魏迪-畢業(yè)設計(共96頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上摘要 本設計通過詳細介紹城郊2礦的井田概況和施工方法，經(jīng)過一系列的方案論證比較，選擇了適合本礦井的開拓方式、施工方法和各生產(chǎn)系統(tǒng)。井田內地質構造比較簡單，主要為縱貫井田南北的F5、F17斷層，屬于低瓦斯礦井，無煤塵爆炸危險；本井田主要有三層可采煤層，按埋藏深度從淺到深分別為三4、三2、三1煤層，煤層傾角19o25o，平均23o。經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，煤礦設計生產(chǎn)能力為60萬t/a，服務年限為48年，采用立井開拓方案。本設計包括擬擴建礦建概況，施工準備，立井施工，井底車場及硐室施工以及大巷施工等內容。對于安全方面，本礦井為低瓦斯礦井，但為確保安全特設置瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。 總之，

2、通過技術經(jīng)濟等多方面的比較得出本設計的開拓方案、施工方法等均能滿足礦井施工要求。關鍵詞：立井開拓；凍結法；光面爆破；綜合機械化配套、短段掘砌混合作業(yè)方式；中央分列式通風AbstractThis design through the detailed introduction of suburban 2 ore field survey and construction method, through a series of solutions, choose a suitable demonstration of the mine exploitation and construction m

3、ethod and the production system. Within the field of geological structure is simple, mainly through the field for F17 faults, belong to the F5 and low gas mine, no coal-dust explosion danger; The three main field by coal, from shallow to deep buried depth respectively, three 2, April 3, the thicknes

4、s of the coal seam an average of 3:1 m, 1.46 respectively, 1.16 m j, 1.16, coal 19o Angle, average 25o 23o. After technical and economic comparison, coal production capacity of 60 million t/a, service for 48, using vertical development plan.Anyhow, through comparison of technical and economic aspect

5、s of the design of that plan, construction methods etc all can meet demands mine construction.Keywords: vertical pioneering, Freezing method, Smooth blasting, Comprehensive mechanized, mixing made a short way, The central FenLieShi ventilation.目 錄前言.11 礦井設計基本情況.21.1 礦井概述及地質特征.21.2井田開拓與開采.101.3礦井主要生產(chǎn)

6、系統(tǒng).222 施工準備工作的編制.332.1開工前的準備工作.332.2施工設備、設施的安裝.333 立井井筒施工組織設計.363.1井筒概括.363.2表土施工.373.3基巖掘砌.414 井巷過渡期及井底車場施工組織設計.524.1井巷過渡期.524.2井底車場.564.3與井筒連接的硐室和巷道施工.635 運輸大巷施工組織設計.665.1運輸大巷斷面設計.665.2運輸大巷斷面布置圖.705.3運輸大巷施工.766 建井施工總工期.816.1建井工期.816.2工程排隊及施工組織排隊.836.3主要技術經(jīng)濟指標.84致謝.86參考文獻.87前言本設計為城郊二礦的施工組織設計。設計主要分為

7、六部分：礦井設計基本情況、施工準備工作的編制、立井井筒施工設計、井巷過渡期及井底車場施工組織設計、運輸大巷設計施工、建井施工總工期及主要技術經(jīng)濟指標。在內容上設計以設計原理和設計方法為主線，力求在闡明基礎原理的基礎上，密切結合礦井的實際條件，采用先進的施工方法。設計中的重要數(shù)據(jù)和圖表都是以城郊煤礦的地質資料、井筒斷面圖、巷道斷面圖、等為依據(jù)，嚴格的依照了礦井建設專業(yè)畢業(yè)設計教學大綱的要求進行計算和描繪。在進行設計過程中，嚴格遵守煤礦安全規(guī)程和煤礦施工設計規(guī)范的有關規(guī)定，不僅注重加強了基本理論、基本方法技能的學習和基本能力的培養(yǎng)；而且注重了與其它課程的聯(lián)系，特別是與課本及規(guī)程的銜接與配合。在設計

8、中得到了指導老師以及其他老師和同學的精心指導和大力幫助，在此一并表示感謝！由于本人學識水平有限，加上時間倉促，本設計中錯誤和不足在所難免，懇請各位老師和同學批評指正。 作者： 2010年6月8日專心-專注-專業(yè)1 礦區(qū)概述及地質特征1.1 礦 區(qū) 概 況1.1.1 交通位置永夏礦區(qū)城郊2礦井田位于河南省永城煤田中部，永城縣位于井田西分，南北長約4.8km，東西寬約1.44km，北鄰陳四樓井田，勘探面積7km2。地理坐標為：東經(jīng)116°1730116°2521，北緯33°535234°0035。井田內地勢平坦，交通方便。永城縣城西北至隴海鐵路商丘車站95k

9、m，夏邑車站62km,東北至京滬鐵路徐州車站97km，東南至宿州車站74km，均有柏油公路相通，各鄉(xiāng)村之間亦有公路相通。圖1-1交通位置1.1.2地形地貌及水系本井田位于黃淮沖積平原的東部，地勢低平開闊，西北高，東南低，坡降為1450016000，井田東南部的3405孔處最低，地面標高31.03m；井田北部的0005孔處最高，地面標高34.58m.一般高程3234m。全為第四系全新統(tǒng)之亞砂土及亞粘土所覆蓋。井田地表水系不發(fā)育，僅有縱橫交錯用于排澇的人工溝渠，較大河流為沱河，由北西流向南東，橫貫全井田，注入安徽省的新汴河。沱河平水年流量一般為12 m3/s,雨季最大流量384 m3/s，最高洪水

10、位標高為34.79m。本區(qū)地處中緯（34°），屬半旱，半潤濕氣候, 蒸汽量大于降雨量，干濕差大，四季分明。年平均氣溫143，月平均氣溫最高為267（7月份），月平均最低為0.7（月份）降雪期和冰凍期為每年12月至翌年3月最大凍土深度為19cm，一般為10cm年平均降雨量多集中在78月份，占全年50本區(qū)歲沒有破壞性地震的歷史記載，但千年來，鄰區(qū)（東部）安徽省肖縣、宿縣一帶歷史記載的強烈地震比較頻繁，達38次之多，影響到本區(qū)地震裂度為6度。1.1.3 礦區(qū)經(jīng)濟條件城郊礦井錄屬于河南省國有企業(yè)永煤集團，企業(yè)生產(chǎn)設備先進，規(guī)模宏大，經(jīng)濟效益好。除煤礦外，該企業(yè)還有許多附屬企業(yè)如龍宇能源集團，

11、正龍集團等。農業(yè)主要以小麥為主，加之其交通便利，各種企業(yè)較多，所以經(jīng)濟發(fā)展迅速，經(jīng)濟狀況良好。1.1.4 地 質 特 征1）地層本區(qū)系永城煤田城郊礦井，永城煤田的區(qū)域屬華北地層區(qū)，魯西分區(qū)，徐州小區(qū)。上奧陶至下石炭統(tǒng)，三疊系至古新統(tǒng)缺失。井田地層基本和區(qū)域地層相一致，根據(jù)鉆孔揭露自下而上可分為中奧陶統(tǒng)(O2),中、上石炭統(tǒng)（C2C3）,二疊系（P）和新生界（KHz）。由老至新敘述如下：中奧陶統(tǒng)（O2） 在井田內穿見最大厚度達490.42m，可能包括部分下奧陶統(tǒng)。中石炭統(tǒng)、本溪統(tǒng)（C2b） 主要由鋁土泥巖和鮞狀鋁土泥巖組成，厚度4.5411.42m，平均厚度8.21m。上石炭統(tǒng)太原組（C3t）

12、由較穩(wěn)定的薄厚層狀灰?guī)r、泥巖、沙質泥巖組成，局部夾有鮞狀鋁土泥巖。含煤層厚度0.180.75m，平均厚度0.4m。本組厚度135.7159.20m，平均厚度145.82m。所含灰?guī)r911層，自下而上編號L1L11，其中L2、L8、L11厚度穩(wěn)定，其余各層為較穩(wěn)定和不穩(wěn)定。下二疊統(tǒng)山西組（P1S）主要由泥巖、砂質泥巖、砂巖及煤層組成，厚度72.4130.10m，平均102.54m，平均3層。下二疊統(tǒng)下石盒子組（P1X）由泥巖、砂質泥巖和砂巖、鮞狀鋁土泥巖及煤層組成，厚度45.03105.00m，平均69.63m，含煤57層，其中三1、三2、三4為可采煤層，是井田內重要的含煤地層。上二疊統(tǒng)上石盒子

13、組（P2S）由泥巖、鋁土泥巖、中細粒砂巖組成，本組平均厚度747.59m，分為P2S1、P2S2、P2S3、P2S4四段。上二疊統(tǒng)石干峰組（P2S） 主要由泥巖砂質泥巖粉砂巖組成，夾由紫斑泥巖和砂巖。 第三系（R）中新統(tǒng)（N2）：厚度76.10170.16m，平均厚度99.41m，底部局部由次生炭酸巖沉積，中上部以粘土為主，夾亞粘土及少量砂土。上新統(tǒng)（N2）：厚度151.69192.97m，平均厚度171.57m，以細中砂為主，與粘土、亞粘土交替沉積。第四系（Q）更新統(tǒng)（Qp）：厚度45.2079.50m，平均厚度59.76m，由粉砂、細砂與粘土、亞粘土及少量亞粘土所組成，局部見有中砂。粘性土

14、厚度大于砂性土。全新統(tǒng)(Qh)：厚度27.1848.90m，平均厚34.17m，以粘土 亞粘土為主，夾細砂及亞粘土。 1.1.5地質構造本區(qū)位于華北臺塊東南隅，山東臺背斜徐蚌凹折帶中，秦嶺昆崳緯向構造帶東段北支的南側，新華夏系第二沉降帶的東側。由有一系列北東10°30°左右的隱伏帶、向斜及斷裂構造所組成。 1）斷層構造本區(qū)東以F1斷層，南以F20斷層，西以F5斷層，北以F5、F7之間風化帶為界，礦區(qū)內主要有一條正斷層：F17斷層，生產(chǎn)揭露的多為小斷層，其特征如下： F5正斷層：位于西部邊界，走向NNE, 傾向SEE，傾角80°，最大落差100米。 F20正斷層：位

15、于南部邊界，走向EW, 傾向N，傾角70°，最大落差大于350米。 F17正斷層：位于蔣閣向斜東翼，走向接近SN, 傾向W，傾角70°,最大落差145米，區(qū)內延伸長度3500米 F1正斷層:位于東南角邊界,走向NNE,傾向NWW,傾角70°,最大落差280米。表1-1 主要斷層特征一覽表斷層編號地點斷層性質 斷層產(chǎn)狀落差/m延伸長度/m走向傾向傾角ºF5正斷層井田西部邊界正斷層NNESEE801004940F20正斷層井田南部邊界正斷層EWN703501400F17正斷層蔣閣向斜東翼正斷層近SNW701453650F1正斷層東南角邊界正斷層NNENWW7

16、028011202）褶曲構造 本區(qū)已經(jīng)查明的褶曲構造有1個，如下：蔣閣向斜：位于井田東南角，軸向近南北，延伸長約5.5km，寬約1.8km，為短軸向斜。3）巖漿巖本區(qū)基本沒有巖漿巖的分布。1.1.6 水文地質條件根據(jù)含、隔水層巖性組合特征、埋藏條件等自上而下分為四個含水組，即新生界孔隙含水組、二疊系裂隙含水組、石炭系太原組巖溶裂隙含水組、奧陶系巖溶裂隙含水組?，F(xiàn)分述如下：1）新生界孔隙含水組（）區(qū)域為新第三系、第四系沖、湖積松散地層，可細分為上、中、下、底四個含水段。各段地下水的賦存條件、富水性、水質水量、水位均具明顯的差異性，砂層為1121層，總厚80.13159.04米，平均119.67米

17、。 上段：直接受大氣降水補給，循環(huán)條件好，交潛強烈，與地表水有互補關系，具有典型的強烈蒸發(fā)特點，單位涌水量0.876.71Ls.m,滲透系數(shù)54198md。 中下段：有良好的穩(wěn)定隔水層，以水平側向滲透補給為主，徑流變緩，補給區(qū)與含水層分布區(qū)不一致，單位涌水量0.0011.45Ls.m,滲透系數(shù)54198md。 底端粘土層是隔離下部基巖風氧化帶的穩(wěn)定隔水層，厚度由幾米到上百米，雖然局部有砂層透鏡體與風氧化帶直接接觸，具封閉性好，微滲透。2）二疊系裂隙含水組（）由上石盒子、下石盒子、山西組砂巖含水層段組成，具弱承壓性，頂部為風氧化帶，深度在基巖面下，垂深18米左右，其上新生界底部粘性土隔水層，垂直

18、越流補給微弱。含水層之間又有泥巖、砂質泥巖隔水，基本無聯(lián)系。地下水均以本層水平側向遠方運移補給為主，補給源不足，徑流滯緩，以消耗靜儲量為主。本組巖相變化大，裂隙發(fā)育又不均，多被方解石石脈沖填，富水性強弱也各段不一，上石盒子組比下石盒子組、山西組相對富水性較強。單位涌水量0.0010.07Ls.m，滲透系數(shù)0.0020.80md。3）石炭系太原組巖溶裂隙含水組（）本含水層主要為灰?guī)r（11層、局部13層）次為砂巖，灰?guī)r總厚70多米，以L10、L8、L4、L2四層灰?guī)r，沉積穩(wěn)定，厚度大。據(jù)鉆孔揭露L10及以下各層灰?guī)r都有不同程度的漏水現(xiàn)象。巖溶裂隙發(fā)育不均，又多被泥質、鈣質充填，富水性強弱不同，以本

19、層遠方水平側向運移為主。封閉條件較好，靜水壓力傳遞快，補給區(qū)、分布區(qū)、排泄區(qū)不一致。單位涌水量0.0012.87Ls.m,滲透系數(shù)0.0057.47md。4）奧陶系巖溶裂隙含水組（）奧陶系灰?guī)r在安徽閘河煤田東西兩側廣泛出露，永城境內在芒山一帶有零星剝蝕殘丘，井田東永城伏背斜軸部奧陶系灰?guī)r大面積隆起，直接被新生界地層覆蓋，走向與背斜軸一致，巖溶裂隙沿垂深減弱，部分被泥質、鈣質充填，加之受構造斷裂控制，灰?guī)r富水性很不均一，大理巖、大理巖化灰?guī)r富水性較強而結晶灰?guī)r相對比較弱。地下水補給源除露頭處受大氣降水補給外，廣泛隱伏區(qū)主要為水平側向運移，補給量較大，以潛流形式向遠方排泄。單位涌水量0.0023.

20、56Ls.m,滲透系數(shù)0.0096.22md。綜上所述，本井田斷層富水性較弱，具有一定的隔水性能，一般情況下不會發(fā)生大的導水威脅，煤層頂板砂巖裂隙水是礦床主要直接水的水源，但由于井田內砂巖富水性很弱，滲透性差，徑流滯緩，補給源不足，故對將來的礦床開采一般不會造成太大的威脅。同時本井田是一個與外部水力聯(lián)系微弱，補給不足的較完整的獨立水文地質單元，開采煤層遠離地表水體，無充水影響，間接充水巖層“灰?guī)r”，雖然單位涌水量較大，局部在斷層處有與煤層對接的可能性，如留好煤柱，遠離斷層，一般是不會突水的。本礦井水文地質，工程地質條件屬中等類型。1.1.7地下水的補給、徑流及排泄條件本礦井可供選擇的水源，地下

21、水有新生界松散層和生產(chǎn)期間井下排水，地表水有沱河。根據(jù)本井天的水文地質特征，地表水沱河屬季節(jié)性河流，流量不穩(wěn)定，旱季斷流，不能作為 供水水源；新生界第三系上新統(tǒng)含水組，其含水砂層厚55.58113.65，平均80.16，含水豐富，水質符合要求，是可靠的供水水源另外，井下排水經(jīng)處理后亦可作為消防灑水和選煤長洗煤等的供水水源。1.1.8礦井涌水量礦井預計正常涌水量1182m3/h，考慮上段灰?guī)r突水，最大涌水量為1917m3/h。1.1.9煤層及煤質 1）煤層本井田含煤地層自下而上依次為上石炭統(tǒng)太原組，下二疊統(tǒng)山西組，下石盒子組及上二疊統(tǒng)上石盒子組，由煤層分析可知：一、四、五煤組所含煤層不具有工業(yè)價

22、值，可采煤層均賦予于三煤組之中，是本區(qū)設計的主要對象。 三1煤層位于三煤層下部，下距K4標志層頂平均間距15.64m，上距三22煤層底板平均間距4.19m，屬可采煤層。 三2煤層三2煤層賦存于三煤組中下部，下距三1煤層頂板平均間距4.19m上距三4煤層底板平均間距8.42m，屬可采煤層。 三4煤層三4煤層賦存在三煤組中上部，下距三2煤層頂板平均間距8.42m，上距K5標志層底平均29.76m，屬可采煤層。特征詳見下表1-2表1-2 可采煤層特征表煤層煤層厚度（M）煤層間距（M）夾矸巖性穩(wěn)定性可采情況煤層結構最小最大平均層數(shù)總厚(M)頂板底板三40.813.551.468.42020.28泥巖砂

23、質泥巖泥巖砂質泥巖較穩(wěn)定大部可采簡單復雜三20.802.031.16010.28泥巖砂質泥巖砂巖泥巖砂質泥巖較穩(wěn)定可采簡單4.19三10.802.031.16010.24泥巖砂質泥巖泥巖砂質泥巖較穩(wěn)定偏不穩(wěn)定大部可采簡單較簡單2）煤質 三4及三2煤層:以亮煤、暗煤為主，含有少量的鏡煤及絲煤，屬于亮半暗型煤，為中灰分，特低硫、特低磷，氟含量也很低，具有高發(fā)熱的無煙煤。 三1煤層：三1煤層與三2、三4煤層相比，暗煤含量增多，多為半暗型煤，以富灰分為主，特低硫、特低磷，其他有害元素砷、氟含量低具有中等發(fā)熱量的無煙煤。煤質分析資料如下表所示： 表1-3 煤質分析資料表煤層名稱水份%灰份%硫份%磷份%揮

24、發(fā)份%發(fā)熱量大卡 （K/g）三1煤層0.920.450.610.0049.517040三2煤層1.220.100.620.0079.487089三4煤層1.327.550.640.0059.5071731.1.10其他開采技術條件 1）煤層頂?shù)装?三4煤層頂?shù)装澹喝?煤層賦存于三煤組中部，下距三2煤層頂板平均間距8.42米，上距K5標志層底平均為29.76米。煤層頂板主要以泥巖和砂質泥巖為主，個別點為砂巖。煤層底板大部分為泥巖和砂質泥巖。后期的構造運動和沖刷作用對煤層穩(wěn)定程度影響甚小。 三2煤層頂?shù)装澹喝?煤層賦存于三煤組中部，下距三1煤層頂板平均間距4.19米，上距三4煤層底板平均間距8.4

25、2米，三2煤層的成煤環(huán)境在三煤組中相對較好，絕大部分為單層結構，厚度穩(wěn)定，煤層底板多為泥巖和砂質泥巖，頂板大部分為泥巖，局部為砂質泥巖和砂巖。 三1煤層頂?shù)装澹喝?煤層位于三煤組下部，下距K4標志層頂平均間距15.56米，上距三2煤層底板平均間距4.19米，三1煤層形成于廢棄三角洲平原上，砂泥物質來源較豐富，植物生長受到不同程度的影響，使得煤層厚度不穩(wěn)定，雙層結構的較多，灰分較高，沉缺及不可采點較多，三1煤層底板多為泥巖，砂質泥巖，頂板以泥巖和砂質泥巖為主，局部為砂巖。三煤組的頂?shù)装蹇箟簭姸纫话阈∮?00kg/cm2（局部大于600 kg/cm2），穩(wěn)定性差，管理有一定困難。偽頂厚0.10.5

26、米，多為炭質泥巖，局部為泥巖，呈零星分布。 2）瓦斯井田中各煤層沼氣含量一般小于0.5 cm3/g，屬低瓦斯礦井。 3）煤塵爆炸性各煤層均無煤塵爆炸危險。 4）煤的自燃傾向各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層。 5）地溫井田內地溫僅隨深度的增加而增加。井田的平均地溫梯度為2.67。C/100m，從地溫梯度看，淺部地溫梯度較高，深部地溫梯度較低。從二2煤，三2煤層地溫等值線圖上看出，等溫線與煤層底板等高線基本平行，二2煤層-500m以淺的地溫一般低于30C,-600m以深的地溫除井田東南部小面積低溫區(qū)外，一般為一級高溫區(qū)。在3127空（F3斷層西側）-700m以深地段，地溫大于31C；為一級高溫區(qū)。其余地段

27、地溫一般低于31C。1.2 井田開拓與開采1.2.1 井田境界本井田屬于永夏礦區(qū)城郊井田，位于城郊井田東南部，其境界范圍劃分以城郊礦井精查地質報告為依據(jù)，東以經(jīng)線為界，西至線，南以F20斷層為界，北以F5F7之間風化帶為界。南北長約4.8km，東西寬約1.44km，含煤面積約為6.8km2。井田四周無小窯開采。井田境界如圖1-2所示，各主要邊界點坐標如下表1-4所示：圖1-2 井田境界圖表1-4 主要邊界點坐標序號XY序號XY123456789101.2.2 礦井資源/儲量計算1）礦井地質資源/儲量 儲量計算的最低可采厚度為0.7m，最高灰分以不大于40為限。 第一水平地質儲量3277.168

28、9萬噸 第二水平地質儲量5332.1091萬噸2）礦井資源/儲量評價和分類從精查地質報告中對資源的控制程度和資源量的計算結果分析，121b級儲量為探明的（預可研）經(jīng)濟基礎儲量，122b級儲量為（包含安全煤柱）控制的經(jīng)濟基礎儲量。1.2.3礦井工業(yè)資源/儲量 礦井工業(yè)儲量122b2M22333k 式中：122b經(jīng)濟的基礎儲量； 2M22邊界經(jīng)濟的基礎儲量； 333推斷的資源量； K可信度系數(shù)。這里礦井工業(yè)儲量等于礦井地質儲量。1.2.4礦井設計資源/儲量礦井工業(yè)儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(構)筑物煤柱等永久煤柱損失量后的儲量，即為礦井設計儲量。根據(jù)建筑物、水體、鐵

29、路及主要井巷煤柱的留設與壓煤開采規(guī)程的有關規(guī)定，各種煤柱留設如下：斷層煤柱留設30m，由于F5、F20、F1斷層即是井田邊界，因此這三條斷層依規(guī)定留設40m煤柱；井田境界40m；地面建（構）筑物20m，由于本區(qū)地面基本沒有什么建筑物，因此不用留設；本井田內砂巖富水性很弱，滲透性差，徑流滯緩，補給源不足，故對將來的礦床開采一般不會造成太大的威脅，因此不用留設防水煤柱。1.2.5礦井設計可采儲量礦井設計儲量減去工業(yè)場地、井筒和井下主要巷道等保護煤柱損失量后的儲量乘以采區(qū)回采率，即為礦井設計可采儲量。按照規(guī)定，各種保護煤柱留設如下：工業(yè)場地留設15m，井筒20m；井下水平大巷30m。各種煤柱損失計算

30、結果詳見下表1-5:表1-5 煤柱損失計算表水平煤層煤柱損失（萬噸）斷層防水井田境界工業(yè)場地井筒井下大巷一（-300-600）三132.739024.03516.3583.24547.755三232.739024.03516.3583.24547.755三442.965030.25120.5884.10265.278合計107.219078.32153.25410.59158.648二（-600-900）三120.700015.60011.2462.84716.583三220.700015.60011.2462.84716.583三48.682025.56415.6473.59621.492合

31、計22.48056.66438.1299.54054.578全礦井合計129.6990134.93591.39320.13212.1261.2.6 煤層儲量計算匯總礦井儲量匯總見下表1-6：表1-6 礦井儲量匯總表水平煤層地質儲量（萬噸）工業(yè)儲量（萬噸）設計儲量(萬噸）采區(qū)回采率可采儲量（萬噸）（-300-600）三11767.1911767.1911678.831485%1351.9011三2721.406721.406684.950085%551.8756三4788.5719788.5719749.143385%603.2575合計3277.16893277.16893113.310425

32、07.0342（-600-900）三1583.0667583.0667553.850085%446.0461三2784.3394784.3394745.122485%600.0196三4687.7491687.7491653.361685%526.1280合計2055.15522055.15521952.397485%1572.1937總計5332.10915332.10915065.50364079.22801.2.7 開拓方式本井田煤層埋藏較深，表土層較厚，水文地質條復雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定，儲量比較豐富等特點，本設計采用立井開拓方式。1.2.8 井筒個數(shù)、用途及裝備 根據(jù)開拓部署，

33、礦井投入生產(chǎn)時設三個豎井，即，主井、副井和風井。井筒特征圖見表1-7 主井凈直徑6.0m，。該井承擔礦井煤炭提升任務。主井井筒斷面布置見圖13。 副井凈直徑6.0m，該井主要擔負全礦井人員、設備材料與矸石等輔助提升任務，兼作礦井主要進風及安全出口。副井井筒斷面布置見圖14。 風井凈直徑4.0m，該井擔負全礦井回風兼作安全出口，風井井筒斷面見圖15。表1-7 井筒特征表井筒名稱主井副井風井井 口坐 標經(jīng)距緯距井口標高（米）+32+32+32井筒傾角（度）909090井筒深度（米）第一水平632632632第二水平891876825井筒直徑（米）凈6.06.04.0掘進6.86.84.6井筒斷面（

34、M2）凈28.2628.2612.56掘進36.3036.3016.62砌壁厚度（mm）400400300材料混凝土混凝土混凝土井筒裝備箕斗罐籠梯子間風速核算（m/s）3.71.95.6備注 圖1-3 主井井筒斷面布置圖圖1-4 副井井筒斷面布置圖 圖1-5 風井井筒斷面布置圖1.2.9 井筒施工方法表土段采用凍結法施工，基巖段采用綜合機械化配套、短段掘砌混合作業(yè)方式，對于基巖富水性較強段采用工作面注漿。1.2.10 井壁結構1）表土段井壁結構根據(jù)井筒穿過地層的水文地質條件，確定主、副、風井表土段采用凍結法施工。主井井筒的內外井壁總厚度為850mm，副井井筒的內外井壁總厚度為1100mm，風井

35、井筒內外壁的總厚度為950mm。基巖段的主井、副井和風井井筒均采用綜合機械化配套、短段掘砌混合作業(yè)方式，素混凝土井壁。主井井壁厚度為400mm，副井、風井井壁厚度為450mm。1.2.11 工業(yè)場地位置選擇工業(yè)場地是指礦井地面工業(yè)生產(chǎn)的場所，包括生產(chǎn)指揮機構在內。例如，主、副井，礦井變電所和壓風機站，煤炭加工生產(chǎn)系統(tǒng)（篩煤或洗煤廠、鐵路裝車站，儲煤場和煤倉，矸石排放或處理設施），供水、供熱，機電維修場以及行政福利設施等。地理位置實際上反映著主、副井的位置。而且應該盡量不壓煤或盡量少壓煤，盡量縮小占地面積、減少煤柱損失，盡量利用荒山、坡地、不占良田。所以考慮地理位置和交通形式?jīng)Q定選擇不壓煤或少壓

36、煤的.根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范中礦井工業(yè)場地占地面積指標的規(guī)定，中型礦井為1.31.8公頃/10萬噸，所以本礦井工業(yè)廣場占地面積在7.810.8公頃之間。本區(qū)為沖擊平原地帶，為貫徹不占良田，少占農田，不拆或少拆村莊的方針，本礦井工業(yè)廣場占地面積可取為8公頃。綜合考慮礦井工業(yè)廣場位置布置的原則和影響其布置的條件，現(xiàn)預提出三個方案進行比較：方案一：工業(yè)廣場設在井田北部，等高線-350-450附近；方案二：工業(yè)廣場設在井田中央等高線-700處；方案三：工業(yè)廣場設在井田底部，等高線-800附近。三個方案的工業(yè)廣場在礦區(qū)的相對位置如下圖1-6所示：圖1-6預提方案工業(yè)廣場相對位置圖下面從地面和井下條件綜合考

37、慮，比較上述三方案，確定出最合理方案。比較內容見下表1-8：表1-8 工業(yè)廣場位置選擇預提方案比較方案序號優(yōu)點缺點一地勢平坦，平場工程量?。晃挥诿簩訙\部，壓煤少；距主要運向一側較近，井上運輸成本低。位于井田邊界，煤炭井下運輸成本增大，離生活區(qū)遠不利于生產(chǎn)；附近有大的斷層，不利于施工二地勢平坦，平場工程量??；位于井田中央，便于兩翼開采；煤炭井下運輸成本最??；井筒石門距離較短。距北部主要運向一側偏遠，運輸成本較大；三地勢平坦，平場工程量??；位于井田邊界，煤炭井下運輸成本較大；距主要運向一側最遠，地面運輸成本最大；顯然，方案二在經(jīng)濟上合理，技術上可行，因此，確定方案二為最合理的方案，即礦井工業(yè)廣場布

38、置在井田中央，等高線-700附近。1.2.12 井筒數(shù)目的確定本設計對井筒數(shù)目提出了兩個方案進行比較。方案：礦井移交生產(chǎn)時開鑿三個井筒，即主井、副井和風井。主井擔負全礦井的煤炭提升任務兼進風。副井擔負全礦井的輔助提升和礦井主要進風任務，并兼作礦井的安全出口。風井擔負全礦井的回風任務兼作安全出口，井筒內設置梯子間，并布置有消防灑水及灌漿管等。該方案主要優(yōu)點： 建井期間施工改絞靈活方便，施工速度快，建井工期短； 回風井任務專一，通風系統(tǒng)安全性好； 主井井筒不需要采用密閉措施，漏風量小，礦井通風費用低。缺點： 井筒工程量大，施工隊伍占用多； 井筒開鑿費用高。方案：礦井移交生產(chǎn)時開鑿兩個井筒，即主井、

39、副井。主井擔負全礦井的煤炭提升任務，并兼作礦井回風和安全出口。副井擔負全礦井的輔助提升和礦井進風任務，兼作礦井的安全出口，并布置有消防灑水管道及灌漿管道等。該方案主要優(yōu)點： 一井多用，礦井的井筒工程量少； 井筒開鑿費用低。缺點： 建井綜合施工速度慢，建井工期長； 主井兼作回風井，漏風量大，井筒裝備腐蝕嚴重，井筒斷面需要加大，通風費用高。根據(jù)以上比較結果，本礦井初期開鑿三個井筒具有較多的優(yōu)點，故本設計推薦三個井筒方案，即礦井移交生產(chǎn)時開鑿主井、副井和風井。主井擔負全礦井的煤炭提升任務，裝備一對非標25t箕斗，井筒凈直徑為6.0m，井筒深度為632 m；副井擔負全礦井的輔助提升和礦井主要進風任務，

40、并兼作礦井的安全出口，其內裝備一對3t底卸式礦車雙層單車罐籠，設梯子間、管路和線纜，副井井筒直徑為6.0m，深度為632m；風井擔負全礦井的回風任務兼作安全出口，井筒內設置梯子間和灌漿管路，風井井筒直徑為4.0m，井筒深度為632m。1.2.13 水平劃分及水平標高根據(jù)本井田的地質條件可知，整個井田為緩傾斜、傾斜煤層，傾角在2030。之間，煤層底板等高線分布在-300-900m間，垂高達600m，根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的規(guī)定，當?shù)V井劃分為階段開采時，其階段垂高宜為200350m(緩傾斜、傾斜煤層)。因此本礦井宜劃分兩個或兩個以上的水平。下面以劃分兩個水平和三個水平進行比較。方案一劃分兩個階段

41、，兩個水平，以-300-600為第一水平，-600-900為第二水平；方案二劃分三個階段，三個水平，以-300-500為第一水平，-500-700為第二水平，-700-900為第三水平。表1-9為不同水平劃分方案的階段參數(shù)。表1-9 水平劃分的階段參數(shù)方案階段數(shù)目/個階段垂高/m兩個水平2300300三個水平3200200200根據(jù)第一水平必須滿足規(guī)定服務年限的要求，將兩方案比較如下表1-10：表1-10方案比較礦井設計生產(chǎn)能力(Mta)礦井設計服務年限(a)第一開采水平設計服務年限(a) （煤層傾角25°）規(guī)定必須達到的服務年限（a）兩個水平三個水平0.9321912200.648

42、29180.45643924顯然，當劃分為三個水平時，只有井型為0.45Mt/a時，其第一水平服務年限符合規(guī)定。而劃分為兩個水平時，井型0.6Mt/a和0.45Mt/a的第一水平服務年限均符合規(guī)定，考慮到目前井型向大型化發(fā)展，確定井型為0.6Mt/a，劃分三個水平顯然不合理，因此，水平劃分確定為兩個水平，即-300-600為第一水平，-600-900為第二水平。兩水平相關參數(shù)如下表1-11所示：表1-11 水平劃分序號開采范圍可采儲量（萬噸）服務年限（a）備注一-300-6002507.034229符合規(guī)定的大于20a二-600-9001572.1937191.2.14 大巷布置方式本礦井為低

43、瓦斯礦井，故運輸大巷采用雙軌架線式電機車運輸。運輸大巷選取的運輸設備為：ZK10-6/250架線式電機車及1.5噸固定式礦車。選取24kg/m的鋼軌，鋼筋混凝土軌枕，混凝土道床。在人行道一側布置水溝，水溝深500mm，寬550mm。管子懸吊在人行道一側，電纜掛在非人行道側，通訊電纜掛在管子上方。 由于回風大巷內沒有機械設備通過，因此其斷面設計只需考慮通風情況。1.2.15 采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)對煤層賦存條件，煤層開采條件及地質構造條件等諸因素分析后，采區(qū)劃分主要以落差較大斷層、煤層可采邊界等自然邊界作為采區(qū)劃分的主要依據(jù)。另外設計也考慮了采用綜合機械化對采煤工作面的要求，盡量發(fā)揮綜機效能。據(jù)

44、此礦井劃分為1個采區(qū)1.3 礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)1.3.1 井筒提升礦井設計產(chǎn)量0.60Mt/a，采用一對立井開拓方式，主井凈直徑6.0m，裝備一對JDG-6/75×4的標準箕斗，擔負礦井的煤炭提升任務；副井凈直徑6.0m，裝備一對1噸礦車單層雙車普通罐籠，擔負礦井人員、設備、材料等輔助提升任務，兼作進風井。1） 主井提升設備計算原則：在不加大提升機及井筒直徑的前提下，選擇較大的提升容器，以采用較低的提升速度，節(jié)省電耗。確定小時提升量Ah=式中： Ah小時提升量，th；An礦井年產(chǎn)量，60萬t年；c提升不均衡系數(shù)。煤炭工業(yè)設計規(guī)范規(guī)定：有井底煤倉時為1.101.15；無井底煤倉時為1.2

45、0。本設計取1.15；af提升能力富裕系數(shù)，取1.2；br年工作日，330天；t日工作小時數(shù)，16h；代入數(shù)據(jù)計算得： =156.8t/h合理的提升速度在選擇提升容器時，一般都采用經(jīng)濟速度法，常用的經(jīng)濟提升速度為vm=(0.30.5) ，m/s式中 H提升長度，666m。取vm=0.3代入數(shù)據(jù)計算得：vm=0.3=7.54 ms 估計一次提升循環(huán)時間TxTx=+ u +，s 式中： a提升加速度，取a =0.7ms2；u爬行時間，箕斗可取10 s；休止時間，查表得=20 s。代入數(shù)據(jù)計算得：Tx=124s一次合理提升量的確定Q=5.44t根據(jù)上述計算值，從箕斗規(guī)格表中選取型號為JDG-6/75×4的標準箕斗表1-12 箕斗特征表箕斗型號裝載重量(t)自重(t)箕斗容積(m3)提升鋼絲繩直徑（mm）最大提升高度(m)JDG-6/75×467.926.632501200 2） 選擇鋼絲繩按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，提升鋼絲繩應按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)的方法進行計算。3） 計算鋼絲繩終端荷