太原理工大學(xué)成人教育學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE1-摘要本設(shè)計(jì)是東曲礦150萬(wàn)噸礦井設(shè)計(jì)。東曲礦區(qū)位于山西省古交市汾河南岸，由井田到太原公路42km，鐵路距省城太原56km。地理位置優(yōu)越，交通十分便利。井田走向最大為5000m，最小2650m，平均大約4500m。傾斜長(zhǎng)最大為3900m，最小1850km，平均大約3087m。井田面積13.89km2。主采煤層為4、8、9號(hào)煤，平均傾角4°，平均厚度分別為5.40m、2.52m、3.66m。煤層賦存穩(wěn)定，傾角平均2.56°為近水平煤層。井田工業(yè)儲(chǔ)量28266.25萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量24386.513萬(wàn)噸。礦井服務(wù)年限為67.74a。礦井正常涌水量15.8m3/h，最大涌水量75.8m3/h。礦井瓦斯相對(duì)涌出量為0.95～3東曲煤礦設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a，礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。礦井的采煤方法主要為傾斜長(zhǎng)壁后退綜合機(jī)械化一次采全高開采。礦井的開拓方式為雙斜井兩水平開拓方式，一水平布置在+695m，二水平布置在+620m。主斜井用來(lái)提煤，副斜井用來(lái)提升設(shè)備和人員。礦井采用一礦一面的高效作業(yè)方式，另外設(shè)一備用面。工作面的長(zhǎng)度為180m。運(yùn)輸大巷采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用電機(jī)車牽引礦車。礦井通風(fēng)方式為中央分列式。本設(shè)計(jì)共包括10章：1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征；2井田境界和儲(chǔ)量；3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4井田開拓；5準(zhǔn)備方式；6采煤方法；7井下運(yùn)輸；8礦井提升；9礦井通風(fēng)及安全技術(shù)；10設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。關(guān)鍵詞：新井設(shè)計(jì)；工業(yè)儲(chǔ)量；斜井開拓；采煤方法；通風(fēng)方式目錄1礦井概述及井田地質(zhì)特征 71.1礦區(qū)概況 71.1.1交通位置 71.1.2地理位置 81.1.3地形地貌 81.1.4水文情況 81.1.5氣候條件 81.1.6地震資料 81.2井田地質(zhì)特征 81.2.1煤田地層概述 81.2.2含煤地層概述 101.2.3地質(zhì)構(gòu)造 111.3煤層特征 141.3.1煤層賦存情況 141.3.2煤質(zhì) 141.3.3頂?shù)装鍡l件 161.3.4瓦斯、煤塵、煤的自燃 172井田境界和儲(chǔ)量 182.1井田境界 182.1.1井田境界 182.1.2井田特征 192.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 192.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量 192.2.2礦井可采儲(chǔ)量 203礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 253.1礦井工作制度 253.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 263.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 263.2.2井型校核 263.2.3礦井的服務(wù)年限 274井田開拓 284.1井田開拓的基本問題 284.1.1井筒形式的選擇 284.1.2水平的選擇 304.1.3井筒位置的選擇 314.1.4大巷形式的選擇 344.1.5大巷方位的選擇 354.1.6開拓方案和綜合經(jīng)濟(jì)比較 354.1.7工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定 414.2礦井基本巷道 414.2.1井筒 414.2.2井底車場(chǎng) 454.2.3主要開拓巷道 465準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置 495.1煤層的地質(zhì)特征 495.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 495.2.1確定帶區(qū)的傾斜長(zhǎng)度（推進(jìn)長(zhǎng)度） 495.2.2帶區(qū)煤柱的確定 495.2.3工作面的長(zhǎng)度和數(shù)目的確定 495.2.4帶區(qū)內(nèi)煤層的開采順序 505.2.5帶區(qū)巷道布置 505.2.6生產(chǎn)系統(tǒng) 505.2.7確定帶區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式 515.2.8帶區(qū)內(nèi)部巷道的掘進(jìn)方法 515.2.9帶區(qū)生產(chǎn)能力的確定 525.3帶區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 545.3.1確定帶區(qū)車場(chǎng)的形式 545.3.2帶區(qū)主要硐室布置 546采煤方法 566.1采煤工藝方式 566.1.1采煤方法的確定 566.1.2回采工藝 566.1.3工作面設(shè)備布置圖見設(shè)計(jì)圖紙 676.1.4勞動(dòng)組織和循環(huán)作業(yè) 676.1.5主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 686.2回采巷道布置 706.2.1帶區(qū)巷道布置 706.2.2保護(hù)煤柱尺寸的確定 717井下運(yùn)輸 737.1概述 737.1.1井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù) 737.1.2礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 737.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 737.2.1工作面及分帶斜巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇 737.2.2帶區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的選擇 747.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 757.3.1軌道大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇 757.3.2運(yùn)輸大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇 778礦井提升 808.1概述 808.2主副斜井提升 808.2.1主斜井提升 808.2.2副斜井提升 809礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 819.1選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng) 819.1.1礦井概況 819.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 819.1.3礦井的通風(fēng)方式方案的提出 839.1.4通風(fēng)方式方案的技術(shù)比較 849.1.5通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)比較 859.1.6礦井主扇工作方法的選擇 879.1.7帶區(qū)內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng) 889.2全礦風(fēng)量的計(jì)算與分配 899.2.1確定帶區(qū)及礦井所需風(fēng)量 899.2.2確定帶區(qū)、全礦的風(fēng)量分配及礦井所需的總風(fēng)量 929.2.3風(fēng)速驗(yàn)算 929.3全礦井巷通風(fēng)阻力 939.3.1通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期最大阻力路線的確定 939.3.2礦井摩擦阻力及通風(fēng)阻力計(jì)算 959.3.3礦井總風(fēng)阻及總等積孔的計(jì)算 979.4礦井通風(fēng)設(shè)備的選型 989.4.1確定風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況點(diǎn) 989.4.2礦井主扇選擇 999.4.3電動(dòng)機(jī)的選擇 999.4.4對(duì)礦井通風(fēng)設(shè)備要求： 1009.4.5反風(fēng)、風(fēng)硐的基本要求 1019.5防止特殊災(zāi)害的安全措施 1019.5.1瓦斯管理措施 1019.5.2煤塵的防治 1019.5.3防火 1029.5.4防水 1029.5.5其他安全措施 1029.5.6避災(zāi)線路 10210礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 10311結(jié)束語(yǔ) 106參考文獻(xiàn) 107致謝 1091礦井概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概況1.1.1交通位置東曲礦位于山西省古交市境內(nèi)，市區(qū)北10km處。本井田交通十分便利，東部有太原—古交鐵路經(jīng)過，是連接鎮(zhèn)城底、西曲礦和東曲礦的運(yùn)煤專線與太焦鐵路相連。另外，公路四通八達(dá)，礦區(qū)交通極為方便。詳見圖1-1東曲礦交通位置。圖1-1東曲礦交通位置圖1.1.2地理位置地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°51′44″—112°55′20″，北緯35°31′53″—35°37′15″。1.1.3地形地貌井田內(nèi)為起伏不平的低山丘陵地形，大部分地區(qū)被黃土覆蓋，西部出露基巖較多，地形切割劇烈，沖溝發(fā)育。地勢(shì)西北高東南低，最高點(diǎn)在井田的西部，標(biāo)高為941.2m，最低點(diǎn)為井田的南部河床，標(biāo)高為784.41.1.4水文情況井田內(nèi)水系多呈網(wǎng)狀分布，西部有汾河。常年干涸無(wú)水。1.1.5氣候條件本井田氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)型，四季分明。年最小降水量265.7mm，最高降水量1010.4mm，平均612.2mm，雨水多集中在7-9月；年均蒸發(fā)量為1783mm，最小為1480.5mm，最大為2428.3mm，蒸發(fā)量為降水量的2-3倍。氣溫一般較高，日最高溫度為38.61.1.6地震資料歷年地震資料及文獻(xiàn)記載，古交地區(qū)未發(fā)生過5級(jí)以上破壞性地震。山西省地震局在《山西省地震基本烈度區(qū)劃分》上，將古交劃分為六度地震烈度。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1煤田地層概述該礦井田多被第四系黃土覆蓋，僅在井田中部和西部地區(qū)有零星出露，奧陶系灰?guī)r為煤系地層基巖。地層由老至新如下：一、奧陶系中統(tǒng)（O2）揭露厚度456.071、下馬家溝組（O2x）厚80.88~187.00m，一般厚1402、上馬家溝組（O2s）厚108.02~264.97m，一般厚3、峰峰組（O2f厚46.46~104.06m，平均二、石炭系（C）1、中統(tǒng)本溪組（C2b）灰色鋁土質(zhì)泥巖為主，夾砂質(zhì)泥巖、砂巖，底部常見雞窩狀山西式鐵礦。本地層由南至北呈增厚趨勢(shì)，厚1.64－26.15m，平均厚2、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）由煤和泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r等組成。本組地層厚58.78-91.15m，平均三、二疊系（P）1、下統(tǒng)山西組（P1S）深灰色、黑灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。本組地層厚37.20－77.34m，一般53.36m2、下統(tǒng)下石盒子組（P1x）灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、鋁土質(zhì)泥巖組成。溝谷內(nèi)有出露，風(fēng)化后呈灰白，黑灰、杏黃等雜色，地表易于辨認(rèn)。底部發(fā)育一層5m厚的灰白色中粒砂巖，定為標(biāo)識(shí)層k8，是與山西組分界的標(biāo)識(shí)，下距3#煤35.91m，按其層位可與太原西山駱駝脖子砂巖對(duì)比。全組厚44.09~3、上統(tǒng)上石盒子組（P2x）由中砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成。砂巖風(fēng)化后呈綠色，泥巖為杏黃色，交錯(cuò)層理及斜層理發(fā)育，砂巖發(fā)育地段加厚。底部往往有一層中粗粒砂巖，成分以石英為主，硅質(zhì)膠結(jié)，分選性差，穩(wěn)定性較差，為與下石盒子組分層標(biāo)識(shí)k9，在該礦體上3m出，發(fā)育一層9m厚的鋁土質(zhì)泥巖，鮞狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化后多小孔，四、第三系（N）沿山坡及較大的溝谷兩側(cè)出露，巖性為深紅色粘土，遇水曬干后堅(jiān)硬，含錳鐵礦黑色斑點(diǎn)，風(fēng)化后形成鮞狀小洞，下部含大量的淺黃色鈣質(zhì)結(jié)核。本組厚0~40五、第四系（Q）頂部多為黃色植耕土，其下多為黃色、棕黃色、黃褐色等亞粘土、粘土及砂土組成。底部可見淡紅色亞粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核，厚0~351.2.2含煤地層概述該礦井田含煤地層為石炭系太原組和二疊系山西組，以評(píng)述之。太原組（C3t）：為井田主要含煤地層之一，由深灰色或黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r、煤等組成。海陸交替相沉積，旋回明顯，含煤5~10層，但僅有9#、15#兩層煤可采。本組發(fā)育4~6層淺海相灰?guī)r，為地層對(duì)比的標(biāo)識(shí)層，自上而下編號(hào)為k2-k6，本組厚58.78~91.15m，一般厚太原組標(biāo)識(shí)層k2灰?guī)r，深灰色致密堅(jiān)硬，上部夾3-4條帶狀黑色燧石為其特征。厚7.42-10.99m，平均9k3灰?guī)r，上距k2頂4.60m，厚1.10-5.5mk4灰?guī)r，位于太原組中下部，下距k3灰?guī)r約8m，上距9#煤層底板4m左右?；疑S鐵礦結(jié)構(gòu)，劈理發(fā)育多被碳酸鹽類礦石充填，厚0k4上灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，發(fā)育不佳，穩(wěn)定性較差，在井田的北、南部變薄或相變?yōu)樯皫r、砂質(zhì)泥巖，含黃鐵礦結(jié)構(gòu)及有腕足類化石，為9#煤的直接頂。厚0-3.05m，一般k5灰?guī)r，局部發(fā)育不穩(wěn)定，有時(shí)相變?yōu)樯皫r或砂質(zhì)泥巖，上距3#煤層15m，厚0-4.58山西組（P1S）：主要含煤地層之一，由灰、深灰、灰黑色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。為陸相沉積。砂巖多為中細(xì)粒，石英含量較多。砂質(zhì)泥巖與泥巖層理發(fā)育，含植物化石。3#煤層之下的泥巖中常見扁豆?fàn)铊F質(zhì)結(jié)核。本組厚度37.20-77.34m，一般厚53m左右，含煤3-5層，可采煤層僅3#煤一層。該組底界有一層灰白色細(xì)粒砂巖，定為標(biāo)識(shí)層k7厚約1.2.3地質(zhì)構(gòu)造（一）區(qū)域構(gòu)造該礦井田位于沁水煤盆地東南邊緣，太行經(jīng)向構(gòu)造體系的復(fù)背斜南端西翼。從地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)分析，位于新華夏系第三隆起帶（太行山隆起）與秦嶺緯向構(gòu)造帶的復(fù)合部位。（二）井田地質(zhì)構(gòu)造基本構(gòu)造為走向NNE,傾向NWW，傾角3-15°的單斜構(gòu)造，發(fā)育次級(jí)緩波狀褶曲和一些小型的層間斷裂。附圖1-2東曲煤礦煤系地層綜合柱狀圖圖1-2圖1-2煤系地層柱狀圖1、褶曲：軸向主要為北東向，其次為北西向和近南北向。有些褶曲還發(fā)生弧形彎轉(zhuǎn)，軸長(zhǎng)一般200-2000m，最長(zhǎng)達(dá)3500m，兩翼傾角2-10°，在開采3#（1）東西向褶曲龍王山向斜（X1）：位于井田中部，從東向西橫穿井田，長(zhǎng)3500m，為東高西低的傾伏向斜，高差達(dá)75m，傾角1-2°，軸向S80°W，兩翼傾角興隆山背斜（B2）：在龍王山向斜東段的X1-2與X1-3向斜之間，軸向呈EW，兩翼平緩，東高西低，全長(zhǎng)2500，兩翼傾角3-5°。（2）北東向褶曲橋溝向斜（X1-1）：位于井田北部的橋溝村一帶，軸向N35°E，長(zhǎng)1000m，兩翼傾角3-6°西東曲向斜（X3）：位于井田中部蟠龍山背斜（B3）之南側(cè)，為一西部寬緩，東部狹窄的傾伏向斜，軸向NE30°，長(zhǎng)1000m2、斷層該井田在地質(zhì)勘探階段為發(fā)現(xiàn)斷層，井下開采時(shí)共發(fā)現(xiàn)2條小型斷裂結(jié)構(gòu)，斷距最大9m，一般在1.0m，走向延伸長(zhǎng)度多在200從已揭露的斷層看，對(duì)采區(qū)的劃分沒有太大的影響，破壞煤層的力度也較弱。但這些斷層往往與沖刷帶同時(shí)出現(xiàn)，直接影響工作面的布置及巷道的正常掘進(jìn)，給生產(chǎn)造成較大的困難。3、沖刷帶主要作用于3#煤層頂部，沖刷帶長(zhǎng)度50-1650m，寬6-50m，深度0.4-5.84、陷落柱井田在井下開采時(shí)發(fā)現(xiàn)2個(gè)陷落柱，1個(gè)位于四盤區(qū)4304工作面的南部，長(zhǎng)軸為50-60m，短軸為20-30m，該陷落柱不僅在3#煤層中所見，在695巖巷掘進(jìn)和Ⅸ1.3煤層特征1.3.1煤層賦存情況該井田含煤地層為二疊系山西組和石炭系太原組，共含煤13層，可采煤層僅三層，即山西組3#煤，太原組的9#、15#煤。山西組總厚6.90m，含煤系數(shù)13％，太原組煤層總厚（一）3#煤層位于山西組中下部，煤層4.83-7.46m，平均6.30m，中夾矸石4-6層，其厚度在0.05-0.70m之間，煤層的下部往往有一層0.50m軟煤層。頂板為泥巖或砂巖。煤層底板標(biāo)高在+675.69－+782.28（二）9#煤層上距3#煤層41.89-62.47m，平均51.0m，煤厚0.35-2.72m，平均1.52m，井田的東部有一面積近（三）15#煤層賦存與太原組底部，上距9#煤層25.34-49.62m，平均31m，煤厚0.80-5.27m，一般含夾矸1-3層，最多可達(dá)7層，夾石厚0.011.3.2煤質(zhì)（一）物理性質(zhì)3#煤為黑灰色、金屬光澤、貝殼狀斷口，致密堅(jiān)硬，均一條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成，宏觀煤巖類型為光亮型。9#煤為灰黑色玻璃光澤，致密性脆，暗煤和亮煤組成，條帶結(jié)構(gòu)，階梯狀斷口，宏觀煤巖類型為半光亮型，可見黃鐵礦結(jié)核或星散狀賦存于煤中。15#煤為黑色、油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核，宏觀煤巖類型為半暗淡型。（二）化學(xué)性質(zhì)可采煤層名稱煤層厚度（m）煤層間距（m）煤層結(jié)構(gòu)煤類穩(wěn)定性頂?shù)装鎺r性傾角（°）容重小～大平均小～大平均夾石層數(shù)夾石厚度（m）頂板底板3#4.83～7.046.286～70.2～0.5無(wú)煙較穩(wěn)定沙質(zhì)泥巖泥巖2～101.546.60～58.6053.109#0.80～1.961.401～20.2～0.3無(wú)煙較穩(wěn)定泥巖或石灰?guī)r泥巖2～101.525.10～45.2229.3515#1.67～3.562.071～30.2～1.25無(wú)煙較穩(wěn)定石灰?guī)r泥巖2～101.5各煤層厚煤水分一般在2％左右，洗煤后水分下降，厚煤灰分產(chǎn)率從上至下，呈遞增趨勢(shì)，3#煤為低灰煤，9#、15#煤為中灰煤；硫分以3#煤最低，為特低硫煤，9#、15#煤從特低硫-高硫均有，9#煤則以中硫煤占主導(dǎo)地位，而15#煤則以富硫煤為主，水平向上9#煤在井田的中南部及西部局部地段展布富硫地帶，15#煤在南部張開大面積的富硫帶；垂向上，煤的硫分由上至下增加。經(jīng)統(tǒng)計(jì)三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于5，硫分變化標(biāo)準(zhǔn)差3#煤小于0.5，9#、15#煤大于0.8；3#煤層煤質(zhì)變化小，，9#、15#煤層煤質(zhì)變化達(dá)。精煤揮發(fā)分在垂向上由上至下降低。煤中的元素主要碳為主，約占94％，其次為氫占3％，說(shuō)明煤化程度高。附表1-3煤層特征表（三）工藝性能1、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性各主要可采煤層的坩鍋粘結(jié)性多為1，少數(shù)者為2，膠質(zhì)層Y值為0，其粘結(jié)性亦為0，結(jié)焦性很弱。2、發(fā)熱量各煤層高位干基發(fā)熱量一般在28MJ/kg左右，屬中高發(fā)熱量之煤層。3、煤灰熔融性煤灰成分以SiO2和Al2O3為主，其軟化溫度ST均大于1250℃4、煤中的有害成分含量3#煤磷含量為0.045%，9#、15#煤小于0.01％，前者屬于低磷煤，后者為特低磷煤；原煤硫含量3#煤小于0.5%，9#、15#煤分別為2.50%、3.04%，經(jīng)1.4比重液洗選后，3#煤硫粉略有上升，9#、15#煤則明顯下降。煤中有害成分主要為9#、15#煤的硫。1.3.3頂?shù)装鍡l件（一）3#煤頂?shù)装鍡l件從鉆孔和生產(chǎn)揭露實(shí)際資料看，3#煤層普通沉積有偽頂，直接頂和老頂。偽頂巖性為炭質(zhì)泥巖，弧度不均勻，0—0.5m，一般為直接頂巖性為砂質(zhì)泥巖，致密較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育。厚度為1.5—9m，一般為老頂巖性為中?；蚣?xì)粒砂巖，厚度4—13m，一般為煤層上覆巖性，從偽頂、直接頂?shù)嚼享敒檐浫酢^硬——堅(jiān)硬型，再上是軟弱——堅(jiān)硬相間的平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。老頂初次來(lái)壓：在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)老頂巖層的厚度和裂隙發(fā)育程度長(zhǎng)期觀測(cè)，初次來(lái)壓為30—50m，周期來(lái)壓在3#煤直接底板為炭質(zhì)泥巖，厚度0.83—5.84m，平均為2.47（二）9#煤頂?shù)装鍡l件9#煤層頂板巖性以K4上石灰?guī)r為主，有時(shí)為砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖，K4上石灰?guī)r厚度0—3.05m，一般在0.56m左右，致密堅(jiān)硬，穩(wěn)定性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，有方解石充填。單向抗壓強(qiáng)度變化范圍44.9—49.0MPa之間，平均47.0MPa；單向抗拉強(qiáng)度變化范圍2.62—6.05MPa之間，平均3.90MPa；抗剪強(qiáng)度變化范圍3.57—煤層上覆巖性，從直接頂?shù)嚼享攲儆趫?jiān)硬——較硬型，再向上是硬——較硬相間的平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。因節(jié)理裂隙發(fā)育，開采后易冒落。老頂初次來(lái)壓為12m，周期來(lái)壓步距為9#煤層直接底板為泥巖，厚0.8—4.69m，平均1.62m，穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低，單向抗壓強(qiáng)度變化范圍6.3—6.7MPa，差異不大；單向抗拉強(qiáng)度變化范圍0.29—0.41MPa，平均0.36MPa；抗剪強(qiáng)度變化范圍0.92—1.16MPa之間，平均1.02MPa；膨脹率1.36（三）15#煤頂?shù)装鍡l件直接頂為k2石灰?guī)r，厚度7.42—10.99m，平均9.32底版為泥巖或鋁土質(zhì)泥巖，厚0—3.42m，平均1.3.4瓦斯、煤塵、煤的自燃（一）瓦斯本礦多年開采證實(shí)，井下瓦斯含量很低，瓦斯隨采掘巷道的延伸而增加的規(guī)律不明顯。該礦近十三年的沼氣相對(duì)涌出量未超過7m3/t·d，二氧化碳相對(duì)涌出量多在5（二）煤塵本礦在生產(chǎn)中對(duì)3#、9#煤層進(jìn)行了煤塵爆炸性鑒定，結(jié)果無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。（三）煤的自燃本礦在1983年對(duì)9#、15#煤層作了煤的自燃趨勢(shì)鑒定，確定兩煤層均為易自燃煤，3#煤層未作鑒定，但從地面堆積6個(gè)月后即發(fā)生自燃，說(shuō)明了3#沒層亦屬于易自燃煤。2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界2.1.1井田境界在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：1.井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2.保證井田有合理尺寸；3.充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4.合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。本井田西與西曲礦相連，北到泊村，管莊、巴公鎮(zhèn)以南，東到西元慶西泊南村一帶，南于鎮(zhèn)城底礦井相鄰。根據(jù)以上劃分原則以及古交地區(qū)煤田的整體規(guī)劃，確定四周邊界為：井田的北部、西北、西南均以風(fēng)氧化帶為界，西部、東部和南部人為化定邊界。2.1.2井田特征該礦走向長(zhǎng)度最大為5000m，最小2650m，平均大約4500m。傾斜長(zhǎng)最大為3900m2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量本井田構(gòu)造中等，煤層產(chǎn)狀平緩，傾角多在2-10°之內(nèi)，故采用水平投影面積及煤層偽厚估算儲(chǔ)量，其公式如下：Zg=S×M×γ其中：Zg——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；S——井田的傾斜面積，km2；M——煤層的厚度，6.30γ——煤的容重，1.50t/m3；面積S的確定（網(wǎng)格法）由網(wǎng)格法得：本礦井共計(jì)65個(gè)網(wǎng)格。故井田投影面積：S=65×500×500=1625(㎡)井田工業(yè)儲(chǔ)量Zg=S×M×γ3#煤Zg1=1625×6.3×1.5＝15356.25（萬(wàn)t）9#煤Zg2=1625×1.52×1.5＝3705（萬(wàn)t）15#煤Zg3=1625×2.51×1.5＝6118.125（萬(wàn)t）所以：Zg=21822.125（萬(wàn)t）工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供利用的列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量，即A+B+C級(jí)儲(chǔ)量。2.2.2礦井可采儲(chǔ)量計(jì)算可采儲(chǔ)量時(shí)，必須要考慮以下儲(chǔ)量損失：工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱；井田邊界煤柱損失；采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失；建筑物、河流、鐵路等壓煤損失；其它各種損失。各種煤柱損失計(jì)算邊界煤柱井田邊界長(zhǎng)度8050m，取邊界煤柱30m。則：面積s=8050則邊界煤柱損失為：3#煤Zb3=24.15×6.3×1.5＝228.2175（萬(wàn)t）9#煤Zb9=24.15×1.52×1.5＝54.6998（萬(wàn)t）15#煤Zb15=24.15×2.51×1.5＝90.9248（萬(wàn)t）合計(jì)：P1=24.15×10.33×1.5=373.8961（萬(wàn)t）風(fēng)化帶煤柱風(fēng)氧化帶長(zhǎng)8700m,取風(fēng)氧化帶煤柱20m，則：面積S=8700則風(fēng)氧化帶煤柱損失為：3#煤Zb3=17.4×6.3×1.5＝164.43（萬(wàn)t）9#煤Zb9=17.4×1.52×1.5＝39.672（萬(wàn)t）15#煤Zb15=17.4×2.51×1.5＝65.51（萬(wàn)t）合計(jì)：P2=17.4×10.33×1.5=269.612（萬(wàn)t）工業(yè)廣場(chǎng)壓煤井口附近要有一定范圍用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括：主副井生產(chǎn)系統(tǒng)、建筑物與結(jié)構(gòu)物。查《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，大型礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為（0.8-1.1）×104㎡/10萬(wàn)t。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a，則工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為1.5×105㎡，工業(yè)廣場(chǎng)矩形布置，取走向450m，傾向330m，所以工業(yè)廣場(chǎng)實(shí)際占地面積1.485×由地質(zhì)資料知：東曲礦井3號(hào)走向移動(dòng)角為δ=75°，上山移動(dòng)角為γ=75°，下山移動(dòng)角為β=δ-0.8δ=72.6°，表土層移動(dòng)角為φ=45°。工業(yè)廣場(chǎng)位置大致在井田的中央：根據(jù)本礦地質(zhì)資料，表土層厚度約為0—35.01m，表土層厚度平均15井筒穿煤層時(shí)，見煤深度3#煤：H3=649#煤：H9=11515#煤：H15=146礦井工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)等級(jí)為1級(jí)，圍護(hù)帶寬度取20m，則占地面積為：470×圖2-1工業(yè)廣場(chǎng)煤柱計(jì)算示意圖所以，根據(jù)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱計(jì)算示意圖、計(jì)算公式，得各煤層工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失為：S=h×cotφ=15×cot45°=15（m）3#煤：q=(64-15)/(tan72.6°+tan2.56°)=15.14(m)l=(64-15)/(tan75°-tan2.56°)=15.57(m)l’=(64-15)/tan75°=13.31(m)傾向長(zhǎng)度a=l+q+2s+470=15.57+15.14+30+470=530.71(m)走向長(zhǎng)度b=2*(l’+s)+350=2*(13.13+15)+350=406.26(m)由上所述知，工業(yè)廣場(chǎng)煤柱可近似為矩形：壓煤損失為Zb3=530.71×406.26×6.3×1.5=203.7479（萬(wàn)t）9#煤：q=(115-15)/(tan72.6°+tan2.56°)=30.9(m)l=(115-15)/(tan75°-tan2.56°)=27.12(m)l’=(115-15)/tan75°=26.79(m)傾向長(zhǎng)度a=l+q+2s+470=30.9+27.12+30+470=558.02(m)走向長(zhǎng)度b=2*(l’+s)+350=2*(26.79+15)+350=433.58(m)由上述所知，工業(yè)廣場(chǎng)煤柱可近似為矩形：壓煤損失為Zb9=558.02×433.58×1.52×1.5=55.1637（萬(wàn)t）15#煤：q=(146-15)/(tan72.6°+tan2.56°)=40.485(m)l=(146-15)/(tan75°-tan2.56°)=35.53(m)l’=(146-15)/tan75°=35.1(m)傾向長(zhǎng)度a=l+q+2s+470=40.485+35.53+30+470=576.015(m)走向長(zhǎng)度b=2*(l’+s)+350=2*(35.1+15)+350=450(m)由上所述知，工業(yè)廣場(chǎng)煤柱可近似為矩形：壓煤損失為Zb15=576.015×450×2.51×1.5=97.5913（萬(wàn)t）合計(jì)P3=203.7479+55.1637+97.5913=356.5029（萬(wàn)t）礦井可采儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式為：Zk=（Zg-P）×C式中：Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；P——永久煤柱損失，Mt；C——采區(qū)采出率，取0.75所以本礦井的可采儲(chǔ)量為：Zk=（Zg-P）×C=（25179.375-356.5029-373.8961-269.612）×75%=18134.523萬(wàn)t本礦井為煤層單水平開拓，主采3#煤層，平均傾角2.56°，為近水平煤層，9#煤和15#煤聯(lián)合開采，其礦井的水平儲(chǔ)量表見表2-2。表2-2礦井儲(chǔ)量綜合表（單位：萬(wàn)噸）單位萬(wàn)t3#煤9#煤15#煤總計(jì)工業(yè)儲(chǔ)量Zg15356.2537056118.12525179.375邊界煤柱p1228.217554.699890.9248373.8961風(fēng)氧化帶煤p2柱164.4339.67265.51269.612工業(yè)廣場(chǎng)煤柱p3203.747955.163797.5913356.5029Zg-p1-p2-p314759.85463555.46455864.098924179.364Zk=（Zg-p）×75%11069.89109419.563418134.5233礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度本礦井年工作日為300天，采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班工作6小時(shí)。根據(jù)煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范，礦井日凈提升確定為14小時(shí)。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國(guó)家需煤等因素確定。針對(duì)東曲礦的實(shí)際情況：地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為近水平煤層（傾角平均2.56°），煤層單水平開拓，主采煤層3#煤，平均厚度為6.30m，9#和15#煤厚分別為1.52m、2.51m；瓦斯和水涌出量較小，走向長(zhǎng)度最大為5000m，最小2650m，平均大約4500m。傾斜長(zhǎng)最大為根據(jù)以上條件和東曲煤礦的最初設(shè)計(jì)，確定本礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/年。3.2.2井型校核通過對(duì)實(shí)際煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型加以校核：煤層開采能力東曲礦井田3#煤層賦存穩(wěn)定的厚煤層，傾角為2o—10o，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于采用放頂煤開采。據(jù)實(shí)習(xí)礦井生產(chǎn)實(shí)際，可布置一個(gè)綜采放頂煤工作面保產(chǎn)，煤層開采能力能滿足礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核本設(shè)計(jì)的礦井為大型礦井，開拓方式為雙斜井單水平開拓。主斜井采用膠帶連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，能滿足提升方面的要求。大巷采用強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸能力也能達(dá)到要求，且機(jī)械化程度高。輔助運(yùn)輸采用1.5噸固定廂式礦車，調(diào)車和通過能力均能滿足要求，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能滿足要求，不會(huì)影響生產(chǎn)能力。安全條件校核本礦井瓦斯涌出量為0.95~3.48m3儲(chǔ)量條件校核規(guī)范規(guī)定，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證足夠的服務(wù)年限。井田的可采儲(chǔ)量為18134.523萬(wàn)t，礦井的服務(wù)年限為86.35年；第一水平可采儲(chǔ)量11069.891萬(wàn)t，第一水平服務(wù)年限52.71年，可以滿足礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。3.2.3礦井的服務(wù)年限礦井實(shí)際的地層和煤層特征地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為近水平煤層（傾角平均2.56°），煤層單水平開拓，主采煤層3#煤，平均厚度為6.30m，9#和15#煤厚分別為1.52礦井服務(wù)年限的計(jì)算礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式：T=式中：T——礦井的服務(wù)年限，a；Zk——可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；A——礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，為150萬(wàn)t；K——礦井備用系數(shù)，取1.4。所以礦井服務(wù)年限為：T==18134.523/（150×1.4）=86.35（a）因?yàn)?6.35>60年，符合煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的大型礦井（120～240萬(wàn)t/年）服務(wù)年限至少在60年以上的標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。第一水平服務(wù)年限的校核)T1=Zk1/(A×K)=11069.891/（150×1.4）=52.71（a）4井田開拓4.1井田開拓的基本問題4.1.1井筒形式的選擇平硐、斜井與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表4-1表4-1平硐、斜井與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平峒運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，設(shè)備少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低受地形及埋藏條件限制，只適用于賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地帶，并且要便于布置工業(yè)場(chǎng)地斜井掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，延伸對(duì)生產(chǎn)干擾少斜井井筒長(zhǎng)，提升深度有限，通風(fēng)路線長(zhǎng)，阻力大立井井筒通風(fēng)斷面大，通風(fēng)阻力小，不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件制約施工技術(shù)復(fù)雜，需要的設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，基建費(fèi)用高本井田內(nèi)地表為起伏不平的低山丘陵地形，大部分地區(qū)被黃土覆蓋，西部出露基巖較多，地形切割劇烈，沖溝發(fā)育。地勢(shì)西北高東南低，最高點(diǎn)在井田的西部，標(biāo)高為941.2m，最低點(diǎn)為井田的南部河床，標(biāo)高為784.4m，相對(duì)高差為142.8m。表土厚0～39.5m，可采煤層賦存穩(wěn)定，傾角2～10度，屬低瓦斯礦井，三號(hào)煤埋深平均從上表并結(jié)合本井田的地質(zhì)狀況可以看出，受地形及埋藏條件限制平峒不適合本井田。斜井開拓與立井開拓相比，井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井筒裝備、井底車場(chǎng)及垌室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。與立井開拓相比，斜井開拓的缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)，輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大，管線長(zhǎng)度長(zhǎng)；斜井井筒通過富含水層、流砂層施工技術(shù)復(fù)雜。對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。本井田地表為中部高南北低的低山黃土丘陵區(qū)，表土厚0～39.5m，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，沒有大的斷層和富含水層，可采煤層賦存穩(wěn)定，傾角2～10度，屬低瓦斯礦井，三號(hào)煤埋深平均4.1.2水平的選擇東曲礦可采煤層3層，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為近水平煤層（傾角平均2.56°）。煤田走向長(zhǎng)度最大為5000m，最小為2650m，平均大約4500m。傾斜長(zhǎng)度最大為3900m由地質(zhì)柱狀圖知：主采煤層3#煤，平均厚度為6.30m，9#和15#煤厚分別為1.52m、2.51m；3#煤層距9#煤層51m距離較遠(yuǎn)，9#和15#煤層相距31m。3層可采煤層可以兩水平（3#煤?jiǎn)嗡介_拓，9#和15#煤聯(lián)合開拓）或三水平（各煤層分別設(shè)水平）開拓，其優(yōu)缺點(diǎn)見表表4-2水平優(yōu)缺點(diǎn)比較表項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)兩水平開拓運(yùn)輸集中，減少了井底車場(chǎng)的數(shù)目，相應(yīng)減少設(shè)備的投資。9#煤向15#煤轉(zhuǎn)載簡(jiǎn)單，生產(chǎn)集中，有利于達(dá)產(chǎn)，水平服務(wù)年限合適。開采9#煤的初期工程量大，轉(zhuǎn)載9#煤相應(yīng)增加運(yùn)輸距離。多開聯(lián)絡(luò)巷道，工程量多，聯(lián)系復(fù)雜，通風(fēng)復(fù)雜，管理復(fù)雜。三水平開拓系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，對(duì)每層煤的初期工程量都不大。運(yùn)輸分散，增加了一套生產(chǎn)系統(tǒng)，相應(yīng)增加了設(shè)備和工程開拓量，投資大，9#和15#煤?jiǎn)嗡介_拓，水平服務(wù)年限不合適。根據(jù)上表并結(jié)合3層可采煤層的具體情況和地質(zhì)特點(diǎn)可以看出：由于9#煤層厚度1.52m，與15#煤層的距離31綜上所述，本設(shè)計(jì)決定采用3#煤層單水平開拓，9#煤層和15#煤層聯(lián)合開拓的兩水平開拓方案。4.1.3井筒位置的選擇井筒位置的確定原則有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；井田兩翼的儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水的威脅；工業(yè)場(chǎng)地宜少占耕地，少壓煤；水源、電源較進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。主副井井筒位置的確定由4.1.1的論述可知本井田采用斜井開拓，考慮以上井筒位置確定原則，并結(jié)合礦井實(shí)際情況，對(duì)井筒位置可以提出兩個(gè)方案。方案a：兩斜井設(shè)在北部邊界露頭處由井田的走向剖面圖可以看出煤層兩端蹺，中間凹有很長(zhǎng)一段距離傾角很小呈水平趨勢(shì)。為了解決排水、硐室維護(hù)等問題，在蹺端采用兩條巖石大巷，等煤層傾角變小接近水平時(shí)采用煤層大巷。方案b：兩斜井設(shè)在儲(chǔ)量的中央兩斜井設(shè)在儲(chǔ)量的中央，采用煤層大巷運(yùn)輸，很好的解決了排水的問題且運(yùn)輸費(fèi)用小，但是需要留置大量的煤柱。因此，需對(duì)兩方案進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較。兩方案經(jīng)濟(jì)比較表見表4-2方案比較示意圖見圖4-3，圖4-4。雖然，方案b兩斜井布置在斜井的中央會(huì)造成大量斜井煤柱的留設(shè)，但是考慮到當(dāng)今經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，煤柱會(huì)得到大部分的回收，且方案a比方案b的百分率為126.3%大于110%，因此方案二優(yōu)勢(shì)明顯。圖4-3方案a：兩斜井設(shè)在北部邊界露頭處圖4-4方案b：兩斜井設(shè)在儲(chǔ)量的中央表4-5井筒位置選擇經(jīng)濟(jì)比較表方案a（萬(wàn)元）方案b（萬(wàn)元）基建費(fèi)巖石大巷1100*（1915.5+14398+20234）*10=591.657煤層大巷4200*（1366.6+974.8+1476.9）=1603.686煤層大巷3100*（1366.6+974.8+1476.）*10=1183.673主斜井井筒235.8*258.7=48.5441主斜井井筒272*2058.7=55.9966副斜井井筒235.8*2962.8=69.8628副斜井井筒272*2962.8*10=80.5881小計(jì)1911.91471722.0929生產(chǎn)費(fèi)用提升費(fèi)用1.00*11069.89*0.272=3011提升費(fèi)用1.00*11069.89*235.8=2610.28維護(hù)費(fèi)用巖巷1100*（15.72+13.56）*52.71*10-4=169.768煤巷3100*（31.74+21.96）*52.71*10-4=877.4煤巷4200*（31.74+21.96）*52.71*10-4=1188.8運(yùn)輸費(fèi)用5534.9455*0.429*2.1=4986.4323運(yùn)輸費(fèi)用2767.4728*0.429*1.05+2767.4728*0.429*1.05=2493.2162排水費(fèi)用150*24*365*52.71*0.459*10-4=3179.0771排水費(fèi)用150*24*365*52.71*0.459*10-4=3179.0771小計(jì)12223.67759471.3733總計(jì)費(fèi)用14135.5922費(fèi)用11193.4662百分率126.3%百分率100%風(fēng)井位置的選擇風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本礦井第一水平采用中央分列式通風(fēng)，故將風(fēng)筒布置邊界風(fēng)氧化帶的煤柱初，從而減少了煤柱的損失。經(jīng)以上的論述和比較，可以得出井筒位置的坐標(biāo)見表4-6表4-6井筒坐標(biāo)井筒名稱XY主井534.053939.23副井534.03939.20風(fēng)井535.433942.2534.153937.254.1.4大巷形式的選擇該井田地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單無(wú)大的斷層和影響開采的地質(zhì)構(gòu)造。儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，屬低瓦斯礦井。3號(hào)煤埋深平均70m，為近水平煤層（傾角平均2.56°），f=2-4，容重1.5t/m3。因此采用煤層大巷具有很大的優(yōu)勢(shì)：掘進(jìn)速度快，掘進(jìn)出煤減少初期投資；煤層埋深淺壓力相對(duì)較小有利于巷道硐室的維護(hù)。但是，該井田走向長(zhǎng)度最大為5000m平均大約4500m因此，兩煤和一煤一巖各具優(yōu)勢(shì)，需對(duì)兩煤和一煤一巖作經(jīng)濟(jì)比較和綜合比較。兩煤和一煤一巖粗略經(jīng)濟(jì)比較表見表4-7。表4-7兩煤和一煤一巖粗略經(jīng)濟(jì)比較表兩煤大巷（萬(wàn)元）一煤一巖大巷（萬(wàn)元）掘進(jìn)費(fèi)用4200×（1366.6+974.8）×10-4=983.394200×（1915.5+974.8）×10-4=1213.93維護(hù)費(fèi)用4200×（21.69+31.74）×52.71×10-4=1182.8444200×（21.69+15.72）×52.71×10-4=850.328總計(jì)2166.2322064.254百分率104.9%100%由以上的比較結(jié)果可知，兩費(fèi)用近似相同（相差不足5%），因此還需對(duì)兩方案進(jìn)行綜合的經(jīng)濟(jì)比較。4.1.5大巷方位的選擇 本設(shè)計(jì)井田，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為近水平煤層（傾角平均2.56°）。煤田走向長(zhǎng)度最大為5000m，最小為2650m，平均大約4500m。傾斜長(zhǎng)度最大為3900m，最小1850m，平均大約3087m，井田面積13.89km2。井田邊界基本規(guī)則，采用工作面直接向大巷推進(jìn)的帶區(qū)準(zhǔn)備方式，大巷方位可以沿走向也可沿傾向，因此，具體采用何種經(jīng)濟(jì)方式還需綜合比較。4.1.6開拓方案和綜合經(jīng)濟(jì)比較開拓方案粗略比較綜合4.1.1~4.1.5所述，對(duì)設(shè)計(jì)井田綜合提出以下四種方案：方案一、斜井（中央）兩水平兩煤走向大巷，見圖4-8。方案二、斜井（中央）兩水平一巖一煤走向大巷，見圖4-9。方案三、斜井（中央）兩水平兩煤傾向大巷，見圖4-10。方案四、斜井（邊界）兩水平走向大巷，見圖4-11。四種開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較表見表4-12。方案一、三的區(qū)別僅在于大巷是沿傾向布置還是沿走向布置，兩方案的系統(tǒng)都簡(jiǎn)單可靠、可行。但方案三的費(fèi)用比方案二的費(fèi)用高11.9%，所以決定選用方案一。方案二、四的區(qū)別在于斜井的位置是在中央還是在邊界。兩方案都充分結(jié)合了礦井的實(shí)際情況設(shè)計(jì)，方案四比方案二費(fèi)用高出28.77%，但方案二未考慮斜井煤柱損失的費(fèi)用?？紤]到采用一巖一煤（巖石大巷為輔助運(yùn)輸巷，煤層大巷為膠帶運(yùn)輸巷）可以解決煤層起伏對(duì)運(yùn)煤和輔助運(yùn)輸?shù)挠绊?，中和煤層大巷維護(hù)費(fèi)用高和巖石大巷掘進(jìn)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，綜合利用巖石大巷和煤層大巷的優(yōu)勢(shì)，和隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展斜井煤柱會(huì)得到大量回收，最后決定選用方案二。余下的一、二方案均屬技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，但是兩方案初期投資和工程量還存在差異，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用也略有不同。因此，兩方案還需要進(jìn)行更詳細(xì)的比較來(lái)確定其優(yōu)劣。圖4-8方案一、斜井（中央）兩水平兩煤走向大巷圖4-9方案二、斜井（中央）兩水平一巖一煤走向大巷圖4-10方案三、斜井（中央）兩水平兩煤傾向大巷圖4-11方案四、斜井（邊界）兩水平走向大巷表4-12開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表（單位：萬(wàn)元）方案一方案三基建費(fèi)用煤層大巷4200*（1366.6+974.8）*10-4=983.388煤層大巷5500*（1366.6+974.8）*10-4=1287.77生產(chǎn)費(fèi)用維護(hù)費(fèi)用4200*（31.74+21.96）*52.71*10-4=1188.8213維護(hù)費(fèi)用5500*（31.74+21.96）*52.71*10-4=1556.7898運(yùn)輸費(fèi)用2*2767.4728*0.429*1.05=2493.2162運(yùn)輸費(fèi)用2767.428*0.429*1.00+1383.7364*0.429*1.00+691.857*0.429*0.50+691.857*0.429*1.5=2374.4628總計(jì)4665.42555219.0226百分率100%111.9%方案二方案四基建費(fèi)煤層大巷4200*（1915.5+974.8）*10-4=1213.926主斜井井筒235.8*258.7*10-4=48.5441副斜井井筒235.8*2962.8*10-4=69.8628巖石大巷1100*（1915.5+1439.8）*10-4=369.083煤層大巷3100*（1366.6+974.8）*10-4=725.834主斜井井筒272*2058.7*10-4=55.9966副斜井井筒272*2962.8*10-4=80.5881小計(jì)1231.50171332.3329生產(chǎn)費(fèi)用提升費(fèi)用1.00*11069.89*235.8=2610.28提升費(fèi)用1.00*11069.89*0.272=3011維護(hù)費(fèi)用煤巷4200*（15.72+21.96）*52.71*10-4=834.1673巖巷1100*（15.72+13.56）*52.71*10-4=169.768煤巷3100*（31.74+21.96）*52.71*10-4=877.4運(yùn)輸費(fèi)用2767.4728*0.429*1.05+2767.4728*0.429*1.05=2493.2162運(yùn)輸費(fèi)用5534.9455*0.429*2.1=4986.4323排水費(fèi)用150*24*365*52.71*0.459*10-4=3179.0771排水費(fèi)用150*24*365*52.71*0.459*10-4=3179.0771小計(jì)9116.740612223.6774總計(jì)費(fèi)用10449.0735費(fèi)用13455.1791百分率100%百分率128.77%詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較表4-13建井工程量項(xiàng)目方案一方案二初期主斜井井筒235.8+108.8235.8+108.8副斜井井筒235.8235.8+36.2運(yùn)輸大巷兩煤2*4200煤巷4200巖巷4200后期主斜井井筒297.5297.5副斜井井筒297.5297.5運(yùn)輸大巷兩煤2*4200煤巷4200巖巷4200表4-15基建費(fèi)用表方案項(xiàng)目方案一方案二工程量單價(jià)費(fèi)用工程量單價(jià)費(fèi)用初期主斜井井筒344.62058.770.94344.62058.770.94副斜井井筒235.82962.869.862722962.880.59運(yùn)輸大巷84001439.81209.43煤巷4200974.8409.42巖巷42001915.5804.51小計(jì)1350.231365.46后期主斜井井筒297.52058.761.25297.52058.761.25副斜井井筒297.52962.888.14297.52962.888.14運(yùn)輸大巷84001439.81209.43煤巷4200974.8409.42巖巷42001915.5804.51小計(jì)1358.821363.32共計(jì)2709.052728.78表4-14生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程費(fèi)項(xiàng)目方案一項(xiàng)目方案二維護(hù)費(fèi)2377.64維護(hù)費(fèi)1668.33表4-16費(fèi)用匯總表方案項(xiàng)目方案一方案二費(fèi)用/萬(wàn)元百分率費(fèi)用/萬(wàn)元百分率初期建井量1350.23100%1365.46101.12%基建工程量2709.05100%2728.78100.73%生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)2377.64142.52%1668.33100%相對(duì)費(fèi)用6436.92111.7%5762.57100%在上述的經(jīng)濟(jì)比較中需說(shuō)明以下幾點(diǎn)：兩方案的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)中，運(yùn)輸費(fèi)、排水費(fèi)等近似相同，在比較中未進(jìn)行比較。兩方案的井底車場(chǎng)、石門的掘進(jìn)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用略有不同，但費(fèi)用較小，也未做比較。兩方案都未涉及通風(fēng)等費(fèi)用。在方案比較中，凡是相同的都為做比較，因此最后的總費(fèi)用為相對(duì)費(fèi)用，只做比較用，不代表實(shí)際方案的費(fèi)用。由以上的比較可以看出方案一比方案二的相對(duì)費(fèi)用高11.7%，大于10%，且方案一與方案二的初期基建費(fèi)用基本相同，因此決定選用方案二斜井（中央）二水平折返式井底車場(chǎng)煤層膠帶運(yùn)輸大巷巖石軌道輔助運(yùn)輸大巷的開拓方式。4.1.7工業(yè)廣場(chǎng)的位置、形狀和面積的確定工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素：盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局；占地要少，盡量做到不搬遷村莊；盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于最高洪水位；盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)與主副斜井筒位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小詳見第二章第三節(jié)內(nèi)容，工業(yè)廣場(chǎng)為450m×330m4.2礦井基本巷道4.2.1井筒主斜井本礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力150萬(wàn)t，主斜井內(nèi)采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，型號(hào)為STJ-1200/4×280s型鋼絲繩強(qiáng)力膠帶運(yùn)輸機(jī)。主斜井參數(shù)見圖4-17和表4-18。副斜井采用JT型提升絞車牽引礦車。小礦車選用MG1.7-6A副斜井?dāng)嗝婕皡?shù)見圖4-19和表4-20。風(fēng)井風(fēng)井內(nèi)設(shè)梯子間作為另一個(gè)安全出口。見圖4-21圖4-17主井?dāng)嗝鎴D(半圓拱，混凝土，B=3000)1：50表4-18主井?dāng)嗝婕夹g(shù)特征表圍巖（f）斷面（m2）掘（mm）支護(hù)厚度mm每米混凝土消耗量（m3）鋪底（m3）粉刷面積（m2）凈掘?qū)捀吖氨诨A(chǔ)合計(jì)4-67.710.1350032502501.280.750.192.220.307.5圖4-19副斜井?dāng)嗝鎴D表4-20副井?dāng)嗝婕夹g(shù)特征表圍巖類別斷面（m2）掘（mm）噴射厚度（mm）錨桿凈周長(zhǎng)（m）凈掘?qū)捀咝问酵饴╅L(zhǎng)度排列方式間排距錨深長(zhǎng)×直徑煤13.214.244003700100樹脂100菱形80020002100×1613.8圖4-214.2.2井底車場(chǎng)車場(chǎng)的型式和布置形式本井底車場(chǎng)不經(jīng)過石門與巷大直接相連，減少了工程量。由于該車場(chǎng)采用了膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤系統(tǒng)，使車場(chǎng)形式大為簡(jiǎn)化，實(shí)際它只是一個(gè)帶有機(jī)車?yán)@道的單環(huán)行車場(chǎng)，且通過能力較大較富裕。布置形式見圖4-22。圖4-22斜井環(huán)行井底車場(chǎng)（膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤）車場(chǎng)副井空重車線的驗(yàn)算大型礦井的副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng)為1.0～1.5列車長(zhǎng)。輔助運(yùn)輸采用MG1.7-6A型1.5噸固定廂式礦車運(yùn)輸，其尺寸為2400×1050×1200。電機(jī)車選用ZK6-6/550-1型架線電機(jī)車，其尺寸為4460×1014×一列車的長(zhǎng)度L列車＝4500＋2400×15＝40500mm副井空重車線的長(zhǎng)度應(yīng)≥40.5×1.5=60.75所選車場(chǎng)的副井空重車線的長(zhǎng)度L副井空重車線＝105m>調(diào)車方式運(yùn)輸大巷的煤直接由皮帶運(yùn)入井底煤倉(cāng)。矸石列車在副井重車線機(jī)車分離以后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場(chǎng)。材料的運(yùn)行路線與矸石空車相同。車場(chǎng)峒室的布置，見圖4-224.2.3主要開拓巷道主要開拓巷道的支護(hù)方式根據(jù)本礦井的設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點(diǎn)，經(jīng)過開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機(jī)大巷布置在煤層底板的巖石中，輔助運(yùn)輸大巷布置在煤層的中輔。膠帶輸送機(jī)大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用架線式電機(jī)車牽引1.5噸固定廂式礦車。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷）均采取錨噴，其支護(hù)效果好，經(jīng)濟(jì)效益可觀。主要開拓巷道的特征（斷面形式和斷面大?。┠z帶運(yùn)輸大巷，軌道輔助運(yùn)輸大巷等主要開拓巷道的斷面形式、斷面大小、支護(hù)方式及參數(shù)見圖4-23、表4-24和圖-25、表4-26。各主要開拓巷道的風(fēng)速檢驗(yàn)詳見本設(shè)計(jì)第九章有關(guān)內(nèi)圖4-23膠帶輸送機(jī)巷斷面圖表4-24膠帶輸送機(jī)巷斷面特征表圍巖類別斷面/m2掘進(jìn)尺寸/m噴射厚度/mm錨桿/mm凈周長(zhǎng)/m凈掘?qū)捀咄饴堕L(zhǎng)度排列方式間排距錨深直徑巖石9.810.73.83.5100100矩形80016001612.3半圓拱雙軌運(yùn)輸大巷（錨噴，B=4600）1：50圖4-25軌道大巷斷面圖表4-26軌道大巷斷面特征表圍巖類別斷面/m2掘進(jìn)尺寸/m噴射厚度mm錨桿/mm凈周長(zhǎng)/m凈掘?qū)捀咤^桿排數(shù)排列方式間排距錨深直徑巖石14.316.64.84.110012矩形80016001414.85準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置5.1煤層的地質(zhì)特征本井田主采煤層3#煤，為黑灰色、金屬光澤、貝殼狀斷口，致密堅(jiān)硬，均一條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成，宏觀煤巖類型為光亮型。比重及硬度較大，普氏硬度為2～3，平均容重為1.50t/m3，塊質(zhì)隨變質(zhì)程度而增。3#煤位于山西組中下部，煤層厚度為4.83-7.46m，平均6.30m，煤層傾角2°～10°，平均2.56°，屬于近水平煤層。中夾矸石4-6層，其厚度在0.05～0.70m之間，煤層的下部往往有一層0.50m軟煤層。頂板為泥巖或砂巖。煤層底板標(biāo)高在+675.69～+782.28煤塵爆炸指數(shù)較小，無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)。井下瓦斯含量極底，瓦斯相對(duì)涌出量0.95m3~3.48/t，二氧化碳相對(duì)涌出量5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)5.2.1確定帶區(qū)的傾斜長(zhǎng)度（推進(jìn)長(zhǎng)度）考慮到工作面采用綜采放頂煤工藝，應(yīng)充分發(fā)揮綜采設(shè)備的作用，工作面搬家比較耗費(fèi)時(shí)間，應(yīng)盡可能的減少搬家的次數(shù)。神華集團(tuán)的大柳塔礦的工作面推進(jìn)長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到4000多米，在現(xiàn)有的巷道支護(hù)和設(shè)備在技術(shù)上是完全沒有問題的。本礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，只在西北部有一小斷層，煤層小，頂?shù)装宸€(wěn)定，從而確定一帶區(qū)的傾斜長(zhǎng)度（推進(jìn)長(zhǎng)度）為1850m5.2.2帶區(qū)煤柱的確定東南部井田邊界留30米的境界煤柱，東北露頭處風(fēng)氧化帶煤柱20米，西北部大巷的護(hù)巷煤柱約為40米，分帶間采用跳采，留3米小煤皮沿空掘巷。5.2.3工作面的長(zhǎng)度和數(shù)目的確定合理的工作面長(zhǎng)度是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的的重要條件。在一定的范圍內(nèi)加長(zhǎng)工作面的長(zhǎng)度有利于提高產(chǎn)量、效率和效益，并能降低巷道的掘進(jìn)率，但是工作面長(zhǎng)度受設(shè)備、煤層地質(zhì)條件及瓦斯涌出量等因素的約束，同時(shí)工作面長(zhǎng)度加大，生產(chǎn)技術(shù)的管理難度增大，因此，超過一定長(zhǎng)度范圍，工作面單產(chǎn)、效率以及安全生產(chǎn)條件等都會(huì)下降。影響工作面長(zhǎng)度的技術(shù)因素：設(shè)備條件是影響工作面長(zhǎng)度的重要因素之一。煤層地質(zhì)條件是影響工作面長(zhǎng)度的又一重要因素。通風(fēng)能力對(duì)工作面長(zhǎng)度取決于工作面的瓦斯涌出量，本礦井屬低瓦斯礦，所以工作面不受通風(fēng)能力的限制。隨著開采技術(shù)的發(fā)展，工作面有加長(zhǎng)的趨勢(shì)，結(jié)合本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及設(shè)備能力，工作面長(zhǎng)度選在150～200米之間。本礦井的一帶區(qū)布置11個(gè)工作面，由井田中央向東北邊界依次為1301、13025.2.4帶區(qū)內(nèi)煤層的開采順序帶區(qū)分帶間采用跳采，留3米小煤皮沿空掘巷，可以大量的減少帶區(qū)內(nèi)的煤柱損失，并且3米小煤皮使得分帶斜巷（順槽）處于壓力降低區(qū)，有利于維護(hù)。另外，3米小煤皮還可以阻擋鄰近分帶的采空區(qū)積水和瓦斯。一帶區(qū)的開采順序?yàn)椋合炔?301工作面，同時(shí)掘進(jìn)1303工作面的分帶斜巷（順槽），采完301工作面后，采已經(jīng)準(zhǔn)備完畢的1303工作面，1305工作面準(zhǔn)備，采1305工作面時(shí)，1302準(zhǔn)備，依次類推。5.2.5帶區(qū)巷道布置按照礦井的初步設(shè)計(jì)，一帶區(qū)是一個(gè)以傾斜長(zhǎng)壁全部跨落法布置的帶區(qū)。井田的傾斜中央布置軌道輔助運(yùn)輸大巷和皮帶運(yùn)輸大巷，它們之間用聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系，與工作面的推進(jìn)方向垂直。1301工作面的順槽中的膠帶直接搭接在膠帶運(yùn)輸大巷的膠帶上，形成工作面的運(yùn)煤系統(tǒng)。1301工作面的輔助運(yùn)輸順槽與輔助運(yùn)輸大巷相連，膠帶運(yùn)輸大巷的后段，既未設(shè)置膠帶段，兼做回風(fēng)大巷與回風(fēng)井相連。5.2.6生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)煤系統(tǒng)在工作面鋪設(shè)刮板輸送機(jī)，分帶運(yùn)輸斜巷鋪設(shè)可伸縮式膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸大巷設(shè)置膠帶，起運(yùn)煤路線如下：采煤機(jī)割煤（支架放煤）——前后刮板輸送機(jī)——轉(zhuǎn)載機(jī)（破碎機(jī)）——分帶運(yùn)輸斜巷（順槽）——膠帶運(yùn)輸大巷——井底煤倉(cāng)——主斜井——地面煤倉(cāng)材料運(yùn)輸系統(tǒng)回采工作面所需材料運(yùn)輸路線為：地面——副斜井——井底車場(chǎng)——材料換裝硐室——軌道輔助運(yùn)輸大巷——分帶輔助運(yùn)輸斜巷（順槽）——工作面設(shè)備安裝路線地面——副斜井——井底車場(chǎng)——材料換裝硐室——軌道輔助運(yùn)輸大巷——分帶輔助運(yùn)輸斜巷（順槽）——工作面排矸石系統(tǒng)本設(shè)計(jì)除輔助運(yùn)輸大巷外，其他巷道皆為煤巷，出矸石量很少。出矸石點(diǎn)——軌道輔助運(yùn)輸大巷——井底車場(chǎng)——副斜井——地面通風(fēng)系統(tǒng)工作面通風(fēng)路線為：（地面新鮮風(fēng)流）副斜井——軌道輔助運(yùn)輸大巷——行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷——分帶輔助運(yùn)輸斜巷（順槽）——工作面（污風(fēng)風(fēng)流）——膠帶運(yùn)輸大巷后段——風(fēng)井5.2.7確定帶區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式尺寸順槽的尺寸應(yīng)能滿足綜放工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由此確定順槽的尺寸為4500mm支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)，這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好，且掘進(jìn)速度快。掘進(jìn)通風(fēng)采用混合式局扇進(jìn)行通風(fēng)，局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。為了防止回風(fēng)短路，在順槽設(shè)置風(fēng)門，具體位置見帶區(qū)巷道布置5.2.8帶區(qū)內(nèi)部巷道的掘進(jìn)方法施工方法采用MRH—S100型綜掘機(jī)割煤。前期SGB630型刮板輸送機(jī)運(yùn)輸，后期用SJ—800型膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，迎頭用錨桿鉆機(jī)打孔和安裝錨桿。用煤電鉆式Y(jié)J—24型風(fēng)鉆打幫部錨桿孔。用煤電鉆式風(fēng)動(dòng)扳手安裝幫部錨桿。錨索用錨桿鉆機(jī)打孔和安裝。工藝流程切割出煤——后撤掘進(jìn)機(jī)——臨時(shí)支護(hù)頂板——錨網(wǎng)支護(hù)頂板和兩幫——清理浮煤——拖膠帶輸送機(jī)通風(fēng)掘進(jìn)通風(fēng)基本要求：掘進(jìn)巷道應(yīng)采用礦井全風(fēng)壓或局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，不得采用擴(kuò)散通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須安置在進(jìn)風(fēng)巷中，距回風(fēng)口不得小于10米。掘進(jìn)通風(fēng)方式分為壓入式、抽出式和混合式。綜合本礦井設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為500——1850米，巷道為4.5×3的矩形巷道，所以采用混合式通風(fēng)。5.2.9帶區(qū)生產(chǎn)能力的確定影響帶區(qū)生產(chǎn)能力的因素包括：煤層賦存狀況和地質(zhì)構(gòu)造、礦井生產(chǎn)能力、帶區(qū)的正常接替和準(zhǔn)備時(shí)期的采、掘、、運(yùn)、通風(fēng)的裝備水平及設(shè)備能力。回采工作面的單產(chǎn)計(jì)算A0=N×L×S×M×r×c×300×10-4（萬(wàn)t/a）式中：L——工作面長(zhǎng)度，mS——截深，M——采高R——煤的容重C——回采率N——采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù)A0=N×L×S×M×r×c×300×10-4=6×180×0.6×6.3×1.5×82%×300×10-4=150.64（萬(wàn)t/a）帶區(qū)的生產(chǎn)能力計(jì)算帶區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的回采工作面數(shù)目確定后，可按下式計(jì)算帶區(qū)的生產(chǎn)能力。AB=K1×K2×n×A0(萬(wàn)t/a)式中：K1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，帶區(qū)內(nèi)同采一個(gè)工作面，取1；K2——帶區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.05；n——帶區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)。AB=K1×K2×n×A0=1×1.05×1×150.64=158.17工作面的采出率與帶區(qū)采出率的驗(yàn)算工作面采出率工作面的工業(yè)儲(chǔ)量=工作面長(zhǎng)度×工作面推進(jìn)長(zhǎng)度×煤層厚度×煤的容重=180×1850×6.3×1.5×10-4=314.685(萬(wàn)t/a)工作面損失的煤量包括：割煤損失=工作面長(zhǎng)度×工作面推進(jìn)長(zhǎng)度×割煤高度×割煤損失率×煤的容重=180×1850×2.5×5%×1.5×10-4=6.2437（萬(wàn)t）放煤損失=工作面長(zhǎng)度×工作面推進(jìn)長(zhǎng)度×放煤高度×放煤損失率×煤的容重=180×1850×3.825%×1.5×10-4=47.4525（萬(wàn)t）工作面采出率=（工作面的工業(yè)儲(chǔ)量－工作面損失的煤量）÷工作面的工業(yè)儲(chǔ)量×100%=（314.685－6.2437－47.4525）÷314.685×100%=82.9.94%帶區(qū)采出率：帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量：Q帶損=327.5（面積，萬(wàn)㎡）×6.3××1.5=3094.875（萬(wàn)t）邊界損失煤柱：Q邊界=900（邊界長(zhǎng)度，m）×30（煤柱寬度）×6.3×1.5×10-4=25.515（萬(wàn)t）風(fēng)氧化帶：Q氧化=2200（風(fēng)氧化帶長(zhǎng)度）×20（風(fēng)氧化帶煤柱寬度）×6.3×1.5×10-4=41.58（萬(wàn)t）大巷煤柱：Q大巷=1600×40×6.3×1.5×10-4=60.48（萬(wàn)t）條帶間煤柱：Q分帶=10×3×1850×6.3×1.5×10-4=52.4475（萬(wàn)t）工作面采煤損失：Q采面=（6.2437+47.4525）×10=536.962（萬(wàn)t）所以：帶區(qū)煤柱損失量為：Q帶損=Q邊界+Q氧化+Q大巷+Q分帶+Q采面=716.9845帶區(qū)采出率=（帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量－帶區(qū)煤柱損失量）÷帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量×100%=76.83%>75%符合規(guī)范要求。5.3帶區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì)5.3.1確定帶區(qū)車場(chǎng)的形式帶區(qū)車場(chǎng)一般由裝煤車場(chǎng)和輔助提升車場(chǎng)組合而成。本設(shè)計(jì)帶區(qū)車場(chǎng)的裝煤車場(chǎng)采用大巷裝車式車場(chǎng)，輔助提升車場(chǎng)采用底板繞道式車場(chǎng)。工作面生產(chǎn)的煤由運(yùn)輸順槽中的可伸縮膠帶直接搭接在膠帶運(yùn)輸大巷的膠帶上，經(jīng)膠帶輸送機(jī)送至井底煤倉(cāng)。底板繞道式井底車場(chǎng)先由軌道大巷做一段平的斜巷，然后用25°的斜巷向上，直到與軌道順槽同一標(biāo)高，然后再通過一段平巷與軌道順槽相接。車場(chǎng)采用絞車提升。絞車房獨(dú)立通風(fēng)，從絞車房打一條斜巷與運(yùn)輸大巷直接相連，為避免通風(fēng)短路，在絞車房的回風(fēng)斜巷上打一個(gè)風(fēng)窗，調(diào)節(jié)風(fēng)量，滿足絞車房的通風(fēng)要求即可。圖5-1帶區(qū)下部輔助運(yùn)輸車場(chǎng)運(yùn)輸大巷2.軌道大巷3.行人運(yùn)料進(jìn)風(fēng)斜巷4.絞車房5.絞車房回風(fēng)斜巷6.回風(fēng)斜巷7.軌道順槽5.3.2帶區(qū)主要硐室布置絞車房絞車房布置在煤層底板，絞車房要有專門的回風(fēng)斜巷。帶區(qū)變電所帶區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在帶區(qū)用電負(fù)荷集中的地方，故放在兩條大巷之間，分帶順槽附近。高壓電氣設(shè)備與低壓設(shè)備應(yīng)分別在一側(cè)布置，故硐室寬度取3.6m；高度根據(jù)行人的高度和吊掛電燈的高度確定，故硐室高度取36采煤方法6.1采煤工藝方式6.1.1采煤方法的確定煤層的賦存特征本礦井3＃煤層傾角2°～10°，平均2.56°，為近水平煤層。煤層厚度變化4.83~7.46m，平均6.30m。煤質(zhì)穩(wěn)定，硬度中硬，普氏硬度為2～3，屬無(wú)煙煤，為低硫低磷低灰分。平均容重為1.50t/m3。礦井屬低瓦斯礦井，煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)。頂板為泥巖或砂巖。煤層底板標(biāo)高在+675.69~+782.28m之間變化，上距標(biāo)識(shí)層k8砂巖約36采煤方法的確定本礦的煤層賦存條件簡(jiǎn)單穩(wěn)定，地質(zhì)特征簡(jiǎn)單，參照礦井的初始設(shè)計(jì)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并遵循以下原則：煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤方法；安全勞動(dòng)條件好；盡可能采用機(jī)械化采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效；材料消耗少，生產(chǎn)成本低；便于生產(chǎn)管理。確定3＃煤層的采煤方法為傾向長(zhǎng)壁采煤法。本帶區(qū)煤層平均厚度6.306.1.2回采工藝確定回采工作面長(zhǎng)度、推進(jìn)方向、推進(jìn)度由前面第五章準(zhǔn)備方式的論述知工作面長(zhǎng)度定在150——200m由L=n×B×T×η/t式中：L——工作面長(zhǎng)度，n——同時(shí)放煤支架數(shù)T——每班工作時(shí)間t——每架支架放煤所需時(shí)間B——支架寬度，取1.5η——每班工作時(shí)間利用率η就本礦實(shí)際，煤層厚度平均6.3m，頂煤厚度約3.8m，平均每架放煤時(shí)間6~8min，取n=3，B=1.5mL=3×1.5×300/（6~8）=168.75~225（m）結(jié)合本礦井田的可采儲(chǔ)量和服務(wù)年限及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，決定取工作面長(zhǎng)度為180m。工作面長(zhǎng)度確定為180推進(jìn)方向由工作面向大巷回采。工作面的日產(chǎn)量為：A0=A/d式中：A0——工作面日產(chǎn)量，t；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，150萬(wàn)t；d——年工作日，取300天。A0=150×104/300=5000t工作面的日產(chǎn)量也可用式6.1-2計(jì)算A0=Lg×V0×M×γ×C0式中：A0——工作面日產(chǎn)量，t；Lg——工作面長(zhǎng)度，180V0——工作面推進(jìn)速度，m/d；M——煤層厚度，6.30γ——煤的容重，1.50/m3；C0——工作面放頂煤回采率，0.82；由以式(6.1-1)、(6.1-2)可得：V0=A/（Lg×M×γ×C0×d）=150×104/（180×6.30×1.50×0.82×300）=3.58采煤機(jī)的截深為0.600N=V0/0.600=3.58/0.600=5.97為了方便工人的工作和管理取N=6，即每天進(jìn)6刀。則工作面的實(shí)際年出煤量為：A=N×L×S×M×r×c×300×10-4（萬(wàn)t/a）式中：L——工作面長(zhǎng)度，mS——截深，M——采高R——煤的容重C——回采率N——采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù)A0=N×L×S×M×r×c×300×10-4=6×180×0.6×6.3×1.5×82%×300×10-4=150.64（萬(wàn)t/a）工作面日出煤量為：A0=A/d=150.64×104/300=5021.33(t)考慮到在回采的同時(shí)，有兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭正在掘進(jìn)，在此我們?nèi)【蜻M(jìn)出煤量為工作面產(chǎn)量的5%。則礦井實(shí)際總出煤量為：A總=A×（1+5%）式中:A總——礦井總出煤量，萬(wàn)t；A——工作面實(shí)際出煤量，萬(wàn)t；5%——掘進(jìn)出煤量占工作面產(chǎn)量的百分比A總=150.64×（1+5%）=158.17萬(wàn)t可見158.17>150，所以能滿足礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力日推進(jìn)度為：0.600×6＝3.60月推進(jìn)度為：3.60*30=108年推進(jìn)度為：3.60×300=1080工作面落煤工作面落煤方式工作面采用采用綜合機(jī)械化的放頂煤回采工藝，全部垮落法管理頂板。工作面落煤機(jī)械選型采煤機(jī)選型要適合特定的地質(zhì)條件，并且采煤機(jī)采高、截深、功率、牽引方式等主要參數(shù)要選取合理，有較大的適用范圍，滿足工作面開采生產(chǎn)能力的要求。本設(shè)計(jì)工作面沿底開采采高2.5m，放煤高度3.8m，割煤進(jìn)度每刀要達(dá)到礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力采煤機(jī)的平均生產(chǎn)能力應(yīng)能達(dá)到5000×（2.5/6.3）t/18h=110.23t/h按照《綜采生產(chǎn)管理手冊(cè)》P152之規(guī)定，工作時(shí)間有效利用系數(shù)K值一般在0.3～0.45之間，通過提高生產(chǎn)管理水平，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化礦井的高產(chǎn)高效，K值可達(dá)到0.5以上，K取0.5。則采煤機(jī)割煤能力應(yīng)能達(dá)到110.23/0.50=220.46t/h采煤機(jī)的牽引速度Vc=L/(K×td)L——工作面長(zhǎng)度,m;K——工作面開機(jī)率,50%;td——進(jìn)一刀所需時(shí)間td=18×60/6=180(min)Vc=L/(K×td)=180/(50%×180)=2依據(jù)以上原則及計(jì)算結(jié)果，選用MG360W型雙滾筒采煤機(jī)，其技術(shù)特征見表6-1。表6-1采煤機(jī)主要技術(shù)特征一纜表：型號(hào)MG360W適應(yīng)采高2.1～3.4煤的堅(jiān)固性系數(shù)f<3煤層傾角0～25截深600滾筒直徑1.6、1.8牽引方式液壓傳動(dòng)無(wú)鏈牽引牽引力250KN牽引速度0～8.5鏈條規(guī)格齒輪銷排式主泵形式ZB6-107油馬達(dá)形式JZM-2.8滾筒中心距6600機(jī)面高度1450臥底量300控頂距2375調(diào)高泵形式雙柱塞泵噴霧滅塵方式外噴霧采煤機(jī)工作方式和進(jìn)刀方式采煤機(jī)的工作方式由于采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定