成莊煤礦300萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,煤礦,萬噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 1 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井的井田面積為 29.96 平方千米，年產(chǎn)量 300 萬噸。井田 內(nèi)煤層賦存比較穩(wěn)定，煤層傾角，平均 3°，煤層厚度平均 8.0m。井田 范圍內(nèi)整體地質(zhì)條件比較簡單，斷層較發(fā)育，但均是小斷層。礦井瓦斯 含量較高，為高瓦斯礦井，礦井涌水量不大。根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)資料情況 進(jìn)行井田開拓和準(zhǔn)備方式的初步設(shè)計(jì)，該礦井決定采用雙斜井兩水平上 下山開采，采用帶區(qū)式開拓方式。設(shè)計(jì)采用綜合機(jī)械化放頂煤回采工藝， 傾斜長壁采煤法，用全部跨落法處理采空區(qū)，并對礦井運(yùn)輸、提升、排 水和通風(fēng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備選型計(jì)算，以及對礦井安全技術(shù)措施和 環(huán)境保護(hù)提出要求，完成了整個礦井的初步設(shè)計(jì)。礦井全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化， 采用先進(jìn)技術(shù)和借鑒已實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一礦一面 高產(chǎn)高效礦井從而達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 關(guān)鍵詞:傾斜長壁 放頂煤 綜合機(jī)械化 高產(chǎn)高效 1 Abstract These designed allotment area for 29.96 square kilometers，Yearly Output three-hundred trillion. Allotment intrinsically ocurrence of coal seam compare stabilize，coal seam pitch is under fifteen acid，average coal seam pitch is three acid.Coal seam thick is 8.0m，integrally nature condition compare simplicity， at allotment scope east normalizing function of the stomach and pleen center equal have got dislocation upgrowth. Both methane and carbon dioxide content relatively do not high, and neither do inflow of water no large either. On the basis of Preliminary Design，said shaft opt in adopt three vertical shaft fluctuate mountain exploitation，coal seam grouping band region fluctuate mountain co- disposal 'mode of opening，design adopt comprehensive mechanization full-seam mining stopper art，incline longwall method，treat goaf with whole straddle alight law from actual geologic information instance proceed allotment exploit and stand-by mode. The Preliminary Design of the both both combine versus mine haul, shaft exaltation, shaft drain and ventilation of mines isopuant systemic equipment lectotype count，as well as versus shaft technical safety measures and environmental protection claim，complete wholly shaft. Both shaft whole realize mechanization，adopt advanced techniques and use for reference afterwards realize high yield highly active modernization shaft 'experience，realize one mine not both high yield highly active shaft thereby run up to favorable economic benefit and social benefit. Keyword:incline length wall full-seam mining comprehensive mechanization high yield highly active 1 1 目 錄 前 言 .1 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 2 1.1 井田位置和交通條件 .2 1.2 自然地理 .3 1.3 井田地質(zhì)特征及煤性分析 .4 2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 .10 2.1 井田境界 .10 2.2 井田儲量 .10 2.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 16 3 礦井開拓 .18 3.1 概述 18 3.2 井田開拓 18 3.3 井筒特征 26 3.4 井底車場 31 3.5 開采順序及采區(qū)回采工作面的配置 41 3.6 井巷工程量和建井周期 44 1 4 采煤方法 47 4.1 采煤方法的選擇 47 4.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 47 4.3 回采工藝設(shè)計(jì) 52 5 礦井運(yùn)輸、提升及排水 .56 5.1 礦井運(yùn)輸 56 5.2 礦井提升 60 5.3 礦井排水 67 6 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施 .78 6.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 78 6.2 風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配 79 6.3 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 83 6.4 扇風(fēng)機(jī)選型 87 6.5 礦井安全技術(shù)措施 90 7 礦山環(huán)保 93 7.1 礦山污染源概述 93 7.2 礦山污染源的防治 94 結(jié) 論 .95 1 翻譯部分 .98 致 謝 117 參考文獻(xiàn) 118 1 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)在山西省晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊煤礦進(jìn)行的畢業(yè)實(shí) 習(xí)中所收集的礦井地質(zhì)資料，依據(jù)指導(dǎo)教師布置的題目，在教師的精心 指導(dǎo)下，對礦井進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)。 采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)全部教學(xué)進(jìn)程中的最后一個環(huán)節(jié)。 作為對大學(xué)生在學(xué)校的最后一次綜合性的知識技能考查，它綜合地考查 了學(xué)生這四年來對基礎(chǔ)知識及其專業(yè)知識的掌握情況，使學(xué)生學(xué)會自我 思考、自行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起 來應(yīng)用。這樣達(dá)到了對理論知識“溫故而知新“的作用，同時也學(xué)到了 一些實(shí)際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn)。 設(shè)計(jì)的過程就是一個不斷認(rèn)識和學(xué)習(xí)的過程。在本次設(shè)計(jì)過程中， 認(rèn)真貫徹《礦產(chǎn)資源法》 、 《煤炭法煤炭工業(yè)技術(shù)政策》 、 《煤炭安全規(guī)程》 、 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》以及國家其它發(fā)展煤炭工業(yè)的方針政策，積 極采用切實(shí)可行高產(chǎn)高效的先進(jìn)技術(shù)與工藝，力爭使自己的設(shè)計(jì)成果達(dá) 到較高水平。 本設(shè)計(jì)以《實(shí)踐教學(xué)大綱及指導(dǎo)書》為依據(jù)，嚴(yán)格按照《安全規(guī)程》 的要求，采用工程技術(shù)語言，對礦井的開拓、準(zhǔn)備、運(yùn)輸、提升、排水、 通風(fēng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。由于時間關(guān)系和設(shè)計(jì)者水平有限， 設(shè)計(jì)中失誤之處在所難免，敬請郭文兵老師給予批評指正！ 2 1 礦井概況及井田地質(zhì)特征 1.1 井田位置和交通條件 1.1.1 井田位置 成莊煤礦（以下簡稱為井田） ，位于沁水煤田南翼，晉城市西北 20km 處，跨澤州和沁水兩縣。 井田范圍：南臨寺荷井田，西接潘莊井田。井田以以下四個拐點(diǎn)坐 標(biāo)為界： 1：X=515900.00，Y=3946560.00； 2：X=512420.00，Y=3939420.00； 3：X=508220.00，Y=3940420.00； 4：X=512320.00，Y=3948300.00。 1.1.2 交通條件 太（原）—焦（作）鐵路由井田東 10 余 km 處通過，侯（馬）—月 （山）鐵路從西南約 7km 處通過。礦井有鐵路專用線經(jīng)古書院礦與太焦 鐵路接軌，距古書院礦 18km。207 國道（太原—洛陽）在成莊礦東側(cè)約 20 多 km 處通過，晉（城）—長（治） 、晉（城）—陽（城） 、晉（城）— 焦（作） 、長（治）—邯（鄲） 、太（原）—長（治）高速公路已建成通 車。交通極為便利（圖 1-1） 。 3 圖 1-1 成莊礦交通位置圖 1.2 自然地理 1.2.1 地形地貌 本井田地形為低山—丘陵區(qū)，溝谷發(fā)育。中部高，東、西部低，最 高點(diǎn)標(biāo)高為 1146.5m,最低點(diǎn)標(biāo)高為 619.3m, 相對高差為 455.2m。東部長 河西岸有黃土覆蓋、西部沁河?xùn)|岸也有黃土覆蓋，中部山區(qū)森林發(fā)育。 井田內(nèi)村莊位于黃土沖溝兩側(cè)或山頂?shù)屯萏幱悬S土覆蓋的地方。河谷兩 側(cè)為侵蝕堆積地形，形成河漫灘及以上的三級階梯。 4 1.2.2 水文 水系屬黃河流域沁河水系。井田內(nèi)主要河流為長河，為沁河支流， 由東北向西南從井田東緣流過。史村河、河底河等為長河支流，由西北 向東南注入長河，為季節(jié)性水流。 另外，井田東側(cè)的長河河谷內(nèi)建有南莊水庫，井田內(nèi)的史村河，河 底河的上游分別建有劉村、常坡兩座水庫。 1.2.3 氣象 晉城市屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫暖宜人，日照充足,無霜 期長。據(jù)晉城市氣象站資料,年平均氣溫 11℃,極端最低氣溫-22.8℃ （1956 年 1 月 21 日） ，極端最高氣溫 38.6℃（1967 年 6 月 4 日） 。雨季 為 7、8、9 三個月，平均年降水量 622.7mm，最小 295.9mm（1965 年） ， 最大 1010.4mm（1956 年） 。平均年蒸發(fā)量 1783mm。 1.2.4 地震 根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖（1990） 》劃分：本井田屬地震烈度區(qū)Ⅵ 度區(qū)；根據(jù)《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》 （GB18306-2001） ，本區(qū)所屬地震動 峰值加速度分區(qū)為 0.05g。 1.3 井田地質(zhì)特征及煤性分析 1.3.1 地層 本井田巖層從老到新依次為：奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組（O 2x） 、奧陶 系中統(tǒng)上馬溝太原組（C 3t） 、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ O2f） 、石炭系中統(tǒng)本溪 組（C 2b） 、石炭系上統(tǒng)太原組（C 3t） 、二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s） 、二疊系 下統(tǒng)下石盒子組（P 1x） 、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P 2s） 、中更新統(tǒng)（Q 2） 、 上更新統(tǒng)（Q 3）全新統(tǒng)（Q 4） 。 5 1.3.2 煤層 本井田含煤地層主要為上石炭統(tǒng)太原組（C 3t）和下二疊統(tǒng)山西組 （P 1s） 。 1.3.2.1 太原組（C 3t） K1石英砂巖（相當(dāng)于晉祠砂巖）底或相當(dāng)層位至 K7砂巖底。連續(xù)沉 積于本溪組之上，為主要含煤地層之一。由灰色中、細(xì)粒砂巖，灰黑色 粉砂巖、泥巖，灰色粘土泥巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、菱鐵礦及煤組成。屬 海陸交互相沉積。自下而上 K2、K 3、K 5三層石灰?guī)r普遍發(fā)育，層位穩(wěn)定， 是對比煤層的良好標(biāo)志層。本組共含煤 10 層，自下而上編號依次為： 16、15、14、13、11、9、8、7、6、5 號，5 號煤層薄而不穩(wěn)定，屬不可 采煤層，雖然 9 號煤層為較穩(wěn)定煤層,15 號煤層為穩(wěn)定煤層，但是它們均 為高硫煤。根據(jù)規(guī)范要求，9 號和 15 號煤層為不可采煤層。其余七層煤 均為不可采煤層。全組厚 77.52m-112.07m，平均 91.98m，煤層總厚 7.79m。 K1石英砂巖：灰—灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，含少量泥質(zhì)及星散狀黃鐵礦， 硅質(zhì)膠結(jié)，分選性良好。沉積不穩(wěn)定。厚 0m-5.43m，平均 3.30m。 K2石灰?guī)r：深灰色、厚層狀，致密堅(jiān)硬，塊狀，性脆，裂隙充填方 解石脈。上部質(zhì)純，含有燧石條帶，底部含較多的泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)及星散 狀黃鐵礦。靠下部常夾有薄層鈣質(zhì)泥巖。含小澤蜒、似紡錘蜓及腕足類 等動物化石。厚 7.10m-14.13m，平均 9.85m。位于太原組下部，為 15 號 煤直接或間接頂板。 K3石灰?guī)r：為 13 號煤頂板。灰—深灰色，厚層狀，致密堅(jiān)硬，性脆， 夾少量燧石條帶，含腕足類及蜓類等動物化石。沉積穩(wěn)定，厚 0.20m- 6.19m，平均 2.80m。 K4石灰?guī)r：為 11 號煤頂板，深灰色，含泥質(zhì)較多，沉積不穩(wěn)定，厚 0m-0.90m，平均 0.49m。 K5石灰?guī)r：位于本組上部，為 7 號煤頂板。深灰色，致密堅(jiān)硬，質(zhì) 不純，含星散狀黃鐵礦及腕足類動物化石，沉積穩(wěn)定，厚 1.00m～4.48m，平均 2.35m。 1.3.2.2 山西組（P 1s） 6 K7砂巖底（或相當(dāng)層位的粉砂巖）至 K8砂巖底，與下伏太原組呈整 合接觸，為主要含煤地層之一。由灰白～灰色，中、細(xì)粒砂巖，灰黑色 粉砂巖，泥巖及 1～3 層煤組成，其中主要煤層一層，編號 3 號，平均厚 度 6.0m，是本組唯一可采煤層。本組濱岸為過渡相沉積，在成莊、段都、 坪頭一帶，均有零星出露。本組厚 39.45m～73.08m，平均 49.83m，分上 下兩層段敘述如下： （1）下段：K 7砂巖底至 K 砂巖底，厚 20m 左右，以灰色、深灰色細(xì) 粒砂巖，灰黑色粉砂巖、泥巖及 3 號煤層組成。3 號煤層以下巖層常夾有 不規(guī)則菱鐵礦結(jié)核，具水平層理及不規(guī)則的水平層理，含保存不好的植 物化石。 K7砂巖：灰色、深灰色細(xì)粒砂巖，富含煤粒及暗色礦物，具緩波狀 層理，夾泥質(zhì)包裹體，局部為中粒砂巖、粉砂巖。厚 0.35m～14.09m，平 均 3.98m。 3 號煤層：賦存于本段上部，結(jié)構(gòu)簡單、沉積穩(wěn)定，為本區(qū)主要可 采煤層之一。厚 4.75m～7.15m，平均厚 6.0m。 （2）上段：K 砂巖底至 K8砂巖底，一般厚 30m 左右，以灰白色中粒 砂巖，灰色薄層細(xì)砂巖，灰黑色粉砂巖及泥巖組成，間夾不穩(wěn)定的薄煤 層 1～2 層。 K 砂巖：為山西組中部的一層砂巖，灰白色、中粒、鈣質(zhì)膠結(jié)。斜 層理，沉積穩(wěn)定，厚 0.36m～29.00m，平均 8.04m。地層特征見下頁綜合 柱狀圖 1-2。 7 圖 1-2 綜合柱狀圖 8 1.3.3 三號煤的煤層特征及工業(yè)分析 根據(jù)煤巖和煤化學(xué)特征，井田內(nèi)各煤層均屬中等變質(zhì)的無煙煤，按 “中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)” （GB5751-86）劃分煤類，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)，3 號煤層 中無煙煤三號和無煙煤二號各占一半。 總的來講，3 號煤以光亮型煤為主，半亮型煤次之，顏色呈黑色， 條痕為黑色，似金屬光澤，致密堅(jiān)硬，具貝殼狀或階梯狀斷口，不染手， 節(jié)理裂隙較發(fā)育，且常被方解石或黃鐵礦脈充填。煤的視（相對）密度 介于 1.43～1.46g/cm 3之間。由于煤本身致密堅(jiān)硬，加之煤層結(jié)構(gòu)簡單， 宏觀煤巖類型為均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，再加上井田內(nèi)構(gòu)造簡單，煤層 受擠壓、剪切力小，所以，3 號煤層成塊率高。 3 號煤的煤層特征及工業(yè)分析分別如下表 1-2、1-3： 煤層厚度 （m） 圍 巖 性 質(zhì) 最小-最大 序 號 煤 層 名 稱 平 均 傾 角 θ° 頂 板 底 板 煤 牌 號 硬 度 容 重 (t/m3） 煤層結(jié) 構(gòu) 及穩(wěn)定 性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 三 號 煤 層 6.5～9.8 8 3 粉泥 砂巖 巖 粉泥 砂巖 巖 WY f= 4 1.45 煤層 結(jié)構(gòu) 簡單 穩(wěn)定 性好 表 1-2 9 序 號 煤 層 名 稱 煤 牌 號 水分 M (％) 灰分 A (％) 揮發(fā) 分 V (％) 含磷 P(％ ) 含硫 S(％) 發(fā)熱量 Q (J/g) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 1 三 號 煤 層 W Y 0.56 ～ 2.90 1.62 10.69～22. 90 15.20 6.50～9.63 7.80 0.014～ 0.42 0.07705 0.29～0.69 0.44 32.12～35.7 6 34.91 表 1-3 10 2 礦井儲量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 2.1 井田境界 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù) 條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。一般以下 列情況為界： 1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界； 2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)煤柱為界； 3．以相鄰的礦井井田境界煤柱為界； 4．人為劃分井田境界。 成莊井田范圍：南臨寺荷井田，西接潘莊井田。井田以以下四個拐 點(diǎn)坐標(biāo)為界： 1：X=515900.00，Y=3946560.00； 2：X=512420.00，Y=3939420.00； 3：X=508220.00，Y=3940420.00； 4：X=512320.00，Y=3948300.00。 井田最小走向長 7.94km,最大走向長 8.44km,平均走向長 8.20km;井 田最小傾向長 3.35km,最大傾向長 3.98km,平均傾向長 3.64km。井田面積 30.00km2。 2.2 井田儲量 2.2.1 礦井儲量 礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤 炭儲量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部儲量，又稱礦井總儲量。它不僅反映了煤炭資源 的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。 本井田主要可采煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，且工程點(diǎn) 分布比較均勻，故資源/儲量估算方法采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法，由計(jì) 算機(jī)直接估算。 11 計(jì)算公式：Q=S×m×d 式中：Q—塊段的資源/儲量（萬 t） 。估算結(jié)果以萬 t 為單位，保留一 位小數(shù)； S—塊段的水平面積 k（m 2） 。由于煤層傾角均小于 15°，故采用水平 投影面積作為資源/儲量的估算面積； m—塊段的煤層資源/儲量估算平均厚度（m） 。由于煤層傾角均小于 15°，故用煤層偽厚度（鉛垂厚度）作為資源/儲量的估算厚度，參與資 源/儲量的估算。 d—煤層的視（相對）密度（t/m 3） 。根據(jù)《成莊井田煤礦精查（補(bǔ)充） 勘探地質(zhì)報告》知，3 號煤層均采用 1.45 t/m3。 2.2.2 礦井工業(yè)儲量 礦井工業(yè)儲量是勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的 A、B、 C 三級儲量之和，其中高級儲量 A、B 級之和所占比例應(yīng)符合表 2－1 的規(guī)定。由煤層底板等高線及儲量計(jì)算圖上提供的資料可計(jì)算出來 設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲量匯總表見 2－2。 表 2－1 礦井高級儲量比例 簡單 中等 復(fù)雜 地質(zhì)開采 條件 儲量級 別比例（％） 大 型 中 型 小 型 大 型 中 型 小 型 中型 小型 井田內(nèi) A+B 級儲 量 占總儲量的比 例 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平內(nèi) A+B 級儲量占本水平 儲量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī) 定 12 第一水平內(nèi) A 級 儲量占本水平內(nèi) 儲量的比例 40 30 15 30 20 不作具體 規(guī)定 不要求 表 2－2 礦井工業(yè)儲量匯總表 工業(yè)儲量（萬噸） 煤層名稱 A B A+B C A+B+C 備注 三號煤層 15277.4 11087.7 26365.1 8702.4 35067.5 符合 總計(jì) 15277.4 11087.7 26365.1 8702.4 35067.5 符合 2.2.3 礦井設(shè)計(jì)儲量 礦井工業(yè)儲量減去設(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 儲量。 2.2.4 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 礦井設(shè)計(jì)可采儲量為礦井設(shè)計(jì)儲量減去工業(yè)場地保護(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)回采率所得到的儲量。各種主要 巷道的保護(hù)煤柱及可采儲量見下頁表 2－3；礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱留設(shè) 見圖 2－1；村莊保護(hù)煤柱留設(shè)見圖 2—2，井筒保護(hù)煤柱留設(shè)見圖 2—3。 保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見表 2－4。 13 礦井設(shè)計(jì)儲量（萬噸） 礦井可采儲量 （萬噸） 永久性煤柱 損失 設(shè)計(jì)煤柱 損失 開 采 水 平 煤 層 名 稱 工業(yè) 儲量 A+B+C (萬噸) 村莊 境界 設(shè) 計(jì) 儲 量 工 業(yè) 廣 場 主 要 巷 道 主副 井筒 可 采 儲 量 一 水 平 三 號 15078.9 458.5 260.7 14359.7 424.2 1402.7 114.2 11549.3 二 水 平 三 號 19988.6 0 291.8 19696.8 0 1296.2 0 17112.6 合 計(jì) 三 號 35067.5 458.5 552.5 34056.5 424.2 2698.9 114.2 28661.9 表 2－3 礦井可采儲量匯總表 煤層傾角 （°） 煤厚 （m） Φ（°） γ（°） β（°） δ（°） 埋深（m ） 3 8 45 72 69 72 370 表 2－4 保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表 14 圖 2—1 15 圖 2—2 16 圖 2—3 2.3 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 2.3.1 礦井工業(yè)制度 根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況。規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作 日為 300 天，每日三班工作，每班工作 8 小時，每日凈提升時間數(shù)為 14 小時。 2.3.2 礦井服務(wù)年限 按礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力主要有以下三類井型： 井型 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a） 大型：1.2 1.5 1.8 3.0 4.0 5.0 6.0 及以上 中型：0.45 0.60 0.90 17 小型：0.09 0.15 0.21 0.30 除上述類型外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種生產(chǎn)能力的中間井型。 初步確定礦井年產(chǎn)量為 300 萬噸。 礦井服務(wù)年限可按下式計(jì)算： ZATK? 式中：T——礦井服務(wù)年限，年； Z——礦井可采儲量，萬噸； A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年； K——儲量備用系數(shù)，K=1.3～1.5，此處取 1.4。 由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下： =78.4860 年35067. 941T?? 符合要求。 18 3 礦井開拓 3.1 概述 3.1.1 開拓方式選擇 原礦井采用的是斜井開拓方式，單水平開采。由于成莊煤礦井田表 土層厚薄，煤層埋藏也較淺，所以井筒施工方式采用斜井開拓。斜井開 拓在地質(zhì)條件適宜，井筒不需要特殊的情況下，具有施工速度快、施工 簡單、工程造價低、井筒維護(hù)簡單、維護(hù)費(fèi)用低、煤炭提升連續(xù)、提升 能力大等優(yōu)點(diǎn)。在煤層賦存較淺，表土層較薄，水文地質(zhì)條件簡單的地 區(qū)，一般均可選用斜井開拓。 3.1.2 影響礦井開拓的主要因素分析 影響設(shè)計(jì)礦井開拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報告、所確定的煤 層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì) 條件等。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式的影 響最大。成莊礦井所屬的沁水煤田地質(zhì)條件簡單，煤層沒有自然發(fā)火現(xiàn) 象，水文地質(zhì)條件也不復(fù)雜，煤層埋藏淺，表土層薄，從技術(shù)條件上來 說，采用立井和斜井開拓都是可行的。 3.2 井田開拓 3.2.1 對井田開拓中若干問題分析 3.2.1.1 井田開拓方式 由于本井田地形為低山—丘陵區(qū)，表土層薄且水文地質(zhì)條件簡單， 從技術(shù)上來說，采用立井和斜井開拓均是可行的，所以初步提出三個開 拓方式，然后將三個方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。由于井田境界與其他礦井的井 田境界相連，所以采用斜井開拓時，工業(yè)廣場不能布置在井田范圍之外。 由于設(shè)計(jì)礦井的年產(chǎn)量較大，所以決定主井采用膠帶輸送機(jī)輸送煤 19 炭。運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層底板巖層中，在運(yùn)輸大巷內(nèi)設(shè)井底煤倉，煤炭直 接溜到輸送機(jī)上，提升到地面。這樣，采用主井通風(fēng)和主井下人就不是 很合理。另外，副斜井中鋪設(shè)有兩條軌道，為了充分利用這兩條軌道， 決定采用副斜井下人。由于設(shè)計(jì)礦井的煤層賦存角度較小，基本為近水 平煤層，所以一般可以采用帶區(qū)式或盤區(qū)式開采。成莊礦井采用的是盤 區(qū)式開采，分區(qū)式通風(fēng)。本次設(shè)計(jì)，本著鍛煉技能，熟悉礦井設(shè)計(jì)的基 本原則和方法的精神，決定采用帶區(qū)式開采。帶區(qū)式開采一般采用中央 并列式通風(fēng)，故本設(shè)計(jì)礦井采用中央并列式通風(fēng)。 根據(jù)成莊井田 3 號煤層賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可 以劃分為 1－2 個水平。水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說明。 3.2.1.2 井硐形式、數(shù)目及其配置 ⑴.井硐形式選擇 由于成莊礦區(qū)為低山—丘陵地帶，地勢起伏較大，表土層較薄，水 文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊施工，從而在確定方案時可以提出斜 井開拓、立井開拓以及混合開拓的方式。 ⑵井筒數(shù)目 因?yàn)槌汕f井田走向長度大，且為高瓦斯礦井，所以在第一水平和第 二水平各設(shè)一個回風(fēng)立井，在開采過程中，除了加大通風(fēng)風(fēng)量外，還要 進(jìn)行瓦斯抽放。這樣，加上主副井筒，井田范圍內(nèi)共設(shè)四個風(fēng)井。 ⑶井筒位置選擇 根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，由于煤層賦存角度小，且自西向東煤層 埋藏逐漸加深，在提出的斜井方案中，為了縮短井筒長度，將主、副井 筒設(shè)置在井田走向的中央靠西邊的地方；在提出的立井方案中，主副井 筒位于井田走向的中央。 3.2.1.3 運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置 為了減少煤柱損失和便于維護(hù)巷道，將運(yùn)輸大巷布置在距離煤層底 板約 25m 巖石中。布置巖石大巷時，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化 的巖石中布置，同時還應(yīng)避開支承壓力的不利影響。 考慮到 3 號煤層不具有自燃發(fā)火傾向，且煤質(zhì)為比較堅(jiān)硬的無煙煤， 將巷道布置在煤層中維護(hù)并不困難。所以在采用條帶式開采時，將運(yùn)煤 平巷和運(yùn)料平巷布置在煤層中。 20 3.2.2 方案的提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列三種： ⑴斜井開拓兩水平，見圖 3－2－1； 圖 3－2－1 斜井二水平開拓 ⑵主斜井、副立井單水平開拓，見圖 3－2－2； 圖 3－2－2 主斜井、副立井單水平開拓 ⑶雙立井開拓，見下頁圖 3－2－3。 21 圖 3－2－3 立井一水平加暗斜井二水平延伸 方案一采用雙斜井開拓，由于表土層薄，地質(zhì)水文條件簡單，施工 也比較方便，井筒的維護(hù)量也不大。主斜井長 1016m,副斜井長 825m,采 用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)量大，因此，從技術(shù)上，該方案是可行的。 方案二采用主斜井、副立井的開拓方式，就技術(shù)而言，該方案也是 可行的，井筒的維護(hù)量也不大。副井采用罐籠運(yùn)料、出矸、上下人也能 滿足要求，只是，該方案采用兩個工業(yè)廣場的形式，形式上比較分散， 廣場的有效利用率就會降低，廣場壓煤與采用一個工業(yè)廣場的形式相比 就會增加，管理上也比較分散。因此，初步淘汰該方案，設(shè)計(jì)中也不再 考慮該方案。 方案三采用雙立井開拓，較之雙斜井而言，井筒的維護(hù)工程量就會 更小，另外，井筒的長度也較小。主井采用箕斗提煤，副井采用一對 1.5 噸雙層礦車四車多繩罐籠，另外還有一個材料罐籠，用于運(yùn)料、出矸、 上下人。從技術(shù)上分析，該方案也是可行的。 3.2.3 方案經(jīng)濟(jì)比較 由于方案Ⅰ和方案Ⅲ在水平劃分上是相同的，在各水平內(nèi)均采用相 同的采煤方法，因此，方案比較法在對不同的開拓方案進(jìn)行比較時，一 些相同的部分可以不進(jìn)行比較，于是我們在對方案Ⅰ和方案Ⅲ兩個方案 進(jìn)行比較時，可以只將兩個方案中有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程 量、基建費(fèi)用及生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用分別計(jì)算，并匯總于下頁表 3－2－1、表 3－2－2、表 3－2－3 和表 3－2－4。最后，將費(fèi)用匯總列于表 3-2-5。 通過費(fèi)用匯總表從經(jīng)濟(jì)上來比較兩方案的優(yōu)越。 22 表 3－2－1 建井工程量 項(xiàng)目 方案一 方案三 主井井筒 1016 387.5+20 付井井筒 825 365+5 井底車場 562 711 主石門 127 160 初 期 運(yùn)輸大巷 7100 7100 主井井筒 付井井筒 井底車場 200 200 主石門 后 期 運(yùn)輸大巷 980+7100 795+7100 23 表 3－2－2 生產(chǎn)經(jīng)營工程量 項(xiàng)目 方案一 項(xiàng)目 方案三 運(yùn)輸 提升 萬 t/km 工程量 運(yùn)輸提升 （萬 t/km） 工程量 大巷 及石 門運(yùn) 輸 一 水平 二 水平 斜井 提升 1.2×13270×7.1 =113060 1.2×19692×（7.1+0.98 ） =190933 1.2×32962×1.016 =40187 大巷 及石 門運(yùn) 輸 一 水平 二 水平 立井 提升 1.2×15135×7.1 =128950 1.2×17827×(7.1+0.795) =168892 1.2×32962×0.3875 =15327 維護(hù) 萬 m·a 1.2×2×40×1800×1 ×10ˉ4=17.28 維護(hù) （萬 m·a） 1.2×2×40×1800×1 ×10ˉ4=17.28 排水/ 萬 m3 一 水平 二 水平 266.49×24×365×31.4 ×10ˉ4=7330.18 266.49×24×365×46.60× 10ˉ4=10878.55 排水/萬 m3 一 水平 二 水平 266.49×24×365×35.81×1 0ˉ4=8359.67 266.49×24×365 ×42.18×10ˉ4=9846.72 24 表 3－2－3 基建費(fèi)用 方案一 方案三方案 項(xiàng)目 工程量 /m 單價 (元/m) 費(fèi)用 /萬元 工程量 /m 單價 (元/m) 費(fèi)用 /萬元 主井井筒 付井井筒 井底車場 主石門 運(yùn)輸大巷 1016 825 562 127 7100 1759.7 2416.2 2433.3 2433.3 2433.3 178.786 199.337 136.751 30.903 1727.643 407.5 370 711 160 7100 4494.2 6022.5 2433.3 2433.3 2433.3 183.139 222.833 173.008 38.933 1727.6.43 初 期 小計(jì) 2273.42 2345.556 主井井筒 付井井筒 井底車場 主石門 運(yùn)輸大巷 200 8080 2433.3 2433.3 48.666 1966.106 200 7895 2433.3 2433.3 48.666 1921.090 后 期 小計(jì) 2014.772 1969.756 共計(jì) 4288.192 4315.312 25 表 3-2－4 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 方案一 方案三 項(xiàng)目 工程量 萬 t/km 單價 元 /t?km 費(fèi)用 /萬元 工程量 萬 t/km 單價 元 /t?km 費(fèi)用 /萬元 大巷及 石門運(yùn) 輸 一水平 113060 0.508 57434.48 128950 0.512 66022.4 二水平 190933 0.652 124488.316 168892 0.684 115522.128 斜井 /立井 40187 0.832 33435.584 15327 2.753 42195.231 運(yùn)提費(fèi) 合計(jì) 215358.38 223739.759 維護(hù)帶 區(qū)上山 費(fèi) 17.28 萬 m·a 35 元 / 年·米 604.8 17.28 （萬 m·a） 35 元 / 年·米 604.8 排水費(fèi) 一水平 7330.1 8 0.0839 615.00 8359.67 0.0932 779.12 二水平 10878. 55 0.1525 1658.98 9846.72 0.1535 1511.47 小計(jì) 2273.98 2290.59 合計(jì) 218237.16 226634.929 26 表 3—2—5 費(fèi)用匯總表 方案一 方案三 費(fèi)用 /萬元 百分率﹪ 費(fèi)用/萬元 百分率﹪ 初期建井費(fèi) 2273.42 100 2345.556 103.17 基建工程費(fèi) 4288.192 100 4315.312 100.63 生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi) 218237.16 100 226634.929 103.85 總費(fèi)用 224798.772 100 233295.797 103.78 從前面表格中的比較中可以看出，方案Ⅲ的總費(fèi)用要比方案Ⅰ的高 出 3.78％，在兩個方案技術(shù)上均可行的情況下，采用比較經(jīng)濟(jì)的方案， 故決定采用方案Ⅰ。 3.2.4 確定方案 綜上比較可知，方案Ⅲ的總費(fèi)用超過了方案Ⅰ的 3.78％，故決定采 用方案Ⅰ。即采用雙斜井開拓。第一水平位于+460m，采取上山開采；第 二水平位于+440m，采取上下山開采。整個礦井劃分為三個階段。 3.3 井筒特征 在礦井開拓方式確定以后，還應(yīng)對礦井主要井筒（包括主斜井、副 斜井和風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸、井筒支護(hù) 材料等特征進(jìn)行說明。 3.3.1 主斜井 主斜井主要用于提煤。井筒斷面為半圓拱型，斷面壁高 2.0m,寬度為 3.3m,半圓拱的半徑 1.65m,凈斷面積為 10.87m2,掘進(jìn)斷面積為 12.00 m2。井筒采用混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度 120mm,充填 50mm。井筒斜長 1016m, 27 傾角為 16°。井筒內(nèi)裝備鋼繩芯膠帶輸送機(jī)。 主斜井井筒斷面布置如下： 圖 3－3－1 主斜井?dāng)嗝娌贾脠D 3.3.2 副斜井 副斜井主要用于上下人員、運(yùn)送設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作 通風(fēng)、排水。為防止斷繩事故，設(shè)有防墜器。副斜井井筒斷面為半圓拱 型，井壁高 2.5m,道渣高度 200mm,道渣面至軌道面高 160mm。井筒寬度 28 5.2m,井筒凈斷面積 23.62m2，井筒掘進(jìn)斷面積 25.22 m2。井筒采用混凝 土支護(hù)，支護(hù)厚度 120mm,充填 50mm。井筒斜長 825m,傾角為 18°。 副斜井井筒斷面布置如下： 圖 3－3－2 副斜井?dāng)嗝娌贾脠D 副斜井風(fēng)速校核： max60QVS?? 式中： ——通過井筒的風(fēng)速，m/s； 29 ——通過井筒的風(fēng)量，m 3/min；Q ——井筒凈斷面積，m 2；S ——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速；axV 由此： 825.4360?? ＝5.85m/s8m/s 所以井筒選擇符合要求。 3.3.3 風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口。配備有梯子間及管路、電 纜等。采用砼支護(hù)，井壁厚度為 300mm，井深 260m，井筒直徑 4.0m.。 風(fēng)井井筒斷面布置如下頁圖： 30 風(fēng) 井 斷 面 圖 31 表 3－3－1 井筒特征 井筒名稱 主斜井 副斜井 風(fēng)井 X（m） 513956 513776 512328 Y（m） 3943083 3943204 3941816 井 口 坐 標(biāo) Z（m ） 720 720 720 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 膠帶機(jī) 礦車、人車、材料車 —— 井筒傾角（°） 16 18 90 斷面形狀 半圓拱 半圓拱 半圓拱 支護(hù)方式 噴射混凝土 噴射混凝土 噴射混凝土 井筒壁厚（mm ） 120 120 120 提升方位角（°） 64 64 —— 井筒斜長（m ） 1016 825 260 凈（ ）210.87 23.62 28.27斷 面 積 掘（ ） 12.00 25.22 34.21 3.4 井底車場 井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷 道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、 提矸、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 井底車場首先必須保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿足礦 井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要。為此，井底車場的設(shè)計(jì)通過能力應(yīng)大于礦井生 產(chǎn)能力 30～50﹪。其次，在滿足井底車場通過能力的前提下應(yīng)盡量減少 其掘砌體積，而且井底車場應(yīng)便于管理和安全操車。 井底車場設(shè)計(jì)示意圖如下: 32 圖 3－4－1 井底車場布置圖 3.4.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 主斜井凈寬度 3.3m，壁高 2.0m,裝備有膠帶輸送機(jī)；副斜井凈寬度 5.2m，壁高 2.5m,內(nèi)設(shè)雙軌，用于運(yùn)料、提矸、上下人員。 井下主要運(yùn)輸大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。輔助運(yùn)輸采用 1.5t 固定式 礦車（礦車型號為 MG1.7 -6A） ，由于該設(shè)計(jì)礦井為高瓦斯礦井，因此， 牽引機(jī)車采用 8t 蓄電池式（牽引機(jī)車型號采用 XK8-6/100-1A） ，每列車 牽引 15 輛礦車。井底車場設(shè)有井底清理斜巷，用于清理煤倉向膠帶輸送 機(jī)裝煤時落下的煤，井底清理斜巷單獨(dú)回風(fēng)。矸石輛按礦井產(chǎn)量的 20％ 計(jì)算，由礦車直接運(yùn)輸?shù)降孛?。礦井為高沼氣礦井，絕對瓦斯涌出量 189.7m3/min，相對瓦斯涌出量 14.60 m3/min。礦井總進(jìn)風(fēng)量 154.7m3/s，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。 3.4.2 一些基本問題的確定 ⑴車場形式，初步設(shè)計(jì)已確定為折返式車場，空重列車可以在井底 車場同一巷道的兩股線路上折返運(yùn)行，從而簡化井底車場的線路結(jié)構(gòu)， 33 減少巷道開拓工程量。 ⑵車線長度，副井進(jìn)、出車線長原則上按 1 列車長考慮，材料車線 按 15 輛 1.5t 材料車考慮。各車線長度計(jì)算如下： 副井進(jìn)出線有效長度 L： L=m×n×Lk+N×LJ+Lf=48.1m 式中：m—列車數(shù)目，取 m=1; n—每列車的礦車數(shù)，取 n=14; Lk—每輛礦車帶緩沖器的長度，取 2.4m; N—機(jī)車數(shù)目，取 1 臺； LJ—每臺機(jī)車的長度，4.5m; Lf—附加長度，取 10m。 調(diào)車線長度： L=m×n×Lk+N×LJ+Lf=48.1m 式中各字母意義、取值均同前。 材料車線有效長度： L=nc×lc+ns×ls=40.8m 式中：n c—材料車數(shù)，15 輛； lc—每輛材料車帶緩沖器的長度，2.4m; ns—設(shè)備車數(shù)，取 ns=2； ls—每輛設(shè)備車帶緩沖器的長度，2.4m。 人車線有效長度： L=m×nR×LR+ LJ +Lf=45m 式中：L—人車線有效長度； m—列車數(shù)目，取 1.0 列； nR—每列車的人車數(shù)，取 6 輛； LR—每輛人車帶緩沖器的長度，5m; LJ—每臺機(jī)車的長度，4.5m; Lf—附加長度，10m。 ⑶主、副井中心線間距離，南北 31m，東西 214m。 ⑷設(shè)計(jì)采用 22Kg/m 的鋼軌。主副井系統(tǒng)均采用 4 號道岔，曲線半徑 為 15m。 34 ⑸副斜井和井底車場斷面 23.62m2，運(yùn)輸大巷及回風(fēng)大巷斷面 20.82 m2，巷道采用錨噴支護(hù)，主要硐室及交岔點(diǎn)采用混凝土或料石砌碹。 3.4.3 線路聯(lián)接計(jì)算 3.4.3.1 單開道岔非平行線路聯(lián)接計(jì)算 設(shè)計(jì)選用道岔型號為 ZDK622-4-12，a＝3462mm，b＝3588mm，取 δ＝45° 則:β=δ-а=45°-14°02′10″=30°57′50″ T=Rtg0.5β=12000tg0.5β=3324mm m= a+(b+T)sinβ/sinδ=8491mm M=bsin a +Rcos a=12512mm H=M-Rcosδ=4027mm n=H/sin a =16604mm δ= a+bcos a-Rsin a=4032mm Kp=πа°R/180°=2940mm 單開道岔非平行線路聯(lián)接如下頁圖 3－4－2。 35 圖 3－4－2 單開道岔非平行線路聯(lián)接 3.4.3.2 單開道岔平行線路聯(lián)接 設(shè)計(jì)選用道岔型號 ZDK622-4-12，a＝3462mm，b＝3588mm,α＝14° 02′10″ ,軌道中心距 S=1600mm。 則：B=S/tgα=6400mm m=S/sinα=6597mm T=Rtg0.5α=12000tg0.5α=1477mm n=m-T=5120mm L= a+B+T=11339mm 36 C=n-b=1532mm Kp=πа°R/180°=2940mm 單開道岔平行線路聯(lián)接如圖 3－4－3。 圖 3－4－3 單開道岔平行線路聯(lián)接 3.4.3.3 渡線道岔線路聯(lián)接 設(shè)計(jì)選用道岔型號為 ZDX622/4/1214，a＝3462mm，α＝14° 02′10″,S＝1600mm。 則：L 0=S/tgα=6400mm L=2 a+ L0=13324mm 37 N=S/sinα=6597mm C=N-S/tg(0.5α)=1723mm 渡線道岔線路聯(lián)接如圖 3－4－4。 圖 3－4－4 渡線道岔線路聯(lián)接 3.4.4 井底車場通過能力計(jì)算 3.4.5.1 區(qū)段劃分見下頁圖 圖 3－4－6 區(qū)段劃分 3.4.5.2 調(diào)車作業(yè)程序及時間 見下頁表 3－4－1，表 3－4－2。 38 區(qū) 段 運(yùn)行狀況 運(yùn)行距離 （m） 運(yùn)行速度 （m/s） 運(yùn)行時間 （s） Ⅰ 列車 36.6 1.8 20.3 Ⅱ 機(jī)車摘鉤、返回頂推 74.2 2.0 37.1+60 Ⅲ 列車 48.8 1.8 27.0 Ⅳ 列車 60 2.0 30.0 Ⅴ 列車 42.0 2.0 21.0 合計(jì) 195.4 表 3－4－1 1.5t 矸石列車調(diào)車作業(yè)程序及時間 區(qū)段 運(yùn)行狀況 運(yùn)行距離 （m） 運(yùn)行速度 （m/s ） 運(yùn)行時間 （s） Ⅰ 列車 36.6 1.8 20.3+60 Ⅱ 機(jī)車摘鉤、返回頂推 74.2 2.0 37.1+60 Ⅲ 列車 48.8 1.8 27.2 Ⅵ 列車 60 2.0 30.0 Ⅶ 列車 42.0 2.0 21.0 合計(jì) 255.4 表 3－4－2 1t 材料列車調(diào)車作業(yè)程序及時間 調(diào)度圖表見下頁圖（圖 3－4－7） 39 材 料 列 車 運(yùn) 行 線1.5矸 石 列 車 運(yùn) 行 線 區(qū)段 ⅤⅣⅢⅡⅠ 時 間 （ 分 ）調(diào) 度 圖 表 由于井底車場只通過矸石列車、材料列車和人車，且井底車場內(nèi)多 數(shù)段均鋪設(shè)雙軌，所以，井底車場的通過能力肯定滿足要求，不再進(jìn)行 演算。 3.4.5 確定井底車場各硐室位置 3.4.5.1 井下中央變電所 ⑴硐室位置 中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入輸出電纜 線、配電均衡、安裝維護(hù)方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的，宜將變電所 置于副井與井底車場連接的附近。其斷面按所選的具體變壓器型號確定， 同時，應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求，不得違反有關(guān)規(guī)程。 ⑵支護(hù)形式和特殊要求 變電所必須采用不燃性材料支護(hù)，如選用混凝土或料石砌碹，條件 許可也可采用不燃性錨噴支護(hù)。 硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又放火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的 鐵珊門，但不能妨礙門的關(guān)閉，從硐室出口防火門起 5m 內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹 40 或用其它不燃性材料支護(hù)。 變電所的地坪，應(yīng)比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場巷連接點(diǎn)處的 標(biāo)高高出 0.5m。 硐室不應(yīng)有滴水現(xiàn)象，電纜溝應(yīng)設(shè)置一定坡度以便將積水隨時排出 室外。 中央變電所應(yīng)根據(jù)規(guī)定，設(shè)置滅火器材。如配置滅火設(shè)備和充足的 砂箱，為此在硐室設(shè)計(jì)尺寸時，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。 3.4.5.2 中央水泵房硐室 ⑴水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全運(yùn)行關(guān)系重大， 故水泵房硐室位置的選擇應(yīng)考慮以下因素： ①管路敷設(shè)最短，不僅節(jié)約管路電纜，而且管道阻力和電壓將最小。 ②一旦井下發(fā)生水患，人員、設(shè)備便于撤出，同時便于下放排水設(shè) 備，增加排水能力，迅速排除事故恢復(fù)生產(chǎn)。 ③具有良好的通風(fēng)條件。 根據(jù)以上要求，硐室位置應(yīng)選在井底車場與副井連接處附近空車線 一側(cè)，以便于設(shè)備運(yùn)輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室，即使有特殊 原因也要盡可能靠近副井。 ⑵硐室支護(hù)與特殊要求 ①中央水泵房硐室必須采用不燃性材料支護(hù)，如砌料石或混凝土碹， 在堅(jiān)固的巖層中也可采用錨噴支護(hù)，但不得有淋水。 ②出口通道處須設(shè)置向外開啟的能防水防火的密封門，從硐室出口 防火門起 5m 內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹或用其它不燃性材料支護(hù)。 ③泵房硐室的地坪應(yīng)高出通道與車場連接處地板 0.5m，設(shè)置流水坡， 以防硐室積水。 ④水泵工作的總能力應(yīng)能滿足 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的正常用 水量。 3.4.5.3 水倉容量與數(shù)量 水倉是按礦井正常涌水量計(jì)算的， 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)?shù)V井 正常涌水量在 1000 立方米/小時以下，主要水倉有效容積能容納 8 小時 的正常涌水量。同時主要水倉必須含有主倉和副倉。 41 據(jù)以上可知，本設(shè)計(jì)礦井正常涌水量為 266.49m3/h，小于 1000 立 方米/小時。故其容量 V=Q×8 式中： V——水倉容積，m 3； Q——礦井正常涌水量，m 3/h； 由此：V=8×266.49=2131.92 m 3 井底車場設(shè)計(jì)有主副水倉，每個水倉承擔(dān)一半涌水量，則有 2131.92/2=1065.96 m3。若用凈斷面為 8 平方米的半圓拱形斷面，那末一 條水倉的長度為： L=1065.96÷8=133.25m 3.4.5.4 水倉的支護(hù)形式和特殊要求 本設(shè)計(jì)水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可 儲水，水倉凈斷面應(yīng)乘以 1.2 的系數(shù)，為使淤泥易于沉淀和清理，水倉 向配水房方向設(shè)立反坡，其坡度常為 1‰～2‰。在水倉最低點(diǎn)即清理斜 巷末端不應(yīng)設(shè)積水窩，以便清理水倉時能將積水排出，有利于清理工作。 3.4.5.5 等候室 在井底車場人車線附近設(shè)置有等候室，做為工人侯車與休息的場所。 工人上班時坐人車在等候室下車，當(dāng)有空閑車輛時就坐車向大巷方向去， 在大巷與進(jìn)風(fēng)行人斜巷交叉處下車，步行去工作面；工人下班時在大巷 與進(jìn)風(fēng)行人斜巷交叉處上車，可以直接經(jīng)過井底車場到達(dá)地面。 3.4.5.6 其它峒室 其它峒室主要有調(diào)度室、電機(jī)車房和電機(jī)車修理間、充電峒室、火 藥庫等。 3.5 開采順序及采區(qū)回采工作面的配置 3.5.1 開采順序 上、下山帶區(qū)均采用后退式的開采方式，即采用帶區(qū)邊界向運(yùn)輸大 巷方向推進(jìn)的開采方式。第一水平采用俯斜開采，第二水平前期采用俯 斜開采，后期采用仰斜開采。 42 3.5.2 保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù) 采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度和采 取內(nèi)工作面接替關(guān)系等因素確定。各類礦井正常生產(chǎn)的采區(qū)個數(shù)一般應(yīng) 符合下表所規(guī)定： 表 3-5-1 礦井同時生產(chǎn)的采區(qū)個數(shù) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a） 采區(qū)個數(shù) 2.4～3.0 2～3 1.5～1.8 2～3 1.2 及以下 1～2 因?yàn)樵O(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量為 300Mt/a,又由于煤層平均厚度為 8m,采用帶 區(qū)式綜合機(jī)械化放頂煤的開采方式，再加上近年來，礦井限制同時下井 的人員數(shù)量已成趨勢，采區(qū)個數(shù)多時，人員相應(yīng)的就會增加，采區(qū)分散， 不利于管理。因此，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)采區(qū)為一個。 3.5.2.1 礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量的回采工作面?zhèn)€數(shù) ⑴確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時工作面總線長： 3mAXBLK??? 式中： B—回采工作面總線長, m； A—礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量, 300Mt/a； X—回采出煤率，可取 0.9； Σm—同采煤層總厚度, 8m； —煤層容重 , 1.45 ；?3/t K3—工作面采出率，取 K3=95％； L—年推進(jìn)度，L＝330×n×I×Ф； 其中： 330—礦井年工作日，t； n—日循環(huán)數(shù)，取 n=4; I—循環(huán)進(jìn)度，0.656m×2=1.312m； 43 Ф—正規(guī)循環(huán)系數(shù)，Ф＝0.8～1,取 Ф=0.95； 由此： L＝330×4×1.312×0.95 ＝1645m301.914m8.456B???＝ ⑵ 確定同采工作面數(shù) （取整數(shù)）LnN? 式中： N——同采工作面數(shù)，個； B——工作面總線長，149m； n——同采煤層數(shù)，n=1； L——回采工作面長度,取 200m； 由此: 0.745N?19＝ ＝ 個2 3.5.2.2 帶區(qū)工作面配置 采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存特征，所確定的回采工藝等 確定，同時還應(yīng)符合合理的開采順序，保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為 原則。采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個面；普采工作面宜為兩個 面，不應(yīng)超過三個面。因此，在滿足礦井服務(wù)年限的條件下，經(jīng)過計(jì)算 帶區(qū)內(nèi)同采工作面為 0.745 個，所以帶區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面數(shù)目取 1。 3.5.2.3 礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算： ????ni iiiKlImA1? 式中： ——礦井同采工作面產(chǎn)量總和，Mt；nA ——第 i 號工作面采高, 8m；im ——第 i 號工作面長，200m；I ——第 i 號工作面年推進(jìn)度，1645m/a；iL ——第 i 號工作面煤的容重，1.45t/ ；? 3m 44 n——同采工作面?zhèn)€數(shù)，n=1。 由此： nA ＝8×200×1645×1.45×1 ＝355Mt 計(jì)算結(jié)果 應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量 A，但不宜超過 1.15A。n 因此進(jìn)行驗(yàn)算有：355/300＝1.18,稍大于 1.15，也能滿足要求。 3.6 井巷工程量和建井周期 3.6.1 概述 根據(jù)以上各章節(jié)計(jì)算的結(jié)果，計(jì)算統(tǒng)計(jì)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時的井巷工程 量。 設(shè)計(jì)中的井筒有：主斜井、副斜井、風(fēng)井。主斜井凈寬度為 3.3m， 副斜井凈寬度為 5.2m，風(fēng)井直徑為 4m。斷面面積分別為 10.87 m2、23.62 m 2和 12.57 m2。采用普通法施工。 設(shè)計(jì)中