摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦2.4Mt/a新井設(shè)計(jì)，共有5層可采煤層，厚度15.7m。煤層工業(yè)牌號(hào)為肥氣煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量220.08Mt，服務(wù)年限為80a，本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井開(kāi)拓方案，16t箕斗提升，劃分兩個(gè)水平，一個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。采用分組集中大巷布置，大巷采用10t架線式電機(jī)車(chē)牽引5t底卸式礦車(chē)運(yùn)輸，設(shè)計(jì)采區(qū)為中二采區(qū)，生產(chǎn)能力2.4Mt/a，服務(wù)年限為7.4a，采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝。 關(guān)鍵詞 立井開(kāi)拓 采煤工藝 集中大巷 走向長(zhǎng)壁采煤法  Abstract This design mineral mine as the shuangyashan mineral industry grou the third Dongrong mineral 2.4Mt/a the new mine designs, having totally 5 layers can adopt the coal seam, thickness 15.7 rice.The coal seam industry card number is a fatty spirit coal, designing the mine recoverable reserves can adopt to keep deal as 220.08 Mt, the length of time is80years, this mineral mine design adoption double vertical shaft development the project, the promotes of 16t, dividing the line two levels,one working face reaches to produce.The big lane in concentration in adoption arranges, the big lane adopts 10t a line type electrical engineering cars lead 5t bottom unload type mineral cars transport, designing to adopt area as the cocent on adopting the area, produce ability as 2.4 Mt/ a, length of service time limit for 7.4 years, adopt coal method as to Longwall coal mining method, adopting coal winning echnology as to synthesize the mechanization adopts the coal craft. Key words: vertical shaft development mining technology gathering main roadway Longwall coal mining method 81 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 緒論 VII 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 1 1.1 井田概況 1 1.1.1 井田位置及范圍 1 1.1.2 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 2 1.1.3 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 2 1.1.4 氣象和地震 2 1.1.5 地勢(shì)和河流 2 1.1.6 井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 2 1.2 地質(zhì)特征 3 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 3 1.2.2 煤層賦存狀況及可采煤層特征 3 1.2.3 巖石性質(zhì)、厚度特征 7 1.2.4 水文地質(zhì)情況 7 1.2.5 沼氣、煤塵及煤的自燃性 8 1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 8 1.3 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià) 8 第2章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 9 2.1 井田境界 9 2.1.1 井田境界確定的依據(jù) 9 2.1.2 井田周邊情況 9 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 9 2.2 井田儲(chǔ)量 9 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 9 2.2.2 保安煤柱 10 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 10 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 11 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 12 2.3.1 礦井工作制度 12 2.3.3 礦井服務(wù)年限 12 第3章 井田開(kāi)拓 13 3.1 概述 13 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 13 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的原因及其具體情況 13 3.1.3 確定井田開(kāi)拓方式的原則 13 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 14 3.2.1 井硐形式和井口位置 14 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 18 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 19 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 21 3.3.1井硐形式和數(shù)目 21 3.3.2 井硐位置及坐標(biāo) 21 3.3.3 水平數(shù)目及高度 21 3.3.4 石門(mén)、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置 21 3.3.5 井底車(chē)場(chǎng)形式的選擇 23 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 24 3.3.7 采區(qū)劃分 24 3.4 井筒布置及施工 25 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù) 25 3.4.2 井硐布置及裝備 25 3.4.3 井筒延伸的初步意見(jiàn) 27 3.5 井底車(chē)場(chǎng)及硐室 27 3.5.1 井底車(chē)場(chǎng)形式的確定及論證 27 3.5.2 井底車(chē)場(chǎng)的布置、存儲(chǔ)線路、行車(chē)線路布置長(zhǎng)度 28 3.5.3 井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 29 3.5.4 井底車(chē)場(chǎng)主要硐室 32 3.6 開(kāi)采順序 32 3.6.1 沿煤層走向的開(kāi)采順序 32 3.6.2 沿煤層垂直方向的開(kāi)采順序 33 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 33 3.6.4 “三量控制”情況 34 第4章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 36 4.1 采區(qū)概況 36 4.1.1 采區(qū)位置、邊界及范圍 36 4.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況 36 4.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 36 4.2 采區(qū)巷道布置 38 4.2.1 區(qū)段劃分 38 4.2.2 采區(qū)上山布置 38 4.2.3 采區(qū)車(chē)場(chǎng)布置 38 4.2.4 采區(qū)煤倉(cāng)形式，容量 45 4.2.5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 46 4.2.6 采區(qū)工作面的接續(xù) 46 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 47 4.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 47 第5章 采煤方法 50 5.1 采煤方法的選擇 50 5.2 回采工藝 50 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 50 5.2.2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 52 第6章 井下運(yùn)輸和礦井提升 54 6.1 礦井井下運(yùn)輸 54 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 54 6.1.2 礦車(chē)的選型與數(shù)量 54 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 55 6.2 礦井提升系統(tǒng) 57 6.2.1 備選擇及計(jì)算 57 第7章 礦井通風(fēng)與安全 59 7.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定 59 7.1.1 概述 59 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 59 7.1.3 主扇工作方式的確定 59 7.2 風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配 60 7.2.1 風(fēng)量計(jì)算 60 7.2.2 風(fēng)量分配 63 7.2.3 風(fēng)速計(jì)算 63 7.2.4 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法和措施 64 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 65 7.3.1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 65 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 68 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 68 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 68 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 69 7.4.3 反風(fēng)措施 69 7.5 礦井安全技術(shù)措施 70 7.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 70 7.5.2 火災(zāi)和水患的預(yù)防措施 71 7.5.3 其他事故的預(yù)防 71 7.5.4 逼災(zāi)路線及自救 72 第8章 礦井排水 73 8.1 概述 73 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 73 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 73 8.2 礦井主要排水設(shè)備 73 8.2.1 排水系統(tǒng)和排水方式簡(jiǎn)介 74 8.2.2 主排水設(shè)備及管路選擇計(jì)算 74 第9章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 77 結(jié) 論 79 參 考 文 獻(xiàn) 80 致 謝 81 附錄1 82 附錄2 92 緒論 我國(guó)煤炭資源總量位居世界第一，可采儲(chǔ)量為2040億t，位居世界第二。我國(guó)煤炭資源具有其他能源無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，煤炭約占我國(guó)化石能源的95%，儲(chǔ)量的90%。從目前我國(guó)能源構(gòu)成來(lái)看，立足煤炭，立足國(guó)內(nèi)，是我國(guó)能源工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)和必然選擇。 我國(guó)煤炭資源豐富，但是由于歷史和體制的原因，我國(guó)采礦技術(shù)一直比較落后，煤炭生產(chǎn)的效率比較低，這些與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距，提高煤炭開(kāi)采技術(shù)，培養(yǎng)高素質(zhì)的煤炭技術(shù)人員，已經(jīng)成為了我國(guó)煤炭發(fā)展的必經(jīng)之路。 本設(shè)計(jì)從我國(guó)煤炭現(xiàn)狀出發(fā)，立足現(xiàn)實(shí)，注重煤炭企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，特別注重了環(huán)境保護(hù)和資源的二次利用。通過(guò)設(shè)計(jì)也使我對(duì)礦井體系有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，我即將的工作和自己將來(lái)的發(fā)展奠定下了理論基礎(chǔ)。 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1 井田位置及范圍 本井田位于黑龍江集賢煤田東南端，行政區(qū)劃屬集賢縣腰屯鎮(zhèn)和升昌鎮(zhèn)管轄，西南距福利屯32km ，經(jīng)福利屯到礦業(yè)集團(tuán)所在地雙鴨山市40km，福利屯到福錦縣公路穿過(guò)本井田。交通比較便利.詳見(jiàn)交通位置圖1-1. 圖1-1 交通位置圖 1.1.2 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 本區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱。附近的人大部分以種地為主要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源。但是，雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)距本區(qū)較近，可以借助老區(qū)力量建設(shè)新區(qū)，人力來(lái)源及材料供應(yīng)條件都是良好的。雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及正在興建的大型火力發(fā)電廠一座。在礦區(qū)總體設(shè)計(jì)階段。供電電源方案已達(dá)成協(xié)議。所以，供電電源容易解決。 1.1.3 本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 本礦區(qū)東西寬8～11km,南北長(zhǎng)23km。面積為230km2,《東榮礦區(qū)總體設(shè)計(jì)》規(guī)劃用四對(duì)井進(jìn)行開(kāi)發(fā)。總規(guī)模達(dá)5.1Mt/a。 本礦井內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦，也沒(méi)有小煤窯。 1.1.4 氣象和地震 本設(shè)計(jì)區(qū)冬季寒冷。夏季氣溫較高，年平均最高氣溫為20.1～23.7C；年平均最低氣溫為－17.4～－23.9C，最低氣溫可達(dá)－35C。年降水量325.7～692.3㎜；年蒸發(fā)量1095.5～1460.6㎜，年平均風(fēng)速4.1～4.7m/s，風(fēng)向多偏西風(fēng)。每年十月至次年五月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度為1.55～2.08m. 根據(jù)國(guó)家地震局資料，過(guò)去無(wú)強(qiáng)烈地震記載。 1.1.5 地勢(shì)和河流 本井田處于三江平原的西南部，屬高河漫灘，地勢(shì)低平。地面標(biāo)高為＋92～＋126m。井田東部有雙山子，標(biāo)高＋164.7m；西依索利崗山，標(biāo)高為＋207.9m；南鄰?fù)赀_(dá)山北麓；北面廣闊平坦。 本井田內(nèi)沒(méi)有大的河流。只有二道河子等季節(jié)性河流從西、南兩個(gè)方向流入本區(qū)。雨季，二道河子流量為5.9m3/s。 1.1.6 井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 本設(shè)計(jì)井區(qū)內(nèi)村鎮(zhèn)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；井田鄰近穆陵河的河砂、礫巖及后山的火山碎屑巖，可供建筑之用。井田北側(cè)有青山螢石礦正在開(kāi)采，可供煉鋼催化劑之用。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本井田主要的構(gòu)造分述如下： 1.　巖漿活動(dòng)： 本井田內(nèi)的巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀(jì)煤系地層中，為燕山期產(chǎn)物，以中性石英閃長(zhǎng)巖，基性輝綠巖玄武巖為主，巖漿巖主要分布在F9斷層與精查線之間，或巖床侵入煤層中，使煤層局部變質(zhì)。 2.斷層：詳見(jiàn)斷層落差及發(fā)育表1-1： 表1-1 斷層落差及發(fā)育表 序號(hào) 名稱 性質(zhì) 產(chǎn)狀 落差 傾角 斷點(diǎn)可靠度 1 F48 逆 NE200 170-340 600 可靠 2 F9 逆 NE350 40-130 730 可靠 3 F29 逆 NE310 50-96 710 可靠 4 F45 正 EW700 15-25 700 可靠 5 F84 逆 NE450 45-65 670 可靠 6 F72 正 NE670 10-20 300 可靠 7 F10 逆 NS1460 40-60 730 可靠 1.2.2 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開(kāi)采之煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，含煤性好，主要可采厚度15.7m，平均厚度為3.14m，地層總厚度700m，含煤系數(shù)5.27%，本區(qū)煤層發(fā)育較穩(wěn)定，標(biāo)志層清楚，物性特征明顯，煤巖曾相對(duì)可靠。 可采煤層特征如下： 3#煤層： 該煤層基本上全區(qū)發(fā)育，僅在井田南部的淺部局部不可采，煤層的開(kāi)采厚度在3.0～3.8m之間，平均厚度為3.4m，賦存較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)屬?gòu)?fù)煤層，有1～2層夾矸，厚0.1～0.25m，巖性多為頁(yè)巖，煤層頂板多為粉砂巖，底板多為粗砂巖。煤層有露頭，在－10m標(biāo)高之上發(fā)育不穩(wěn)定，煤變質(zhì)程度較高，且有風(fēng)化現(xiàn)象。 5#煤層：該層在全井田大部分區(qū)域發(fā)育，煤層在斷層F9之后，逐漸變薄，結(jié)構(gòu)單一，煤層厚度在2.4～2.8m，平均厚度為2.6m，煤層頂板為粉砂巖，底板為細(xì)砂巖。煤層有露頭，露頭煤質(zhì)不穩(wěn)定，且在在0m標(biāo)高之上局部不可采。 15#煤層：全區(qū)發(fā)育且較穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)單一，厚度較大，煤質(zhì)穩(wěn)定，肉眼鑒定為半亮—半暗型，塊狀。由南向北，由東向西增厚，煤層厚度為3.1～3.8m,平均厚度為3.2m，煤層頂部和底部局部出現(xiàn)了1～2層夾石，厚度為0.05～0.10m，巖性多為炭質(zhì)泥巖，煤層頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖，底板為粉砂巖及含炭質(zhì)粉砂巖。煤層有露頭，在0m標(biāo)高之上局部不可采。 17#煤層：大部可采煤層，可采厚度2.4～2.9m，平均厚度2.7m?？刹煞秶鷥?nèi)煤層厚度穩(wěn)定，南西薄，向北東增厚，結(jié)構(gòu)屬單一煤層，局部有薄層炭質(zhì)泥巖或粉砂巖夾層石，頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖及中砂巖，底版為細(xì)砂巖，砂巖。 18#煤層：全井田發(fā)育，只在井田南部淺部變薄，煤層結(jié)構(gòu)較單一，厚度為3.1～4.0m，平均厚度為3.8m，在井田深部，煤層傾角有變大的傾向，煤層頂板為細(xì)砂巖，底板為粉砂巖。煤層在井田中部，有煤層露頭，且煤質(zhì)也有風(fēng)化的傾向，在－10m標(biāo)高之上發(fā)育不穩(wěn)定，且局部不可采。 具體各煤層厚度、結(jié)構(gòu)和頂?shù)装迩闆r分層詳見(jiàn)煤層特征表1-2、煤層綜合柱狀圖1-2所示： 表1-2 煤層特征表 煤層 煤厚 層間距 穩(wěn) 定 性 結(jié)構(gòu) 發(fā)育 程度 頂板 底板 露頭情況 范圍 平均 3# 3.0～3.8m 3.4m 24m 較 穩(wěn) 定 單一 全區(qū) 發(fā)育 粉砂巖細(xì)砂巖 粉砂巖 有 5# 2.4～2.8m 3.6m 較 穩(wěn) 定 復(fù)雜 全區(qū) 發(fā)育 粉砂巖 粗砂巖 有 119m 15# 3.1—3.8m 3.2m 較 穩(wěn) 定 單一 大部 發(fā)育 粉砂巖中砂巖 細(xì)砂巖 有 21m 17# 2.4～2.9m 2.7m 較 穩(wěn) 定 單一 大部 發(fā)育 粉砂巖 細(xì)砂巖 有 21m 18# 3.1～4.0m 3.8m 較 穩(wěn) 定 單一 全區(qū) 發(fā)育 細(xì)砂巖 粉砂巖 有 圖1-2 煤層綜合柱狀圖 1.2.3 巖石性質(zhì)、厚度特征 各煤層的巖石性質(zhì)、厚度特征詳見(jiàn)巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-3。 表1-3 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名稱 視密度 kg/cm3 孔隙度 抗壓強(qiáng)度 102 kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102 kg/cm3 性模量 kg/cm3 砂巖 2.0～ 2.6 5～ 25 2～ 20 0.5～0.4 0.5～ 8 1～ 10 礫巖 2.3～ 2.6 5～ 15 1～ 15 0.2～1.5 0.8～ 8 2～ 8 泥灰?guī)r 2.7～ 2.85 1.6～5.2 12.83 0.6～2.0 2～ 7 5～ 10 灰?guī)r 2.2～2.7 5～ 20 5～ 20 0.5～2.0 1～ 8 5～ 10 頁(yè)巖 2.0～2.4 16～30 1～ 10 0.2～1.0 1～ 3.5 2～ 8 石英 2.65～2.7 0.12～0.5 15～ 35 1.0～3.0 6～ 20 6～ 20 1.2.4 水文地質(zhì)情況 （1）井田內(nèi)各地段的水文地質(zhì)特征各有不同，現(xiàn)分述如下： 第四系孔隙含水層：本井田廣泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外，其余均很厚。發(fā)育規(guī)律為：由南往北逐漸增厚。水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水及山區(qū)地下水。涌水量為0.705～7L/Sm。 基底巖層裂隙水：分布于低山和丘陵地帶。由花崗巖、安同山巖及變質(zhì)巖等組成。對(duì)煤系裂隙含水帶補(bǔ)給量甚微。而且對(duì)礦床充水無(wú)影響。 （2）地面水及各含水層之間的水力聯(lián)系 礦井在開(kāi)采過(guò)程 中，排水將以疏干煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主。開(kāi)采初期，礦井涌水量最大。隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗，礦井的涌水量將會(huì)逐漸減少，并趨于相對(duì)定狀態(tài)。 （3）井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部粘土、亞粘土；中部粘土。亞粘土層和第三系泥巖、砂巖層。 本井田最大涌水量為234.21m3/h，正常涌水量為68.34 m3/h。 1.2.5 沼氣、煤塵及煤的自燃性 本礦井屬于低瓦斯礦井，相對(duì)涌出量1.43m3/t，絕對(duì)涌出量為6.12m3/min，煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)，且煤層無(wú)自燃傾向性。隨著開(kāi)采深度的延伸，瓦斯涌出量大，會(huì)給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)一定的困難。 本礦井瓦斯取樣的控制深度為340.5～933.2m，在737.5m深以上，甲烷成分為0.75～36.75％；在900.4～933.2m深度為28.18～45.26％；平均為34.31～37.05％。二氧化碳一般為6.44～8.95％，瓦斯成份及含量均很低。煤層頂?shù)装鍘r石主要為粉砂巖和細(xì)砂巖。抗壓強(qiáng)度一般在500～1100kg/cm2左右。預(yù)計(jì)本礦井各煤層頂板類(lèi)別均在一級(jí)Ⅱ以上 1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 1、煤種及其變化 本礦井煤的揮發(fā)份一般大于40％，屬低變質(zhì)煤。各煤層y值增平均為5～9m/m，粘結(jié)性較低。煤種主要為氣煤、長(zhǎng)焰煤次之，煤種在垂直方向上無(wú)明顯變化。 2、元素分析及有害成分 各煤層碳（Cr）的平均含量為80.84～82.66％；（Hr）的平均含量為5.32～5.86％；（Or）的平均含量為10.61～12.62％。說(shuō)明煤的元素組成穩(wěn)定，屬低腐質(zhì)煤?；曳郑壕锩旱幕曳趾浚ˋg）為10.96～24.45％，多屬中低灰分煤層。硫：煤層硫的含量均很低，原煤全硫（SgQ）為0.1～0.41％，屬特低硫煤。磷：各煤層原煤磷的平均含量為0.003～0.061％，屬特低～低磷煤。 4、工業(yè)用途評(píng)價(jià) 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭實(shí)用分類(lèi)法，屬于Ⅰ～Ⅱ氣煤，由于本區(qū)氣煤低灰、低磷、低硫，具有一定的膠質(zhì)層厚度，所以，本礦井原煤經(jīng)洗選加工后可作為優(yōu)良的配焦和化工精煤。副產(chǎn)品可供動(dòng)力及民用1.3 勘探程度及可靠性 1.3 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià) 本礦井所在地區(qū)從1985年就開(kāi)始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過(guò)普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測(cè)井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對(duì)比資料和測(cè)井成果。 第2章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田境界確定的依據(jù) 1.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 2.井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高； 3.以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 4.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。 2.1.2 井田周邊情況 井田北部以斷層F48為界，南部一自然邊界河流為界，西面以-650m標(biāo)高為界，東以煤層的天然露頭為界。井田走向5.0km,傾向3.5km,井田面積約17.5km2。 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 該井田煤層埋藏較淺，傾角較小，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 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)量是礦井工業(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)煤柱等永久煤柱損失量后的儲(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)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有3#、5#、15#、17#、18#五層，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)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開(kāi)采技術(shù)條件。 2.2.2 保安煤柱 本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： 1.各煤層在露頭處留設(shè)25m保安煤柱； 2.邊界斷層留設(shè)30m保安煤柱； 3.井田內(nèi)部斷層留設(shè)25m保安煤柱； 4.河流兩側(cè)各留設(shè)30m保安煤柱； 5.地面建筑物留設(shè)50m保安煤柱。 按以上方法計(jì)算得：工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失：7.05Mt； 斷層、地面、邊界保安煤柱損失：82.91Mt 總損失量：89.96Mt； 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 計(jì)算公式如下： 塊段儲(chǔ)量＝塊段面積平均傾角余割塊段平均厚度視密度. 式中 —可采儲(chǔ)量； —工業(yè)儲(chǔ)量； —永久煤柱損失； —礦井回采率。 回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，匯總計(jì)算出本設(shè)計(jì)井田可采儲(chǔ)量為271.98Mt。 總損失率：31.39%。 根據(jù)原東榮三礦立井初步設(shè)計(jì)儲(chǔ)量諸圖，通過(guò)等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為396.43Mt，各煤層工業(yè)儲(chǔ)量，詳見(jiàn)可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表2-1。 水平 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量 (萬(wàn)t) 煤層損失量（萬(wàn)t） 可采儲(chǔ)量 （萬(wàn)t） 工業(yè)場(chǎng)地 井田境界 斷層 開(kāi)采損失 合計(jì) 第一水平 3# 5# 15#17#18# 2920.71 2269.50 2653.56 2354.78 3197.95 65.73 58.32 61.12 59.13 68.34 106.05 89.61 85.32 92.81 79.37 93.21 87.54 84.37 90.58 77.43 476.95 364.73 448.89 378.86 533.06 732.78 600.20 599.00 612.28 758.20 2182.931669.30 2054.52 1733.50 2439.50 合計(jì) 13527.76 312.64 449.16 433.13 2202.39 3447.76 10080.00 第二水平 3# 5# 15#17#18# 4636.30 3646.17 4294.61 3651.91 5091.15 137.23 121.56 135.71 123.37 187.24 130.78 103.52 98.37 105.78 87.46 123.54 102.73 95.44 101.32 85.93 536.76 483.57 476.11 381.63 587.31 929.29 811.38 805.63 708.08 947.98 3707.05 2834.79 3488.98 2943.83 4143.17 合計(jì) 26114.74 705.08 526.85 509.00 2456.36 8899.91 17117.83 總計(jì) 39642.50 1017.72 976.45 942.13 4658.75 12444.67 27197.83 表2-1 可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)井田的各類(lèi)儲(chǔ)量計(jì)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(chǔ)量計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定的誤差。 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 2.3.1 礦井工作制度 該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為330天，礦井每日凈提升16h，采用四六制工作制度。三班生產(chǎn)，一班檢修。 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案A：1.8Mt/a 方案B：2.4Mt/a 方案C：3.0Mt/a 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 2.3.3 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： 式中 —礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； —礦井生產(chǎn)能力，Mt/a； —礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，k＝1.3～1.5。 根據(jù)本礦井實(shí)際情況，取k＝1.4。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案A：3.0Mt/a ＝271.98/（3.01.4）＝53.85 a； 方案B：1.8Mt/a ＝271.98/（1.81.4）＝107.90 a； 方案C：2.4Mt/a ＝271.98/（2.41.4）＝80.92 a； 參照《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案C較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為2.4 Mt/a，礦井服務(wù)年限為T(mén)＝80 a。 第3章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 東榮三礦與東榮四礦為鄰，井田東南鄰東榮四礦，西以斷層F48為界，該井田采用雙立井多水平分組大巷開(kāi)拓方式，井田傾角14左右，該井田為低瓦斯，低涌水量礦井。 井田范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造主要是斷層，有極少的背斜與向斜。 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的原因及其具體情況 對(duì)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)煤層賦存情況 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在0 m，下部標(biāo)高在-650m，東西部分別以城F6斷層為界。整個(gè)礦區(qū)共有五層可采煤層，即3#、5#、15#、17#、18#，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長(zhǎng)度為5.0km，傾向3.5km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在14左右。 (2)地表因素： 本井田屬于平原地形，井田北部及中部地勢(shì)較平坦。地表平均標(biāo)高+120m。 (3)其他因素 本設(shè)計(jì)礦井沒(méi)有大中型構(gòu)造，頂?shù)装鍨榉凵硯r，粉細(xì)紗巖等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性好。 3.1.3 確定井田開(kāi)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)合理集中開(kāi)拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 (3)合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 (4)必須慣徹執(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。 (5)要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 1.井筒形式： 平硐開(kāi)拓是最簡(jiǎn)單的開(kāi)拓方式，有很多突出優(yōu)點(diǎn)。首先我們應(yīng)該考慮平硐開(kāi)拓方式是否可行。參照平硐開(kāi)拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計(jì)井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開(kāi)拓方式的條件不具備。因此，平硐開(kāi)拓方式對(duì)本設(shè)計(jì)井田不適用，排除采用平硐開(kāi)拓方式。立井開(kāi)拓和斜井開(kāi)拓方式在技術(shù)上均可行，綜合開(kāi)拓雖然對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)布置和井底車(chē)場(chǎng)要求很高，但針對(duì)本井田的地質(zhì)狀況，綜合開(kāi)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(duì)本井田開(kāi)拓方式選擇提出兩種可行性方案： ①方案一：雙立井開(kāi)拓方式； ②方案二：雙斜井開(kāi)拓方式。 （1） 技術(shù)比較 方案一：雙斜井開(kāi)拓方式 優(yōu)點(diǎn)：井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單； 建井期稍短些； 掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開(kāi)拓較省。 缺點(diǎn)：井筒過(guò)長(zhǎng)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護(hù)，安全性降低； 輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)； 井筒過(guò)長(zhǎng)，煤柱損失嚴(yán)重； 通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加。 方案二：雙立井開(kāi)拓方式 優(yōu)點(diǎn)：通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求； 便于井筒延伸； 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大； 對(duì)于開(kāi)采深部賦存煤層有長(zhǎng)處。 缺點(diǎn)：①初期投資大，建井期限稍長(zhǎng)； ②需要大型的提升設(shè)備； ③多水平開(kāi)拓，立井石門(mén)長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。 對(duì)選定的兩種開(kāi)拓方案進(jìn)行技術(shù)比較，詳見(jiàn)開(kāi)拓方案圖3-1。 方案一：雙立井開(kāi)拓方式 方案二：雙斜井開(kāi)拓方式 圖3-1 開(kāi)拓方案圖 （2）經(jīng)濟(jì)比較 很難從技術(shù)比較上選擇兩者的優(yōu)劣，方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門(mén)掘進(jìn)長(zhǎng)度等等。對(duì)各種費(fèi)用進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，詳見(jiàn)經(jīng)濟(jì)比較表3-1。 兩個(gè)方案的井底車(chē)場(chǎng)、水平運(yùn)輸大巷以及各種采區(qū)石門(mén)和采區(qū)上山（斜巷）的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。詳見(jiàn)開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表3-1。 表3-1 經(jīng)濟(jì)比較表 方案 雙 立 井 開(kāi) 拓 雙 斜 井 開(kāi) 拓 內(nèi)容 工程 量 單價(jià)（元） 費(fèi) 用 （元） 工程量 單 價(jià) （元） 費(fèi) 用 （元） 單位 名稱 數(shù)量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 主井 掘進(jìn) 32.5 10m 32000 1040000 124 10m 9500 1149500 副井 掘進(jìn) 32.2 10m 40000 1288000 124 10m 9900 1227500 主井輔 助費(fèi) 32.5 10m 42000 1365000 124 10m 14500 1227600 副井輔 助費(fèi) 32.2 10m 45000 1449000 124 10m 14500 1798000 主井提 升費(fèi)用 32.5 10m 0.9 29.25 124 10m 0.4 49.6 副井提 升費(fèi)用 32.2 10m 2.8 90.16 124 10m 0.7 86.8 箕斗 2 個(gè) 243700 487400 罐籠 2 個(gè) 218700 437400 鋼絲繩輸送機(jī) 200 10m 4950 990000 串車(chē) 12 10m 5200 62400 主井提升機(jī) 1 個(gè) 1017500 1017500 1 個(gè) 92000 92000 副井提升機(jī) 1 個(gè) 880000 880000 1 個(gè) 9237500 9237500 總 計(jì) 7964419.41 15592636.4 從經(jīng)濟(jì)比較表可知，立井開(kāi)拓比斜井開(kāi)拓投資少，所以該設(shè)計(jì)礦井選擇方案一：采用雙立井開(kāi)拓方式。 2.井口位置 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案，詳見(jiàn)井筒位置示意圖3-2： 方案一：井筒位于井田淺部； 方案二：井筒位于井田中部； 方案三：井筒位于井田深部。 方案一 方案二 方案三 圖3-2 井筒位置示意圖 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)比較后認(rèn)為： 井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門(mén)最長(zhǎng)； 井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門(mén)長(zhǎng)度較短，且沿石門(mén)的運(yùn)輸工程量也??； 井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門(mén)也較長(zhǎng)，但對(duì)于開(kāi)采井田深部煤層及井通延伸有利； 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，但傾斜長(zhǎng)度較大，從有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下： 方案一：井田劃分兩個(gè)水平；一水平標(biāo)高-250 m，水平垂高300 m，二水平標(biāo)高為-650m。一水平上山開(kāi)采，二水平上下山聯(lián)合開(kāi)采。 方案二：井田劃分三個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高-250 m，二水平標(biāo)高-450 m，三水平標(biāo)高-650m。各水平均實(shí)行下山開(kāi)采。 各方案水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限詳見(jiàn)方案比較表3-2： 表3-2 方案比較表 方案 水平 儲(chǔ)量（Mt） 服務(wù)年限（a） 方案一 一水平 100.80 30 二水平 171.18 50 方案二 一水平 100.80 30 二水平 114.05 30 三水平 57.13 20 從該表中可知，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30a的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，巷道利用率高，人員功效相對(duì)較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分兩個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高分別為-250m和-650m，一水平垂高為350m，二水平垂高為300m。一二水平技術(shù)分界線為24傾角，一水平采用上山開(kāi)采，二水平采用山下山聯(lián)合開(kāi)采。 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下二種大巷布置方式，詳見(jiàn)大巷布置圖3-3、比較表3-3： 方案一：分組集中大巷 方案二：集中大巷 圖3-3 大巷布置圖 表3-3 比較表 特點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu)點(diǎn) 1. 總的巷道工程量較少 2. 生產(chǎn)比較集中 3. 采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置 4. 大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好 1. 大巷工程量少 2. 生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸條件好 3. 采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開(kāi)采程序比較靈活，開(kāi)采強(qiáng)度大 4. 大巷維護(hù)容易 缺點(diǎn) 1．石門(mén)長(zhǎng)度較長(zhǎng) 2．掘進(jìn)工程量大 1. 總的石門(mén)長(zhǎng)度大 2. 初期工程量大，建井時(shí)間長(zhǎng) 3. 有反向運(yùn)輸 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層五層，即3#、5#、15#、17#、18#，其中3#與5#煤層平均間距24 m，5#與15#平均間距119m, 15#與17#平均間距21 m，17#與18#平均間距21 m。針對(duì)上述情況，5#與15#平均間距119m，根據(jù)對(duì)比表可知，本井田適合于分組集中大巷布置，所以采用方案一。 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1井硐形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開(kāi)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(jìn)風(fēng)井。 3.3.2 井硐位置及坐標(biāo) 井筒確定在84-19 鉆孔附近。 確定井筒坐標(biāo)為：①主井井口坐標(biāo)為： XA＝5192880 YA＝44659835 ②副井井口坐標(biāo)為： XB＝5192930 YB＝44659885 主井井口標(biāo)高為+97m，副井井口標(biāo)高為+87m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深345m，副井井深335m，兩井筒中心線間距為50m，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。 3.3.3 水平數(shù)目及高度 本井田采用多水平開(kāi)拓,擬定第一水平為-250m,本井大部分采區(qū)的煤層淺部標(biāo)高在0m,階段垂高為350m,實(shí)行上山開(kāi)采.第二水平擬定標(biāo)高為 -650m，實(shí)行上下山聯(lián)合開(kāi)采。若再確定往井田境界外的深部發(fā)展時(shí),設(shè)第三水平,需經(jīng)方案比較后確定。 3.3.4 石門(mén)、大巷(運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷)數(shù)目及布置 1.大巷數(shù)目：兩條運(yùn)輸大巷、一條回風(fēng)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(duì)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(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： ①單獨(dú)開(kāi)拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源/儲(chǔ)量有限、服務(wù)年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開(kāi)集中大巷的； ④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； 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； ⑥煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。 綜上所述，根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的具體的煤層情況，且為了達(dá)到早出煤的效果，縮短投資回收期，并且上采區(qū)服務(wù)年限短，在本設(shè)計(jì)井田中，由于3#、5#煤層間距小，服務(wù)年限小，所以布置煤層大巷。下采區(qū)布置巖石集中大巷。 大巷與石門(mén)服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門(mén)的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)基本相同，斷面尺寸詳見(jiàn)大巷斷面圖3-4、3-5。 圖3-4 大巷斷面圖 圖3-5 煤層大巷斷面圖 3.3.5 井底車(chē)場(chǎng)形式的選擇 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)井底車(chē)場(chǎng)形式選擇要求： (1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； (2)調(diào)車(chē)簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少； (3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范； (4)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； (5)施工方便，各井筒間、井底車(chē)場(chǎng)與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； (6)當(dāng)大巷或石門(mén)與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車(chē)線和調(diào)車(chē)線，可選擇立式井底車(chē)場(chǎng)； (7)井底車(chē)場(chǎng)形式也取決于礦車(chē)的類(lèi)型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè)卸式礦車(chē)時(shí)，其卸載站（即主井車(chē)線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車(chē)站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)各種形式井底車(chē)場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車(chē)場(chǎng)形式為梭式車(chē)場(chǎng)，采用兩翼來(lái)車(chē)的形式。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)井田煤層群開(kāi)采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，即3#、5#煤層為一個(gè)系統(tǒng),15#、17#、18#、煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，大巷采用集中布置方式。 3.3.7 采區(qū)劃分 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采區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)采區(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。 依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，本設(shè)計(jì)井田以井田境界內(nèi)的斷層為界，將整個(gè)井田劃分為六個(gè)采區(qū)，詳見(jiàn)采區(qū)劃分示意圖3-6。 圖3-6 采區(qū)劃分示意圖 3.4 井筒布置及施工 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù) 本設(shè)計(jì)井田采用雙立井開(kāi)拓方式，布置兩個(gè)井筒，井筒穿過(guò)的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖，詳見(jiàn)綜合柱狀圖1-2。依據(jù)井筒特征及裝備情況，參考地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，對(duì)本設(shè)計(jì)礦井井硐支護(hù)形式采用整體灌注式。 其優(yōu)點(diǎn)如下： （1）整體性好，強(qiáng)度較高； （2）防水性能好； （3）便于機(jī)械化，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 所以本設(shè)計(jì)井筒支護(hù)形式為：混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為450mm。 3.4.2 井硐布置及裝備 立井井筒裝備包括：罐道、罐籠、罐道梁、梯子間、罐路、電纜、井口、井底金屬支撐結(jié)構(gòu)、托管梁、電纜支架、過(guò)巷裝置等。 主井為提升煤兼入風(fēng)所用，其直徑為6.5m，副井為提升矸石、運(yùn)料和人員所用，其直徑為6.5m。主副井都采用料石砌碹支護(hù)和混凝土錨噴，其中主井壁厚為450mm,副井壁厚為500mm,主、副井壁充填混凝土厚度為50mm。詳見(jiàn)主井井筒斷面圖3-7、副井井筒斷面圖3-8。 圖3-7 主井井筒斷面圖 圖3-8 副井井筒斷面圖 主井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積33.2m2，掘進(jìn)斷面面積43m2井筒深度（240+185）m。井筒內(nèi)裝備一對(duì)16t剛性罐道立井多繩箕斗（JDG-16/1504），采用18018010mm方形方型空心型鋼罐道，端面布置采用樹(shù)脂錨桿固定拖架。 副井井筒：井筒直徑6.5m，凈斷面面積33.2m2，掘進(jìn)斷面積43m2。井筒深度（240+185）m，井筒裝備兩對(duì)3t固定式礦車(chē)600mm軌距，雙層四車(chē)剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。 采用18018010mm方型空心型鋼罐道，端面采用樹(shù)脂錨桿固定拖架。罐道和井粱，罐道導(dǎo)向?qū)娱g距均按6.0m設(shè)計(jì)。井筒內(nèi)沒(méi)有鋼-玻璃鋼復(fù)合材料梯子間，作為礦井安全出口和井筒檢修之用，并敷有排水管路三趟（一趟預(yù)備），井下消防灑水管路。另外，井筒還敷設(shè)有動(dòng)力電纜、通訊訊號(hào)電纜。 3.4.3 井筒延伸的初步意見(jiàn) 為了充分利用原有的設(shè)備和設(shè)施，且提升系統(tǒng)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng)費(fèi)用底，管理方便。在保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)的情況下，本采區(qū)將原主井，從-250m水平延伸到-650m水平過(guò)程中采用立井延伸。 3.5 井底車(chē)場(chǎng)及硐室 3.5.1 井底車(chē)場(chǎng)形式的確定及論證 井底車(chē)場(chǎng)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(chē)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，兩個(gè)開(kāi)采水平，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5t底卸式礦車(chē)運(yùn)輸，每列車(chē)由22輛礦車(chē)組成，由兩臺(tái)10t架架線式電機(jī)車(chē)一前一后牽引。卸載時(shí)，機(jī)車(chē)通過(guò)卸載站。輔助運(yùn)輸和掘進(jìn)煤采用3t固定式礦車(chē)，煤矸混合列車(chē)由22輛3t礦車(chē)組成。一臺(tái)10t架線式電機(jī)車(chē)牽引。 4.本設(shè)計(jì)礦井屬于低瓦斯、低等涌水量礦井； 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(chē)梭式井底車(chē)場(chǎng)。 3.5.2 井底車(chē)場(chǎng)的布置、存儲(chǔ)線路、行車(chē)線路布置長(zhǎng)度 1．井底車(chē)場(chǎng)線路布置的要求 (1)為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車(chē)，機(jī)械推車(chē)需布置在直線段上； (2)盡量減少道岔和交岔點(diǎn)； (3)線路布置要有利于通風(fēng)； (4)井底車(chē)場(chǎng)的線路主要由主井空、重車(chē)線，副井進(jìn)、出車(chē)線和回車(chē)線組成，由于通過(guò)各個(gè)井底車(chē)場(chǎng)的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長(zhǎng)度亦相應(yīng)不同； (5)井底車(chē)場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性； (6)底卸式礦車(chē)的井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題； (7)井底車(chē)場(chǎng)的線路工程量小。 2．存車(chē)線長(zhǎng)度的確定 確定存車(chē)線長(zhǎng)度是井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如果存車(chē)線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車(chē)線過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使列車(chē)在車(chē)場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車(chē)時(shí)間增加，反而降低了車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車(chē)場(chǎng)工程量。根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類(lèi)存車(chē)線可以選用下列長(zhǎng)度： 大型礦井的主井空、重車(chē)線長(zhǎng)度各為1.5－2.0列車(chē)長(zhǎng)； 副井空、重車(chē)線長(zhǎng)度，大型礦井按1.0－1.5列車(chē)長(zhǎng)； 材料車(chē)線長(zhǎng)度，大型礦井應(yīng)能容納10個(gè)以上材料車(chē)； 調(diào)線長(zhǎng)度通常為1.0列車(chē)和電機(jī)車(chē)長(zhǎng)度之和。 3.存車(chē)線長(zhǎng)度的計(jì)算 ①主井空、重車(chē)線，副井進(jìn)、出車(chē)線： 式中 —主井空、重車(chē)線，副井進(jìn)、出車(chē)線有效長(zhǎng)度，m； ——列車(chē)數(shù)目，列； ——每列車(chē)的礦車(chē)數(shù)，按列車(chē)組成計(jì)算確定； ——每輛礦車(chē)帶緩沖器的長(zhǎng)度， m; ——機(jī)車(chē)數(shù); ——每臺(tái)機(jī)車(chē)的長(zhǎng)數(shù); ——附加長(zhǎng)度，取10m。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得 主井＝2225.0+14.5+10＝235m， 副井＝2223.0+14.5+10＝147m。 ②材料車(chē)線有效長(zhǎng)度 式中 —材料車(chē)線有效長(zhǎng)度，m； ——材料車(chē)數(shù)，輛； ——每輛材料車(chē)帶緩沖器的長(zhǎng)度，m； ——設(shè)備車(chē)數(shù)，輛； ——每輛設(shè)備車(chē)帶緩沖器的長(zhǎng)度，m； ＝102.4+102.4＝48m； 根據(jù)實(shí)際需要，開(kāi)設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車(chē)線長(zhǎng)63m。 3.5.3 井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 1.井底車(chē)場(chǎng)線路布置圖3-9和調(diào)度表3-4： 圖3-8 井底車(chē)場(chǎng)線路布置圖 表3-4 調(diào)度表 2.礦井日產(chǎn)原煤0.8萬(wàn)t，每日運(yùn)日矸石量為80000.15＝1200t，日產(chǎn)掘進(jìn)煤為80000.06＝480t，5t底卸式礦車(chē)日運(yùn)煤量為80000.94＝7520t。5t底卸式礦車(chē)列車(chē)數(shù)為7520/（522）＝68.3列。 根據(jù)礦井矸石量與掘進(jìn)煤的比例（15%/6%＝5/2），確定3t煤矸石混合列車(chē)由13輛矸石與9輛煤車(chē)組成。每列矸石車(chē)與煤車(chē)的載重之比為2.713/39＝5/2故符合要求，日混合列車(chē)數(shù)為 （1200+480）/（2.713+39）＝34.5（列） 每日進(jìn)入井底車(chē)場(chǎng)的5t底卸式礦車(chē)數(shù)與3t混合列車(chē)數(shù)之比為68.3/34.2＝4/2每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間為22.5min，列車(chē)進(jìn)入井底車(chē)場(chǎng)平均間隔時(shí)間為22.5/6＝3.75min，列車(chē)在井底車(chē)場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間為11.2min，5t底卸式礦車(chē)在井底車(chē)場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間為7.6min，3混合列車(chē)在井底車(chē)場(chǎng)平均運(yùn)行進(jìn)間為18min。 3. 通過(guò)能力計(jì)算 按公式計(jì)算： ＝25.2(4225+293)/(1.1522.5) ＝437/a 通過(guò)能力富余系數(shù)為454/240＝1.7>1.2。滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 3.5.4 井底車(chē)場(chǎng)主要硐室 1.主井系統(tǒng)硐室 主井設(shè)有5.0 t底卸式礦車(chē)卸載站硐室、翻車(chē)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(chē)處理，用絞車(chē)提升至車(chē)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(chē)場(chǎng)連接處（馬頭門(mén)）、主排