鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦24Mt-a新井設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦2.4Mt/a 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄 V 11.1礦井概況及井田地質(zhì)特征 1 1 2 3 3 3 7 7 8 8 8 9 2.1井田境界 2.1.1井田境界確定的依據(jù) 2.2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 2.2.2保安煤柱 3.1概述 3.2井田開(kāi)拓 3.2.2井硐形式和井口位置 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3.3井筒特征 3.3.1井筒形式和數(shù)目 3.3.3水平數(shù)目及高度 3.3.7采區(qū)劃分 3.4井底車場(chǎng)及硐室 3.5開(kāi)采順序 3.5.2沿井田傾斜方向的開(kāi)采順序 3.5.3采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 3.6.3井筒延伸的初步意見(jiàn) 4.1.1開(kāi)采方法 4.2.4采區(qū)煤倉(cāng)形式，容量 4.3采煤工藝設(shè)計(jì) 4.4.3循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 5.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 5.1.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 5.2.6礦井總風(fēng)量計(jì)算 5.3全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 5.4礦井通風(fēng)設(shè)備選型 5.5礦井災(zāi)害預(yù)防措施 5.5.2瓦斯防治措施 6.1礦井運(yùn)輸 6.1.2礦車的選型與數(shù)量 6.1.3采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 6.2礦井提升系統(tǒng) 6.3.1水泵的選型 6.3.2管路計(jì)算 第7章技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)V本設(shè)計(jì)礦井為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)峻德煤礦2.4Mt/a新井設(shè)計(jì)，共有4層可采煤層，厚度24.1m。煤層工業(yè)牌號(hào)為肥氣煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量190.22Mt,服務(wù)年限為56.6a,本礦井設(shè)計(jì)采集中大巷布置，大巷采用20t架線式電機(jī)車牽引5t底卸式礦車運(yùn)輸，設(shè)計(jì)采區(qū)為南一采區(qū)，生產(chǎn)能力2.4Mt/a,服務(wù)年限為9.05a,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)壁采煤法中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第1章礦井概況及井田地質(zhì)特征1.1.1礦井地質(zhì)概況峻德礦位于黑龍江省鶴崗市，為鶴崗煤田最南部的一個(gè)井田。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)130°14'40",北緯47°11'50"。井田的北部邊界與興安煤礦相鄰，其界限為104150,合接觸線。西起煤系地層基盤。東止3號(hào)煤層的-500標(biāo)高鉛直截面。全區(qū)走向長(zhǎng)5025米，傾向長(zhǎng)2050米，面積10301250平方米。本設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力為2.4Mt/a,井田走向長(zhǎng)度為5.025km,傾向長(zhǎng)度為2.05km,可采井的礦瓦斯相對(duì)涌出量為8.4m3/t,絕對(duì)瓦斯涌出量為35.7m3/min,礦井屬低瓦斯礦井。煤1.1.2交通位置區(qū)內(nèi)東有峻德火車站，北距鶴崗火車站15Km,西部有鶴大公路通過(guò)，交通方便。四棟房三新新發(fā)新結(jié)興發(fā)本北新村德勝屯北新村鶴崗市東山區(qū)東興臺(tái)勝紅旗興安區(qū)跨跨公高速“峻德煤礦函函線小南山區(qū)伏爾基河三部落二部溶圖1-1交通位置圖2中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)31.1.3地形地勢(shì).氣候及河流時(shí)間短，中午酷熱而冬季時(shí)間長(zhǎng)寒冷，每年十二月至次年二月為最冷季節(jié)，冬季最低溫度為-37℃,夏季平均氣溫為25℃,冬季多雪。春秋時(shí)節(jié)，多西北風(fēng)，年降雨量大約為600mm,雨季集中在六，七，八月。峻德礦井田的地勢(shì)東高西洼，洼地面積占三分之二左右。區(qū)內(nèi)只有鶴立河在井田上方流過(guò)，后經(jīng)人工改造從西部邊界通過(guò)，最高洪水位238m,最大流量為180立方米每秒。地下水原始流向與地表河流流向一致。水力坡度2‰左右。1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況本區(qū)地層基本與鶴崗區(qū)域性地層一致。根據(jù)1975年?yáng)|北地區(qū)區(qū)域地層表的統(tǒng)一對(duì)比，區(qū)內(nèi)自下而上有：前古生界；上侏羅統(tǒng)——石頭河子組、石頭廟子組；下白堊統(tǒng)東山組；第三系地層。1.前古生界(Pt):是本區(qū)最老的巖系，稱之為黑龍江群，分布于本區(qū)的西、北部，它和侏羅紀(jì)前侵入的花崗巖共同構(gòu)成煤系地層基底，其巖性和東北地區(qū)北部各地的古老巖系相似，按其變質(zhì)程度，分為片麻巖和片巖兩類：片麻巖多為普通片麻巖、黑云母片麻巖和角閃片麻巖，普通片麻巖含黑色礦物較少，肉紅色的長(zhǎng)石和白色的石英風(fēng)化后呈粗大的顆粒狀。2.上侏羅統(tǒng)石頭河子組(J3S):發(fā)育在現(xiàn)在的生產(chǎn)礦區(qū)，為鶴崗煤田的主要含煤組，下部由底礫巖開(kāi)始到上部的厚層南嶺礫巖正，由灰白色的粗、中、細(xì)、粉砂巖及凝灰?guī)r、泥質(zhì)巖組成，含有36個(gè)可采和局部可采煤層，厚度南北不一由818m~1288m不等。以其間的礫巖為界，由下而上分為北大嶺含煤段、中部含煤段和上段。發(fā)育在峻德礦區(qū)，為礦區(qū)主要含煤層23層。3.上侏羅統(tǒng)石頭廟子組(J3St):分布區(qū)內(nèi)東部，平行不整合于石頭河子組之上，層厚120m~550m。由北往南變薄。上部主要以灰白色砂巖及灰黑色粉砂巖，泥巖組成，夾薄層凝灰質(zhì)巖。下部以礫巖為主，與砂巖、粉砂巖、泥巖組成互層，夾薄煤層。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)44.白堊系(K):出露在峻德至河北一帶，呈南北條帶狀分布在煤田東部，平行不整合于晚侏羅世煤系地層之上，為一套火山碎屑巖和陸相碎屑巖組成，尤以峻德區(qū)為發(fā)育。地層總厚2650m,自下而上按其巖性不同，分為白堊系下統(tǒng)(K1)和上統(tǒng)(K2)。在峻下白堊統(tǒng)東山組(K1dn):為一套火山碎屑巖和火山集塊巖組成，其間夾有薄層的砂巖、礫巖，分布于全礦區(qū)的東部，近幾年又從新一礦東部施工鉆孔中見(jiàn)到這套地層，尤其是在鶴崗市東山區(qū)東山采石場(chǎng)中，有集塊巖的天然露頭，所見(jiàn)到的這套地層更為標(biāo)準(zhǔn)，所以東北地區(qū)區(qū)域地層會(huì)議上，將白至系下部的這套地層正式命名為東山組。其在峻德區(qū)的分布主要在區(qū)內(nèi)東部，平行不整合石頭廟子組之上，厚度大于230m。5.第三系(R):大面積分布在煤田的東部、南部，不整合于中生界侏羅系、白堊系及前古生界變質(zhì)巖系之上。為一套半膠結(jié)和膠結(jié)松散的碎屑巖組成，由灰色或灰綠色半膠結(jié)的中、粗、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖組成，膠結(jié)不好為其特征。顆粒較粗者多呈松散中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5界系統(tǒng)組厚度(M)巖性化石第三系下統(tǒng)東山組大于450山灰綠色、半膠結(jié)的粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖組成白堊系為綠、紫色安山質(zhì)集塊巖或角礫巖組成侏羅系上侏羅系石頭廟子組120~分上、下兩部分，上部：主要以灰白色砂巖及黑色石頭河子組不詳由花崗巖、花崗片麻巖、石英石、角閃片巖等組成表1-1區(qū)域地層一覽表中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)6地層系統(tǒng)界系統(tǒng)中侏粉沙巖細(xì)沙巖煤8粗沙巖細(xì)沙巖住界2休羅統(tǒng)3于粉沙巖中細(xì)沙巖煤細(xì)沙巖粗沙巖5粉沙巖煤4.車細(xì)沙巖粗沙巖初沙石煤細(xì)沙巖圖1-2煤層綜合柱狀圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7F字頭的斷層為原報(bào)告存在的。斷裂構(gòu)造控制程度從總體上看是基本可靠的，它們大多數(shù)是通過(guò)礦井實(shí)際鉆孔控制的，但就局部或剖面線的聯(lián)系上可能要有一定的出入。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落差水平斷1正2逆3正各煤層的巖石性質(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。煤層號(hào)厚度/米層間距傾角圍巖度煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性平均平均平均頂板底板細(xì)砂巖粗砂巖褐煤穩(wěn)定#細(xì)砂巖細(xì)砂巖褐煤較穩(wěn)定粉砂巖細(xì)砂巖褐煤較穩(wěn)定粉砂巖細(xì)砂巖褐煤穩(wěn)定中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?0m,多為砂巖，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1-4。名稱容重孔隙度%壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度變形模量彈性模量砂巖礫巖泥炭巖灰?guī)r頁(yè)巖石英長(zhǎng)石鶴崗煤田處于小興安嶺山地與松花江下游合江平原之間的丘陵區(qū)，峻德井田位于丘陵區(qū)本區(qū)地層無(wú)完整的隔水層。主要含水層為第四系孔隙含水層和白堊系，侏羅系，前古生界地層風(fēng)化帶含水層。峻德礦屬于水文地質(zhì)條礦井正常涌水量300m3/h最大涌水量500m3/h。采掘工程受水害威脅，防治水工程量大，難就21、24-1號(hào)煤層經(jīng)歷年來(lái)瓦斯鑒定，該井為低瓦斯礦井，但隨著開(kāi)采的深入，瓦斯的含量及涌出量會(huì)逐步提升，在不久的將來(lái)將變成高瓦斯礦井。該礦對(duì)以開(kāi)采的21、24-1、25和26煤層分別做了煤塵爆炸性鑒定，結(jié)論是四個(gè)煤25號(hào)層260～310mm26號(hào)層310～480mm中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9煤層自然發(fā)火期，21號(hào)層為18個(gè)月、24-1號(hào)層為9個(gè)月、25號(hào)層為13個(gè)月、26號(hào)層為16個(gè)月煤層自然傾向性分類：21、24-1號(hào)煤層為I類，25、26峻德井田各煤層的宏觀煤巖類型以半亮巖為主，暗淡型其次。有較明顯的絲炭薄層。煤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有條帶狀及線理狀結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)一般較脆，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。顯微組分以凝膠化基質(zhì)體為主，其次為鏡煤、木炭、木質(zhì)結(jié)構(gòu)鏡煤占80%～90%,絲炭化物質(zhì)也較為常見(jiàn)。尤以上部層為多，占3%～18%,角質(zhì)化物質(zhì)一般不超過(guò)1%。煤層的揮發(fā)分為30.67%～43.39%,角質(zhì)層厚度為0mm～17mm.粘結(jié)性指數(shù)為0～99%。本次報(bào)告是按新煤種分類劃分的。本區(qū)粘結(jié)性指數(shù)指標(biāo)化驗(yàn)資料較少，根據(jù)生產(chǎn)大樣化驗(yàn)資料和少數(shù)鉆孔的化驗(yàn)資料，與先期化驗(yàn)資料進(jìn)對(duì)比綜合確定。由于溫度增加50度，有粘結(jié)性指標(biāo)化驗(yàn)資料的揮發(fā)分比先期化驗(yàn)的揮發(fā)分?jǐn)?shù)值提高1.5～2。根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)全區(qū)煤層煤種進(jìn)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2.1.1井田境界確定的依據(jù)1.以大的斷層和勘探線為礦界。峻德礦僅北部與興安煤礦相鄰。2.以保證井田的合理尺寸，及與鄰近礦區(qū)處理好關(guān)系。2.1.2井田未來(lái)發(fā)展情況由于本井田幾條斷層的影響，投產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)量可能不能及時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，但隨著開(kāi)采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術(shù)防治礦井瓦斯，產(chǎn)量會(huì)有較大的提高幅度.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)331、332、333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。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。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：24.1Mt;巷道保護(hù)煤柱損失：26.98Mt總損失量：101.88Mt;2.2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法采用分水平及投影塊段法，用煤層真厚度和斜面積計(jì)算儲(chǔ)量，塊段平均厚度采用鉆孔見(jiàn)煤厚度，以算術(shù)平均法求出。α—煤層平均傾角；γ—煤的視密度.經(jīng)計(jì)算本設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量為339.69Mt。Z—可采儲(chǔ)量，190.22Mt;P—保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量，C—采區(qū)采出率，厚煤層不低于0.75;中厚煤層不低于0.8;薄煤層不低于0.85;地方小煤礦不低于0.7經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，得出本設(shè)計(jì)井田可采儲(chǔ)量為190.22Mt。詳見(jiàn)表2-1、2-2、2-3。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表2-1礦井地質(zhì)資源總匯表單位：Mt總資源儲(chǔ)量煤層資源儲(chǔ)量合計(jì)合計(jì)單位：Mt煤層礦井地質(zhì)資源儲(chǔ)量333折減量礦井工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量井田邊界斷層合計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)煤層設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量煤炭損失量可采儲(chǔ)量工業(yè)場(chǎng)地井巷合計(jì)開(kāi)采損失合計(jì)合計(jì)總計(jì)本設(shè)計(jì)井田的各類儲(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礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,《煤礦生產(chǎn)許可法》和《勞動(dòng)法》有關(guān)規(guī)定：設(shè)計(jì)年工作日330天，日提升20小時(shí)，采用三八工作制，二班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備。本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為339.69Mt,,估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱，境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的30.1%,各可采層均為中厚煤層，按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為80%,由此計(jì)算確定本井田的可采儲(chǔ)量為190.22Mt。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述，煤層儲(chǔ)量情況，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計(jì)。并初步確定三個(gè)方案，即：方案一：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.8Mt/a;方案二：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.4Mt/a;方案二：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力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。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。參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，如表2-4(規(guī)范2005年版)由于2.4Mt礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限要大于50a小于60a所以方案二較合理，即：礦井生產(chǎn)能力為：A=2.4Mta,礦井服務(wù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表2-4新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)煤層傾角煤層傾角煤層傾角6.0及以上經(jīng)過(guò)對(duì)比和本身的煤層賦存的地質(zhì)條件情況可以規(guī)定為本礦井的第一水平不少于25年，根據(jù)本煤田的走向、傾向、賦存及地質(zhì)條件經(jīng)過(guò)計(jì)算第一開(kāi)采水平服務(wù)年限為28年。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章井田開(kāi)拓3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述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1.地表因素：本井田地勢(shì)較低，屬于丘陵地形，地表標(biāo)高+180m～+220m。2.煤層賦存情況：整個(gè)井田的煤層的賦存深度+200m~-500m,整個(gè)礦區(qū)共有四層可采煤層，即21#、24-1#、25#和26#全區(qū)發(fā)育。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角20°3.其他因素：構(gòu)造較簡(jiǎn)單，井田范圍內(nèi)有F?,Fs,F?三條斷層。頂?shù)装鍨榉凵皫r等硬質(zhì)巖層，穩(wěn)定性較好。4、鶴立河貫穿整個(gè)煤田，對(duì)于開(kāi)采有些影響。確定井田開(kāi)拓方式的原則：1.合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。2.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。3.必須貫徹執(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)造良好的通風(fēng)環(huán)境，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。4.合理集中開(kāi)拓布置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)過(guò)于分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。開(kāi)拓方式按井筒的傾角不同分為平硐開(kāi)拓，斜井開(kāi)拓，立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)拓四種方式。參照平硐開(kāi)拓方式的適用條件，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，予以排除。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)拓方式雖然對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)布置和井底車中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案三：綜合開(kāi)拓方式見(jiàn)圖3-3?！?6溜益桑臥品匹層所燕公盈蒸條醫(yī)熟蒸路——Ⅲ—彈難—加滅蒸益蒸蒸蒸蒸及必美及蒸及蒸蒸桑蒸滅蒸益蒸蒸蒸蒸及必美及蒸及蒸蒸桑蒸———B■6S懂1送訓(xùn)加_6__—強(qiáng)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)——————圖3-3綜合開(kāi)拓對(duì)三種方案進(jìn)行初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，經(jīng)過(guò)比較方案三的投資投資費(fèi)用略高于方案一和方案二，但方案三井口相距較遠(yuǎn)，不利工業(yè)廣場(chǎng)的布置，地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)系不方便，且地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失，所以應(yīng)排除方案三，對(duì)方案一和方案二進(jìn)2.井口位置方案比較井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。在選擇開(kāi)拓方式的同時(shí)，就要考慮各種可(1)在井田走向方向的儲(chǔ)量中央或靠進(jìn)中央位置使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡，保持兩翼均衡生產(chǎn)和采區(qū)的正常接續(xù)，而且巷道維護(hù)、通風(fēng)等費(fèi)用也相應(yīng)降低。若因地面、井下某種因素影響靠近中央位置，需要偏離時(shí)，在可能條件下要少偏離，盡量避免井筒偏于一側(cè)，(2)在井田傾斜方面采用單水平開(kāi)采時(shí)考慮上、下山合理的長(zhǎng)度，井筒與井底車場(chǎng)形成一體，盡可能不搞石中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(3)井筒應(yīng)盡量避開(kāi)或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的底層或地段。同時(shí)將井底車場(chǎng)置于地質(zhì)和水文條件好的穩(wěn)定巖層中，并注意不受底部強(qiáng)含水層承壓水威脅。(4)盡量減少井筒及工業(yè)場(chǎng)地煤柱數(shù)量，特別是少壓或不壓前期開(kāi)采條件好的煤層，有條件時(shí)可放在無(wú)煤帶和煤層無(wú)開(kāi)采價(jià)值的地(5)井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，避開(kāi)地面滑坡、巖崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)。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)等布局相協(xié)調(diào)，使之有在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案：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：井筒位于井田深部經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)比較后認(rèn)為：1.井筒位于井田淺部時(shí)，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長(zhǎng)；2.井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長(zhǎng)度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也3.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，石門也較長(zhǎng)，但對(duì)于開(kāi)采井田深部煤層及井筒延伸有利。本井田煤層均為傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度大，但傾斜長(zhǎng)度不大，但煤層總厚度大。采煤科技迅速發(fā)展，在高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平，1～2個(gè)工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面長(zhǎng)度、采區(qū)上山的走向及傾斜尺寸及水平垂高，要求有豐富的資源、儲(chǔ)量和較長(zhǎng)的服務(wù)年限。本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)(1)本井田共有四層可采煤層，賦存標(biāo)高+200～-500m,共有三條主要斷層；(2)設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力定為2.4Mt/a,根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定一水平服務(wù)年限不少于25a,整個(gè)礦井開(kāi)采不少于50a;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案一：井田劃分二個(gè)開(kāi)采水平；一水平標(biāo)高-150m,二水平標(biāo)高為-500m,兩個(gè)水平實(shí)行上山開(kāi)采。各方案水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限詳見(jiàn)表3-1表3-1水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表方案序號(hào)分?jǐn)?shù)目階段斜長(zhǎng)水平垂高/m水平標(biāo)高/m量/萬(wàn)t服務(wù)年限/a一122二1323從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)到規(guī)范要求的服務(wù)年限，其他水平儲(chǔ)量嚴(yán)重即劃分二個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高分別為-150m,二水平標(biāo)高-500,一、二水平均采用上山開(kāi)開(kāi)拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場(chǎng)、主要石運(yùn)輸大巷的布置方式可分為：?jiǎn)蚊簩硬贾茫环置航M布置；全煤組集中布置，采用集中運(yùn) 各種布置方式都有自己的實(shí)用條件。本設(shè)計(jì)礦井共四層可采煤層，即21*、24-1"、25#和26"煤層全區(qū)可采，最上層21"煤層距24-1"煤層間距34m,24-1"煤層與25"煤層間距35m,25#煤層距26"煤層34m,井田走向長(zhǎng)度5025m,可采用分組集中大巷和集中大巷采區(qū)石們的布置方中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)式。區(qū)內(nèi)由三條斷裂構(gòu)造將煤層分為四個(gè)大的塊段，這樣對(duì)上述兩種方案做比較如下：現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表3-2所示。特點(diǎn)分組集中大巷集中大巷采區(qū)石門優(yōu)點(diǎn)1.采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置2.大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好3.石門工程量小4.初期工程量少1.總的大巷工程量少，維護(hù)工作量少2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸效率高3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開(kāi)采順序比較靈活，開(kāi)采強(qiáng)度可較大缺點(diǎn)1.大巷工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高2.生產(chǎn)區(qū)域分散，煤柱損失大1.初期工程量大2.不適合煤層間距大的條件適應(yīng)條件1.可采煤層數(shù)目多，間距大小不同2.采區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大3.井底車場(chǎng)在煤層群上部或中間1.煤層間距小2.井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)3.下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短針對(duì)上述情況，方案一：分組集中大巷布置，將煤層分為兩組，集中開(kāi)采，技術(shù)上可行。方案二：集中大巷采區(qū)石門布置，在26"煤層底板布置主要運(yùn)輸大巷，掘進(jìn)采區(qū)石門開(kāi)采21"、24-1"、25"各煤層，這樣節(jié)省巷道掘進(jìn)量和維護(hù)費(fèi)用。采區(qū)石門長(zhǎng)度會(huì)很大，工程量增加，但是和在掘進(jìn)一條主要運(yùn)輸巷道相比，相對(duì)巷道工程量減少很多，在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上也更合理。故而采用方案二。根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田可劃分2個(gè)水平，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備，最終提出三個(gè)方案，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開(kāi)拓方案：方案一雙立井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓圖3-4方案二雙立井暗斜井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓圖3-5方案三雙斜井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓圖3-6中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1———4強(qiáng)0-——圖3-4雙立井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓及及蒸隊(duì)蒸隊(duì)品展系隊(duì)質(zhì)系醫(yī)質(zhì)及及蒸隊(duì)蒸隊(duì)品展系隊(duì)質(zhì)系醫(yī)質(zhì)——)0都D跑熟隊(duì)的心屬?gòu)倪_(dá)念屬懇盡蒸殺醫(yī)歸—賺—M0—懶_住_—圖3-5雙立井暗斜井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)咖屬熱層縣隊(duì)醫(yī)屬系盈熟的眾層咖屬熱層縣隊(duì)醫(yī)屬系盈熟的眾層A層隊(duì)隊(duì)瑟蒸屬?gòu)腘/從A熱公A層層 30- —圖3-6雙斜井多水平上山式集中大巷開(kāi)拓表3-4各方案粗略估算費(fèi)用表方案方案一基建費(fèi)用/萬(wàn)元立井開(kāi)鑿石門開(kāi)鑿井底車場(chǎng)小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元立井提升石門運(yùn)輸立井排水小計(jì)總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元百分率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案方案二基建費(fèi)用/萬(wàn)元井筒開(kāi)鑿石門開(kāi)鑿井底車場(chǎng)小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元暗斜井提升立井提升石門運(yùn)輸立、斜井排水小計(jì)總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元百分率方案方案三基建費(fèi)用/萬(wàn)元主、副斜井開(kāi)鑿石門開(kāi)鑿井底車場(chǎng)小計(jì)生產(chǎn)費(fèi)/萬(wàn)元斜井提升石門運(yùn)輸立井排水小計(jì)總計(jì)費(fèi)用/萬(wàn)元百分率方案一和方案二的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井延深還是直接延深立井。兩方案生產(chǎn)系統(tǒng)較簡(jiǎn)單可靠。兩方案對(duì)比，第一方案需多開(kāi)立井井筒(2×350m)、階段石門(425m)和立井井底車場(chǎng)，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用。第二方案則多開(kāi)暗斜中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)井井筒(傾角20°,2×1023m)和暗斜井的上、下部車場(chǎng)，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)用。方案三需總用打斜井井筒(傾角20°,2×2046m)和斜井的上、中、下部車場(chǎng)，并相對(duì)三方案的基建費(fèi)和生產(chǎn)費(fèi)粗略估算如表3-4所列，粗略估算后認(rèn)為：第二方案和第三方案的費(fèi)用相差不不大，方案二的總費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)都比方案一低，兩方案需要通過(guò)詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。而方案一的總費(fèi)用明顯高于其余兩個(gè)方案予以排除。第二方案和第三方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于表3-5~表3-9。方案二方案三初期副井井筒/m方案二方案三后期副井井筒/m中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表3-6生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量方案二方案三運(yùn)輸提升工程量運(yùn)輸提升工程量采區(qū)上山運(yùn)輸一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段=489.15采區(qū)上山運(yùn)輸一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段四區(qū)段=978.3=489.15大巷及石門運(yùn)輸一水平二水平立井提升一水平暗斜井提升二水平大巷及石門運(yùn)輸一水平二水平斜井提升一水平二水平維護(hù)采區(qū)上山維護(hù)維護(hù)采區(qū)上山維護(hù)排水一水平二水平380×24×365×28.3排水一水平二水平中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表3-7基建費(fèi)方案方案二方案三工程量單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元工程量單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元初期副井井筒/m小計(jì)后期副井井筒/m小計(jì)共計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表3-8生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)方案二方案三單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元運(yùn)輸提升采區(qū)上山一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段方案二方案三單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元單價(jià)/萬(wàn)元費(fèi)用/萬(wàn)元四區(qū)段小計(jì)大巷及石門一水平二水平小計(jì)立井、斜井斜井一水平二水平小計(jì)運(yùn)提費(fèi)合計(jì)維護(hù)采區(qū)上山費(fèi)排水費(fèi)一水平二水平小計(jì)合計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案方案二方案三費(fèi)用/萬(wàn)元百分率費(fèi)用/萬(wàn)元百分率初期建井費(fèi)建井工程費(fèi)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)總費(fèi)用從前述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果來(lái)看：雖然方案二的初期建井費(fèi)和總的建井工程費(fèi)都略高于方案三，但是其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)明顯低于方案三，所以可以認(rèn)為方案二相對(duì)較優(yōu)。綜上所述，可認(rèn)為：方案二和方案三在技術(shù)不相上下，但方案二的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用與方案礦井分為兩個(gè)水平；第一水平位于-150m,第二水平位于-500m,兩水平均只采上山階段；階段內(nèi)沿走向劃分為6個(gè)采區(qū)。3.3井筒特征3.3.1井筒形式和數(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井筒位置及坐標(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：X=4②副井井口坐標(biāo)為：XB=431951主井井口標(biāo)高為+216m,副井井口標(biāo)高為+216m,擬定二水平為井筒最終水平。主井井深380m,副井井深360m,兩井筒中心線間距為48.5m,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。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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：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；大巷與石門服務(wù)年限較長(zhǎng)，運(yùn)輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)基本相同，斷面尺寸詳見(jiàn)大巷斷面圖3-7。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)005圖3-7大巷斷面圖表3-10大巷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)噴厚凈斷面掘進(jìn)斷面頂高頂寬半圓形錨噴中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)井底車場(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)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少；(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)大巷或石門與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車(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)，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)形式為梭式車場(chǎng)，采用兩翼來(lái)車的形式。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21"、24-1"、25#、26"煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，大巷采用集中大巷布置方式。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3-8。中一軀中一軀七一稻圖3-8采區(qū)劃分示意圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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)行三八工作制，每日凈提升20h;2.礦井采用立井暗斜井開(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底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由22輛礦車組成，由兩臺(tái)10t架架線式電機(jī)車一前一后牽引。卸載時(shí)，機(jī)車通過(guò)卸載站。輔助運(yùn)輸和掘進(jìn)煤采用3t固定式礦車，煤矸混合列車由22輛3t礦車組成。一臺(tái)10t架線式電機(jī)車牽引。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底卸式礦車梭式井底車場(chǎng)圖3-11。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-11井底車場(chǎng)布置圖主井設(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0.5m,水泵房及變電所通往井底車場(chǎng)的通道應(yīng)設(shè)置閉門。3.其它硐室其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、架線電機(jī)車庫(kù)及修理間、蓄電池電機(jī)車庫(kù)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。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田單翼開(kāi)采，這樣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)礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長(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。在同一煤層內(nèi)，沿走向煤層的開(kāi)采順序，可分為上行式和下行式開(kāi)采。除近水平煤層外，對(duì)于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，一般只采用下行式開(kāi)采順序。本礦屬于緩傾斜煤層，考慮到本設(shè)計(jì)井田內(nèi)共有四個(gè)可采煤層，即21、24-1"、25#、26°煤層。其中21"煤層位于最上部，26"煤層位于最下部，四層同組，布置集中運(yùn)輸巷道，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，采用下行開(kāi)采順序。根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該井田劃分為6個(gè)采區(qū)，詳見(jiàn)采區(qū)分布示意圖。合理的采區(qū)接續(xù)應(yīng)有如下要求：1.開(kāi)采水平、采區(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)。詳見(jiàn)采區(qū)接續(xù)表3-14。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表3-14采區(qū)接續(xù)表區(qū)采區(qū)可采儲(chǔ)量/Mt采區(qū)生產(chǎn)能力/Mt采區(qū)服務(wù)年限/a時(shí)間/a5中一采區(qū)南一采區(qū)北一采區(qū)3.6井筒布置及施工本設(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。(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。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,副井壁厚為主、副井壁充填混凝土厚度為50mm。詳見(jiàn)主井井筒斷面圖3-9、副井井筒斷面圖3-10、主井特征表3-11、副井特征表3-12中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3-9主井井筒斷面圖表3-11主井特征表井筒名稱井筒標(biāo)高/m井筒斷面/m2支護(hù)井筒裝備第一水平凈掘進(jìn)凈掘進(jìn)厚度材料一對(duì)16t箕斗主井混凝土圖3-10副井井筒斷面圖表3-12副井特征表井筒名稱井筒標(biāo)高/m井筒直徑井筒斷面支護(hù)井筒裝備第一水平凈掘進(jìn)凈掘進(jìn)厚度材料固定式礦車多繩罐籠副井混凝土中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-11風(fēng)井井筒斷面圖表3-13風(fēng)井特征表井口標(biāo)高井筒斷面積/m2支護(hù)凈掘進(jìn)凈掘進(jìn)厚度材料風(fēng)井混凝土中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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(350+30)m。井筒內(nèi)裝備一對(duì)16t剛性罐道立井多繩箕斗(JDG-16/150×4),采用180×180×10mm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(350+10)m,井筒裝備兩對(duì)3t固定式礦車600mm軌距，雙層四車剛性立井多繩罐籠，擔(dān)負(fù)礦井輔助提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井筒。采用180×180×10mm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。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)將主井，從-350m水平延伸到-500m水平過(guò)程中采用暗斜井延伸。第4章采煤方法采煤方法是采煤系統(tǒng)和回采工藝的總稱。采煤方法的選擇應(yīng)該結(jié)合井田具體地質(zhì)條件和現(xiàn)階段煤炭開(kāi)采的技術(shù)條件，綜合考慮高產(chǎn)、高效、安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高方便管理等因素。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用行之有效是先進(jìn)技術(shù)，積極提高礦井機(jī)械化程度。我國(guó)常用的中厚煤層采煤方法有如下：序號(hào)采煤方法體系分層向采空區(qū)處理采煤工藝適應(yīng)條件1單一走向長(zhǎng)壁采煤法壁式整層走向垮落綜、普、炮采薄及中厚為主2單一傾斜長(zhǎng)壁采煤法壁式整層傾向垮落綜、普、炮采緩斜薄及中厚中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(1)煤層賦存狀況如：傾角、厚度，采區(qū)儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限等；(3)煤層的地質(zhì)構(gòu)造情況；(4)煤層的含水性、瓦斯涌出量及煤的自燃情況。在-150m標(biāo)高處。采區(qū)內(nèi)共有可采煤層4層，煤層平均傾角20°,煤層平均厚度為6m,系緩傾斜中厚煤層。為了提高產(chǎn)量、提高效率，滿足安全及生產(chǎn)集中化要求，結(jié)合礦井設(shè)計(jì)一礦一面的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，設(shè)計(jì)采區(qū)選用走向長(zhǎng)壁采煤法、綜合機(jī)械化回采工藝，單翼后退式回采。采區(qū)內(nèi)布置一個(gè)中厚煤層工作面雙滾筒采煤機(jī)割煤保產(chǎn)，工作面長(zhǎng)度為250m,采用沿空掘巷的方法，工作面的生產(chǎn)能力為7273t/d,每日推進(jìn)度為4m,采煤機(jī)選用MG900/2215-GWD采煤機(jī)，截深為0.8m,日進(jìn)5刀。工作面裝備的部分電機(jī)設(shè)備見(jiàn)表5-1。表5-1電機(jī)設(shè)備表地點(diǎn)機(jī)電設(shè)備名稱1工作面2工作面SZD—830/630刮板輸送機(jī)3運(yùn)輸平巷SZP—830/180轉(zhuǎn)載機(jī)4運(yùn)輸平巷SSJ1200/2×500運(yùn)輸機(jī)5工作面ZYGT10800/28/63掩護(hù)式支架6運(yùn)輸平巷L(fēng)PS-500錘式破碎機(jī)井下大巷主運(yùn)輸采用采用20t架線式電機(jī)車牽引5t底卸式礦車運(yùn)輸運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用3噸固定箱式礦車運(yùn)輸，井底車場(chǎng)設(shè)充電洞室。采區(qū)內(nèi)設(shè)變電所，當(dāng)遇到巖巷掘進(jìn)所需火藥由井底車場(chǎng)火藥庫(kù)提供，各硐室均需獨(dú)立通風(fēng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)礦井采區(qū)“三八”工作制，即二班半工作，半班檢修。井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為200人，綜采面同時(shí)工作的最多人數(shù)為19人。本設(shè)計(jì)采區(qū)采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，劃分則以工作面長(zhǎng)度為標(biāo)志。采區(qū)傾斜長(zhǎng)度為1050m,由于本采區(qū)和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱重合。所以采區(qū)共劃分為4個(gè)區(qū)段進(jìn)行開(kāi)采，工作面長(zhǎng)度的確定該采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為2.4Mt/a,即每個(gè)工作面日產(chǎn)量為7272.7t/d;確定工作面長(zhǎng)度的公式如下：Q-工作面日產(chǎn)量，tn—晝夜循環(huán)數(shù)，L,一進(jìn)到深度，c一采區(qū)回采率(本采區(qū)取0.95)。L-工作面斜長(zhǎng)，mr—煤的視密度，t/m3由此可知，工作面長(zhǎng)度為250m,截深為0.8m,每天割5刀，年生產(chǎn)時(shí)間為330天，即可達(dá)產(chǎn)。本設(shè)計(jì)三條上山，分別為軌道上山、運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山。考慮到采區(qū)的上山位置，將煤層上山和巖層上山布置方式進(jìn)行比較。詳見(jiàn)表4-1?！恐袊?guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表4-1上山位置比較表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)煤層上山掘進(jìn)速度快費(fèi)用低；聯(lián)絡(luò)巷工程量少；掘進(jìn)時(shí)可探明煤的起伏情況。煤層上山受工作面采動(dòng)影響較大；生產(chǎn)期間的上山維護(hù)困難；需要支護(hù)設(shè)備較多留煤柱較多。巖層上山便于維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用低。煤柱留設(shè)少，服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)。掘進(jìn)困難聯(lián)絡(luò)巷道石門工程量大。根據(jù)本采區(qū)煤層及頂?shù)装鍘r性等實(shí)際情況，本采區(qū)就上山布置方式3種方案：方案一，三條巖石上山詳見(jiàn)圖4-1;方案二，三條煤層上山詳見(jiàn)圖4-3;方案三，二煤一巖上山詳見(jiàn)圖4-2。方案二中，三條煤層上山受工作面采動(dòng)影響較大，開(kāi)掘煤層上山受煤層起伏限制，服務(wù)年限長(zhǎng)，生產(chǎn)期間的上山維護(hù)費(fèi)用多，需要支護(hù)設(shè)備較多，故方案二不合理。下面對(duì)其他兩種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較詳見(jiàn)表4-2。圖4-1三條巖石上山中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-1三條煤層上山中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-3二煤一巖上山中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表4-2上山經(jīng)濟(jì)比較表軌道上山運(yùn)輸上山回風(fēng)上山費(fèi)用總計(jì)(萬(wàn)元)方案一長(zhǎng)度支護(hù)方式錨噴錨噴錨噴組合基價(jià)單價(jià)元合計(jì)萬(wàn)元維護(hù)費(fèi)單價(jià)元合計(jì)萬(wàn)元方案三長(zhǎng)度支護(hù)方式錨噴錨噴錨噴組合基價(jià)單價(jià)元合計(jì)萬(wàn)元維護(hù)費(fèi)單價(jià)元合計(jì)萬(wàn)元有以上綜合比較本采取選擇方案一，三條巖石上山。采區(qū)上部車場(chǎng)采用平車場(chǎng)，采區(qū)中部車場(chǎng)采用甩車場(chǎng)。采區(qū)下部車場(chǎng)多由采區(qū)裝車站和輔助提升車場(chǎng)組合而成。由于本礦井井底車場(chǎng)采用的是折返式車場(chǎng)，故采區(qū)車場(chǎng)也采用折返式車場(chǎng)?？紤]到礦井實(shí)際地質(zhì)條件和技術(shù)條件，采區(qū)的運(yùn)輸能力的限制不可采用石門裝車式，而采區(qū)的煤層傾角為20°,因此采用頂板繞道大巷裝車式車場(chǎng)。采區(qū)下部車場(chǎng)采用大巷裝車式車采區(qū)煤倉(cāng)的形式按傾角分為：垂直式、傾斜式和混合式三種。垂直式煤倉(cāng)一般為圓形斷面，;傾斜式煤倉(cāng)可分為拱形斷面或圓形斷面，其傾角應(yīng)在60°以上，如果煤倉(cāng)下口設(shè)計(jì)合理，也較少發(fā)生堵塞現(xiàn)象；混合式煤倉(cāng)由于曲折多，施工不方便中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)較少采用。本設(shè)計(jì)采區(qū)煤倉(cāng)采用垂直式圓形斷面，具有如下優(yōu)點(diǎn)：圓形斷面利用率高，不易形成死角，便于維護(hù)，施工方便，速度快。2.煤倉(cāng)容量(1)按采煤機(jī)連續(xù)作業(yè)割一刀的容量計(jì)算L——工作面長(zhǎng)度，m;C?——工作面的回采率，%;k,——同時(shí)生產(chǎn)工作面系數(shù)綜采時(shí)取1,普采時(shí)取1+0.25n;n——采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目；Q,——采區(qū)裝車站通過(guò)能力，t/h(一般為平均產(chǎn)量的1~1.3倍);t——采區(qū)高峰生產(chǎn)延續(xù)時(shí)間，機(jī)采取1-1.5h炮采取1.5～2h;取最大值Q=1245t一般采區(qū)煤倉(cāng)容量詳見(jiàn)采區(qū)煤倉(cāng)容量表4-3。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表4-3采區(qū)煤倉(cāng)容量表采區(qū)生產(chǎn)能力Mt/a煤倉(cāng)容量(t)0.3以下采區(qū)生產(chǎn)能力Mt/a煤倉(cāng)容量(t)1.00以上大于500所以本采區(qū)煤倉(cāng)容量為1245t。煤倉(cāng)的結(jié)構(gòu)包括煤倉(cāng)上部接口、倉(cāng)身、下口漏斗及溜門基礎(chǔ)、溜口和閘門裝置，為了保護(hù)煤倉(cāng)和改善煤倉(cāng)上口的受力情況需要用混凝土收口注成圓臺(tái)體，煤倉(cāng)上口應(yīng)高出倉(cāng)道底板，防止水進(jìn)入煤倉(cāng)，一般采用錨噴支護(hù)，煤倉(cāng)下口要用混凝土砌注圓臺(tái)體收口，四周鋪設(shè)鋼梁灌入混凝土并與大倉(cāng)支護(hù)連為一體。預(yù)防及處理煤倉(cāng)、防止人員和物料墜入的常用有效措施如下：(1)在煤倉(cāng)上口設(shè)300mm×300mm孔眼的鐵箅子；(2)在煤倉(cāng)下口收口側(cè)壁設(shè)壓風(fēng)噴嘴，預(yù)留釬孔；(3)在垂直煤倉(cāng)中可采用螺旋溜槽，減少煤倉(cāng)入口處煤的自由落體高度，并在煤倉(cāng)內(nèi)設(shè)壓氣破拱裝置，空氣炮等。采區(qū)硐室包括煤倉(cāng)、變電所、采區(qū)絞車房、采區(qū)井下空氣壓縮機(jī)硐室等。1.采區(qū)煤倉(cāng)本采區(qū)煤倉(cāng)形式為圓形斷面，斷面直徑為5.0m,煤倉(cāng)高為8m,容積為219t。2.采區(qū)變電所采區(qū)變電所的位置應(yīng)選擇在底板穩(wěn)定，地壓小，通風(fēng)好無(wú)淋水的地點(diǎn)，以便硐室維護(hù)和機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證該區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)距離的機(jī)器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。采區(qū)變電所所采用錨噴支護(hù)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)底板用100號(hào)混凝土鋪底，須高出臨近巷道300mm,具有一定的坡度，以防止礦井井水進(jìn)入變電所，硐室內(nèi)不設(shè)電纜線，電纜線沿墻鋪設(shè)。3.采區(qū)絞車房采區(qū)絞車房主要依據(jù)絞車的型號(hào)及規(guī)格，基礎(chǔ)尺寸，絞車房的服務(wù)年限和所處圍巖性質(zhì)絞車房的位置應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定、無(wú)淋水、礦壓小和易維護(hù)的地點(diǎn)；在滿足絞車房的施工、機(jī)械安裝和提升運(yùn)輸要求的前提下，絞車房盡量靠近變坡點(diǎn)，以減少巷道工程量；絞車房與鄰近巷道留有足夠的巖柱，以利絞車房的維護(hù)。絞車房的布置原則：在保證安全生產(chǎn)和易于檢修的條件下盡可能布置緊湊，以減少硐室工程量。絞車房的平面尺寸一般根據(jù)絞車基礎(chǔ)尺寸和與四周硐壁的距離決定。絞車基礎(chǔ)前面和右側(cè)與硐壁的距離要考慮能進(jìn)出電動(dòng)機(jī)；后面以能布置部分電氣設(shè)備后能適應(yīng)司機(jī)活動(dòng)，并能從后面行人；左側(cè)只考慮行人方便與安全。同時(shí)，絞車房有兩個(gè)安全出口，即鋼絲繩通道及絞車房的風(fēng)道，繩道的位置應(yīng)時(shí)繩道中心與上山軌道中心線相重合。根據(jù)絞車最大件的運(yùn)輸要求，寬度為2000mm,長(zhǎng)度不小于5m,繩道斷面與連接的巷道斷面一致，便于施工。絞車房的高度的確定與絞車的規(guī)格型號(hào)及安裝要求有關(guān)。其高度為5m。絞車房的斷面設(shè)計(jì)成半圓拱形，用全料石拱料面砌筑，采用錨噴支護(hù)。4.空氣壓縮機(jī)硐室空氣壓縮機(jī)硐室設(shè)在圍巖穩(wěn)定、無(wú)淋水、有新鮮風(fēng)流通過(guò)的主要巷道內(nèi)。機(jī)電硐室的溫度不要超過(guò)30C硐室斷面為半圓拱形，用全料、石拱料面砌筑。采用錨噴支護(hù)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采區(qū)為南一采區(qū)，四層煤聯(lián)合開(kāi)采，服務(wù)年限為9.05a,按《煤礦安全規(guī)程》分為16個(gè)工作面，年生產(chǎn)能力2.4Mt.具體情況詳見(jiàn)工作面接續(xù)表4-4所示。表4-4工作面接續(xù)表/萬(wàn)t南一21南一32南一13南一23南一43南一14南一24南一34南一44注：第一位數(shù)字代表水平序號(hào)，第二位數(shù)字代表采區(qū)編號(hào)，第三位數(shù)字代表煤層編號(hào)，當(dāng)運(yùn)輸大巷的掘進(jìn)工作面超過(guò)采區(qū)沿走向的中央位置一定距離(100m左右)后，即可開(kāi)首先，在采區(qū)沿走向的中部位置，由運(yùn)輸大巷開(kāi)掘采區(qū)下部車場(chǎng)，并由此在巖層中開(kāi)掘中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)軌道上山、行人回風(fēng)上山，運(yùn)輸上山。前三者沿走向相距25m。當(dāng)上山掘至采區(qū)的上部邊界，軌道上山的上部車場(chǎng)與回風(fēng)大巷相通，運(yùn)輸上山直接與行人回風(fēng)上山連接，形成通風(fēng)回路。然后，在第一區(qū)段下部掘進(jìn)中部車場(chǎng)，并由此向采區(qū)邊界掘進(jìn)區(qū)段運(yùn)輸平巷，與運(yùn)輸上山之間開(kāi)掘溜煤眼，與此同時(shí)，在第一區(qū)段的上部掘進(jìn)回風(fēng)平巷，掘進(jìn)回風(fēng)石門與回風(fēng)上山相連通。在掘進(jìn)上述巷道的過(guò)程中，要將下部的采區(qū)煤倉(cāng)、采區(qū)變電所、上部的絞車房等硐室及相關(guān)聯(lián)絡(luò)巷道掘完，并完善車場(chǎng)。這樣第一區(qū)段的采煤工作面就準(zhǔn)備完畢。軌道上山、運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山、運(yùn)輸平巷、軌道平巷斷面示意見(jiàn)圖分別為圖4-4、圖4-5、圖4-6、圖47、圖48所示：圖4-4軌道上山斷面圖圖4-5運(yùn)輸上山斷面示意圖4-6回風(fēng)上山斷面示意圖圖4-7運(yùn)輸平巷斷面圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)就圖4-8運(yùn)輸平巷斷面圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4.3采煤工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采區(qū)系緩傾斜中厚煤層，采區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單適合選用綜合機(jī)械化采煤方法，選擇性能優(yōu)良較大功率采煤機(jī)一次才采全高，配備刮板輸送機(jī)，液壓支架及其他配套設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。選擇理由為采高、煤層傾角適合；工作面回采功效高；生產(chǎn)安全等。2.機(jī)械設(shè)備選型工作面主要設(shè)備見(jiàn)表4-1。表4-2工作面主要設(shè)備表設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量1采煤機(jī)臺(tái)19移動(dòng)變電站612刮板輸送機(jī)臺(tái)1設(shè)備列車23液壓支架臺(tái)噴霧泵站14架臺(tái)4材料絞車15轉(zhuǎn)載機(jī)0臺(tái)1單體液壓支柱6膠帶輸送機(jī)臺(tái)1破碎機(jī)17配電箱臺(tái)1乳化液泵站28安全絞車臺(tái)1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)采煤工藝主要包括落煤、運(yùn)煤、裝煤、工作面支護(hù)和采空區(qū)處理五個(gè)方面。1.落煤，使用雙滾筒采煤機(jī)割煤，端部斜切，割三角煤，雙向割煤往返兩刀，上行割煤、移架、推移輸送機(jī)，下行重復(fù)上行時(shí)的工序，截深0.6m。2.裝煤，由機(jī)械裝煤，采煤機(jī)的無(wú)限擋煤板將煤攔截，落入刮板輸送機(jī)中運(yùn)走，浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機(jī)中。3.運(yùn)煤，由刮板輸送機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)至膠帶輸送機(jī)運(yùn)到運(yùn)輸石門的溜煤眼，由運(yùn)輸上山運(yùn)至采區(qū)下部煤倉(cāng)。4.工作面支護(hù)，工作面內(nèi)部使用支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)；工作面端頭采用端頭支架支護(hù)。平巷超前支護(hù)20m。5.采用全部垮落法處理采空區(qū)。1.循環(huán)工藝流程工作面采用采煤機(jī)雙向割煤，采煤機(jī)割煤后移架，移架后推移輸送機(jī)，具體流程為：采煤機(jī)端頭進(jìn)刀→割煤→移架→推移刮板輸送機(jī)→采煤機(jī)在機(jī)尾進(jìn)刀→割煤→移架→推移刮板輸送機(jī)。2.勞動(dòng)組織形式的選擇本設(shè)計(jì)工作面采用分段作業(yè)的勞動(dòng)組織形式，這種組織形式一般是采用綜合工種，即將工作面按長(zhǎng)度劃分為若干段，每段有一個(gè)采煤小組，負(fù)責(zé)小組內(nèi)的工人均為綜合工種，共同完成該段內(nèi)的所有工作。這種勞動(dòng)組織形式的優(yōu)點(diǎn)是：便于勞動(dòng)力的搭配和培養(yǎng)一職多能、工人熟悉工作地點(diǎn)的情況，有利于安全作業(yè)，這種勞動(dòng)組織形式在我國(guó)應(yīng)用廣泛，既適用于炮采面，也適用于機(jī)采面?！叭恕惫ぷ髦萍疵咳杖?，每班工作八小時(shí)，詳見(jiàn)表5-3、5-4、5-2。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表4-3勞動(dòng)組織表序號(hào)序號(hào)一班二班三班合計(jì)1班長(zhǎng)1113序號(hào)序號(hào)一班二班三班合計(jì)2采煤機(jī)司機(jī)33283支架工33394轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)11135膠帶機(jī)司機(jī)22156端頭工22267清理浮煤工11138電工11469機(jī)修工1146總控制臺(tái)1113質(zhì)量驗(yàn)收員1113合計(jì)表4-4工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)指示名稱單位數(shù)量1工作面推進(jìn)長(zhǎng)度m2工作面長(zhǎng)度m3煤層厚度m4煤層傾角05煤層硬度f(wàn)6煤的視密度7截深m8日進(jìn)度m49月進(jìn)度m序號(hào)指示名稱單位數(shù)量日產(chǎn)量t月產(chǎn)量采區(qū)采出率%回采工效t/工可采期月設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量表4-5工作面循環(huán)圖表班時(shí)圖例移輸送機(jī)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第5章礦井通風(fēng)與安全按進(jìn)、回風(fēng)井在井田內(nèi)的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式和混合式[3J,以下將這四種形式分析比較：(1)中央式風(fēng)源在井下的流動(dòng)路線是折返式的，其優(yōu)點(diǎn)是地面建筑和供電較集中，便于管理，建井期短，井筒延深時(shí)通風(fēng)比較方便；缺點(diǎn)是井底車場(chǎng)漏風(fēng)大，風(fēng)路長(zhǎng)，風(fēng)阻大，采空區(qū)漏風(fēng)大，并且工業(yè)廣場(chǎng)受扇風(fēng)機(jī)噪音影響。分兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式，這種通風(fēng)方式安全出口比較多，通風(fēng)線路是獨(dú)立的，通風(fēng)阻力小，工業(yè)廣場(chǎng)不受污風(fēng)的污染。缺點(diǎn)是井筒占用的安全煤柱較多，初期投產(chǎn)晚、投資大。在各采區(qū)分別設(shè)通風(fēng)上山直貫地面，優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)流在井下是直向式的。因此漏風(fēng)小，阻力小，各采區(qū)阻力也較平均，礦井風(fēng)壓也較穩(wěn)定，工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染及噪音危害，且安全出口多；缺點(diǎn)是管理較分散，反風(fēng)較困難。(4)混合式這種通風(fēng)方式是幾種通風(fēng)方式混合組成的，通常適于地形復(fù)雜，溫度高等條件下的礦井，系統(tǒng)較復(fù)雜，管理較困難。本礦井為年產(chǎn)2.4Mt的礦井，井田走向短，瓦斯含量小，煤層埋藏相對(duì)較淺，地質(zhì)條件適中，本設(shè)計(jì)礦井采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)。總的原則應(yīng)貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，并有利于加快礦井的建設(shè)速度，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。同時(shí)，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等總原則。具體地說(shuō)，要適應(yīng)以下基本要求：(1)礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；(2)進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵等有害氣體污染；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(3)北方礦井，冬季井口需裝供暖設(shè)備；(4)總回風(fēng)巷不得作為主要行人巷；(5)工業(yè)場(chǎng)地不得受風(fēng)機(jī)的噪音干擾；(6)裝有膠帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；(7)裝有箕斗的井筒不得兼作為主要進(jìn)風(fēng)井；(8)可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；(9)通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；(10)通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化；礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下，通過(guò)對(duì)多個(gè)可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。選擇通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮因素：(1)自然因素：煤層賦存狀態(tài)，埋藏深度，沖積層厚度，礦井瓦斯等級(jí)，煤塵爆炸性，煤層自燃發(fā)火性，礦井地形條件，井田及礦井年生產(chǎn)能力等。(2)經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量，設(shè)備運(yùn)營(yíng)費(fèi)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，維修和管理等。一般來(lái)說(shuō)，新建礦井多數(shù)是在中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式中選擇。下面對(duì)這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表如下，見(jiàn)表5-2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)表5-2通風(fēng)方式技術(shù)比較表通風(fēng)方式中央并列式中央分列式兩翼對(duì)角式分區(qū)對(duì)角式優(yōu)點(diǎn)初期投資較少，出煤較多通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)場(chǎng)地沒(méi)有主要通風(fēng)機(jī)的噪音影響；從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵水管路系統(tǒng)比較方便風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好阻力小缺點(diǎn)風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大有時(shí)初期投資稍大基建費(fèi)用稍多適用條件煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重煤層傾角較小，埋藏而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)掘淺部的總回風(fēng)道通過(guò)對(duì)以上幾種通風(fēng)方式的比較和技術(shù)分析，結(jié)合礦井的地質(zhì)條件，煤層傾角平均為20°,一水平分為三個(gè)采區(qū)布置，每個(gè)采區(qū)共用回風(fēng)大巷通風(fēng)(即中一采區(qū)，北一采區(qū)，南一采區(qū))。礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為2.4Mt,井田走向長(zhǎng)度為5.0km,低瓦斯礦井，煤塵存在爆炸危險(xiǎn)性，礦井煤層相對(duì)集中，而一水平采區(qū)較少，生產(chǎn)較集中，確定技術(shù)可行的兩個(gè)方案為：中央分列式和兩翼對(duì)角式。下面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較：通風(fēng)方式經(jīng)濟(jì)比較表5-3中所指項(xiàng)目欄中各項(xiàng)均指第一水平的前期與后期的總工程量。表5-3通風(fēng)方式經(jīng)濟(jì)比較表中央分列式兩翼對(duì)角式單價(jià)/費(fèi)用/萬(wàn)元單價(jià)/費(fèi)用/萬(wàn)元風(fēng)井井筒回風(fēng)大巷采區(qū)回風(fēng)石門合計(jì)/萬(wàn)元中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)中央分列式通風(fēng)和兩翼對(duì)角式通風(fēng)從技術(shù)比較表中，本設(shè)計(jì)礦井均符合要求，而從估算經(jīng)濟(jì)比較表中，兩者相差不多，從礦井建設(shè)期與投產(chǎn)期來(lái)看，中央分列式通風(fēng)漏風(fēng)小，而且4—回風(fēng)大巷圖5-1中央分列式通風(fēng)示意圖1—南一采區(qū)回風(fēng)上山2—中一采區(qū)回風(fēng)上山3—北一采區(qū)回風(fēng)上山4—對(duì)角式風(fēng)井5—回風(fēng)大巷圖5-2兩翼對(duì)角式通風(fēng)示意圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種：壓入式、抽出式、混合式。本設(shè)計(jì)礦井采用抽出式的主要通風(fēng)機(jī)工作方式，其原因如下：(1)主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。抽出式通風(fēng)線路漏風(fēng)量小，系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，且容易將有些地點(diǎn)的有害氣體排到井外。(2)如果采用壓入式，主要通風(fēng)機(jī)安裝在入風(fēng)井口，在主要通風(fēng)機(jī)的作用下使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)使采區(qū)的有害氣體通過(guò)塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低，瓦斯涌出量將可能增大，容易引起事故。采區(qū)壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。在由壓入式通風(fēng)過(guò)渡到深水平抽出式通風(fēng)時(shí)，有一定困難，過(guò)渡時(shí)期是新舊水平同時(shí)產(chǎn)生，戰(zhàn)線較長(zhǎng)，有時(shí)還須額外增掘一些井巷工程，使過(guò)渡期限拉得過(guò)長(zhǎng)。(3)如果采用混合式通風(fēng)，在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)做壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)做抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大。缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生較大的通風(fēng)阻力，且風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù)雜。綜合上述，且根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，確定該礦井的通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式通風(fēng)。5.1.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響到采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。采區(qū)應(yīng)該有足夠的供風(fēng)量，并按需分配到各個(gè)采、掘工作面。為此，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)滿(1)每一個(gè)采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。煤層群或分層開(kāi)采的每個(gè)上、下山采區(qū)，采用聯(lián)合布置時(shí)，都必須至少設(shè)置一條專門的回風(fēng)巷。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)的長(zhǎng)度或高度，嚴(yán)禁將一條上、下山或盤區(qū)的風(fēng)巷分為兩段，其中一段為進(jìn)風(fēng)巷，另一段為回風(fēng)巷。(3)煤層傾角大于12°的采煤工作面采用下行通風(fēng)時(shí)，匯報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)，并須遵守①采煤工作面的風(fēng)速，不得低于1m/s;②機(jī)電設(shè)備設(shè)在回風(fēng)巷時(shí)，其風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò)1%,并應(yīng)裝有瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置；③進(jìn)、回風(fēng)巷中，都必須設(shè)置消防供水管路。有煤與瓦斯(二氧化碳)突出的采煤工作面嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)。采空區(qū)和冒落區(qū)回風(fēng)時(shí)，必須使水采工作面有足夠的新鮮風(fēng)流，保證水采工作面及其回風(fēng)巷的風(fēng)流中的瓦斯和二氧化碳濃度都必須符合《規(guī)程》規(guī)定。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)下圖為采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖5-3:區(qū)段回風(fēng)有門區(qū)段運(yùn)輸石門區(qū)段回風(fēng)有門變電所回風(fēng)上山軌道上山運(yùn)輸平巷運(yùn)輸平巷運(yùn)輸E山采區(qū)煤倉(cāng)⑧5-3采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5.2風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配5.2.1礦井風(fēng)量計(jì)算的原則礦井需風(fēng)量，按下列要求計(jì)算，并采用其中最大值要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。每一工作地點(diǎn)每人每分鐘供給風(fēng)量都不得少于4m3(2)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井風(fēng)量備用系數(shù)為1.15～1.25,本設(shè)計(jì)礦井取1.25。礦井風(fēng)量按上述進(jìn)行計(jì)算后，還應(yīng)根據(jù)鄰近或類似礦井經(jīng)驗(yàn)按實(shí)際需要配風(fēng)進(jìn)校核。按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算Qei——礦井除了采煤，掘進(jìn)和硐室需要風(fēng)量之外其它井巷的需要風(fēng)量和，m3/min;5.2.2采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算每個(gè)采煤工作面需要的風(fēng)量，應(yīng)該按照瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫，風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須取其中最大值。K,——采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用系數(shù)，它是該工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與平均值之比。通常機(jī)采工作面取1.2～1.6;炮采工作面