦，為第四系沖積層所覆蓋，沖積層最薄處177m，含水層較多，且有流沙，井筒穿過(guò)該區(qū)域很困難，井筒需要特殊鑿井方法施工；地勢(shì)平坦，本井田地表范圍的標(biāo)高為+23.85-+38.9m，均高于最高洪水位(+19.5m)，因此，井筒位置不受洪水的威脅。（地面標(biāo)高平均+32m左右，）煤層埋藏較淺；礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，為大型礦井。綜上所述，本礦采用立井開(kāi)拓。2）風(fēng)井形式的選擇本井田煤層賦存條件比較好，屬于緩傾斜～近水平煤層，采用帶區(qū)式開(kāi)采，瓦斯含量較小，因此初步選定為中央并列式通風(fēng)，副井兼作風(fēng)井，若隨著開(kāi)采距離的加大，通風(fēng)困難時(shí)若有必要再開(kāi)鑿一風(fēng)井。3）工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局；（2）占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（3）盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位；（4）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見(jiàn)第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場(chǎng)面積20×104m2，定為400m×4）開(kāi)采水平的確定 本礦井煤層露頭標(biāo)高為-180m，煤層埋藏最深處達(dá)-480m，垂直高度達(dá)300m，因此可采用一個(gè)開(kāi)采水平或兩個(gè)水平開(kāi)采，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200～ 本井田可劃分一個(gè)或兩個(gè)水平，但考慮兩個(gè)水平生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜且需要延伸原有井筒到二水平，所以費(fèi)用較大，如果一個(gè)水平采用上下兩個(gè)階段可簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，因此采用一個(gè)水平開(kāi)采。2.主、副井井筒位置的選擇井口位置與開(kāi)拓方式要相互協(xié)調(diào)，需要經(jīng)過(guò)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)布置相匹配，井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分，需要綜合考慮。選擇的主要因素和原則為：選擇的主要因素：1）井下條件：（1）在井田走向的儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡；(2）井筒應(yīng)盡量避開(kāi)或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段；(3）勘探程度及初期工程量。2）地面條件：(1）井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；(2）工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田；(3）井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求；(4）井口要避開(kāi)地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)；(5）井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。2)井筒位置的確定原則（1）有利于水平的開(kāi)采，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；（2）有利于首采條帶布置在井筒附近的富煤階段，首采條帶少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；（3）井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、或軟弱巖層；（4）工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；（5）工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；（6）水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。3）井筒沿井田走向方向的有利位置本井田形狀規(guī)則，儲(chǔ)量分布均勻，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲(chǔ)量中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。4）井筒沿井田傾斜方向的有利位置立井開(kāi)拓時(shí)，本井田中部無(wú)大的斷層構(gòu)造，屬一般情況，井筒布置在井田的中央部位。5）有利于礦井初期開(kāi)采的井筒位置礦井應(yīng)盡快達(dá)產(chǎn)，使井筒布置在第一條帶的位置最優(yōu)。6）盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱。因?yàn)楸揪飪?nèi)無(wú)鐵路、公路、城鎮(zhèn)等，并不需留設(shè)保護(hù)煤柱。僅要考慮工業(yè)廣場(chǎng)的保護(hù)煤柱即可。7）地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對(duì)井筒布置的影響要保證井筒、井底車場(chǎng)及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量不穿過(guò)或少穿過(guò)流沙層、較大的含水層、較厚沖積層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。8）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。在本設(shè)計(jì)井田中，井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央。當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成、成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開(kāi)采的不利局面。綜合以上各方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置如下：主井井筒中心位置：經(jīng)距4015160.0m副井井筒中心位置：經(jīng)距4015155.0m根據(jù)設(shè)計(jì)井田的地表狀況，煤層賦存及工業(yè)廣場(chǎng)的布置等實(shí)際情況，該井筒開(kāi)拓方案中排除其他明顯不技術(shù)上不合理的方案后，雙斜井開(kāi)拓不利于地面工業(yè)廣場(chǎng)的布置，也不利于井下井底車場(chǎng)的布置，井下的聯(lián)系和生產(chǎn)調(diào)度較為繁瑣.具體的要做經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定.下面對(duì)各開(kāi)拓方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，如開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表4—1所示：圖4—1立井開(kāi)拓示意圖圖4—2斜井開(kāi)拓示意圖表4—1開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表比較內(nèi)容Ⅰ方案（立井）Ⅱ方案（斜井）工程量（m）設(shè)備（型號(hào)）投資（萬(wàn)元）工程量（m）設(shè)備（型號(hào)）投資（萬(wàn)元）工程量及設(shè)備井巷工程立井井筒340346.8斜井井筒16701077立井井口及井底車場(chǎng)1120436.8斜井上部及下部車場(chǎng)1040405.6石門500156大巷（可比）2600910.020078.0小計(jì)44601849.629101560.6機(jī)電設(shè)備立井提升設(shè)備JK-3.5/11.52臺(tái)383.2立井提升容器1.5t雙車罐籠73.8立井井筒裝備鋼梁、鋼罐道201.3斜井提升設(shè)備TY-2.5×22臺(tái)266.6排水管路D4021725m99.4D4024980m286.9小計(jì)757.7553.5合計(jì)2991.33191.1運(yùn)營(yíng)費(fèi)(萬(wàn)元/a）立井提升164.6斜井提升79.6石門及大巷運(yùn)輸99.1165.2排水(-450m、-600m各按20m31000.81442.4合計(jì)1264.51687.2總合計(jì)4255.84878.3通過(guò)技術(shù)分析，經(jīng)濟(jì)上的比較可以看出，采用Ⅰ方案立井開(kāi)拓是最優(yōu)的方案。深部水平開(kāi)拓：深部水平開(kāi)拓涉及到主、副井是否延伸的問(wèn)題，要確定深部水平的開(kāi)拓方式，首先要確定主、副井井筒是否延伸。煤層賦存為傾斜狀態(tài)時(shí)，一般以淺部向深部開(kāi)采，以達(dá)到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，一個(gè)井田可以單水平開(kāi)采，也可以多水平開(kāi)采（從上往下逐水平開(kāi)采）。每個(gè)開(kāi)采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各帶區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。本礦地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦井涌水量較低，瓦斯含量較低，平均傾角為10°，故采用條帶式采煤法，由于9煤層與11煤層間距較小，為20米，屬于近距離煤層開(kāi)采，為了避免采下部煤層時(shí)產(chǎn)生集中壓力帶，采用沿空送巷的方式。當(dāng)采到深部時(shí)，由于礦山壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈，帶區(qū)斜巷采用雙巷布置，采用依次接替，根據(jù)上述各項(xiàng)決定，確定開(kāi)拓方案有三1方案：立井單水平開(kāi)拓，如圖4—3；2方案：立井兩水平，如圖4—4；3方案：立井兩水平開(kāi)拓，主暗斜井開(kāi)拓，如圖4—5；由于本礦井設(shè)計(jì)煤層的埋藏最淺部和最深部的垂高相差320米，設(shè)三個(gè)水平時(shí)，階段垂高太小，與設(shè)計(jì)規(guī)范不符，故不設(shè)三個(gè)水平的經(jīng)濟(jì)比較。方案2和方案3區(qū)別在于第二水平是立井開(kāi)拓還是主暗斜井開(kāi)拓兩方案比較，方案2需要多開(kāi)立井井筒120m，階段石門600m，并相應(yīng)增加了井筒和石門的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用；方案3多開(kāi)主暗斜井124.8m（傾角16°），并相應(yīng)增加了斜井的提升和排水費(fèi)用，粗略估算表明，兩方案費(fèi)用相差不大，采用立井提升，優(yōu)點(diǎn)是提升能力大，礦井延伸在條件允許時(shí)，增加的設(shè)備較少，但施工條件差，施工速度慢，開(kāi)拓維護(hù)費(fèi)用高，采用斜井提升時(shí)，施工速度快，費(fèi)用低，但需要與暗斜井配套設(shè)備，人員，材料運(yùn)輸需轉(zhuǎn)載，考慮到方案2的提升，排水工作環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案3中未計(jì)入暗斜井上下部車場(chǎng)的石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案2在通風(fēng)方面優(yōu)于方案3，決定選用方案2。余下的方案1與方案2技術(shù)上均可行，需要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，確定優(yōu)劣。具體經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表4-2、4-3所示。表4—2方案一、二經(jīng)濟(jì)比較表方案項(xiàng)目方案一方案二基建費(fèi)/萬(wàn)元立井開(kāi)鑿石門開(kāi)鑿井底車場(chǎng)2×330×3000×10-4=198500×850×10-4=42.51000×900×10-4=90立井開(kāi)鑿石門開(kāi)鑿井底車場(chǎng)2×400×3000×10-4＝2402×500×850×10-4=852×1000×900×10-4=180小計(jì)330.5小計(jì)505生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元主井提升石門運(yùn)輸立井排水1.2×4811.78×0.83×0.85=4073.71.2×4811.78×0.9×0.402=2089.1560×24×365×29×0.162×10-4=2297.5主井提升石門運(yùn)輸立井排水1.2×4811.78×0.83×0.85=4073.71.2×4811.78×0.9×0.402=2089.1560×24×365×29×0.162×10-4=2297.5小計(jì)8460.3小計(jì)8460.3總計(jì)萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元8790.8費(fèi)用/萬(wàn)元8965.3表4—3基建費(fèi)用表項(xiàng)方案目方案1方案2工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬(wàn)元工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬(wàn)元初期立井井筒330+206000210280+206000180副井井筒330+106000210280+106000180井底車場(chǎng)100090090100090090主石門5008004050080040運(yùn)輸大巷5000-360800371.25000-360800371.2回風(fēng)大巷50008004005000800400小計(jì)1321.21261.2后期立井井筒060000120600078副井井筒060000120600078井底車場(chǎng)09000100090090斜井010500主石門0800050080040運(yùn)輸大巷5000-360800371.25000-360800371.2回風(fēng)大巷50008004005000800400小計(jì)771.21057.2共計(jì)（萬(wàn)元）2092.42318.4從表4-2、4-3技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來(lái)看，方案1的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用和基建投資費(fèi)用均低于方案2，由于基建費(fèi)的計(jì)算誤差一般比生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)的計(jì)算誤差小得多，所以可以認(rèn)為方案1相對(duì)較優(yōu)，從建井期來(lái)看，方案1初期需要多掘主副井筒各50m，多掘50m的主石門，所以建井期較長(zhǎng)一點(diǎn)，但從開(kāi)采水平接續(xù)來(lái)看，方案1不需延伸一次立井，對(duì)生產(chǎn)的影響低于方案2。具體見(jiàn)方案一和方案二的水平劃分比較表見(jiàn)表4-4。從表4-4中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，而方案一的服務(wù)年限能夠滿足整體的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于帶區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。綜上所述，采用方案一的水平劃分方法，即劃分單水平開(kāi)采，方案二的一、二水平標(biāo)高分別為-280m和-400m，水平垂高為120m。表4-4水平劃分比較表方案水平數(shù)可采儲(chǔ)量（Mt）服務(wù)年限（a）方案一單水平239.1163方案二一水平95.64428.4二水平143.46642.7根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為分煤層運(yùn)輸大巷布置、分組集中運(yùn)輸大巷布置、集中運(yùn)輸大巷布置。當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。各種方式的適用條件如下：1.分組集中大巷適用條件：1）根據(jù)煤層的特點(diǎn)要求運(yùn)輸、通風(fēng)組合，經(jīng)濟(jì)上有利；2）煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；3）多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾。2.分煤層大巷適用條件：1）井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板；2）產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解；3）煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)；4）煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)；5）井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)；6）各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層。3.集中運(yùn)輸大巷適用條件：1）下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)；2）井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)；3）自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故；4）適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；5）帶區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短。根據(jù)各種方式的適用條件，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況，本設(shè)計(jì)可采煤層為9#、11#煤層，煤層間距為20m，綜合考慮采用集中大巷布置。本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開(kāi)拓，即主井、副井。主井主要用以提升煤炭以及兼作前期的回風(fēng)井；副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備，并兼作進(jìn)風(fēng)井。確定井筒坐標(biāo)為：主井井筒中心位置：經(jīng)距4015160.0m，緯距副井井筒中心位置：經(jīng)距4015155.0m，緯距本井田采用單水平開(kāi)拓,擬定第開(kāi)采水平為-340m,采用上下山開(kāi)采。大巷數(shù)目：本設(shè)計(jì)礦井有一條主要運(yùn)輸大巷，一條總回風(fēng)大巷，兩條主要石門。大巷布置：有煤巷和巖巷兩種。1.煤層大巷當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行；沒(méi)有瓦斯與煤的突出，無(wú)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(duì)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(diǎn)。下列情況宜布置煤層大巷：?jiǎn)为?dú)開(kāi)拓的薄煤層或中厚煤層；煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，費(fèi)用不高的煤層；煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開(kāi)集中大巷的；煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。5）煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的；2.巖石大巷優(yōu)點(diǎn)很多，如維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o(hù)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(diǎn)主要為巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長(zhǎng)。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(xì)致的方案比較才能合理的確定。本設(shè)計(jì)礦井根據(jù)本礦井的地質(zhì)情況，主要大巷全部采用巖巷。因大巷使用時(shí)間長(zhǎng)，采用煤巷維護(hù)困難，本設(shè)計(jì)礦井煤有一定的自然發(fā)火期，經(jīng)過(guò)綜合考慮決定采用巖石大巷。有關(guān)大巷及石門斷面技術(shù)特征詳見(jiàn)圖4—6、表4—5所示。圖4—6大巷和主石門斷面圖表4—5大巷和主石門斷面特征表巷道形狀支護(hù)方式斷面積（m2）設(shè)計(jì)尺寸（m）凈周長(zhǎng)(m)噴厚(mm)凈掘頂高底寬半圓形錨噴16.5718.742300460015.422100總回風(fēng)巷道在煤層中掘進(jìn)，采用錨噴支護(hù)，其斷面見(jiàn)圖4-6，其技術(shù)特征見(jiàn)表4-5；工程量及材料消耗量表4-6。表4-6總回風(fēng)大巷特征斷面,m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸，mm噴射厚度，mm錨桿，mm凈周長(zhǎng)，m凈設(shè)計(jì)寬高型式外露長(zhǎng)度排列方式間、排距錨桿長(zhǎng)直徑12.914.444403720100鋼筋砂漿50方形70020001813.7表4-8總回風(fēng)大巷每米工程量及材料消耗計(jì)算掘進(jìn)工程量，m3錨桿數(shù)量根材料消耗粉刷面積，m2噴射材料，m3錨桿巷道墻角鋼筋，kg注砂漿，m315.20.04151.0464.290.0439.7圖4—7總回風(fēng)大巷斷面圖1.設(shè)計(jì)依據(jù)1)井筒及數(shù)目；2)礦井開(kāi)拓方式；3)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度；4)礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式；5)礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式；6)礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式；2.設(shè)計(jì)要求1)井底車場(chǎng)富裕通過(guò)能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%；2)井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性；3)盡可能提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場(chǎng)通過(guò)能力；4)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通；5)井底車場(chǎng)線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)；6)為了保護(hù)井底車場(chǎng)的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。7)井底車場(chǎng)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(shí)，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，車場(chǎng)定在中央，需要左右兩邊進(jìn)車，根據(jù)設(shè)計(jì)礦井的年生產(chǎn)能力2.4Mt，通過(guò)對(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為折返式車場(chǎng)。本設(shè)計(jì)井田煤層開(kāi)采時(shí)聯(lián)系采用石門聯(lián)系，根據(jù)煤層間距條件。即9#、11#煤層采用聯(lián)合布置，上山同樣布置在煤層中。煤層傾角一般在10°左右，煤層間采用石門聯(lián)系。本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，欲從井田邊界沿整個(gè)階段前進(jìn)開(kāi)采，無(wú)論從時(shí)間、投資和實(shí)際開(kāi)采技術(shù)條件上都要受到限制，勢(shì)必按技術(shù)要求將井田沿走向劃分為帶區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)帶區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括上下山提升、運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。將井田劃分為若干帶區(qū)時(shí)應(yīng)該考慮如下原則：1.帶區(qū)走向長(zhǎng)度不大，兩翼均不超過(guò)1500m，可以不劃分帶區(qū)，直接從井田境界后退式回采；2.帶區(qū)走向長(zhǎng)度根據(jù)煤層地質(zhì)條件、開(kāi)采機(jī)械化水平、帶區(qū)儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及巷道維護(hù)等因素綜合考慮；3.初步設(shè)計(jì)一般負(fù)責(zé)劃分一水平帶區(qū)，需要沿走向全長(zhǎng)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)；4.帶區(qū)劃分要考慮帶區(qū)接續(xù)關(guān)系，使其適應(yīng)各翼儲(chǔ)量及產(chǎn)量分配；5.帶區(qū)劃分要有意識(shí)地縮短大巷，又要充分注意人為境界外延的可能性；6.煤層穩(wěn)定、開(kāi)采條件好、生產(chǎn)能力大的帶區(qū)，走向長(zhǎng)度要適當(dāng)增大；7.開(kāi)采多煤層井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置帶區(qū)，搞集中生產(chǎn)；8.初期帶區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機(jī)長(zhǎng)度及電壓降的控制范圍，后期帶區(qū)尺寸可適當(dāng)加大。結(jié)合上述原則，本井田按斷層、煤層開(kāi)采和井田邊界劃分為4個(gè)帶區(qū)。井筒穿過(guò)巖性詳情見(jiàn)綜合柱狀圖。主井采用雙層鋼筋混凝土在表土段，混凝土在基巖段，副井在表土段用符合井壁，基巖段用混凝土1.主井井筒主井井筒凈直徑6.5m，準(zhǔn)備裝備一對(duì)20t箕斗，采用冷彎方形管罐道，要安裝從-340m2.副井井筒副井井筒凈直徑8.0m，要裝備兩套提升設(shè)備，一套為一對(duì)900mm軌距1.5t礦車雙層四車罐籠，另一套為一個(gè)雙層四車帶平衡錘的寬罐，采用組合罐道，井筒內(nèi)布置有玻璃鋼梯子間，從-320m表4—9主井井筒斷面特征表名稱內(nèi)容名稱內(nèi)容井型2.40Mt/a梁層間距4000mm凈直徑6500mm提升容器一對(duì)20噸箕斗支護(hù)方式混凝土井壁充填厚度500mm罐道規(guī)格冷彎方形管圖4—9主井井筒斷面圖圖4—10副井井筒斷面圖表4—10副井井筒斷面特征表名稱內(nèi)容井型2.40Mt/a井筒直徑8000mm提升容器1對(duì)1.5噸礦車罐道梁層雙層四車罐籠間距4000mm井底車場(chǎng)形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開(kāi)拓方式、大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來(lái)選擇。該礦井井底車場(chǎng)形式的選擇依據(jù)如下：1.該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，年工作日330d，實(shí)行四六工作制，每日凈提升16h；2.礦井采用雙立井開(kāi)拓方式，單水平開(kāi)采，集中大巷布置，兩翼來(lái)煤量基本相等；3.主要運(yùn)輸大巷采用單機(jī)14t架線式電機(jī)車牽引5.0t底卸式礦車，輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車；井底車場(chǎng)設(shè)有卸載坑，1.5t翻車機(jī)處理掘進(jìn)煤；4.本設(shè)計(jì)礦井屬于低瓦斯、中等涌水量礦井；綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析比較后，本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用5.0t底卸式礦車刀把式井底車場(chǎng)。1.井底車場(chǎng)線路布置的要求1)井底車場(chǎng)的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車場(chǎng)的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長(zhǎng)度亦相應(yīng)不同；2)井底車場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性；3)井底車場(chǎng)的線路工程量?。?)為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直線段上；5)盡量減少道岔和交岔點(diǎn)；6)線路布置要有利于通風(fēng)；7)底卸式礦車的井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題。2.存車線長(zhǎng)度的確定確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如果存車線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車場(chǎng)工程量。根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度：1)大型礦井主井空重車線長(zhǎng)度各為1.5～2.0列車長(zhǎng)。2)副井空重車線長(zhǎng)度各為1.0～1.5列車長(zhǎng)。3)大型礦井材料車線長(zhǎng)度應(yīng)能容納15～20個(gè)材料車。4)調(diào)車線長(zhǎng)度通常為1.0列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和。3.存車線長(zhǎng)度的計(jì)算1)主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線長(zhǎng)度為式中—主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線有效長(zhǎng)度，m；—列車數(shù)目，列；—每列車的礦車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定；—每輛礦車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m;—機(jī)車數(shù),—每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)數(shù)—附加長(zhǎng)度，取10m。a.主井m=1列，n＝22輛，L1＝4m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝10則L＝1×22×4+1×4.5+10＝102.5，取L＝102.5主井空重車線長(zhǎng)度為102.5mb.副井m=1列，n＝28輛，L1＝2.0m，N=1臺(tái)，L2＝4.5m，L3＝15則L＝1×28×2.0+1×4.5+15＝75.5，取L＝76副井空重車線長(zhǎng)度為2)材料車線有效長(zhǎng)度為式中—材料車線有效長(zhǎng)度，m；—材料車數(shù)，輛；—每輛材料車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m；—設(shè)備車數(shù)，輛；—每輛設(shè)備車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m；依據(jù)公式得L=nc×Lc+ns×Ls=10×2.4=24m；根據(jù)實(shí)際需要，開(kāi)設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長(zhǎng)60m。調(diào)車方式5.0t底卸式列車廂采用通過(guò)式調(diào)車，采用底卸式礦車，設(shè)專用機(jī)車調(diào)車線路布置，右翼來(lái)車時(shí)專用機(jī)車駛?cè)胄遁d坑側(cè)通過(guò)線，讓重列車牽引過(guò)過(guò)卸載坑，專用機(jī)車進(jìn)入空車線，在其尾部掛鉤，將空車駛回右翼，原牽引機(jī)車駛?cè)雽Ｓ脵C(jī)車位置，等待左翼來(lái)車。1.5t固定式列車采用頂推調(diào)車。各列車運(yùn)行詳見(jiàn)井底車場(chǎng)運(yùn)行圖表圖4—11刀把式車場(chǎng)示意圖礦井日產(chǎn)煤7500t，矸石量占20%，日運(yùn)量為1500t，掘進(jìn)煤占5%，日運(yùn)量為375t，5t底卸列車日運(yùn)量占95%，為7125t，每日5t底卸式列車數(shù)=7125/（5×22）=64.77列。根據(jù)礦井矸石量與掘進(jìn)煤的比例(20%∶5%=4∶1)，確定1.5t煤矸混合列車由17輛矸石與5輛煤車組成。每列矸石車與煤車的載重之比為1.5×17∶1.5×5＝4∶1，故符合要求。每日混合列車數(shù)為(1500＋375)/(1.5×17＋1.5×5)＝56.82(列)。每日進(jìn)入井底車場(chǎng)的5t底卸式礦車數(shù)與1.5t混合列車數(shù)之比為64.77/56.82=1.14。每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有3列5t底卸式礦車和3列1.5t固定式礦車組成，每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間28分鐘，進(jìn)車間隔4.7分鐘。車場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算：按公式計(jì)算：＝車場(chǎng)通過(guò)能力富裕系數(shù)：K＝3.47/2.4=1.45>1.3井底車場(chǎng)通過(guò)能力滿足<<煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范>>要求。井底車場(chǎng)線路圖如圖4-12所示：圖4-12井底車場(chǎng)線路圖井底車場(chǎng)調(diào)度表如表4-11所示。表4-9井底車場(chǎng)調(diào)度圖表1.主井系統(tǒng)硐室主井設(shè)有5.0t底卸式礦車卸載站硐室、翻車機(jī)硐室、井底煤倉(cāng)及井底煤倉(cāng)裝載硐室、清理井底散煤硐室及水窩泵房等。主井井底散煤采用礦車處理，用絞車提升至車場(chǎng)水平。2.副井系統(tǒng)硐室副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車場(chǎng)連接處（馬頭門）、主排水泵房（中央水泵房）、水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室、主變電所（中央變電所）及等候室等。主排水泵房和主變電所應(yīng)聯(lián)合布置，以便使主變電所向主排水泵房的供電距離最短。為防止進(jìn)下突然涌水淹沒(méi)礦井，變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出井筒與井底車場(chǎng)聯(lián)結(jié)處巷道軌面標(biāo)高0.5m3.其它硐室其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、電機(jī)車車庫(kù)及修理間、以及充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫(kù)、消防材料庫(kù)、人車站等。其位置應(yīng)根據(jù)線路布置和各自要求確定主排水泵房：為單排布置，井底車場(chǎng)內(nèi)另布置有等候室、調(diào)度室、架線式電機(jī)車修理間及消防材料庫(kù)等硐室。開(kāi)采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行，因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程、規(guī)范規(guī)定、合理的開(kāi)采順序應(yīng)滿足下列要求：1.保證開(kāi)采水平、帶區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；2.符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系，最大限度地開(kāi)采煤炭資源；3.合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化巷道布置；4.降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。本井田地質(zhì)構(gòu)造主要以斷層為主，斷層的存在對(duì)工作面布置帶來(lái)一定的影響。根據(jù)井田內(nèi)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造特征、水文地質(zhì)條件及礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等綜合因素，確定采煤方法如下：根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的煤層分布及帶區(qū)劃分的具體情況，開(kāi)采順序是采用前進(jìn)式，由靠近井筒的帶區(qū)向井田邊界推進(jìn)，帶區(qū)內(nèi)的工作面推進(jìn)是后退式，由帶區(qū)邊界向帶區(qū)上下山推進(jìn)。這樣投資省、出煤快、效益好；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(yùn)輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的帶區(qū)劃分的具體情況，采用傾向長(zhǎng)壁開(kāi)采，這樣以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。煤層間開(kāi)采順序?yàn)樽陨隙麻_(kāi)采，帶區(qū)內(nèi)同一層煤開(kāi)采順序?yàn)樾‰A段上行開(kāi)采順序。既本設(shè)計(jì)礦井有2層煤，9#和11#煤，9#煤在上面，11#煤在下面。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用聯(lián)合布置。合理的帶區(qū)接續(xù)應(yīng)有如下要求：1.開(kāi)采水平、帶區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，從而保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；2.符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系，最大限度采出煤炭資源；3.合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，減少巷道維護(hù)費(fèi)；4.便于災(zāi)害防治，有利于巷道維護(hù)。根據(jù)井田地質(zhì)條件。以人為邊界和主要斷層為界，將該井田劃分為4個(gè)帶區(qū)?！叭俊敝笢?zhǔn)備煤量、開(kāi)拓煤量和回采煤量。計(jì)算“三量”時(shí)注意的要求：1)當(dāng)采用煤層大巷時(shí)，大巷應(yīng)超過(guò)帶區(qū)上山100m才可將帶區(qū)劃入開(kāi)拓煤量范圍。2)當(dāng)采用集中大巷和帶區(qū)石門開(kāi)拓時(shí)，集中大巷應(yīng)掘進(jìn)帶區(qū)石門50m，帶區(qū)石門應(yīng)掘至上部煤層，才可將該帶區(qū)劃入開(kāi)拓煤量范圍。3)開(kāi)拓煤量3—5年以上，準(zhǔn)備煤量1年以上，回采煤量4～6個(gè)月以上。1.礦井開(kāi)拓煤量的確定開(kāi)拓煤量是指井田范圍內(nèi)掘進(jìn)的開(kāi)拓巷道所圈定的尚未開(kāi)采的可采煤量，可按下式計(jì)算：式中—開(kāi)拓煤量，萬(wàn)t；—已開(kāi)拓范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；—已開(kāi)拓范圍內(nèi)的地質(zhì)損失，萬(wàn)t；—開(kāi)拓煤量要采期內(nèi)不能開(kāi)采的煤量，指留設(shè)的臨時(shí)和永久煤柱，萬(wàn)t；—帶區(qū)回采率，%本設(shè)計(jì)井田采用集中大巷和石門開(kāi)拓，故而開(kāi)拓煤量指集中大巷掘進(jìn)過(guò)石門50＝(1100×1200×14×1.4-670000-202000)×0.8=20.056Mt2.準(zhǔn)備煤量的確定準(zhǔn)備煤量＝（帶區(qū)走向長(zhǎng)度×帶區(qū)斜長(zhǎng)×煤層平均厚度×煤層容量－地質(zhì)損失－呆滯煤量）×帶區(qū)回采率本設(shè)計(jì)礦井的準(zhǔn)備煤量計(jì)算得Ｚc＝16.54Mt3.回采煤量的確定回采煤量是指準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)已被采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量?？砂聪率接?jì)算：式中—回采煤量，萬(wàn)t；—已為采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；—工作面回采率，%；本設(shè)計(jì)礦井回采煤量計(jì)算得Ｚn＝3.62Mt。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，開(kāi)拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量都應(yīng)該有一定的可采期。4.《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定1)開(kāi)拓煤量可采期一般為3～5a以上；2)準(zhǔn)備煤量可采期一般為1a以上；3)回采煤量可采期一般為6個(gè)月以上。5.本設(shè)計(jì)礦井回的實(shí)際情況1)開(kāi)拓煤量可采期=20.056÷2.4÷1.4=6.0a>5a2)準(zhǔn)備煤量可采期=16.54÷2.4÷1.4=4.9a>13)開(kāi)拓煤量可采期=3.62÷2.4÷1.4=1a>6個(gè)月，滿足要求。第5章帶區(qū)巷道布置本設(shè)計(jì)帶區(qū)為北帶區(qū)，位于井田東部。淺部以-180m標(biāo)高為界，深部以-340m標(biāo)高為界。走向長(zhǎng)450m，傾斜長(zhǎng)2帶區(qū)煤柱包括帶區(qū)范圍內(nèi)的邊界煤柱、隔水煤柱、斷層煤柱等。按其作用和性質(zhì)可分為隔離煤柱和護(hù)巷煤柱兩大類。本帶區(qū)采用傾斜長(zhǎng)壁兩層煤聯(lián)合開(kāi)采，帶區(qū)煤柱留設(shè)如下：各煤層在帶區(qū)邊界留設(shè)5m煤柱，井田境界處留設(shè)30m保護(hù)煤柱。荊各莊礦井田位于開(kāi)平向斜西北側(cè)，荊各莊礦井田自身即為一個(gè)盆狀向斜，向斜軸線偏西側(cè)，近南北延伸，中部略向西呈弧形彎曲，并向南偏東傾伏，傾伏角約5～6°。本帶區(qū)地層傾角平緩，走向變化不大，帶區(qū)內(nèi)有小斷層，對(duì)開(kāi)采無(wú)大的影響。由于采用傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采故不存在區(qū)段劃分和上下山布置，2層煤聯(lián)合開(kāi)采。采用中央并列式通風(fēng)。工作面長(zhǎng)度的確定：該帶區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為2.4Mt/a，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)，即工作面日產(chǎn)量7272.7t/d。確定工作面長(zhǎng)度的公式如下：式中——工作面年生產(chǎn)能力，Mt；——工作面年推進(jìn)度，m；——工作面長(zhǎng)度，m；——煤層厚度，m；——煤的視密度，t/m3；c——回采率，取0.93～0.97；所以：＝23上式計(jì)算得到的值，還應(yīng)通過(guò)下述公式確定的工作面來(lái)校核，若L≤，則合理。式中—工作面內(nèi)允許的最大風(fēng)速，取4m/s；—工作面最小控頂距，m；—風(fēng)速收縮系數(shù)0.9-0.95；—工作面采高，m；—晝夜產(chǎn)煤一噸所需風(fēng)量，m3/t；—循環(huán)進(jìn)度，即機(jī)采面采煤截深，m；—煤層生產(chǎn)率，即單位面積上出煤量，t/㎡；—晝夜循環(huán)數(shù),即每日割煤刀數(shù)。＝300m可見(jiàn)＝230m＜＝300m，工作面長(zhǎng)度合理。采用兩條斜巷,一條運(yùn)輸斜巷,一條軌道回風(fēng)斜巷,考慮到本設(shè)計(jì)礦井為低瓦斯礦井,煤層傾角10°左右,更有利于帶區(qū)生產(chǎn)的接續(xù)。帶區(qū)運(yùn)料進(jìn)風(fēng)行人斜巷和帶區(qū)運(yùn)輸回風(fēng)斜巷傾角相同、層位相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面停采線能順暢地貼近，避免了在停采線附近維護(hù)采空區(qū)巷道和Z形通風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。帶區(qū)運(yùn)輸回風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用可伸縮皮帶輸送機(jī)，投資少，運(yùn)營(yíng)費(fèi)低。帶區(qū)運(yùn)料進(jìn)風(fēng)行人斜巷中的運(yùn)輸設(shè)備可選用小絞車在斜巷上部的單鉤串車運(yùn)輸方式，也可采用多臺(tái)小絞車在斜巷下部的單軌吊車運(yùn)輸方式，還可以采用內(nèi)燃機(jī)車牽引的單軌吊車，實(shí)現(xiàn)從帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷的輔助運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化。帶區(qū)運(yùn)料進(jìn)風(fēng)行人斜巷和帶區(qū)運(yùn)輸回風(fēng)斜巷一般是平行交替布置，它們之間的間距是一個(gè)工作面的長(zhǎng)度。帶區(qū)運(yùn)輸回風(fēng)斜巷與煤層群下部煤層有一交點(diǎn)，自交點(diǎn)沿下部煤層施工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與處在下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連，構(gòu)成回風(fēng)回路，這條回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始終擔(dān)負(fù)回風(fēng)的任務(wù)。同理帶區(qū)運(yùn)料進(jìn)風(fēng)行人斜巷在類似位置也有一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，其功能是在帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負(fù)掘進(jìn)任務(wù)時(shí)為掘進(jìn)工作面回風(fēng)；當(dāng)帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、入風(fēng)和掘進(jìn)任務(wù)時(shí)，回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門關(guān)閉，分帶運(yùn)輸巷的掘進(jìn)工作面的回風(fēng)與回采工作面聯(lián)。帶區(qū)下部車場(chǎng)基本形式由裝煤車場(chǎng)和輔助提升車場(chǎng)組成。根據(jù)煤炭裝車地點(diǎn)，設(shè)計(jì)帶區(qū)下部車場(chǎng)為大巷裝車式。大巷、軌道上山均采用900mm(未注明，以下長(zhǎng)度單位均為mm)軌距。大巷用14t架線式電機(jī)車牽引，運(yùn)煤列車由22個(gè)5t底卸式礦車組成，矸石混合列車由221.裝車站設(shè)計(jì)根據(jù)給定條件，裝煤車場(chǎng)為大巷裝車式，設(shè)計(jì)成通過(guò)式，如圖5-1所示。圖5-1調(diào)度絞車調(diào)車時(shí)大巷裝車式線路布置圖1—帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)巷；2—煤倉(cāng)；3—重車存車線；4—空車存車線；5—裝車點(diǎn)道岔；6、7—通過(guò)線渡線道岔；8—通過(guò)線1）存車線長(zhǎng)度式中——空車存車線長(zhǎng)度，m；——列車礦車個(gè)數(shù)，個(gè)；——機(jī)車長(zhǎng)，m；——礦車長(zhǎng)度，m；（3～5）——制動(dòng)安全距離，m；——重車線存在長(zhǎng)度，m；——煤倉(cāng)溜煤閘門至渡線道岔長(zhǎng)度，m。2）道岔選用渡線道岔DX618/4/1213，其參數(shù)為：α=14o15′，a=3472mm，b=3328mm，其連接點(diǎn)長(zhǎng)度L4=12063mm。3）裝車站線路總長(zhǎng)度2.輔助提升車場(chǎng)設(shè)計(jì)輔助提升車場(chǎng)在豎曲線以后25o坡度跨越大巷，為頂板繞道式。斜面線路采用DC618/3/15對(duì)稱道岔，α=18o55′30″，a=2077，b=2723，車場(chǎng)雙道中心線距離為13斜面線路對(duì)稱線路聯(lián)接長(zhǎng)度（聯(lián)接半徑取12000）為：水平投影長(zhǎng)度；豎曲線參數(shù)：高道為重車線，取坡度8‰，則；低道為空車線，取坡度10‰，則；高道豎曲線半徑取，低道豎曲線半徑取，詳見(jiàn)圖4-2豎曲線計(jì)算圖。圖5-2豎曲線計(jì)算圖為便于計(jì)算與繪圖還應(yīng)計(jì)算下列參數(shù)；兩豎曲線的相對(duì)位置，。兩豎曲線下端點(diǎn)間的平距為：兩豎曲線上端點(diǎn)間的斜距為：3.起坡點(diǎn)位置及上山變坡段長(zhǎng)度繞道車場(chǎng)起坡后跨越大巷，需保持一定巖柱。取運(yùn)輸大巷中心軌道面水平至軌道斜巷軌面垂直距離h2=15m，詳見(jiàn)圖圖5-3頂板繞道式下部車場(chǎng)起坡點(diǎn)位置計(jì)算圖1—大巷；2—繞道；3—煤層底板；4—車場(chǎng)至上山斜巷；e—大巷中心線至大巷在上山一側(cè)軌道中心線間距式中；——軌道上山軌面距頂板垂直距離，hc=160。4.繞道線路計(jì)算如圖5-4頂板繞道式下部車場(chǎng)線路計(jì)算圖中，取12000，彎道部分軌道中心距為1300詳見(jiàn)圖，則，均為90o。圖5-4頂板繞道式下部車場(chǎng)線路計(jì)算圖1—煤倉(cāng)；2—上山皮帶中心線；3—軌道上山軌道中心線；4—大巷值（低道）取，則：值（高道）：?jiǎn)伍_(kāi)道岔聯(lián)接點(diǎn)長(zhǎng)度，選用DK618/4/12，α=14o15′，a=3472，b=取4000，道岔聯(lián)接點(diǎn)m，n的值：選用DK618/4/12，道岔特征同前，轉(zhuǎn)角δ=90°，值的計(jì)算，根據(jù)大巷中心線至大巷在上山一側(cè)軌道中心線間距，，交叉點(diǎn)道岔始段至煤倉(cāng)中心下距離煤倉(cāng)中心線至井底車場(chǎng)方向一側(cè)渡線道岔的間距X0：即單開(kāi)道岔與渡線道岔不重合，線路布置合理。檢查繞道車場(chǎng)道岔N3與大巷裝車站車場(chǎng)道岔N5的間距：式中—道岔長(zhǎng)度，—煤倉(cāng)溜煤閘門口至渡線道岔長(zhǎng)度，；—渡線道岔長(zhǎng)度，。由計(jì)算知，N3與N4在位置上互不影響，線路布置合理。5.高低道高差閉合計(jì)