1、（精編）米礦學課程設(shè)計 鄭振平1. 礦井概況及井田地質(zhì)特征（略）1.1礦井概況本礦井東西長為5500m，南北寬為3500m。井田內(nèi)的可采煤層為9號煤，埋 深200-800m，煤層賦存穩(wěn)定，平均厚度7m。井田深部以煤層的-950m底板 等高線為界；淺部以-350底板等高線為界。地面標高-150m。表土層后平均 40m。1.2井田地質(zhì)特征1）直接底：巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，局部為礫巖、中粒砂巖，薄層狀中厚層狀，厚0.76.54m，平均厚度3.5m。中粒砂巖屬中等堅硬巖石。2 ）偽頂：巖性為炭質(zhì)泥巖、泥巖，厚 0.200.57m，平均0.3m。3）直接頂：巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為炭質(zhì)

2、泥巖，薄層狀中厚 層狀、波狀層理、均勻?qū)永?，厚度變化較大，在0.68.4m 之間，平均3m。4）老頂：由礫巖、粗粒砂巖、中細粒砂巖構(gòu)成，一般厚度410m，平均厚度6m。砂巖礦物成分主要為石英、長石，巖屑次之，中厚厚層狀，交錯層理， 塊狀構(gòu)造，孔隙式鈣質(zhì)膠結(jié)，較為堅硬，屬中等堅硬堅硬巖石。5 ）老底：粉砂巖與中粒砂巖互層，平均厚度25m。1.3煤層特征9 號煤干密度 1.321.731t/m3，平均 1.465t/m 3。各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層， 硬度系數(shù) f=2，屬中硬煤層。松散層移動角書=55。，基巖沿走向方向的移動角8=75 o、上山方向的移動角丫 =75

3、 o和下山方向的移動角B=85 0。各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。2. 井田境界及儲量2.1 井田境界井田劃分的原則有：1 ）要充分利用自然條件劃分井田；2）要有與礦區(qū)開發(fā)強度相適應的礦井數(shù)目和井田范圍；3）照顧全局；4）為礦井發(fā)展留有余地；5）直（折）線原則；6）安全經(jīng)濟效果好；根據(jù)以上的劃分原則， 再結(jié)合城郊礦的實際情況，將其邊界做如下劃分：北 以人為劃分的 -350m 等高線井田邊界線作為邊界；南以人為劃分的 -950m 等高 線井田邊界線作為邊界； 東西以煤層走向長度為邊界。 （如圖虛線所框 -為本井田 境界）由“煤層地板等線圖”求得煤層平均傾角約為 9.7 度

4、。本 井 田 的 走 向 長 度 平 均 約 5500m ， 井 田 的 傾 向 長 度 平 均 為3500/cos9.7 o=3551m 經(jīng)過測量井田的水平面積為約 19k m20圖 1.2 煤層地板等線2.2 井田工業(yè)儲量 井田工業(yè)儲量是井田可利用的地質(zhì)儲量與設(shè)計損失的儲量之和， 本井田的走向長 度為5500m，由下圖可知本井田的傾向長度為 3551m，煤層厚度為7m，則由 下式求得本井田工業(yè)儲量：圖 2-2井田傾斜長度：AB=3500 - c0s9.551m井田面積 S=AB XL=3551 X5500=19530500m2井田工業(yè)儲量為：Q=S X M1953=500 X7 X1.46

5、5=20028.53 萬噸；M 煤厚，m ;Y容重，t/ m3 ;2.3礦井可米儲量2.3.1井田內(nèi)各保護煤柱1）礦井工業(yè)場地煤柱根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井工業(yè)場地的占地面積指標，應不小于 下表的規(guī)定。表2.3.1-1礦井工業(yè)場地的占地面積指標井型，占地指標（公頃/10萬噸）大型井,0.8 1.1中型井,1.3 1.8小型井,2.0 2.5本礦的設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t/a （第三章介紹本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力），因 此，參考表2-1取本礦井工業(yè)場地的占地面積為 1.1 （公頃/10萬噸）,那么本礦 井的工業(yè)廣場的面積為約200000川，一般認為工業(yè)廣場的形狀為矩形，則取工 業(yè)廣場長為500m，

6、寬為400m。參考煤礦特殊開采方法確定工業(yè)廣場的保護帶的寬度為20m，應用垂直剖面法計算工業(yè)廣場保護煤柱的留設(shè)寬度，其具體作法如圖2-2。表2.3.1-2地質(zhì)開采條件和巖層移動角 地質(zhì)開采條件，基巖移動角/ ()，松散移動角 / ()煤層傾角,煤層厚度,a, B, Y4514 -25 ,7m,74,66.6,73.5,圖 2.3.1 垂直剖面法計算工廣保護煤柱 經(jīng)過作圖可知工業(yè)廣場留設(shè)煤柱的形狀為梯形， 計算并測得該梯形的上邊長度為 a=516m ，下邊長度為 b=648m ，高為 h=600m 。則梯形的面積為：S=(a+b) xh/2=(684+896 )X698/2=349200 m2工

7、業(yè)廣場的保護煤柱量為：=S j h(2-1)式中保護煤柱量 ,萬 tS保護煤柱的面積，m丫煤的容重，t/m 3，取1.465h 煤層的厚度， m ，為 7將數(shù)據(jù)帶入式( 2-1 )得 :=349200 X1.465 X7=358.1 萬 t2 )邊界煤柱由于本井田地址條件簡單，參考煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范邊界煤柱留 35m 比較合 適。則邊界煤柱壓煤損失粗略的計算：=(3551 X2+5500 X2)X7 X1.465=649.73 萬 t3)礦井可米儲量礦井可采儲量=(工業(yè)儲量-保護煤柱量-邊界煤柱)X采出率即 Z= (Q- )xC(2-2)參考煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范可知：礦井采出率，厚煤層不小于 0.7

8、5，中厚煤層不小于0.80，薄煤層不小于0.85，本礦取C=0.75Z=(20028.53-358.1 -649.73)X0.75=14265.53 萬 t3. 礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力3.1礦井工作制度本礦井采用綜合機械化放頂煤采煤工藝。3.1.1工作面配套設(shè)備大型礦井綜采工作面配套設(shè)備如表 3.1.1所示。表3.1.1綜采工作面配套設(shè)備項目，單位，技術(shù)特征，項目,單位，技術(shù)特征采煤機，型號,SL500,轉(zhuǎn)載機，功率,kW,375,米咼,m,2.75.4,供電壓,V,1140 ,滾筒直徑，m,2.5,鏈速,m/s,1.28,截深,m,0.865,溜槽寬,mm,1200,供電壓,V,3300

9、,鋪設(shè)長,m,25.8,裝機功率 ,kw,1875, 運輸能力 ,t/h,3500, 生產(chǎn)能力 ,t/h,300, 破碎機,供電壓,V,1140,外形尺寸，m,1.58 x2.06 x2.254,功率,kW,375刮板輸送機，溜槽尺寸,m,1.756 x1 x0.341,破碎能力，t/h,3500,鋪設(shè)長,m,220,孚L化液泵，型號,S300,運輸能力,t/h,3500,供電壓,V,1140,鏈速,m/s,1.68,功率,kw,4 x224,供電壓,V,3300,流量丄/min,4 x318,裝機功率，kw,3 x855,壓力,MPa,37.5液支架，高度,m,2.55-5.55,液箱容量丄

10、,2728,寬度,m,1.75,帶式機，寬度,mm,1400,工作阻力,kN,8638,帶速,m/s,4.0,移架速度,S/架,8,運輸能力,t/h,30003.1.2工藝特點（1 ）裝備特點采煤機截割能力強，牽引速度快，整機強度高，具有破碎大塊煤的能力。刮 板輸送機鏈條能力強，抗大塊煤沖擊能力強。液壓支架移架步距0.865m，可實現(xiàn)快速移架，穩(wěn)定性好。（2）進刀方式采用端部斜切進到方式，管辦輸送機彎曲段長17m，采煤機全長15.3m，端部斜切進刀段長度是兩倍采煤機長度與刮板輸送機彎曲段長度之和，為48m。（3）割煤方式前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，雙向割煤，往返一次進兩刀，正常割煤是的采煤 機

11、牽引速度一般為8-15m/min 。（4 ）移架方式移架滯后采煤機后滾筒3架，采煤機牽引速度小于8m/min時，采用單架依次 順序移架方式，牽引速度大于8m/min時，采用成組移架方式，移架速度為14.5s/ （5）作業(yè)方式 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范 ：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日 300 天計算，每 天 3 班作業(yè)，。因此規(guī)定本礦井“三八制”作業(yè)工作制度，即兩班采煤一般準備。采用靜態(tài)檢修與動態(tài)檢修相結(jié)合的方法檢修裝備， 設(shè)備專列前移在準備辦完 成，每 5-7d 移一次移動變電站，移一次占用兩小時。 工作循環(huán)作業(yè)圖如圖 3.1.2 所示。（6）勞動組織 工作面人員配備如下表 3.1.2 所列。表 3

12、.1.2 綜放工作面人員配備 項目,出煤一班 /人,出煤二班/人,檢修班/人,合計J J J J班長 ,1,1,1,3 跟班、隊長 ,1,0,0,1 副班長 ,1,1,1,3 采煤機司機 ,1,1,2 移架推溜工 ,3,3,6 放煤工 ,2,2,4 清煤工 ,8,8,16 運料工 ,2,2,4 運輸機司機 ,1,1,2 轉(zhuǎn)載機 ,1,1,2驗收員 ,1,1,2 電工,1,1,3,5泵修工,1,1排水工,2,2,2,6支架維護工,3,3超前維護,1,1合計,25,25,12,62圖3.1.2綜放工作面循環(huán)作業(yè)圖3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1確定礦井的年生產(chǎn)能力參考煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范可知

13、，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力主要類型有：大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0（ Mt/a ）及以上中型礦井：0.45、0.6、0.9（ Mt/a）小型礦井：9、15、21、30 （萬噸/年）在大型礦井中不能出現(xiàn)介于兩種設(shè)計生產(chǎn)能力的中間井型，經(jīng)勘測表明本井 田的礦井工業(yè)儲量為20028.53萬噸，可采用180萬噸/年，礦井的服務(wù)年限為T 取60年。A= =14265.53/（60 X1.3）=182.89 萬 t3.2.2礦井的服務(wù)年限根據(jù)煤層賦存情況和礦井可采儲量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計生產(chǎn)能力設(shè)定為A=180萬t/a ,再計算礦井服務(wù)年限：礦井的設(shè)計服務(wù)年限，可以用下式計

14、算：T=Z k/(A XK) (3-1 )式中:T礦井平服務(wù)年限，aA- 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬 t/aK-儲量備用系數(shù)，一般采用1.31.5，本井田地質(zhì)條件及其它條件簡單因此取下限 1.3Zk礦井可采儲量，萬tT= 14265.53/(180 X1.3)=60.96a4. 井田開拓井田開拓是在總體設(shè)計已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)， 根據(jù)精查地質(zhì)報告和其它補充資 料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計合理原則， 將主要巷道由地表進入煤層， 為開采水平服 務(wù)所進行的井巷布置和開掘工程。其中包括確定，主、副井和風井的井筒形式、 深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采(帶)區(qū)劃分以及開采順序與通風 運輸系統(tǒng)。4.1 井筒形

15、式、數(shù)目及位置的確定4.1.1 井筒形式的確定目前我國井筒一般為立井、斜井和平硐三種形式。由于本井田地質(zhì)條件簡單、地形平坦、并非山嶺地帶，不存在平頂開拓條件，所 以排除平硐開拓方案形式。1 、斜井開拓： 優(yōu)點：1）井筒施工簡單；2）地面裝備簡單3）井底車場裝備簡單；4）延深容易， 對生產(chǎn)的干擾小；5 ）膠帶機的主斜井能力大，且不受長度限制6）初期投資少.缺點：1）井身長，絞車提升能力受限制；2 ）通過井筒的通風、動力供應、排 水等生產(chǎn)經(jīng)營費高；3）井筒維護工程量大；4 ）對地質(zhì)條件適應性差。斜井適用條件：（1）適應大中小礦井；（2）煤層埋藏淺；（3）表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，不需 特殊施工

16、法施工的緩斜和傾斜煤層。2、立井開拓：優(yōu)點：1）井身短；2）提升速度快，機械化程度高，對輔助提升有利，對深井開采有利；3）井筒斷面大，提升，排水、動力供應等生產(chǎn)經(jīng)營費低；4）井筒易維護；5）對地質(zhì)條件適應性強。缺點：1）井筒施工復雜，需較高技術(shù)、較多設(shè)備、速度慢；2 ）井筒裝備復雜，基建投資大；3 ）井筒延深困難。適用條件：1）煤層埋藏深、表土厚或水文條件復雜，井筒需特殊施工2）多水平開采的急斜煤層3）凡不適合斜井、平硐及綜合開拓方式時，均可采用立井開拓。由于本井田地質(zhì)條件簡單，地形平坦，煤層分布規(guī)則、較連續(xù)、傾角變化較小，且無斷層構(gòu)造，瓦斯和水的含量很少。井田深部以煤層的-950m 底板等高

17、 線為界；淺部以 -350 底板等高線為界 ,總體來說埋藏較深，本井田表土層厚度平均 40m ，表土層厚度較厚，然而本井田煤層傾角平均在 9.7 o 左右，地面標高為 -150m ，很明顯， 采用斜井開拓時斜井井筒的長度比立井要長的多， 這樣就增加 了提升、通風、維護費用。井筒壓煤量較立井而言大的多，此外采用斜井施工時 危險性相對立井而言較大。綜上所述， 立井開拓在經(jīng)濟和技術(shù)、安全三方面都占有很大的優(yōu)勢。故本礦 井在井筒形式上采用立井開拓。4.1.2 井筒位置的確定井筒位置的確定，主要是根據(jù)以下一些原則進行的。在煤層走向方向盡量位于井田的中央， 即要求其兩翼的長度大致相等。 這主 要是考慮到礦

18、井的煤炭運輸問題。井筒設(shè)在井田中央（儲量分配的中央） ，可使 沿井田走向的井下運輸?shù)墓ぷ髁孔钚。?而井筒偏在一翼邊界時的相應井下運輸工 作量要較前者為大。井筒設(shè)在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配、風量分配比較均衡， 通風網(wǎng)路較短，通風阻力較小。井筒偏于一翼時，一翼通風距離長、風壓增大。 如果要降低風壓，就要增大巷道端面，增加掘進工程量。如井筒偏于一側(cè)，一翼 過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一翼，將使運輸、通風過分集中，采煤掘進互相干 擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。 所以當井筒位于井田內(nèi)的煤炭儲量中心時， 全礦的運輸 費用達到最低， 當井筒位于井田一翼而形成單翼開采時， 礦井的運輸費用將增加 一倍。這樣，由于技術(shù)上的

19、不合理而帶來經(jīng)濟上的不合理， 所以布置單翼開采的 井田顯然是不可行的。按照本井田的地質(zhì)賦存條件， 現(xiàn)擬定以下四種立井井筒布置方案 （如圖 4.1.2 立井開拓方案剖面圖）圖4.1.2立井開拓方案剖面圖表4.1.2立井開拓方案對比表萬案對比萬案A,方案B,方案C,方案D優(yōu)點,a煤系基底有含水特大的巖層不允許井筒穿過時可采用b有利于深部及向下擴展,a石門長度較短b沿石門工程量較少,a石門長度較短b沿石門工程量最少c煤層斜長適中，有利采區(qū)布置以及通風和運輸,a初期（第一水平）工程量及建井工期最短。b工業(yè)廣場壓煤最少缺點,a初期工程量較大b工業(yè)廣場壓煤最大c石門長度及沿石門運輸長度較大,a布置下水平巷

20、道石門有部分工程量b工業(yè)廣場壓煤增大a工業(yè)廣場壓煤最大,a總石門工程量較大b布置下水平巷道石門很長而增大了運輸量工程量綜上考慮：從經(jīng)濟、安全、節(jié)省運輸路線和通風路線及費用，井筒的位置應選方案 c 最為合理。根據(jù)“圖 煤層地板等線”先確定主井坐標為（ 20506650 ，3803495 ）；根據(jù)煤礦安全規(guī)程 規(guī)定，礦井各個出口之間的距離不得小于 30m ， 同時考慮井上下生產(chǎn)流程能合理銜接以及井塔施工安裝和設(shè)備布置的需要， 將副 井坐標定為（ 20506680,3803525 ） , 風井設(shè)在煤層的淺部且坐標先定位定 （ 20507400 ，3802100） 。4.1.3 井筒數(shù)目的確定本礦年產(chǎn)

21、量 180 萬噸，屬大型礦井，在開拓時，決定采用三個立井：主井、副 井和風井。這樣確定的井筒數(shù)目可以滿足礦井提煤、運料、通風的要求，保證礦 井生產(chǎn)高產(chǎn)、高效、安全，有助于本礦的正常有序發(fā)展。附：井筒詳細情況表表 4.1.3 井筒詳細情況表 井筒名稱,井筒用途,井筒長度 ,斷面尺寸 ,直徑（ m ）,凈斷面積 ,m 主井,提升,850,6.5,33.2副井 ,輔助提升、通風 ,850,4.5,15.9風井 ,回風兼安全出口 ,850,4.5,15.94.2 開采水平的劃分及布置4.2.1 井田階段和水平的劃分本井田走向長度為 5500m ，傾向長度為 3551m 總的垂直標高 600m 。根據(jù)本

22、 井田條件和工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定， 本井田劃分為 4 個階段（第一階段斜 長 851m ，其余三個階段斜長均為 900m ）， 2-4 個水平。階段內(nèi)采用采區(qū)式準備方式， 每個階段沿走向方向劃分為 4 個長度為 1375m 的 采區(qū)，每個采區(qū)劃分為4個長度為225m的區(qū)段。詳細如圖421所示。圖421井田階段采取劃分圖4.2.2階段和開采水平參數(shù)1 ）水平垂高第一階段、水平垂高：851 Xs in 9.7o=143.38m，可取整數(shù)143m。第二、第三、第四階段、水平垂高：900 Xsin9.7 o=151.64m，可取整數(shù)152m。2）階段出煤量第一階段：（14265.53/3551

23、）X85仁3418.76 萬 t第二、第三、第四階段：（14265.53/3551 ）X900=3616.61 萬 t3）階段服務(wù)年限第一階段：（60.96/3551 ）X85 仁14.6a第二、第三、第四階段：（60.96/3551 ）X900=15.45a4）采區(qū)服務(wù)年限第一階段采區(qū)服務(wù)年限：（14.6/2 ） +仁（7.3+1 ） a第二、第三、第四階段采取服務(wù)年限：（15.45/2 ） +仁（7.73+1）a5）區(qū)段出煤量第一階段4個采區(qū)，每個采取4個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量：3418.76/4/4=213.67 萬 t第二、第三、第四階段均為4個采區(qū)，每個采區(qū)4個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量：3

24、616.61/4/4=226.04 萬 t表4.2階段劃分表階段劃分/m,階段斜長/m,階段垂高/m,階段出煤量/萬t,服務(wù)年限/a,區(qū)段數(shù)目/個, 區(qū)段斜長/m,區(qū)段出煤量/萬t,階段,采取,1,851,143,3418.76,14.6,7.3+1,4,212.75,213.672,900,152,3616.61,15.45,7.73+1,4,225,226.043,900,152,3616.61,15.45,7.73+1,4,225,226.044,900,152,3616.61,15.45,7.73+1,4,225,226.04 說明,采區(qū)服務(wù)年限按設(shè)計服務(wù)平局年限加上 1 年的產(chǎn)量遞增

25、、遞減期計算。4.3 井底車場 井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱， 是連接 井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉。本礦井采用立井開拓，并且設(shè)計生產(chǎn)能力為 180 萬 t/a ，屬于大型礦井；本 礦井采用固定式礦車運煤，擬定采用立井斜式環(huán)形井底車場。立井斜式環(huán)形井底車場的特點、優(yōu)缺點及適用條件如下： 特點：主副井存車線與主要運輸行道斜交， 并利用主要運輸巷道作為調(diào)車線 及部分回車繞道。優(yōu)缺點及適用條件： a 開拓工程量小， b 調(diào)車方便，運輸能力大； c 安全性 好。彎道角度小，頂推車有利，機車不過翻車機硐室； d 巷道交叉點較少，施工 較易；e井筒距大巷較近

26、，且地面出車方向要求與大巷按圖示的方向斜交。綜上考慮：采用立井斜式環(huán)形井底車場較為合適。如圖 4.3 所示。圖 4.3 立井斜式環(huán)形井底車場1- 主井； 2- 副井； 3- 主要是運輸巷道； 4- 調(diào)車線； 5- 回車線4.4 井筒延深方案 考慮三種井筒延深方案，一是主副立井直接延深，二是按斜井延深，三是暗斜井加暗立井延深?？紤]經(jīng)濟，安全以及本井田的地質(zhì)條等因素，現(xiàn)擬定在技術(shù)上可行的開拓方案有 以下三種，如下圖4.4所示。a方案1 （立井四水平直接延深開拓）B方案2 （立井四水平加暗斜井延深開拓）C方案3 （立井三水平直接延深開拓）d方案4 （立井三水平加暗斜井延深）1 ）方案1和方案2的區(qū)別

27、在于第二水平是用暗斜井延深還是用直接立井延 深。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)都比較簡單，技術(shù)都可行。兩方案比較，第一方案須多開立井井筒（2 X300 ）、階段石門（1755m ）和 立井井底車場，并相應地增加了井筒和石門的運輸、提升、排水費用。第二方案 則多開暗斜井井筒（傾角9.7度，2 X1781m ）和暗斜井的上下部車場，并相應 的增加了暗斜井的提升和排水費用。第2和第2方案基建費用和生產(chǎn)費用粗略估算如下表4.41所示。表4.41方案1和方案2粗略估算費用萬案，萬案 基建費萬元，立井開鑿,2 X300 X3000 x=180,石門開鑿，1755 X800 X=140.04,井底車場,1000 X900

28、 X=90，小計，410.04生產(chǎn)費/萬元,立井提升 ,0.8X3566.38 X0.85X=4010.68 ,石門運輸,1.755 X1.2X3566.38 X0.381=2861.61,立井排水,30.48 X380 X24 X365 X0.1525 X=1547.29,小計,8419.58總計,費用/萬元,8829.98 方案,方案建費,主暗斜井開鑿 ,890X1050X=93.45 ,副暗斜井開鑿 ,890 X1 150 X=102.35,上、下斜井車場 ,（300+500 ）X900X=72,小計,267.8,立井提升 ,0.8X1.2X7132.77 X0.381=2608.88，

29、暗斜井提升,1.781 X1.2 X7132.77 X0.48=7317.19,排水（斜、立井）,30.48 X380 X24 X365 x（0.063 X0.127） =1927.78,小計,11853.85總計，費用/萬元,12121.65,百分率,100 %通過基建費用和生產(chǎn)費用的粗略估算可知，方案 1的投入費用要比方案2較少， 又因為方案1提升、排水、運輸環(huán)節(jié)較少，人員上下比較方便，以及方案1的通風系統(tǒng)也比方案2較優(yōu)越，綜上考慮，現(xiàn)決定選用方案 1。2）方案3和方案4比較，方案3采用立井直接延深，需要開出兩條立井井筒（2 X150m ）和一條石門（1755m ），以及立井井底車場。方案

30、 4需要開出兩條暗 斜井井筒（傾角9.7度，2X890m ），以及和斜井上、下部車場。方案 3和方案 4基建費和生產(chǎn)費粗略估算如下表 4.42所示。表4.42方案3和方案4粗略估算費用 萬案，萬案 基建費萬元，立井開鑿,2 X150 X3000 X=90,石門開鑿,1755 X800 X=140.4,井底車場,1000 X900 X=90,小計,320.4生產(chǎn)費萬元，立井提升,0.8 X1.2 X3566.38 X0.85=1985.36,石門運輸,1.755 X1.2 X3566.38 X0.381=1354.62,立井排水,15.24 X380 X24 X365 X0.1525 X=773

31、.6,小計,4113.58總計,費用/萬元,4433.98,百分率,100方案,方案 基建費/萬元,主暗斜井開鑿 ,890 X1050 X=93.45,副暗斜井開鑿,890 X1150 X=1023.5,上、下斜井車場 ,（300+500 ）X900 X=72,小計,1188.95生產(chǎn)費萬元,立井提升,0.65 X1.2 X3566.38 X0.85=2364.5,暗斜井提升 ,0.89X1.2X3566.38 X0.381=1451.19,排水（斜、立），15.24 X380 X24 X365 X0.193 X=979.11,小計,4589.34總計，費用/萬元,5778.29,百分率,10

32、0 %從粗略估算費用表看出，方案3和方案4的基建費用和生產(chǎn)費用之和基本想差不多，但方案3的排水、運輸、提升、通風環(huán)節(jié)都比方案4較少，即生產(chǎn)系統(tǒng)更為簡單可靠一些，所以決定選用方案3。3）現(xiàn)在對方案1和方案3進行詳細比較：分別從建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工 程量、基建費用和生產(chǎn)經(jīng)營費用計算比較，分別如下表4.43-4.46所示。表4.43方案1和方案3建井工程量 期間，項目方案1,方案3前期，主井井筒/m,500+20,650+20,副井井筒 /m,500+5,500+5,井底車場 /m,1000,1000,主石門/m,0,878,運輸大巷 /m,1500,1500后期，主井井筒/m,300,150,副

33、井井筒/m,300,150,井底車場 /m,1000,2000,主石門 /m,1755,1755,運輸大巷 /m,2600+4100,2600+2X4100表 4.44 方案 1 和方案 3 建井工程量項目,方案 1,項目 ,方案 3運輸提升 / 萬 t.km, 工程量 ,運輸提升 / 萬 t.km, 工程量 =1384.99 采區(qū)上山運輸一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段J2 X1.2 X854.68 X3 X0.21275=1309.22 X1.2 X854.68 X2 X0.21275=872.82 X1.2 X854.68 X1 X0.21275=436.4, 采區(qū)上山運輸一水平一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段二、

34、三水平一區(qū)段二區(qū)段三區(qū)段 ,2 X1.2 X904.16 X3X0.21275=1384.92 X1.2 X904.16 X2X0.21275=923.322 X1.2 X904.15 X1 X0.21275=461.662 X1.2 X854.68 X3 X0.22604=1602.42 X1.2 X854.68 X2 X0.22604=1068.32 X1.2 X854.68 X2 X0.22604=534.14大巷及石門運輸一水平二水平立井提升一水平二水平2 X1.2 X7132.77X2.6=44508.482 X1.2 X7132.77X4.1=70168.452 X1.2 X713

35、2.77X0.5=8559.322 X1.2 X7132.77X0.3=5135.59,大巷及石門運輸一水平二水平三水平 立井提升一水平二水平三水平，2 X1.2 X7132.77X2.6=44508.482 X1.2 X3566.39X4.1=35093.282 X1.2 X3566.39X4.1=35093.281.2 X7132.77 X0.5=4279.661.2 X3566.39 X0.65=2781.78l. 2 X3566.397 X0.8=3423.74維護采區(qū)上山 /萬 m.s, 2 X1.2 X4 X2 X887.75 X8.73 X10-4=29.76，維護采區(qū)上山 /萬

36、m.s,2 X1.2 X4X3 X887.75 X8.73 X10-4 =44.64排水/萬 m3一水平二水平J380 X24 X365 X30.48 X10-4 =10146.18380 X24 X365 X30.48 X10-4 =10146.18,排水/萬m3一水平二水平三水平J380 X24 X365 X30.48 X10-4 =10146.18380 X24 X365 X15.24 X10-4 =10146.18380 X24 X365 X15.24 X10-4 =10146.18表 4.45 方案 1 和方案 3 基建費用項目,方案 1,方案 3，工程量/m,單價/元/m,費用/萬

37、元,工程量/m,單價/元/m,費用/萬元初期,主井井筒 /m,520,3000,156,670,3000,201,副井井筒 /m,505,3000,151.5,505,3000,151.5,井底車場 /m,1000,900,90,1000,900,90,主石門 /m,0,800,0.08,878,800,702.4,運輸大巷 /m,1500,800,120,1500,800,120小計,517.58,1264.9后期，主井井筒 /m,300,3000,90,150,3000,45,副井井筒 /m,300,3000,90,150,3000,45,井底車場 /m,1000,900,90,2000,

38、900,180,主石門 /m,1755,800,140.4,1755,800,140.4,運輸大巷 /m,6700,800,536,10600,800,848小、計，946.4,1258.4共計,1463.98,2523.3表4.46方案1和方案3生產(chǎn)經(jīng)營費項目力案1,方案3，工程量/m,平均單價/元/m,費用/萬元,工程量/m,平均單價/元/m,費用/萬元 運輸提升費，采區(qū)上山，2618.4,0.6,1751.04,5974.28,0.68,4060.96,小計,1751.04,4060.96,大巷及石門 ,11467.43,0.385,4414.26,11452.3,0.385,4409.

39、14,小計,4414.26,4409.14,立井,13694.21,0.84,11503.1,10484.2,1.02,10692.6,小計,11503.1,10692.6運提費合計 ,17668.4,19162.5維護采區(qū)上山 ,29.76,35,1041.6,44.64,35,1562.4排水費用，一、二、三水平，工程量/m,平均單價/元/m,費用/萬元,工程量/m,平均 單價/元/m,費用/萬元,20292.45,0.12,2435.04,30435,0.105,3195.99小計, , , ,2435.04, , ,3195.99合計, , , ,21144.68, , ,23919.

40、16項目, 方案 1, 方案 3,費用/萬元,費用/萬元初期建井費 ,517.58,1264.9基建工程費 ,1463.98,2523.3生產(chǎn)經(jīng)營費 ,21144.68,23919.16總費用 ,22608.66,27707.36表 4.47 方案 1 和方案 3 費用匯總表通過上述綜合經(jīng)濟比較，方案 1 在投資費用上基本略少于方案 3，并且，方案 1開拓延深對生產(chǎn)的影響較小， 綜合考慮最后決定采用方案 1 位本礦井的開拓延深5. 準備方式一采區(qū)巷道布置.5.1煤層的地質(zhì)特征1 ）本井田內(nèi)的可采煤層為9號煤，埋深200-800m，煤層賦存穩(wěn)定，平均 厚度7m。傾角平均為9.7。，為緩傾斜厚煤層

41、。2）本井田煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)f=2，屬中硬煤層。各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。3）煤層為單斜構(gòu)造，賦存穩(wěn)定，采取內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，沒有發(fā)現(xiàn)較大的地質(zhì)破壞以及斷層，水文地質(zhì)條件也比較簡單。4）采區(qū)工業(yè)儲量為 854.69萬t，生產(chǎn)能力18萬t/a，服務(wù)年限為 4.75a采區(qū)煤層地質(zhì)條件如下表5.1所示。表5.1每層特征表每層編號，煤層厚度/m,穩(wěn)定程度，煤層傾角/o,偽頂巖石性質(zhì)，直接頂巖石性 質(zhì),老頂巖石性質(zhì)，直接底巖石性質(zhì)，老底巖石性質(zhì)9 # ,7,中硬煤層,9.7,炭質(zhì)泥巖、泥巖，厚0.3m,泥巖、砂質(zhì)泥巖薄層狀厚3m,礫巖、粗粒砂巖，厚6m,泥巖、砂質(zhì)泥

42、巖，厚3.5m,粉砂巖與中粒砂巖互層，厚 25m5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)521采區(qū)巷道布置1）米區(qū)形式由于本井田劃分為4個階段，每個階段劃分為4個采區(qū)，每個采區(qū)走向長度為1375m，又因為本礦井采用綜合機械化采煤工藝，長臂放頂煤采煤法，現(xiàn)決定采用雙翼開采布置，每翼走向長度為 687.5m，滿足高檔綜采工作面的走向長度的要求，故采區(qū)形式采用雙翼采區(qū)布置形式。如下圖 5.2.1所示。圖5.2.1單一煤層采區(qū)上山準備方式1-運輸大巷；2 回風大巷；3-下部車場；4 軌道上山；5-運輸上山；6 上部車場7、7 -中部車場；8、8、10 區(qū)段回風平巷；9、9-區(qū)段運輸平巷；11 聯(lián)絡(luò)眼；12 采取煤

43、倉；13-采區(qū)變電所14 絞車房；15 行人聯(lián)絡(luò)眼；16-溜煤眼2）采區(qū)上下山及設(shè)計方案根據(jù)采區(qū)煤層賦存條件簡單且穩(wěn)定、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單的條件，并且煤層平均厚度在7m，屬于厚煤層。米區(qū)上山先擬定 2種方案。方案1 :采區(qū)上山聯(lián)合布置。在9 #煤層中，布置兩條上山間距 30m，兩條上山 位于采區(qū)走向中央。方案2:采區(qū)上山聯(lián)合布置。軌道上山布置于 9#煤層中間，運輸上山布置于距9 #煤層以下12m的底板巖層中。2種方案適用比較如下表521.2所示。表521.2采區(qū)方案技術(shù)比較表項目，方案1-雙煤層上山，方案2 一巖一煤上山1. 掘進工程量，工程量小，工程量較大比方案1多掘進一條石門2. 工程難度,

44、較簡單，較難3. 通風距離，短，較長，每個區(qū)段都要增加相應的通風距離4. 管理環(huán)節(jié)，少，較多5. 巷道維護，維護工程量大，費用高，支架受采動影響大。，相比維護費用有所簡 單好，難易程度有所降低6. 支架回收，可以回收，70 %可以復用，煤層上的支架可以回收，巖層上的不能回 收。7. 工程期,煤層上山掘金較快，巖層上山掘進較慢經(jīng)過詳細的比較，雙煤層上山，雖然維護費用比較高，但在掘進工程量、2。綜合工程難度、通風距離、管理環(huán)節(jié)、支架回收、工程期方面都優(yōu)越于方案考慮采取煤層地質(zhì)條件，賦存情況、 煤層厚度以及煤質(zhì)等特征因素。 決定采用方 案 1 雙煤層上山準備方式。5.2.2 生產(chǎn)系統(tǒng)運煤系統(tǒng)：工作面

45、9 16 5 12 1輔助運輸：材料與設(shè)備一 1 3 46 211 10 工作面 通風：新鮮風流 13478119工作面；污風 91125.3 采區(qū)車場形式選擇采區(qū)車場是采取上下山與運輸大巷 、回風大巷或區(qū)段運輸平巷連接處的一組 線路、巷道或硐室的總稱。采區(qū)車場的主要作用是在采區(qū)內(nèi)運輸改變或車輛存儲過渡、轉(zhuǎn)載工作的地 方，設(shè)計甩車道、儲車線及一些聯(lián)絡(luò)巷道，還包括煤倉和絞車房等硐室。按位置不同 ，采區(qū)車場分為上部車場 、中部車場和下部車場 。準備方式不同，采區(qū)車場形式及線路布置也不相同。軌道路線設(shè)計是采區(qū)車場設(shè)計的主要內(nèi)容，應與采區(qū)運輸方式、生產(chǎn)能力和采區(qū)巷道工程相適應；保證車場內(nèi)調(diào)車方便、可靠

46、；操作簡單、安全；能提高工 作效率和盡可能減少車場的開掘及維護工作量。綜上條件考慮：采區(qū)車場線路布置圖如下圖 5.3 所示。圖 5.3 采區(qū)車場線路布置圖1- 運輸上山； 2- 軌道上山； 3- 采取煤倉； 4- 空車存車線； 5- 重車存車線；6-道岔；7-材料存車線；8-繞道；9-絞車房531采區(qū)上部車場采區(qū)上部車場是采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段回風平巷或階段回風大巷之間一 組聯(lián)絡(luò)巷道和硐室的總稱。采區(qū)上部車場按軌道上山與上區(qū)段回風平巷或回風石門的連接方式不同，可分為平車場、甩車場和轉(zhuǎn)盤車場 3類。由于本采區(qū)采用上煤層上山布置，并且煤層上部砂巖礦物成分主要為石英、長石，較為堅硬，屬中等堅硬堅硬巖

47、石，比較穩(wěn)定。為減少巖石工程量，可采用甩車場比較合適。甩車場又分為單向甩車場和雙向甩車場，考慮到雙向甩車所需的交叉點斷面較大，施工和維護比較困難，現(xiàn)上部車場采用單向甩車場。如下圖5.3.1所示。圖5.3.1采區(qū)上部單向甩車場1-運輸上山；2-軌道上山；3-繞道；4-甩車道；5-絞車房；6-區(qū)段回風平巷；7-回風石門；9-回風通道1布置特點：1）軌上以傾斜甩車道與區(qū)段回風平巷（或石門）相連，在平巷內(nèi)設(shè)儲車線及調(diào) 車線。2 ）絞車房高于回風水平。2.優(yōu)點：1）調(diào)車省力；通過能力大，可減少工程量； 2 ）絞車房高，不易維護，絞車房有下行風2.適用：采區(qū)上部圍巖穩(wěn)定。532采區(qū)中部車場采區(qū)中部車場一聯(lián)

48、結(jié)上山和中部區(qū)段平巷的一組巷道和硐室的總稱。采區(qū)中部甩車場車場分：石門式、繞道式。繞道式分：單向甩車、雙向甩車、平巷式。本采區(qū)采用雙翼采區(qū)布置，軌道上山和運輸上山沿同一層位布置， 為避免車場和 運輸上山交叉，則應開掘巷道，所以中部車場現(xiàn)采用繞道式甩車場形式布置。如 同上部車場一樣采用單甩車。如圖 5.3.2所示。圖5.3.2采區(qū)中部單向繞道式甩車場1-運輸上山；2-軌道上山；3-甩車道；4-繞道；5-區(qū)段運輸平巷；特點：甩車道3由斜面進去平面后再延伸至頂板繞道4，在繞道中布置儲車線和調(diào)車線，由軌道上山2提升的礦車通過甩車道 4,再進入兩翼區(qū)段軌道平巷 5。5.3.3采取下部車場采區(qū)下部車場一采

49、區(qū)上山與階段運輸大巷聯(lián)接處的一組巷道和硐室的總稱。按裝車地點不同，采區(qū)下部車場可分為：1）大巷裝車式；1）石門裝車式；3）繞道裝車式。由于本礦井，本采區(qū)為單一煤層布置，并且是在運輸大巷直接裝車，而上山一翼只有一個采區(qū)開采工作，并不適合用繞道裝車式下部車場，總上考慮：現(xiàn)決定采用大巷裝車式下部車場。又因為本采區(qū)煤層傾角平均為9.7。，小于12。，所以采用底板繞道，如圖5.3.3所示。圖5.3.3采區(qū)大巷裝車式下部車場（底板繞道）1-運輸上山；2-軌道上山；3-采區(qū)煤倉；4-運輸大巷；5-行人斜巷；6-材料斜巷；7-繞道大巷裝車式下部車場調(diào)車方便，線路緊湊，工程量少，主要缺點是影響相鄰采區(qū)生產(chǎn)期間在

50、大巷中的通過能力。繞道出口方向可分為朝向井底車場方向或背離井底車場方向兩種，為了便于調(diào)車、通風和行人，一般采用朝向井底方向布置。5.4采區(qū)采掘接替計劃掘進與采煤是煤礦生產(chǎn)中兩個基本的環(huán)節(jié)，采煤必須掘進，掘進為了采煤。礦井 采掘關(guān)系是指礦井采煤與掘進之間相互協(xié)調(diào)與配合的關(guān)系。按照生產(chǎn)過程中采煤 工作面不斷地從一個地點轉(zhuǎn)到另一個地點的需求，合理安排相應的巷道掘進工 作，做到采掘并舉、掘進先行，是礦井正常、均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)的基本保障。如果 掘進工程落后采煤，不能按時準備出采煤工作面，將造成無采煤接續(xù)工作地點， 造成生產(chǎn)被動、產(chǎn)量下降的局面，稱之為“采掘失調(diào)”；如果掘進工程超前過多， 將造成巷道掘出后的

51、時間閑置不用，并要投入人力和物力維護，給煤礦生產(chǎn)增加 不必要的開支同時帶來一定的巷道維護困難。因此必須根據(jù)礦井生產(chǎn)規(guī)模，煤層間或煤層分層間允許的開采順序，水平、階段、 采區(qū)（盤區(qū)或者帶區(qū)）、區(qū)段或分帶間合理的開采順序，安排好整合正常的工作 面接替順序和相應的巷道掘進工程，保證協(xié)調(diào)的礦井采掘關(guān)系。541配采礦井在設(shè)計和生產(chǎn)過程中，為了滿足要求，保證礦井產(chǎn)量和煤質(zhì)的要求，達 到均衡、有效、合理的開采井田范圍內(nèi)的煤層，根據(jù)煤層煤質(zhì)和賦存條件、分布 特點和開采技術(shù)的不同，在相互銜接的各時期內(nèi)，對各采區(qū)、工作面開采程序和部署所做的統(tǒng)籌安排稱之為配采，有時也成為配產(chǎn)。配采的主要內(nèi)容有以下幾點：1）同采的薄

52、煤層和厚煤層配采；2）不同煤類或不同煤質(zhì)的煤層配采；3）上、下組煤層或同一組內(nèi)上、下部煤層配采；4）厚煤層上下各分層配采；5）礦井兩翼配采；6）解放層與被解放層配采；7）不同采煤工藝間配采；8）正規(guī)工作面與邊角煤配采。在礦井生產(chǎn)過程中， 隨著采掘工程的擴展和延深， 對煤層地質(zhì)條件的了解會 更接近于實際情況，生產(chǎn)技術(shù)和管路水平也將不斷提高。因此， 給煤層的合理配 采，不同開采技術(shù)條件煤層的合理配采不是一成不變的， 需要根據(jù)實際的條件的 變化適時調(diào)整。配采原則主要是通過編制采煤工作面接替和采區(qū)接替計劃具體實現(xiàn)的。5.4.2 采煤工作面接替按礦井產(chǎn)量計劃要求， 一個采煤工作面開采結(jié)束后， 由另一個準

53、備好的采煤 工作面投入生產(chǎn)，所形成的相互銜接關(guān)系成為采煤工作面接替。如下圖 5.4.2 為 首才工作面 1 號采區(qū)的采掘接替明細圖和表 5.4.2 采掘接替工作表所示圖5421號采區(qū)首采工作面采掘接替圖表5.4.2 ( 1 ) 1號采區(qū)#90101 采煤工作面回采參數(shù)表工作面,1號采區(qū)#90101采煤工作面工作面長度/m,212.75工作面走向長度,650采煤方法及工藝,綜合機械化放頂煤采煤法工作面煤層厚度/m,7工作面機采高度/m,2.8截深/m,0.8 日推進 /m,3.2月推進 /m,96總進度 /m,620回采煤量 /萬 t,172.79準備煤量 /萬 t,25.65開拓煤量 /萬 t

54、,15.23#90101 采煤工作面回采時間 /天,194#90101 采煤工作面工作起始日期 ,2013 年 2 月 1 號#90101 采煤工作面預計停采日期 ,2013 年8月15 號表 5.4.2 （2）1號采區(qū) #90102 掘進工作面任務(wù)計劃表工作面,1 號采區(qū)#90102 掘進工作面掘進工程名稱,區(qū)段運輸平巷 /m,620,區(qū)段回風平巷 /m,620,行人斜巷 /m,150,開切眼 /m,200煤巖別 , 煤層 礦井開拓設(shè)計支架支護,錨桿支護、金屬之架、斷面/ （平方米），毛,6,凈,4.6計劃日掘進/m,4.2計劃月掘進/m,124計劃掘進起始日期，2013年2月1號計劃掘進截止日期,2013年7月1號本采區(qū)工作面（#90101號采區(qū)首采工作面）預計在 2013年8月15號回采完 成，為順利搬家至#90101采區(qū)工作面，正常開始計劃回采，掘進班計劃必須在 2013年7月1號之前完成掘進巷道工程，以保證礦井正常連續(xù)工作。掘進班各 掘進工程量以及種類技術(shù)參數(shù)如上表表 5.4.2（2）所示。6. 礦井及首采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟指標表6.1首采工作面采煤工藝本井田煤層基本地質(zhì)條件如下：1）煤層厚度平均7m ；f=2，屬中硬煤層0.3m ；2