蔣莊煤礦礦井通風安全設計畢業(yè)設計

1、目錄目錄設計總說明前言1 井田概況11.1 井田地理11.1.1 地理條件11.1.2 地形、地勢及河流11.1.3 氣象及地震條件11.2 井田地質11.2.1 地質特征11.2.2 地質構造31.2.3 煤層及煤質31.2.4 瓦斯、煤塵及煤的自燃傾向性41.2.5 水文地質52 井田開拓62.1井田劃分62.1.1 井田邊界62.1.2 礦井儲量62.1.3 井田再劃分72.1.4 礦井服務年限82.2開拓方式102.2.1 井田開拓方案102.2.2 主、副井及風井設計112.3主要巷道設計132.3.1 運輸大巷設計132.3.2 井底車場巷道設計132.3.3 采區(qū)上山（軌道上山、

2、運輸上山、回風上山）142.3.4 區(qū)段進回風巷142.3.5 回風大巷及回風石門152.4 井底車場設計162.4.1 井底車場的形式和選型162.4.2 井底車場內的各種硐室173 采區(qū)巷道布置及采煤方法183.1 采區(qū)巷道布置及回采工藝183.1.1采區(qū)巷道布置183.1.2 回采方式183.2 采區(qū)車場選擇183.2.1 采區(qū)上部車場183.2.2采區(qū)中部車場193.2.3 采區(qū)下部車場193.3 采煤方法選擇203.3.1 采煤方法選擇203.3.2 回采工作面長度和采高213.3.3 采場支護方式213.3.4 運輸方式213.3.5 采空區(qū)處理223.3.6 采煤機選擇224 通

3、風系統(tǒng)設計234.1 通風設計的原則和要求234.1.1 各類型礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件244.1.2各類型礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件264.1.3 主要通風機的工作方式與工作地點264.1.4礦井通風系統(tǒng)的選擇274.2 采區(qū)通風系統(tǒng)設計274.2.1 采區(qū)進風上山與采區(qū)回風上山的選擇274.3 風量計算與分配294.3.1 礦井風量計算原則294.3.2 采煤工作面需風量計算294.3.3 掘進工作面需風量計算314.3.4 硐室需風量計算314.3.5 其他用風巷道的需風量計算324.3.6 礦井總風量計算324.4 計算礦井通風系統(tǒng)總阻力324.4.1容易時期324.4.2

4、困難時期334.4.3 等積孔計算及通風難易程度評價344.5 礦井通風設備選擇354.5.1 主要通風機的選擇354.5.2 電動機的選擇384.6 礦井通風費用計算394.6.1 井通風年總電費計算395 安全生產(chǎn)措施405.1 火災防治措施405.1.1 預防405.1.2煤炭自燃的預防415.2礦塵防治措施425.2.1 煤塵爆炸的條件425.2.2 預防煤塵爆炸的技術措施435.3 瓦斯積聚和爆炸防治措施445.3.1 瓦斯爆炸發(fā)生的規(guī)律445.3.2 防止瓦斯積聚和爆炸的技術措施455.4 瓦斯抽放475.4.1 概述475.4.2 瓦斯抽放設計依據(jù)及內容485.4.3 開采煤層的

5、瓦斯抽放495.4.4 瓦斯抽放設備及監(jiān)測系統(tǒng)535.5 水害防治措施555.5.1地面水防治555.5.2井下防治水556 結論57參 考 文 獻58致 謝59設計總說明設計總說明本次畢業(yè)設計是我大學四年最后的一次學習機會，是最后一個不可缺少的教學環(huán)節(jié)，也是我們走上工作崗位前的一次“實踐演練”。為今后從事安全工程技術工作打下良好的基礎。 一、 設計題目、依據(jù)及原則 礦井通風是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，本設計針對巨野煤礦的現(xiàn)狀進行了通風系統(tǒng)的設計。設計以實地考察及實地實習所收集的資料為依據(jù)。從礦山地質、開采技術條件入手。本著安全、合理、高效、經(jīng)濟利用礦產(chǎn)資源以及充分利用礦山現(xiàn)有工程原則，對巨野煤

6、礦采礦權證范圍內煤礦資源進行開采設計。通過對礦井地質及水文條件的分析，根據(jù)對礦井的開拓及布置，將礦井劃分為三個階段，每個階段分為6個采區(qū)，每個采區(qū)走向為2000m，采區(qū)斜長900米，每個采區(qū)分5個區(qū)段。每個區(qū)段布置兩個工作面。井田地質儲量為12600萬噸,可采儲量9576萬噸；確定礦井年生產(chǎn)能力為120萬噸，服務年限為61年。根據(jù)技術與經(jīng)濟合理的原則，選擇了立井多水平井開采，確定了兩翼對角式通風方式、抽出式通風的方案。礦井總通風量為8232m3/min，選擇了bdno22軸流式通風機。然后分別對主通風機、局部通風機的耗電量做了費用概算，其噸煤通風費用e=2.04元/t。最后針對設計礦井的現(xiàn)有隱

7、患提出了防塵及防火的預防措施和應急方案。設計內容廣泛、完整、數(shù)據(jù)可靠，是一套較為完整的通風系統(tǒng)設計。二、礦區(qū)概述 巨野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，距原京山鐵路開平車站10公里，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域屬唐山市開平區(qū)管轄，有運煤專線2.0km，交通便利，煤炭產(chǎn)出后經(jīng)洗選可直接裝火車外運。本區(qū)屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9.2，極端最低氣溫-24，最高氣溫38.6，無霜期180天，冰血期從10月中旬到次年4月中旬，最大凍土深度0.5 m，年降雨量一般520-680mm，年蒸發(fā)量1670 mm，春冬季節(jié)多西北風，夏秋季節(jié)多東南風，一般風力3-4級，最大風力6級

8、。三、開拓方法針對選定的工業(yè)場地，和既有的井上和井下工程設施，結合礦井的建設規(guī)模、煤賦存條件、井筒提升方式和建設投資等因素，設計為立井多水平分區(qū)式開拓，全井田采用主立井、副立井、回風立井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃分為三個階段，每個階段又劃分為六個采區(qū)。四、采礦方法由于本礦礦石、圍巖均穩(wěn)固，礦體傾角不大，形態(tài)較規(guī)則，連續(xù)，井田范圍內無斷層切斷礦體，礦石也不結塊和自燃。經(jīng)過對可選采礦方法對比論證使用走向長壁式采礦法。礦體開采的基本順序為從上至下，由近至遠，中段推進方向從東、西兩翼向中部主提升主井順序開采。五、通風系統(tǒng)選擇根據(jù)本礦井設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件表土層厚度、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃

9、傾向性等條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要，通過對以上各個可行的礦井通風系統(tǒng)方案進行經(jīng)濟技術比較后，確定選用兩翼對角式、抽出式的通風系統(tǒng)方案。采區(qū)通風方案選擇軌道上山進風，專用回風上山回風，采煤工作面上行通風的采區(qū)通風系統(tǒng)。工作面通風系統(tǒng)選用u型通風系統(tǒng)。六、安全措施根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實際調查分析，本礦井有爆炸危險，且有自燃傾向性，鄰近礦井在生產(chǎn)實際中發(fā)生過煤塵爆炸和自燃現(xiàn)象。本礦相對瓦斯涌出量一般為10 m3/t，水害危險存在，因此需要制定詳細的礦井火災防治、礦塵防治、瓦斯積聚和爆炸防治、水害防治措施。關鍵詞: 通風系統(tǒng)；瓦斯預防；安全措施； general informat

10、ion designthe design of the i graduated the university of the last four years learning opportunities, is the last one indispensable aspect of teaching, also is we took the jobs before a practice drill. engaged in mining for the future of professional and technical work to lay a good foundation.1, a

11、design based on the principles of design and entitledmine ventilation is an important safeguard to the coal mine production security. this design designs the ventilation system according to the present situation of the practical training unit juye coal mine. design and site visits to the field inter

12、nship collected based on the information. from the mine geology, mining conditions. in security, reasonable, efficient, and economic use of mineral resources and make full use of existing mining engineering principles, mine mining right xiao zhang e within the exploitation of coal resources for the

13、design. through analysis of the geological and hydrological condition, the mine pit division is three mine stage, each phase is divided into 6picks , the length of each pick is 2000 meters; the slanting length is900 meters. each picks differentiates 5 sectors. every pick has 2working areas. the well

14、 field geological reserve is 126 million tons; the definitemine pit year productivity is 1.2 million tons, the service time is 61years.according to the reasonable technique and economy principle, this design chooses slant hole mining and determines the twowings opposite angles and pumping ventilatio

15、n style. mine ventilation total volume of 8232 m3/min.it chooses the bdno22 axis ventilator of flowing style. then, this design evaluates the electricity consumption of the main, partial and auxiliary ventilator. the ventilation expense per ton coal e equals 2.04yuan. finally this design brings up t

16、he preventive measure and emergency plan of fire protection aiming at the existing hidden dangers. the content of this design is widespread and integrity. the data is reliable. it is a set of complete ventilation systems design.2, outlined minejuye mine in tangshan city, hebei province, north easter

17、ly about 13 kilometers, north ma mine 6 km, from the original kaiping jingshan railway station 10 km west of douhe power plant 4.5 km. administrative region is the city of tangshan kaiping district jurisdiction, green coal 2.0 km transport facilities, coal output after washing can be directly loaded

18、 train progressed. being the temperate continental climate, the average temperature of 9.2 c, and extreme minimum temperature of -24 c, the maximum temperature of 38.6 c, the frost-free period of 180 days, ice blood period from mid-october to mid-april the following year. permafrost greatest depth o

19、f 0.5 m, annual rainfall normally 520-grows, the amount of evaporation, 1670 mm, spring festival over the northwest winter winds, the summer season more southeasterly winds, the general level 3 -4 wind, the largest wind 6. 3,the development methodagainst selected industrial sites and existing wells

20、and underground engineering facilities with the construction of mine size, the occurrence of coal, and the manner shaft construction investment and other factors, many of shaft design for district-level development, all mine shaft using principal and vice shaft, return air shaft more district-level

21、development. mine which is divided into three phases, each is divided into six mining area4, mining methodsas the ore, is a solid rock, ore little dip, shape than rules, continuous, and not within the scope of mine fault cut off the orebody, ore caking and not spontaneous. after the optional method

22、of mining feasibility studies compared to the use of longwall mining method. orebody basic order of top-down, from near and far, from the direction of promoting the middle east, central to the west wings of the main sequence to upgrade the main shaft mining5, ventilation systems according to the min

23、e design and production capabilities, the occurrence seam thickness of surface soil conditions, temperature, the gas emission. coal fire tendentious conditions to ensure that the mine safety and takes into account the middle and late stages of production needs, by above all possible mine ventilation

24、 system programs for economic and technical comparison, the choice to determine the roles of the two wings, extraction of the ventilation system plan. district ventilation options orbit uphill into the wind, dedicated to wind up back to the wind, surface mining firms ventilation mining area ventilat

25、ion system. face ventilation systems use u-shaped ventilation system. 6, safety measuresaccording bored coal mine production in and around the actual investigation, the mine risk of explosion, and a spontaneous tendency, adjacent mine in actual production of coal dust explosion occurred and the phen

26、omenon of spontaneous combustion. the mine gas emission relative to the normal 10 m3 / t, the district flood hazard still exists. hence the need for detailed mine fire prevention and control, mine dust control, and the accumulation of gas explosion prevention, flood control measures keywords：ventila

27、tion system; gas prevention; security measure華北科技學院畢業(yè)設計前言畢業(yè)設計是我大學畢業(yè)前最后的一次學習機會，是一個全面檢驗我大學期間所學知識、培養(yǎng)我系統(tǒng)地總結和運用所學的理論知識、增強分析解決實際問題的過程。經(jīng)過本次設計，從全方位系統(tǒng)地了解了礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)，并著重了解了礦井通風系統(tǒng)，基本清楚了礦井通風系統(tǒng)的各個組成部分，清晰了它們之間的聯(lián)系，更深層次的認識到了通風在礦井生產(chǎn)中的重要性。本次設計主要模擬設計一個新礦井，從井田地質條件、井田開拓、采煤方法和采區(qū)巷道布置，到礦井通風系統(tǒng)設計，再到礦井安全技術措施，大致從各個方面粗略地進行分析、對比、選取

28、方案，以求在所學知識的基礎上盡量設計出一個合理的礦井系統(tǒng)，得出一個相對較科學合理的礦井設計，盡可能體現(xiàn)自己在大學期間所學，著重、詳細的分析和計算了礦井的需風量、通風系統(tǒng)阻力，并根據(jù)需風量和礦井的阻力對礦井的通風設備進行了選擇，最后就礦井的通風方案進行了經(jīng)濟計算對比。設計中嚴格遵循了煤礦安全規(guī)程的相關規(guī)定，力求做到全面、精細和具有說服力，并經(jīng)過康老師多次的指導和反復的修改，在科學嚴謹?shù)膽B(tài)度下認真完成本次設計。因此，設計具有較強的可讀性，設計的初期目的也基本上達到。第 61 頁 共 59 頁1 井田概況1.1 井田地理1.1.1 地理條件巨野煤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

29、里，距原京山鐵路開平車站10公里，東距陡河發(fā)電廠4.5公里。行政區(qū)域屬唐山市開平區(qū)管轄，有運煤專線2.0km，交通便利，煤炭產(chǎn)出后經(jīng)洗選可直接裝火車外運。1.1.2 地形、地勢及河流本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河東岸是由奧陶紀石灰?guī)r構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于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢逐漸增高。在井田北約7公里為由震旦紀灰?guī)r構成的低山丘陵，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。井田內地勢平坦，但北部稍

30、高，向南低下，北部地面標高為+38.8m（灣35孔），南端標高為23.85m（灣補6孔），傾向陡河。流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱管河，發(fā)源于豐潤縣福山寺管泉，西支稱泉水河，發(fā)源于豐潤縣趙莊上水路。二支水流在雙橋村北側匯合，向南流經(jīng)唐山市區(qū)，下游匯集石榴河，向南流入渤海。河北省水利廳于1965年在雙橋村一帶修建了陡河水庫，水庫大壩距井田東端的最近距離為2200m。陡河及陡河水庫雖然距井田區(qū)較近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對本礦充水沒有直接的影響。1.1.3 氣象及地震條件本區(qū)屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9.2，極端最

31、低氣溫-24，最高氣溫38.6，無霜期180天，冰水期從10月中旬到次年4月中旬，最大凍土深度0.5 m，年降雨量一般520-680mm，年蒸發(fā)量1670 mm，春冬季節(jié)多西北風，夏秋季節(jié)多東南風，一般風力3-4級，最大風力6級。1.2 井田地質1.2.1 地質特征井田為一單斜構造，井田四周以黃土覆蓋，中部為基巖裸露區(qū)，地層總體走向為東西走向，傾向向南，傾角13至16井田內地層發(fā)育為奧陶系中統(tǒng)峰峰組，石炭系上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組，下統(tǒng)下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組，第四紀中、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)。現(xiàn)由老至新分述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組本組為煤系地層的基底，根據(jù)鉆孔揭露基巖主要為蘭色，灰黃色，

32、致密厚層狀花斑灰?guī)r。頂部為泥灰?guī)r或白云質泥巖。（2）石炭系上統(tǒng)太原組本組主要為一套海陸交互相沉積。巖性主要為灰黑色泥巖、砂巖及較穩(wěn)定的1號煤層組成，本組厚60-78 m，平均厚度73 m。（3）二迭系下統(tǒng)山西組本組為陸相沉積，底部以粉砂巖及砂質泥巖與太原組分界，本組巖性主要為黑色泥巖、粉砂巖、砂質泥巖與2、3兩層較穩(wěn)定的煤層組成，厚度40-80 m，平均厚度60 m。下統(tǒng)下石盒子組巖性特征為黃綠色砂巖、粉砂巖、泥巖互層，局部有煤線，本層厚度60-90 m，平均厚度70 m。上統(tǒng)上石盒子組一段巖性特征黃綠色、杏黃色泥巖，夾薄層砂巖，厚度130-200 m，平均160 m。二段 巖性特征黃綠色中細

33、粒砂巖夾泥巖，厚度80-130 m，平均100 m。（4）第四紀中、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)中更新統(tǒng)：為一套洪積相的紅色粘土，富含鈣質結核。上更新統(tǒng)：其基巖主要為淺黃色亞粘土或砂質泥土，多分布在丘陵和山坡之上。全新統(tǒng)：多覆蓋在地表最上層，巖性為淺灰色亞砂土、卵礫石等。第四紀分布厚度一般20-60 m，平均厚度45 m。各巖層具體情況見鉆孔綜合柱狀圖1-1。代（界）系（紀）底層代號地層柱狀地層厚度底層巖性新生代未知系q5.08淺灰色亞砂土、卵礫第三系n41.12砂頁巖夾少量煤中生代侏羅紀j53.25本層含砂質泥巖，泥巖，以及少量頁巖有恐龍化石。三迭系t167.02本組由砂巖、砂質泥巖及泥巖組成砂巖以上者

34、，偶見硅質結核。古生代二迭系pt275.2本組由砂巖、砂質泥巖及泥巖組成。pt160.35巖性特征為黃綠色砂巖、粉砂巖、泥巖互層，局部有煤線，本層厚度60-90 m，平均厚度70 m。石炭系c373.25巖性主要為灰黑色泥巖、砂巖及較穩(wěn)定的1號煤層組成c223.25下部為灰色泥巖及砂質泥巖，上部為深灰色泥巖及砂質泥巖，偶夾煤層，該煤層發(fā)育不穩(wěn)定即不可采奧陶系o2290.73揭露基巖主要為蘭色，灰黃色，致密厚層狀花斑灰?guī)r。頂部為泥灰?guī)r或白云質泥巖。圖1-1 鉆孔綜合柱狀圖1.2.2 地質構造井田內地質構造簡單，巖層穩(wěn)定，傾角13至16，地質構造主要表現(xiàn)為單斜構造。井田內斷裂構造不太發(fā)育，僅井田南

35、部邊界有兩處大斷層，斷層走向自西向東，為井田自然劃分。1.2.3 煤層及煤質井田內主要煤系地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，煤層地層總厚度650 m，含煤3層，煤層總厚度15m，主要可采煤層為1號煤層。（1）煤層（詳見表1-2-1煤層地質特征表）1號煤層 位于山西組中上部，厚度2.9-3.2 m，平均厚度3.0 m，結構簡單，一般含1層夾矸，厚0.03-0.09 m，直接頂一般為砂質泥巖和粉砂巖，底板為黑色泥巖，屬全井田穩(wěn)定可采的厚煤層。2號煤層位于山西組中部，厚度0.2-0.3m，平均厚度0.25m，結構簡單，上距1號煤層底板約10.24 m，一般不含夾層，頂板為黑色砂質泥巖，底板為

36、粉細砂及砂質泥巖，屬不可采煤層。3號煤層 位于太原組中部上距2號煤層底板約61 m，煤層厚度0.2-0.4 m，含夾層，頂板為灰?guī)r及粉砂巖，底板為粉砂巖，局部夾中細砂巖，屬不可采煤層。表1-2-1煤層地質特征表地層煤號煤層厚度最小-最大平均m煤層間距平均m夾矸層數(shù)可采情況頂?shù)装鍘r性頂板底板山西組12.9-3.23.010.241穩(wěn)定砂質泥巖黑色泥巖20.2-0.350.3610不可采黑色砂質泥巖粉細砂巖太原組30.3-0.40.3512.160不可采灰?guī)r粉砂巖（2）各煤層煤質特征各煤層煤質特征如表1-2-2所示。表1-2-2煤層煤質特征表項目煤層原煤工業(yè)分析容重噸/m3煤質牌號wf%內水份ag

37、%灰分vr%揮發(fā)分粘結性1-7sgq%全硫qdtf卡/克低溫發(fā)熱量co2二氧化碳煤灰熔點0c12.113.2526.3620.2927810.02915001.45特低硫無煙煤21.1623.7730.2431.425370.05015001.55低中硫無煙煤31.8315.1222.3620.5227220.03815001.66低硫無煙煤 上述3層煤中只有1號煤可采，由表1-2-2可以看出1號煤為特低硫無煙煤，它是良好的動力和民用煤，并可做化工原料。1.2.4 瓦斯、煤塵及煤的自燃傾向性（1）瓦斯根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實際調查分析，該礦相對瓦斯涌出量平均為22 m3/t，絕對瓦斯涌出量

38、為56 m3/min，屬于高瓦斯礦井；煤塵爆炸指數(shù)為38.4264.2，有煤塵爆炸危險；二氧化碳相對涌出量為1.52.1m3/t。（2）煤塵、煤的自燃傾向性及地溫根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實際調查分析，本礦井煤塵有爆炸危險性，但鄰近礦井在生產(chǎn)實際中發(fā)生過煤塵爆炸和自燃現(xiàn)象。本區(qū)屬地溫正常區(qū)，地溫梯度0.6-2.9/hm，恒溫帶深45m左右。1.2.5 水文地質井田外3.0km處有陡河自西向東流過，礦區(qū)內東部有季節(jié)性河流礬石溝自北向南流過，由于井田地勢北高南低，西部略高東部略低，且傾向距離較小，故大氣降水多直接經(jīng)小溝流向陡河，北部降水多流入礬石溝，再流入陡河。礦區(qū)內有太原組灰?guī)r、砂巖及山西組、下

39、石盒子組砂巖等含水層，據(jù)區(qū)域及鄰區(qū)資料其含水性均較弱。2 井田開拓2.1井田劃分2.1.1 井田邊界根據(jù)巨野煤礦資料，西面和東面各有一大段層為自然劃分，巨野全礦范圍由以下四點坐標圍定：緯度:x;經(jīng)度:yx=3978025， y=19671250x=3978025， y=19683250x=3980525， y=19671250x=3980525， y=19683250井田東西走向長12km，南北傾斜寬2.5 km，井田面積30km2，除去井田內未搬走的上灘村，扣除0.05 km2實際井田可開采面積29.95 km2。 2.1.2 礦井儲量（1）礦井工業(yè)儲量計算礦井工業(yè)儲量計算可用下式計算：zg

40、= （2-1-1）式中：zg-礦井工業(yè)儲量，t； si-計算塊段的平均走向長度，米； li-計算塊段的平均傾斜長度，米； mi-計算塊段的平均煤厚，米；r-煤的容重，t/m3，經(jīng)實測取1.4 t/m3；經(jīng)計算zg=12600wt（詳見表2-1-1）（2）可采儲量計算礦井可采儲量可用下式計算：zk=（zgp）c （2-1-2）式中：zk-可采儲量，t；p-固定煤柱損失，t；固定煤柱損失系指為保護工業(yè)廣場、井筒、建筑物、鐵路、超高壓輸電線路等而留的保護煤柱，以及為了安全生產(chǎn)留設的井田邊界、斷層、河流、湖泊等隔離煤柱；c-采區(qū)回采率，（取c=0.80）經(jīng)計算zk=9576wt（詳見表2-1-1 儲量

41、分配表）表2-1-1 儲量分配表煤層編號工業(yè)儲量（a+b+c）固定煤柱損失可采儲量11.26108t6.3106t9.576107t2.1.3 井田再劃分煤田劃分成井田后，范圍仍很大，走向長、傾斜長達幾千米，在目前的開采條件下不能一次性采出。因此，需要進一步劃分為適應現(xiàn)代開采技術的大小范圍。基本概念：階段:在井田的范圍內沿傾斜方向，按一定標高將井田劃分成若干長條部分以便開采，這樣的長條部分稱為階段。階段的走向長度等于井田走向全長。階段的傾斜長度由階段的垂直高度決定,一般可以走一百米到一千米以上。水平:通過運輸或通風平巷的某一標高的水平面稱為水平。水平通常以標高、用途、開采順序來表示。開采水平是

42、指具有井底車場及主要運輸大巷的水平，稱為開采水平，簡稱水平。一般研究和討論的水平主要是指開采水平。一個井田可以用一個水平開采或者用幾個水平開采，前者稱為單水平開拓，后者稱為多水平開拓。單水平開拓:用一個開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個階段，水平以上稱為上山階段，水平以下稱為下山階段。單水平開拓一般用在煤層傾角較?。?6度以下），井田傾斜長度也比較小的地方。多水平開拓:用兩個以上開采水平來開采整個井田的，稱為多水平開拓。按開采水平服務的階段布置方式的不同，可分為多水平上山開拓、多水平上、下山開拓和多水平混和開拓。多水平開拓一般用在井田的傾斜長度比較大或者煤層傾角大的地方。階段內的劃分：井田劃分成階

43、段還不能直接進行回采，必須在進行劃分。階段內的劃分，一般分為三種方式，分區(qū)式、分段式和分帶式。分區(qū)式：在階段的范圍內沿走向把階段劃分為若干部分，每一部分稱為采區(qū)。采區(qū)的傾斜長度與階段的傾斜長度相等，采區(qū)的走向長度根據(jù)回采方式不同，可由四百米到兩千米。由于采區(qū)的斜長就是階段的斜長，不能由一個采煤工作面進行回采，還必須劃分成合理的長度以適應回采。區(qū)段：在采區(qū)的范圍內沿煤層傾斜劃分成若干長條部分，每一長條部分稱為區(qū)段。區(qū)段的走向長度等于采區(qū)的走向長度，區(qū)段的傾斜長度等于采煤工作面的長度、區(qū)段運輸、回風平巷的寬度及區(qū)段煤柱寬度之和。區(qū)段平巷與開采水平的連接，一般是傾斜巷道，叫作采區(qū)上山或采區(qū)下山。分段

44、式：在階段的范圍內不再劃分采區(qū)，而沿煤層的傾斜方向劃分為若干個可以布置一個采煤面的長條部分稱為分段。分段式布置過去只適用于小型礦井，現(xiàn)在井田走向長度較短，無大的傾斜斷層，煤層埋藏比較穩(wěn)定，工作面單產(chǎn)和巷道單進都能達到較高水平的條件下，大、中型礦井也可采用分段式布置。分帶式：在分階段內不再劃分采區(qū),而沿煤層走向，劃分成若干可以布置一個采煤工作面的傾斜長條部分,稱為分帶。分帶內采煤工作面是沿煤層傾斜方向連續(xù)推進的。（1）井田劃分為階段由于井田走向長12 km，傾斜長2.5km，又煤層傾角在13至16之間，平均傾角為15，經(jīng)計算得煤層最高端與最低端高差h約647m，計算公式如下h=2500tan15

45、=647故可將本礦井進行階段式再劃分，由于h等于647m，故可將井田劃分為三個階段，第一階段垂高為230m，第二、三階段垂高為210m。（2）階段內布置由于井田走向較長，故每個階段又可劃分為若干采區(qū)，初步設計每個階段為6個采區(qū)，除去礬石溝和井田邊界固定煤柱，損失走向長0.6km，則每個采區(qū)走向長1.9 km，第一階段傾斜長0.9km，第二、三階段傾斜長為0.8 km。2.1.4 礦井服務年限由于煤層賦存條件較好，交通運輸便利，銷路廣，故可預設礦井為大型礦井。礦井服務年限可用下式計算： t=zk/ak （2-1-3）式中：t服務年限，a； zk可采儲量，t； a礦井設計年產(chǎn)量，t/a；k儲量備用

46、系數(shù)。（一般取1.2-1.4，地質條件簡單的可取小值，在此取1.2）礦井服務年限要和礦井生產(chǎn)能力相適應。大型礦井建設工期長，需要裝備大型固定設備，基建工程量大。所以，建設投資較高。為了充分發(fā)揮投資效果，礦井股務年限應該長些。反之，小型礦井的礦井服務年限應短些。礦井服務年限與礦井生產(chǎn)能力存在一個技術上經(jīng)濟上都比較合理的關系。當?shù)V井儲量一定時，井型增加，投資增加，噸煤投資成本增加。另一方面，井型增加，生產(chǎn)集中，機械化水平和勞動效率高，噸煤的生產(chǎn)成本減少。這一多一少就有一個噸煤成本費用最少的礦井生產(chǎn)能力和礦井服務年限的關系。根據(jù)這種關系我國煤炭工業(yè)設計規(guī)范對礦井生產(chǎn)能力和礦井服務年限做了相應的規(guī)定。

47、表2-1-2礦井及水平設計服務年限礦井設計生產(chǎn)能力：萬噸/年礦井設計服務年限： 年水平設計服務年限： 年開采0-25度煤層的礦井開采25-45度煤層的礦井開采45-90度煤層的礦井240及以上90以上30-40-90-18060-8020-3020-3015-2030-6030-6015-2015-2012-159-2115-25108-108當井田范圍確定可用公式（2-1-3）求出服務年限。如求出的服務年限小于規(guī)定，則要調整生產(chǎn)能力或擴大井田范圍以保證生產(chǎn)服務年限。礦井生產(chǎn)能力(井型、礦井年產(chǎn)量)礦井生產(chǎn)能力是指礦井設計的年生產(chǎn)能力。我國的井型系列如下：大型礦井 90、120、150、180

48、、240、300及以上 萬噸/年中型礦井 30、45、60 萬噸/年小型礦井 9、15、21 萬噸/年這樣分類不在出現(xiàn)中間井型，便于設計、設備的標準化、系列化、通用化。關于井型大小的確定，煤層生產(chǎn)能力、賦存狀態(tài)及煤層開采備件是關健。煤層數(shù)目多、厚度大并穩(wěn)定，地質條件簡單便于開采時，就可以布置單產(chǎn)高的工作面。這樣就可根據(jù)整個礦井能布置同時生產(chǎn)的工作面數(shù)量及工作面產(chǎn)量來計算礦井生產(chǎn)能力。具體確定礦井儲量、礦井生產(chǎn)能力、礦井服務年限這三個參數(shù)時，同時考慮三者關系基礎上，按以下兩種情況確定：限量煤田時，井田的可采儲量已經(jīng)確定，要使礦井生產(chǎn)能力和礦井服務年限的數(shù)量關系符合規(guī)定，就可以確定礦井生產(chǎn)能力和相

49、應的礦井服務年限。富量煤田時，礦井儲量、礦井生產(chǎn)能力、礦井服務年限都是未知數(shù)，確定就比較復雜。一般應先根據(jù)影響礦井生產(chǎn)能力的因素，求出全礦井的生產(chǎn)能力，再根據(jù)生產(chǎn)能力與服務年限的關系確定出礦井服務年限，最后確定礦井可采儲量。當今，高度集中化、機械化、現(xiàn)代化的礦井，在井型方面的反映，是向大型或巨大型井發(fā)展。反映到礦井服務年限方面，是向縮短的方向發(fā)展。若設計礦井生產(chǎn)年限為60年，兩個采區(qū)同采，則a=zk/tk=122.7萬噸，則確定年產(chǎn)120萬噸，t=zk/ak=61年,第一水平服務年限為61/64723022年，符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范要求；因此設計本礦井產(chǎn)量為120萬t/a。2.2開拓方式2.2.

50、1 井田開拓方案（1）開拓方案針對選定的工業(yè)場地，和既有的井上和井下工程設施，結合礦井的建設規(guī)模、煤層賦存條件、井筒提升方式和建設投資等因素，設計考慮了兩個具有代表性的方案：方案一：斜井多水平分區(qū)式開拓全井田采用主斜井、副斜井、回風斜井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃分為三個階段，每個階段又劃分為六個采區(qū)。方案二：立井多水平分區(qū)式開拓全井田采用主立井、副立井、回風立井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃分為三個階段，每個階段又劃分為六個采區(qū)。（2）方案比較方案一優(yōu)點：井筒裝備簡單，人員上下方便。方案一缺點：煤柱丟失多，鑿井施工難度大，建井工期長，巷道掘進量多，投資多，運輸系統(tǒng)相對復雜，提升時間長，井筒路線較長

51、。方案二優(yōu)點：該種方式不受表土、煤層、地質構造等條件限制，適應性較強，煤柱丟失少，鑿井施工難度小，投資少，系統(tǒng)簡單，同時，井筒斷面大，可以滿足通風的要求，尤其對深井更有利。方案二缺點：施工技術、井筒裝備復雜，不能躲開煤層頂板的含水層及 流沙層，施工困難，掘進速度慢。經(jīng)過以上兩個方案的分析，結合礦井實際，確定選擇方案二為本次設計的開拓方案。2.2.2 主、副井及風井設計 （1）井筒數(shù)目巨野煤礦設計生產(chǎn)能力為120萬噸/年，生產(chǎn)能力大，服務年限長，因而，在投產(chǎn)初期確定一個主井，擔負礦井的主提升； 一個副井，擔負礦井的輔助運輸及升降人員。兩個風井，擔負礦井的通風。（2）井筒位置本井田地表范圍的標高為

52、+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。為了使井下各翼儲量分布均衡，減少運輸費用和通風阻力， 將主副井筒布置在井田中部(原大佛頭村東南約300m處)。這種布局有以下優(yōu)點：投產(chǎn)初期開拓工程量少；投產(chǎn)后短期內能達到設計生產(chǎn)能力，使運輸、通風、井巷維護等費用最低。（3）井筒裝備井筒主井凈直徑8m，安裝金屬罐道、罐道梁、一對10m3箕斗和通訊電纜一條，通風水平以上，設行人梯子間。安裝480mm（外徑）排水管三條。動力電纜兩條，并予留1條管路和兩條動力電纜的位置。副井凈直徑6m，安裝金屬罐道、罐道梁、行人梯子間。一對滾動罐耳3t。單層普通罐籠，鋼絲繩

53、防墜器，準備改鋁合金雙層罐籠，以便雙層提升人員，單層絞材料及矸石。外徑419mm，排水管路3條，動力電纜4條和通訊電纜一條，并予留后期排水管路1條和動力電纜的位置兩條。井筒特征、用途及裝備見表2-2-1 井筒特征表。表2-2-1 井筒特征表井筒名稱主立井副立井回風立井1回風立井2井口坐標緯距x3979656397970639805253980525經(jīng)距y19677250196773001967275019681750井口標高（m）+10+10+10+10井底標高第一階段（m）-290-290-50-50第二階段（m）-490-490-50-50第三階段（m）-700-700-50-50井筒傾角（）90909090井筒垂深第一階段（m）3003006060第二階段（m）5005006060第三階段（m）7107106060井筒凈徑（m）8.06.05.05.0凈斷面（m2）50.2628.2719.6319.63井筒支護支護材料鋼筋混凝土鋼筋混凝土