摘要本礦井設(shè)計(jì)為江蘇省龐莊煤礦的新井設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a,服務(wù)年限66.2a。井田平均走向長5.6km,平均傾斜長2.6km,煤層平均傾角10,屬近水平煤層。共有4層可采煤層，平均厚度8m。由于井田傾斜長度較大，且為緩傾斜煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影關(guān)鍵詞：礦井設(shè)計(jì)、傾斜長壁采煤法、礦井開拓ThisdesignisanewmineplanningwitjiangsuProvince.MineplanningcapacAsfieldmoretowardgreaterincline.AndgeologicalconditionsEtc.causesimpact,decfieldusemorelongwallcoalmining,lmechanizedcoalmining.Thisdevelopmentmethodoneproductionlevel,andonelocatedproduction. 第1章井田概況及地質(zhì)特征 21.1井田概況 1.1.1礦區(qū)的地理位置 21.1.2水文情況 21.1.3氣候狀況 31.1.4地形地貌 31.2地址特征 31.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 31.2.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 51.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 51.2.4巖石性質(zhì)、厚度特征 61.2.5井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 71.2.6沼氣、煤塵及煤的自然 81.2.7媒質(zhì)、牌號(hào)及用途 81.3勘探程度與可靠性 9第2章井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 2.1井田境界 2.1.1井田周邊狀況 2.1.2井田確定的依據(jù) 2.1.3井田未來發(fā)展情況 2.2井田儲(chǔ)量 2.2.1井田儲(chǔ)量的計(jì)算 2.2.2保安煤柱 2.2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法 2.2.4儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 2.3礦井工作制度生產(chǎn)能力服務(wù)年限 2.3.1礦井工作制度 2.3.2生產(chǎn)能力 2.3.3礦井服務(wù)年限 第3章井田開拓 3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 3.1.2影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 3.2礦井開拓方案的選擇 3.2.1井筒形式和井口位置 3.2.2開采水平數(shù)目和標(biāo)高 213.2.3開拓巷道的布置 3.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1井筒形式和數(shù)目 3.3.2井筒位置及坐標(biāo) 3.3.3水平數(shù)目及標(biāo)高 3.3.4石門大巷數(shù)目及布置 243.3.5井底車廠形式的選擇 253.3.6煤層群的聯(lián)系 3.3.7帶區(qū)劃分 3.4井硐布置和施工 273.4.1井硐穿過的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 3.4.2井硐布置及裝備 283.3.3井筒延伸的初步意見 293.5井底車廠及硐室 293.5.1井底車場形式的確定及論證 3.5.2井底井場的布置、存車線路、行車線路布置長度 3.5.3井底車場通過能力計(jì)算 323.5.4井底車場主要硐室 3.6開采順序 3.6.1沿井田走向的開采順序 3.6.2沿井田傾向的開采順序 3.6.3帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 3.6.4“三量”控制情況 37第4章帶區(qū)巷道布置 4.1帶區(qū)概述 4.1.1設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤住 4.1.2帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 4.1.3帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 4.2帶區(qū)巷道布置 404.2.1區(qū)段劃分 4.2.2帶區(qū)巷道布置 4.2.3帶區(qū)車場布置 4.2.4帶區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù) 454.2.5帶區(qū)硐室簡介 4.2.6工作面接續(xù) 464.3帶區(qū)準(zhǔn)備 474.3.1帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 474.3.2帶區(qū)主要巷道的斷面示意圖 47第5章采煤方法 5.1采煤方法的選擇 5.1.1采煤方法選擇的制約因素 5.1.2采煤方法的選擇 505.2回采工藝 5.2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備 5.2.2選擇采面循環(huán)方式和拱動(dòng)組織形式 第6章井下運(yùn)輸和礦井提升 546.1礦井井下運(yùn)輸 6.1.1運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 6.1.2礦車的選型及數(shù)量 6.1.3帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備 566.2礦井提升系統(tǒng) 6.2.1提升方式 576.2.2礦井提升設(shè)備的選擇及計(jì)算 第7章礦井通風(fēng)與安全 7.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 7.1.1概述 7.2風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 7.1.1風(fēng)量計(jì)算 7.2.2風(fēng)量分配 7.2.3風(fēng)的調(diào)節(jié)方法和措施 7.2.4風(fēng)速的驗(yàn)算 7.3礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 7.3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 7.4通風(fēng)設(shè)備的選擇 7.4.1主扇的選擇計(jì)算 737.5礦井安全技術(shù)措施 第8章礦井排水 8.1概述 778.1.1礦井水來源及涌水量 778.1.2對(duì)排水設(shè)備的要求 778.2礦井主要排水設(shè)備 8.2.1排水方式與排水系統(tǒng)簡介 8.2.3主要排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 第9章技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我掌握了很多專業(yè)知識(shí)，為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí)，借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)我做了江蘇徐州礦務(wù)局的龐莊礦新井設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開拓方式、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選型以及礦井的各個(gè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括通風(fēng)安全方面、采煤工藝方面、巖石力學(xué)方面以及CAD制圖方面的知識(shí)。采用傾向的巷道布置，不需要布置上下山，因此，可以節(jié)省很多開采費(fèi)用，也更利于礦井的生產(chǎn)和管理。本設(shè)計(jì)主要是通過繪制礦井的各種圖紙來進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這其中文字部分包括大量的方案比較，以便使設(shè)計(jì)更加合理。這樣才能使建成的礦井更加與實(shí)際相符。達(dá)到在技術(shù)上可行，在經(jīng)濟(jì)上合理。第1章井田概況及地質(zhì)特征1.1井田概況1.1.1礦區(qū)的地理位置徐州礦務(wù)局集團(tuán)公司龐莊礦位于江蘇省銅山縣境內(nèi)，徐州市西北郊13km處，井田走向長約5.6km,傾向長約2.6km,面積約14.69km,礦區(qū)內(nèi)有專用鐵路，東與京滬鐵路茅村站，西與隴海線夾河寨站相連接，徐沛公路從礦門口通過，可與蘇北、皖北、魯南，豫東各縣相接，礦區(qū)東北角有京杭大運(yùn)河穿過，經(jīng)徐州煤巷貫?zāi)埽媳保虼耍嬊f礦水陸交通條件極為便利。圖1-1交通圖1.1.2水文情況龐莊井田地表愛到嚴(yán)重破壞，大面積塌陷，因此，井田內(nèi)地表水體主要洪水期間最高水位36.25m(1982.7.22),由于第四紀(jì)沖擊層內(nèi)含有多層粘土隔水層，故對(duì)井下采煤沒有影響，地表還有拾新河，拾屯河，圍城河等秀節(jié)性河流，拾新河是銅山縣在該礦區(qū)中部，自西北向東南挖掘的河流，常年積水深達(dá)5～6m之多，河床不連續(xù)且與塌陷區(qū)積水聯(lián)成一片露頭自西向東穿過，全長13km,為季節(jié)性河流，除上述地表水體外，尚有零1.1.3氣候狀況該礦處于徐州礦區(qū)西北郊，地勢西北高而東南低，礦區(qū)受海洋性氣候控冰雹等災(zāi)害性天氣，年平均氣溫14.4℃,高氣溫為36～39℃,低氣溫為-13~溫度達(dá)43.3℃(1958.7.15),最低氣溫達(dá)-22.6℃(1969.2.16),本區(qū)年降水量為1297.0mm(1958),年最小降水量為500.6mm(1988)。全年四秀風(fēng)雨，以偏東南居多，最大風(fēng)速24.3m/s(1959.6.4),結(jié)凍期從每年的10月上旬開始，至次年4月下旬解凍，土壤凍結(jié)深度29cm,積雨最大1.1.4地形地貌龐莊井田為古黃河泛濫的沖積平原，沖擊層平均厚度69.19m,地面較平坦，略顯西北高，東南低的趨勢，地面絕對(duì)標(biāo)高29～30m,坡度約為1:2000,塌陷區(qū)最深可達(dá)5～6m,礦區(qū)的東南側(cè)有寒霸王山，琵琶山，其中以九里山最高，山頂絕對(duì)標(biāo)高為173.2m。本井田含煤地層為石炭、二迭系，有三個(gè)含煤組：石炭系太原組、二迭系下統(tǒng)山西組和下石盒子組。煤系地質(zhì)綜合柱狀圖見圖1-2。地層符號(hào)煤層名稱厚度界系統(tǒng)組新生界第四系QO8O上古生界上統(tǒng)上石盒子組P雜色、灰綠色頁巖，砂頁巖，下部中粒奎山砂巖。下統(tǒng)下石盒子組淺灰、中細(xì)粒砂巖。山西組石炭系上統(tǒng)太原組中統(tǒng)奧陶系中統(tǒng)閣莊組龐莊井田位于九里山向斜的中段，總體上為一地層產(chǎn)狀沿走向和傾向上均有變化，一般為8～10°;東南翼較陡，西北翼相對(duì)較緩；在12勘探線以西的淺部或煤層露頭產(chǎn)狀可達(dá)60°以上，局部近乎直立。由于西北翼被F?斷層切割，其構(gòu)造的完整性遭到了一定程度的破壞。序號(hào)斷層號(hào)與煤向關(guān)系延展況擺動(dòng)走向傾角性質(zhì)落差1正全區(qū)2正全區(qū)3正5全區(qū)4正全區(qū)該井田煤系地層較為平緩，平均傾角10°,煤系地層總厚度為48.8m,含煤比較穩(wěn)定，其中可采煤層為4層(8,9,21,22煤),總厚度8m,主采煤層為8,9,21,22煤，厚度分別為7煤2.2m,9煤1.8m,20煤2.1m,21煤1.9m?？刹擅簩犹卣鞅砣缦?。煤層厚度煤層特征頂板視密度最大最小平均8中厚煤層砂頁巖砂頁巖9中厚煤層砂頁巖砂頁巖中厚煤層第10灰層頁巖中厚煤層第12灰層砂頁巖井田內(nèi)無基巖出露，現(xiàn)據(jù)區(qū)外露頭所見及鉆孔揭露資料，將井田地層自井田鉆孔未見，僅在礦區(qū)外圍群山有出露。主要分布于徐州復(fù)背斜的軸部，與下伏地層震旦系(Z)呈假整合接觸。下部以砂頁巖為主，夾薄層狀灰?guī)r；中、上部則由中～厚層狀灰?guī)r組成。2.奧陶系(0)僅見于少數(shù)鉆孔，是徐州復(fù)背斜構(gòu)造的兩翼主要地層組成部分。也是煤系地層的沉積基底。區(qū)內(nèi)只發(fā)育有下統(tǒng)和中統(tǒng)，上統(tǒng)缺失。其中：奧陶系下統(tǒng)(01):與下伏地層寒武系呈整合接觸關(guān)系。下部由中厚層竹葉狀白云巖、泥質(zhì)白云巖、頁片狀泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)白云巖及厚層狀灰?guī)r組成。上部的馬家溝組則由中厚層～巨厚層的豹皮狀灰?guī)r組成，頂部夾有紫灰色薄層鈣質(zhì)白云巖，厚450～530m,平均484m。奧陶系中統(tǒng)閣莊組(02g):厚65.2～70.9m平均68m。由青灰色～黃灰~灰色薄～中厚層鈣質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組成。本系地層僅發(fā)育有中統(tǒng)和上統(tǒng)，下統(tǒng)缺失。(1)石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)本組地層厚17.8～42.7m,平均27m,假整合于奧陶系之上。是在奧陶系中統(tǒng)之后地殼整體長期上升、剝蝕夷平的基礎(chǔ)上廣泛海侵的淺海相沉積。其巖性自下而上為：下部為紫色、灰綠色頁巖(相當(dāng)于華北山西式鐵礦層位),含鐵不均勻，厚度較小，一般在6m左右，系本組與下伏奧陶系之分界標(biāo)志層。中部：為淺灰色鋁土質(zhì)頁巖，厚度多小于5m。上部：淺灰色厚層狀石灰?guī)r，含黃鐵礦，夾透鏡狀頁巖，厚約16m。(2)石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)本組地層厚124.0～208.2m,平均156.0m。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于本溪組之上，為海陸交互相沉積，主要有灰白～灰黑的灰?guī)r、頁巖、砂質(zhì)頁巖組成，夾極不穩(wěn)定～穩(wěn)定薄煤5～6層，可采者兩層。各層石灰?guī)r中常含有豐富的蜓科、腕足類及海百合化石。4.二迭系(P)區(qū)內(nèi)二迭系地層沉積有下統(tǒng)-山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組?，F(xiàn)(1)二迭系下統(tǒng)山西組(P11s)本組地層厚96.5～145.4m,平均113.0m。為本區(qū)主要含煤地層之一。整合于太原組地層之上，為近海河湖沼澤相沉積。主要由灰色頁巖、砂質(zhì)頁巖、灰色粉砂巖及石英砂巖組成。中、下部以石英砂巖為主，其次為深灰～灰白色頁巖、砂質(zhì)頁巖組成。各煤層上、下的頁巖中常含有保存較為完整的植物化石，常見有櫛羊齒、楔葉木、輪木、丁氏蕨等。(2)二迭系下統(tǒng)下石盒子組(P12x)本組厚：170.7～299.0m,平均217.0m,為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于山西組地層之上，為內(nèi)陸湖泊沼澤相沉積。主要由灰綠～深灰色砂質(zhì)頁巖組成，上部以灰色為主，下部以深灰色為主。自上而下夾數(shù)層雜色頁巖。含煤7～10層，其中8、9煤可采。本組下部的煤層附近地層中常保存有較為完整的植物化石：辨輪木、輪木、蘆木、大羽羊齒、柯特木和丁氏蕨等。(3)二迭系上統(tǒng)上石盒子組(P21s)厚3.9～269.2m,平均250m,整合于下石盒子組之上。為炎熱氣候下內(nèi)陸河湖相沉積。以雜色、灰綠色，灰色砂頁巖、頁巖為主夾灰綠色、淺灰色細(xì)～中粒砂巖，中下部時(shí)夾有煤線及炭頁巖，底部為灰～灰白色石英長石粗粒含礫砂巖，間夾灰色，雜色頁巖。為本組與下統(tǒng)下石盒子組分界標(biāo)志層，產(chǎn)煙葉大羽羊齒、劍形瓣輪木等化石。5.第四系(Q)區(qū)內(nèi)厚度52.7~124.0m,平均76.0m,不整合于各地層之上，主要由礫石、砂磕、粘土、亞粘土、粉砂土和腐植土組成。井田范圍內(nèi)由東南向西北逐漸增厚。礦區(qū)內(nèi)地面標(biāo)高為35～141.5m,歷史最高水位為+36.25m,主要含水層為第四系孔隙含水層，二迭系的砂巖裂隙含水層，太原組灰?guī)r溶隙含水層，奧陶系灰?guī)r溶隙含水層。現(xiàn)龐莊井正常涌水量為120m3/h。本礦為低瓦斯礦井，涌出量很低。可采煤層的自燃傾向均為二類，屬有可能自燃發(fā)火的礦井。本井田煤層屬高等陸生植物生成的腐植煤類，太原組21、22煤為氣肥煤，山西組8、9煤屬氣煤。如下表，表1-3表1-4。表1-3煤質(zhì)工業(yè)分析成果煤層固定炭869煤層(%)89視密度：原“拾挑井田地質(zhì)勘探最終報(bào)告(精查)”中的視密度，均按煤系平均值確定，不盡精確。1962年9月的“東城-龐莊煤礦地質(zhì)勘探最終報(bào)告補(bǔ)充資料”中的視密度，均采用分煤層加權(quán)平均法確定，較為精確?，F(xiàn)在礦上采用的視密度值，仍是1962年9月補(bǔ)充資料中確定的數(shù)值。1956年原華東煤田地質(zhì)勘探局124隊(duì)在徐州九里山地區(qū)進(jìn)行普查找礦時(shí)，施工鉆孔34個(gè)，總工程量5360.06m。發(fā)現(xiàn)了九里山煤田。1957～1963年江蘇省煤炭工業(yè)局煤田地質(zhì)勘探169隊(duì)在本區(qū)進(jìn)行勘探工作，共施工97個(gè)鉆孔，總工程量27119.73m,并分別于1958年7月提交了《拾屯礦區(qū)精查報(bào)告》(包括王莊、東城、龐莊、桃園、拾屯及鄧莊六個(gè)井田),1959年10月提交了《拾屯礦區(qū)深部補(bǔ)充勘探報(bào)告》,1962年9月莊煤礦地質(zhì)勘探最終補(bǔ)充報(bào)告》,1963年7月提交了《拾桃井田地質(zhì)勘探最終報(bào)告(精查)》,同時(shí)在拾桃方案設(shè)計(jì)研究時(shí)將拾桃井田的拾屯區(qū)劃歸龐莊煤1978～1982年，徐州礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)在本井田深部進(jìn)行勘探，共施工1986年，徐州礦務(wù)局地勘隊(duì)在第5勘探線深部進(jìn)行生產(chǎn)勘探，共施工鉆孔2個(gè)，總工程量720.02m,嚴(yán)密地控制了F?斷層產(chǎn)狀要素，為頂水采煤提1991年安徽煤田地質(zhì)物測隊(duì)對(duì)龐莊井田深部進(jìn)行了二維地震勘探。其范完成地震測線17條，測線總長度26.44Km。并于同年10月提交了《徐州礦1999年10月，委托煤炭科學(xué)研究總院西安分院對(duì)龐莊井田深部的龐4斷m以淺的太原組四灰、十灰及奧陶系灰?guī)r水的水力聯(lián)系。完成測線46條，施測了601個(gè)物理點(diǎn)，于2000年2月提交了《龐莊煤礦龐4、龐4-1、及F?-1斷層第2章井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限2.1井田境界龐莊礦井田東到F46斷層，西以17勘探線與夾河礦為界，南部分別與王莊礦，拾屯礦為界，北以F3斷層與張小樓井相望，其余為人為邊界，井田走向長5.6km,傾向2.6km,面積14.69km2。本礦無擴(kuò)展的可能性較小。(1)井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存、開采條件與礦井開采能力相適應(yīng)；(2)保證礦井有合理的尺寸；(3)充分利用各井田邊界劃分井田境界；(4)合理規(guī)劃礦井開采范圍、處理好相鄰礦井之間的關(guān)系；(5)經(jīng)濟(jì)效果較好。2.1.3井田未來發(fā)展情況井田內(nèi)可采煤層為8,9,21,22號(hào)煤。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)A+B+C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)場地保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱煤量后乘以帶區(qū)回采率的儲(chǔ)量。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中礦井工業(yè)廣場，占地指標(biāo)的規(guī)定，大型礦井工業(yè)廣場占地面積為0.9~1.0公傾/10萬t,礦井生產(chǎn)能力越大，取值越小，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬t,為大型礦井，本井田取1公頃/10萬t,則工業(yè)廣場占地面積為：120×1/10=12公頃=12×10?m2工業(yè)廣場布置為300m×400m的矩形，另外，根據(jù)規(guī)定，長邊與寬邊都加15m的圍護(hù)帶，煤層傾角α=9.46°,表土層厚度為40m,基巖移動(dòng)角中：沿煤層方向走向移動(dòng)角δ=70°,上山移動(dòng)角x=70°,下山移動(dòng)角β=70-0.7a=70-0.7×9.46=62°,表土層移動(dòng)角φ=50°,以上的數(shù)據(jù)均根據(jù)徐州礦務(wù)局地測處中國礦業(yè)大學(xué)測物系在全國礦山測量學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的徐州礦區(qū)地表移動(dòng)規(guī)律綜合分析，材料中關(guān)于《地表移動(dòng)主要參數(shù)的計(jì)算》所載。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如下圖2-1。圖2-1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱計(jì)算示意圖δ——基巖巖層移動(dòng)角70°x——上山移動(dòng)角70°β——下山移動(dòng)角β=x-0.7a=64.4°按以上計(jì)算方法得：工業(yè)廣場煤柱損失：3.46Mt。2.2.3儲(chǔ)量計(jì)算方法計(jì)算標(biāo)注以《儲(chǔ)量管理規(guī)程》為依據(jù)，公式如下：塊段儲(chǔ)量=塊段面積÷cos(平均傾角)×平均厚度×容重礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量=工業(yè)儲(chǔ)量一永久煤柱塊段可采儲(chǔ)量=(工業(yè)儲(chǔ)量一永久煤柱)×設(shè)計(jì)回采率回采率要求：厚煤層不小于75%,中厚煤層不小于80%,薄煤層不小于85%通過等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為156.28Mt,可采儲(chǔ)量為111.28Mt。2.2.4儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià)采儲(chǔ)量匯總表。如表2-1煤層別萬t量(萬t)廣場筒斷層井田8號(hào)9號(hào)21號(hào)22號(hào)總計(jì)2.3礦井工作制度生產(chǎn)能力服務(wù)年限根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，本礦每年設(shè)計(jì)生產(chǎn)天數(shù)為330d,礦井設(shè)計(jì)為“三、八”工作制，二班生產(chǎn)，一班檢修，為防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建，充分考慮了礦井的富余系數(shù)，設(shè)計(jì)每天凈提升時(shí)間為16h。井田煤炭儲(chǔ)量豐富(地質(zhì)儲(chǔ)量為156.28Mt,可采儲(chǔ)量為111.28Mt),地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)簡單，煤層賦存平緩(平均傾角10°),煤質(zhì)優(yōu)良，具有建設(shè)大型礦井的條件。方案一：建0.9Mt/a的礦井。方案二：建1.2Mt/a的礦井。方案三：建1.5Mt/a的礦井。根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》礦井投產(chǎn)后服務(wù)年限不應(yīng)過長，可由服務(wù)年限確定。礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限，如表2-2。煤層傾角煤層傾角煤層傾角>45°3.0及以上2.3.3礦井服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限公式：P=Z/(A×K)式中Z——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt;K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3～1.5。礦井設(shè)計(jì)一般取K=1.4,地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井及礦區(qū)總體設(shè)計(jì)可取K=1.5,地方小煤礦可取K=1.3。根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K值取1.4。從保證礦區(qū)均衡生產(chǎn)來看，井型較大的礦井對(duì)保證礦區(qū)產(chǎn)量起骨干作用，其服務(wù)年限也應(yīng)略長些，因本井田地質(zhì)儲(chǔ)量不是很大，可采儲(chǔ)量多，則選擇方案二合理。該礦井生產(chǎn)能力為1.2Mt/a,礦井服務(wù)年限為66.2a。第3章井田開拓3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述本礦區(qū)地面標(biāo)高在+29～+30之間，地區(qū)起伏不大，屬平原，礦區(qū)煤層賦井型基本不同，開拓方式以立井開拓，平硐開拓少見。井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括：(1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；(2)煤層賦存和開采技術(shù)條件；(3)地形地貌和地面外部條件；(4)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；(6)總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等。對(duì)以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素如下：1.地表因素本井田屬于平原，地勢起伏不大。2.煤層賦存情況整個(gè)礦區(qū)共有4層可采煤層，即8、9、21、22、號(hào)，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長度為5.6km,傾向2.6km。本井田煤層系近水平中厚煤層，平均傾角在10°3.2礦井開拓方案的選擇井口附近要有一定范圍用以布置工業(yè)場地，其中包括主輔井生產(chǎn)系統(tǒng)建筑物與結(jié)構(gòu)物礦井工業(yè)場地占地指標(biāo)。選擇井井筒位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形，以地面生產(chǎn)條件系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，不僅平場工程量較小，大型建筑物基礎(chǔ)處理也比較簡單。1.井筒形式(1)地面條件②工業(yè)場地占地面積；③地形與工程地質(zhì)條件；④煤的運(yùn)輸方向；④生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置。(2)井下條件：①按最小運(yùn)輸量確定井筒位置；②根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置；④勘探程度和初期工程量。根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達(dá)產(chǎn)快、安全、高效的原則，設(shè)計(jì)提出了三個(gè)開拓方案：方案一：雙立井開拓方式方案二：雙斜井開拓方式方案三：主立井副斜井開拓方式(1)技術(shù)比較方案一：雙立井開拓方式優(yōu)點(diǎn)：①適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠；②井筒短，提升速度快，提升能力大；③通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；⑤對(duì)于開采深部賦存煤層有長處。缺點(diǎn)：①初期投資大，建井期限稍長；②需要大型的提升設(shè)備；③多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。方案二：雙斜井開拓方式優(yōu)點(diǎn)：①掘進(jìn)速度快，初期投資較雙立井開拓較??；②井筒設(shè)備較簡單；③建井期稍短些。缺點(diǎn)：①井筒過長，煤柱損失嚴(yán)重；②通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加；③井筒過長，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，不易維護(hù)，安全性降低；④輔助運(yùn)輸時(shí)間長。方案三：主立井副斜井開拓方式優(yōu)點(diǎn)：①掘進(jìn)速度快；②可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求；③有助于輔助運(yùn)輸。缺點(diǎn)：①井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場的布置；②地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便；③地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。詳見技術(shù)比較表3-1方案名稱優(yōu)點(diǎn)I雙立井開拓1.適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠2.井筒短，提升速度快，提升能3.通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大1.初期投資大，建井期限稍長；2.需要大型的提升設(shè)備；3.多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。Ⅱ雙斜井開拓1.掘進(jìn)速度快初期投資較雙立井開拓省；2井筒設(shè)備較簡單；3.建井期稍短些；1.井筒過長，煤柱損失嚴(yán)重；2.通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加；3.井筒過長，地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，不易維護(hù)，安全性降低；Ⅲ主立副斜井1.掘進(jìn)速度快；2.滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求；3.有助于輔助運(yùn)輸。1.井口相距較遠(yuǎn)，不利工業(yè)廣場的布2.地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)系不3.工業(yè)建筑占地多，增加煤柱損失。依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開拓方案：方案一：雙立井開拓方式方案二：雙斜井開拓方式(主井采用皮帶提升(17°),副井采用串車提升(25°)如圖所示3-1圖3-1(2)經(jīng)濟(jì)比較方案一、方案二在技術(shù)均較合理，兩者之間的區(qū)別在于井筒掘進(jìn)費(fèi)用以水平運(yùn)輸大巷以及各種帶區(qū)石門和帶區(qū)上山(斜巷)的工程量基本相等。因此，只需要比較它們的不同之處，即建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。詳見開拓方案經(jīng)濟(jì)比較表3-2。方案雙立井開拓內(nèi)容(元)費(fèi)用(元)(元)費(fèi)用(元)名稱數(shù)量單位數(shù)量數(shù)量數(shù)量單位數(shù)量基巖段主井掘進(jìn)5基巖段副井掘進(jìn)5費(fèi)55費(fèi)5費(fèi)4主井提升費(fèi)用59副井提升費(fèi)用67箕斗2個(gè)2個(gè)串車1個(gè)1個(gè)副井提升機(jī)1個(gè)1個(gè)0經(jīng)過兩方案的經(jīng)濟(jì)比較，從而得出雙立井開拓方案在經(jīng)濟(jì)該礦井為雙立井開拓。2.井口位置(1)對(duì)礦井井筒位置有以下的要求：①井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央.當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，在此開成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。②井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量小，初期工程量及投資小，建井期短，且煤柱損失小。③為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件。(2)井口位置坐標(biāo)依據(jù)本井田的儲(chǔ)量分布圖，及剖面圖.考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中心，坐標(biāo)為：主井坐標(biāo)：經(jīng)度3800922,緯度20509748副井坐標(biāo)：經(jīng)度3800989,緯度20509780煤礦科技高速發(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、帶區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源儲(chǔ)量。本設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素：1.合理的水平服務(wù)年限；2.煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；4.水平接替要合理。井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。根據(jù)上述因素，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下：方案一：井田劃分為一個(gè)開采水平；方案二：井田劃分為兩個(gè)開采水平。方案水平儲(chǔ)量(Mt)服務(wù)年限(年)方案一單水平方案二一水平二水平從該表可知，方案二中的一水平達(dá)不到合理的服務(wù)年限，且根據(jù)本井田地質(zhì)條件限制，不利于多水平開采；而方案一有利于帶區(qū)的接續(xù)，且巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分一個(gè)大巷的基本要求是便于運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井通風(fēng)安全的開拓巷道布置方式的選擇根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置(稱分煤層運(yùn)輸大巷),分煤組布置(稱分組集中運(yùn)輸大巷)和全煤組集中布置(稱集中運(yùn)輸大巷).采用集中運(yùn)輸大巷時(shí)，各煤層(組)間用采區(qū)石門聯(lián)系.當(dāng)煤層傾角太大時(shí)，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷.各種方式的適用條件如下：(1)分煤層大巷適用條件①煤層數(shù)不多，層間距大，石門長；②井田走向長度短，服務(wù)年限不長；③井底車場或平硐在煤層頂板；④煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)；⑤產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解；⑥各煤層底板.均有堅(jiān)硬巖層；(2)分組集中大巷適用條件①煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；②按煤層的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟(jì)上有利；③多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾；(3)集中運(yùn)輸大巷適用條件①適于煤層層數(shù)多，層間距不大；②井田走向長度大，服務(wù)年限長；③下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)；④煤質(zhì)牌號(hào)相同，要求分采分運(yùn)；⑤自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故；本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為8#、9#、21#、22"煤層，8號(hào)和9號(hào)相距20m、9號(hào)和21號(hào)相距150m、21號(hào)和22號(hào)相距30m,各煤層的煤質(zhì)相同，根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本井田采用分組集中運(yùn)輸大巷布置方式。3.3.1井筒形式和數(shù)目井筒位置就是確定井筒沿煤層走向和傾斜方向上的具體尺寸，并用直角(1)工業(yè)場地占地面積(2)地形與工程地質(zhì)條件(3)煤的運(yùn)輸方向(4)生產(chǎn)建設(shè)與住宅位置(1)按運(yùn)輸量確定井筒位置(2)根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置(3)煤柱量(4)勘探程度和初期工程量根據(jù)本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該礦井井筒位置詳見開3.3.2井筒位置及坐標(biāo)根據(jù)本井田的實(shí)際情況，并考慮到上述的條件，該設(shè)礦井井筒位置詳見主井坐標(biāo)：經(jīng)度3800922,緯度20509748副井坐標(biāo)：經(jīng)度3800989,緯度20509780本井田煤層傾角小，走向長度長，煤層賦存較淺適合采用單水平開采。如果采用多水平將導(dǎo)致服務(wù)年限太少從而達(dá)不到高產(chǎn)高效的目的。集中化生產(chǎn)的要求，同時(shí)盡量減少水平的設(shè)置?；谝陨显瓌t，同時(shí)根據(jù)本井田的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，且通過合理的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，該設(shè)計(jì)礦井采用單水平開采，水平垂高300m。1.大巷數(shù)目二條運(yùn)輸大巷、二條回風(fēng)大巷。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：(1)煤層大巷：當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅(jiān)硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、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；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(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)。(2)巖石大巷：優(yōu)點(diǎn)很多，如維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件好，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點(diǎn)主要為巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費(fèi)用高，建設(shè)工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定。本設(shè)計(jì)井田對(duì)大巷布置提出兩種方案。方案一：煤層大巷布置方案二：巖石大巷布置本設(shè)計(jì)礦井中，大巷服務(wù)年限較長，運(yùn)輸能力要求大，基于上述和本礦的實(shí)際情況大巷采用方案二，并采用錨噴支護(hù)。巷道斷面設(shè)計(jì)合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和生產(chǎn)的安全條件，其基本原則是在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價(jià)并有利于加快施工速度。該設(shè)計(jì)礦井大巷斷面圖3-2如下：與井底車場型式選擇有關(guān)的因素有：保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范；車廠通過能力，應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有30%以上的富余。井巷工程量小，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；施工方便，各井筒間，井底車場巷道與主要巷道間能迅速慣通，縮短建設(shè)時(shí)間；當(dāng)大巷或石門與井筒距離較大時(shí)，能夠扣置下存車線和調(diào)車線。根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井井筒形式及集中大巷的布置，結(jié)合上述井底車場型式的選擇因素，該設(shè)計(jì)礦井選用本設(shè)計(jì)井田煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，即8、9號(hào)和21、22號(hào)煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，準(zhǔn)備巷道為兩個(gè)煤層共用，大巷采用分組集中布置方式。煤層傾角一般10°左右。本帶區(qū)下部車場、帶區(qū)煤倉和帶區(qū)運(yùn)輸斜巷的布置方式，是一種最佳組合，以最少的工程量實(shí)現(xiàn)了集中運(yùn)輸大巷與各煤層的聯(lián)系并保障了各項(xiàng)功能的完善。帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷傾角相同、層位相同、各自的下部車場工程量相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面采止線能順暢地貼近，避免了在采止線附近維護(hù)采空區(qū)巷道。本設(shè)計(jì)井田走向長度較大，地質(zhì)構(gòu)造簡單，欲從井田邊界沿整個(gè)階段前進(jìn)開采，無論從時(shí)間、投資和實(shí)際開采技術(shù)條件上都要受到限制，勢必按技術(shù)要求將井田沿傾向劃分為帶區(qū)，并按一定的順序回采，每個(gè)帶區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。由于本設(shè)計(jì)礦井采用傾斜長壁采煤法，各煤層的傾角均在10°左右，且煤層賦存穩(wěn)定、構(gòu)造簡單，頂?shù)装辶己?。采用傾斜長壁采煤法比走向采煤法多很多優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量開采費(fèi)用。采用傾斜長壁采煤法的礦井內(nèi)的劃分一般是條帶式、帶區(qū)式和盤區(qū)式。由于條采區(qū)和盤區(qū)式巷道布置方式其工程量大，所以采用帶區(qū)巷道布置。帶區(qū)是指能共用一個(gè)帶區(qū)煤倉的所有煤層的所有工作面所組成的區(qū)域。因?yàn)椴捎脦^(qū)式巷道布置，所以采用帶區(qū)劃分，即能共用一個(gè)帶區(qū)煤倉的所有煤層的所有工作面所組成的區(qū)域。據(jù)此將整個(gè)井田劃分為8個(gè)帶區(qū)，詳見帶區(qū)劃分示意圖。圖3-3帶區(qū)劃分示意圖3.4井硐布置和施工井筒支護(hù)的要求：1.井筒支護(hù)應(yīng)結(jié)合具體圍巖條件優(yōu)先考慮錨噴支護(hù)。按《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)井筒在1、2類圍巖中，宜采用噴射混凝土技術(shù)；在3、4類圍巖中，宜采用錨桿加噴射混凝土支護(hù)，在5類圍巖中，宜采用錨桿加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)。采用噴射混凝土支護(hù)時(shí)，應(yīng)設(shè)墻角，其深度不得少于100mm。2.對(duì)不宜錨噴支護(hù)，但服務(wù)年限長，且不受動(dòng)壓影響的井筒，宜采用砌碹支護(hù)。3.穿過軟巖或斷層帶的井筒，宜采用錨噴，(或掛網(wǎng)錨噴)和混凝土(或鋼筋混凝土)砌碹聯(lián)合支護(hù)。4.底板松軟、破碎或底鼓的井筒，宜采用錨桿、底深、注漿或底拱等支護(hù)形式進(jìn)行底板支護(hù)。井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)，運(yùn)輸方式，通風(fēng)安全等因素.具體遵循原則如下：符合<<煤碳安全規(guī)程>>,<<煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范>>對(duì)運(yùn)輸、通風(fēng)、管線等布置的要求，滿足施工需要；1.有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全；2.當(dāng)提升容器發(fā)生掉道或跑車事故，對(duì)井筒中各種管線或其它設(shè)備的破壞應(yīng)減少到最低程度；3.合理使用斷面空間，減少井筒工程量；根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量、提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置運(yùn)輸設(shè)施及輔助設(shè)施。井筒直徑：4.5m凈斷面積：15.9m2提升：一隊(duì)12噸箕斗圖3-4主井井筒斷面400400表土部分噴霧管道1200井筒中心線動(dòng)力電纜提升中心線回井型：1.2Mt/a凈斷面積：35.2m2井筒直徑：6.5m提升：一對(duì)1噸雙車雙層罐籠井深：480m圖3-5副井井筒斷面由于本礦井是單水平開采，所以不考慮3.5.1井底車場形式的確定及論證井底車場是連接井下運(yùn)輸?shù)臉屑~，地面的材料和設(shè)備通過井筒、井底車場運(yùn)到各個(gè)工作面，井下的煤通過井底車場經(jīng)井筒運(yùn)至地面。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)及人員上、下等，也必須通過井底車場。而井底車場的形式，必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的不同，井底車場的形式也各異。1.井底車場形式必須滿足下列要求(1)調(diào)車簡單，管理方便，管道及交叉點(diǎn)少；(2)操作安全，符合《規(guī)程》、《規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定；(3)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；(4)施工方便，建設(shè)工期短；(1)車場的通過能力應(yīng)比礦井的生產(chǎn)能力有30%以上的富余系數(shù)，有增產(chǎn)2.現(xiàn)綜合考慮和本礦井的地質(zhì)情況(1)該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a,年工作日330d,實(shí)行三八工作制，每日凈提升16h;(2)礦井采用雙立井開拓方式，單水平開采，分組集中大巷布置；(3)主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由20輛礦車組成，由一臺(tái)10t架線式電機(jī)車牽引。卸載時(shí)，機(jī)車通過卸載站。輔助運(yùn)輸、掘進(jìn)煤和矸石列車采用1.5t固定式礦車，由25輛1.5t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、低涌水量礦井。通過以上條件的分析，本設(shè)計(jì)采用環(huán)行刀式車場。1.井底車場線路布置的要求：(1)井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過各個(gè)井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應(yīng)不(2)井底車場線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性；(3)井底車場的線路工程量??；(4)為保證運(yùn)行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機(jī)械推車需布置在直(5)盡量減少道岔和交岔點(diǎn)；(6)線路布置要有利于通風(fēng)；線路上盡量不設(shè)風(fēng)門，尤其是主要車場的副井線應(yīng)禁設(shè)通風(fēng)。(7)底卸式礦車的井底車場設(shè)計(jì)要：列車的裝載與卸載方向的一致，即注意調(diào)頭問題。2.存車線路存車線長度的確定：確定存車線長度是井底車場設(shè)計(jì)中的重要問題，如果存車線長度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過長，會(huì)使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。根據(jù)我國煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長度：(1)大型礦井的主井空、重車線長度各為1.5～2.0列車長；(2)副井空、重車線長度，中小型礦井按1.0~1.5列車長；(3)材料車線長度，大型礦井應(yīng)能容納15個(gè)材料車；(4)調(diào)車線長度通常為1.0列車和電機(jī)車長度之和。①主井空、重車線，副井空、重車線：L=mnLk+NL;+L式中L——主井空、重車線，副井空、重車線有效長度，m;m——列車數(shù)目，列；n——每列車的礦車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定；Lk—每輛礦車帶緩沖器的長度，m;N——機(jī)車數(shù)；L,——每臺(tái)機(jī)車的長數(shù)；L,——附加長度，取10m。主井L=1.5×20×3.45+1×4.5+10=118m②材料車線有效長度為n.——材料車數(shù)，輛；L.—每輛材料車帶緩沖器的長度，m;依據(jù)公式得：L=n.×Le+ng×L?=10×2.4=24m(1)單開道岔非平行線路聯(lián)接選用道岔ZDK622—5—15,a=3768mm,b=4232mm,α=11°18'36",(2)單開道岔平行線路聯(lián)接選用道岔ZDK622—4—12,a=3462mm,b=3588mm,α=14°02'10",(3)渡線道岔線路聯(lián)接選用道岔ZDX622—5—1516,a=3768mm,b=4232mm,α=11°18'36",見線路布置圖3-5-13.5.3井底車場通過能力計(jì)算本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a,礦井日產(chǎn)原煤3636t,日運(yùn)量為3636×5%=181.8t;掘進(jìn)煤占10%,日運(yùn)量為3636×10%=363.6t;井底車場線路布置采用3.0t底卸礦車運(yùn)煤，10t蓄電池電機(jī)車牽引，每列車內(nèi)由20輛礦車組成；輔助運(yùn)輸采用1.5t固定式礦車，每日3.0t底卸式列車數(shù)=3454.2/(3×20)=57.57列；根據(jù)礦井矸石量與掘進(jìn)煤的比例(5%:10%≈1:2),確定1.5t煤矸混合列車由7輛矸石與18輛煤車組成。每列矸石車與煤車的載重之比為2.7×7:1.5×18=1:2,故符合要求。每日混合列車數(shù)為(181.8+363.6)÷(2.7×7+1.5×18)=11.88(列)。每日進(jìn)入井底車場的3t底卸式礦車數(shù)與1.5t混合列車數(shù)之比為57.57:11.88≈5:1。因此在井底車場的每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有5列3t底卸式列車和1列1.5t煤矸混合列車進(jìn)入井底車場。每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間為52.6min。列車進(jìn)入井底車場平均時(shí)間為52.6/6=8.77min。列車在井底車場平均動(dòng)行時(shí)間為9.48min;3t底卸式礦車在井底車場平均運(yùn)行時(shí)間為9.72min,1.5混合列車在井底車場平均運(yùn)行時(shí)間為2.通過能力計(jì)算車場通過能力富裕系數(shù)：K=1.65/1.20=1.38>1.3所以井底車場通過能力滿足<<規(guī)范>>要求。表3-4井底車場運(yùn)行圖表包括主排水系統(tǒng)的硐室，水倉，煤水提升硐室，主變電所，運(yùn)輸硐室，井下火藥庫及火藥發(fā)放硐室，安全設(shè)施硐室，井下等候室，井下工具保管室，井下保健站等。主井系統(tǒng)硐室：推車機(jī)及翻車機(jī)硐室、底卸式礦車卸載站硐室、井底煤倉及箕斗膠帶輸送機(jī)裝載硐室、清理撒煤硐室及水泵房室等。副井系統(tǒng)硐室：主排水泵硐室、水倉及清理水倉硐室、主變電所、副井井底操車設(shè)備硐室及等候室等。3.6開采順序開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計(jì)劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行，因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點(diǎn)，了解有關(guān)政策與規(guī)程、規(guī)范規(guī)定、合理的開采順序應(yīng)滿足下列要求：1.保證開采水平、帶區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)2.符合煤層采動(dòng)影響關(guān)系，最大限度地開采煤炭資源；3.合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動(dòng)生產(chǎn)率，4.降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井的煤層分布及帶區(qū)劃分的具體情況，井田一翼開采，另一翼掘進(jìn)。在工業(yè)廣場煤柱兩邊一翼布置首采工作面，另一翼布置掘進(jìn)工作面，向雙翼由近及遠(yuǎn)開采，這樣有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，有利于生產(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)礦井的帶區(qū)劃分的具體情況，采用傾斜長壁開采，這樣可以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。3.6.2沿井田傾向的開采順序開采煤層群時(shí)，可分為上行式和下行式開采。先采上煤層后采下煤層稱下行式開采順序。反之，則稱為上行式開采順序。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采順序。本礦屬近緩傾斜煤層，考慮到本設(shè)計(jì)井田內(nèi)共有4個(gè)可采煤層，即8、9、21、22號(hào)煤層。其中8號(hào)煤層位于上部，22號(hào)煤層位于下部，布置分組集中運(yùn)輸巷道，根據(jù)其采動(dòng)影響關(guān)系，采用下行開采順序。實(shí)行上下山開采，同一層煤先采上山，上山采用仰斜開采，再采下山，實(shí)行俯斜開采。根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，合理的帶區(qū)接續(xù)，應(yīng)滿足如下要1.開采水平、帶區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，保證持續(xù)的穩(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)用；4.便于災(zāi)害防止，有利于巷道的維。見下表3-5(萬噸)(年)2468101214161820222426283032帶1.礦井開拓煤量的確定開拓煤量是指井田范圍內(nèi)掘進(jìn)的開拓巷道所圈定的尚未開采的可采煤量，可按下式計(jì)算：式中Zk——開拓煤量，Mt;Zm——計(jì)算范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt;Z,——地質(zhì)損失，是因?yàn)榈刭|(zhì)及水文地質(zhì)條件不利所造成的損失。包括含水大、煤層厚度小、斷層多等原因不能采出的儲(chǔ)量，Mt;Pk——永久煤柱損失，Mt;C——采區(qū)回采率，%。本設(shè)計(jì)礦井的開拓煤量計(jì)算：2.準(zhǔn)備煤量的確定是指開拓煤量范圍內(nèi)已完成開采所必須的帶區(qū)運(yùn)輸巷道，回風(fēng)巷道等掘進(jìn)工程所圈定的可采儲(chǔ)量，可按公式計(jì)算：準(zhǔn)備煤量=(采區(qū)走向長度×采區(qū)斜長×煤層平均厚度×煤層容量一地質(zhì)損失一呆滯煤量)×帶區(qū)回采率3.回采煤量的確定回采煤量是指準(zhǔn)備煤量范圍內(nèi)已被采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量?？砂聪耑n=式中Z,——回采煤量；∑z——已為采煤巷道所固定的可采儲(chǔ)量；cn——工作面回采率。本設(shè)計(jì)礦井回采煤量：1.04Mt,根據(jù)有關(guān)規(guī)定，開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量都應(yīng)該有一定的可采期。開拓煤量可采期TK=66.2>3-5a滿足要求；準(zhǔn)備煤量可采期TZ=2.99>1a滿足要求；第4章帶區(qū)巷道布置4.1.1設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤住設(shè)計(jì)帶區(qū)位于井田中部屬西三帶區(qū)，北部以井田邊界為界南也是以井田邊界為界，東部緊鄰下個(gè)帶區(qū)，西以坐標(biāo)斷層為界，走向長度為600m,傾向長度為2750m。在斷層的兩側(cè)各留設(shè)50m保護(hù)煤柱，在井田邊界處留設(shè)30m保護(hù)煤4.1.2帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況此區(qū)內(nèi)構(gòu)造較簡單，無斷層。本區(qū)宏觀煤巖類型，以半亮型煤為主，少數(shù)屬半暗型煤，煤層含礦物質(zhì)較多，其變質(zhì)程度自上而下有規(guī)律的增高。煤層厚度為1.3～2.3m,煤層傾角平均為10°,屬近水平煤層，走向長度600m,傾向長度2750m。4.1.3帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限1.帶區(qū)生產(chǎn)能力由于本工作面為高產(chǎn)高效工作面，即一個(gè)對(duì)拉工作面即可滿足礦井生產(chǎn)要求，故每個(gè)帶區(qū)只有一個(gè)對(duì)拉工作面生產(chǎn)，其生產(chǎn)能力為：b——采煤機(jī)截深，m;m——工作面采高，m;l——工作面回采率，取0.95;n——每日進(jìn)刀數(shù)。得：Q=300×1.8×0.6×1.34×0.95×8=3299.6t2.帶區(qū)的儲(chǔ)量(1)帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量按下式計(jì)算：E=帶區(qū)走向長度×帶區(qū)傾向長×采高×煤容重式中E——帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量，萬t;(2)開采損失計(jì)算①工作面落煤損失按5%計(jì)算；E?=Lp·L·H·r·n·5%式中E?——工作面落煤損失，萬t;r——視密度，t/m3;E=2750×300×2×1.31×2×5%=21.62②帶區(qū)煤柱損失E?=L·B·H·r式中E?——帶區(qū)煤柱損失，萬T;即：E?=600×30×2×1.31=4.72③邊界煤柱損失E?=L,·B?·Hr式中E?——邊界煤柱損失，萬t;得可采儲(chǔ)量=442.2-21.62-4.72-7.86=4083.帶區(qū)服務(wù)年限由于采用傾斜長壁開采故不存在區(qū)段劃分和上下山布置，將本帶區(qū)劃分為2個(gè)對(duì)拉工作面，單層煤開采。采用中央并列式通風(fēng)。走向工作面長300m,一個(gè)對(duì)拉工作面設(shè)一個(gè)煤倉。本礦區(qū)均屬是近水平煤層，運(yùn)輸大巷采用巖石大巷，掘進(jìn)費(fèi)用高，但維護(hù)費(fèi)用低且安全。巖石大巷受工作面的采動(dòng)影響較小，生產(chǎn)期間易維護(hù)。采用二條斜巷，運(yùn)輸斜巷，回風(fēng)斜巷，考慮到本設(shè)計(jì)礦井為低瓦斯，煤層傾角10°度左右，布置在巖石中，更有利于帶區(qū)生產(chǎn)的接續(xù)。帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷傾角相同、層位相同、各自的下部車場工程量相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面采止線能順暢地貼近，避免了在采止線附近維護(hù)采空區(qū)巷道。(1)帶區(qū)車場和硐室的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)帶區(qū)巷道布置、帶區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限、運(yùn)輸方式和礦車類型、地質(zhì)構(gòu)造和圍巖性質(zhì)、煤塵、瓦斯及水文情況等因素進(jìn)行全面考慮確定；(2)帶區(qū)車場和硐室應(yīng)根據(jù)圍巖情況盡量布置在穩(wěn)定巖層或煤層中；(3)帶區(qū)車場巷道斷面應(yīng)根據(jù)圍巖情況確定，可為半圓拱形，跨度大時(shí)視圍巖情況也可采用三心拱形，應(yīng)優(yōu)化選擇錨噴支護(hù)，當(dāng)錨噴支護(hù)有困難時(shí)，也可采用其他支護(hù)方式。帶區(qū)下部車場多由帶區(qū)裝車站和輔助提升車場組合而成。根據(jù)煤炭裝車地點(diǎn)的不同，可分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式。因?yàn)檫\(yùn)輸能力的限制不可采用石門裝車式，采用底板繞道大巷裝車式車場。2.裝車站線路設(shè)計(jì)根據(jù)裝車站所在的位置不同，大巷裝車站線路又分為通過式和盡頭式兩裝車站線路總長度L為：L=L+L?+L?+3L?式中L——車場裝車站線路總長度；L——空車存車線長度；L——機(jī)車長n——列礦車數(shù)目；L——礦車長度；(3-5)——制動(dòng)、安全距離；L——重車線存車線長度；L?=n×LnL?——煤倉溜煤閘門至煤線道岔長度；L?=L+0.5LmL?——渡線道岔長度；大巷軌道中心線距離為1600,渡線道岔ZDX630/5/1516,a=11°18'36",則渡線道岔聯(lián)接長度為：L?=L,+n×Lm+(3～5)m=4500+20×3450+(3000~5000)=76取77000,L=l?+l+l?+3l?=77000+69000+6225+3×159見下圖4-1。1q圖4-1大巷裝車設(shè)計(jì)圖3.輔助提升下部車場帶區(qū)輔助提升下部車場是向帶區(qū)回采工作面、掘進(jìn)工作面出煤，運(yùn)料，通風(fēng)等運(yùn)輸站，是帶區(qū)下部車場的組成部分。大巷裝車式下部車場的輔助提升多為繞道式，本帶區(qū)采用底板繞道。輔助提升車場在豎直線以后以23°跨越大巷見煤。斜面線路采用ZDC-622/3/15道岔，a=18車場雙道中心線間距為2000mm,連接半徑取15000mm.對(duì)稱道岔線路連接長度為：下部車場線路如下圖所示：圖4-2帶區(qū)下部車廠線路圖L?=L-R-Lk-d?-n式中L?——繞道出口端存車線直線段長度，m;d?——平曲線與道岔之間的插入段，一般取2m;Lk——單開道岔平行線路聯(lián)接長度，m;n、m——由單開道岔非平行線路聯(lián)接公式求得，m;S——空、重車線摘掛鉤點(diǎn)活動(dòng)板的雙軌中心距，m;X——繞道出口交岔點(diǎn)道岔基本軌起點(diǎn)G至軌道上山軌道中心距，m。計(jì)算得：L?=137.7-15-9-2-25=86.7m;Lzp=35.3+3.14×15+86.7X=29.473+2×15+2/2=60.473m4.2.4帶區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù)1.帶區(qū)選用的是垂直式煤倉，主要優(yōu)缺點(diǎn)是倉體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象，但受條件限制。2.煤倉容量(1)按采煤機(jī)連續(xù)作業(yè)割一刀的容量計(jì)算式中Q——帶區(qū)煤倉容量；Q?——防空倉漏風(fēng)留煤量，一般取5～10t;L——工作面長度，m;r——煤的視密度；Ca——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。故：Q=10+300×1.8×1.34×0.6×0.95×(2)按運(yùn)輸大巷列車間隔時(shí)間內(nèi)帶區(qū)高峰期產(chǎn)量計(jì)算式中Qh——帶區(qū)高峰期生產(chǎn)能力，t/h(一般為平均產(chǎn)量1.5～2.0倍)t;——列車進(jìn)入帶區(qū)裝車站的間隔時(shí)間，一般取高限20～30s;aa——不均衡系數(shù)，機(jī)采取1.15～1.2,炮采取1.5;(3)按帶區(qū)高峰生產(chǎn)延續(xù)時(shí)間計(jì)算(Qh>Qt時(shí))式中Q,——帶區(qū)裝車站通過能力，t/h(一般為平均產(chǎn)量的1～1.3倍)thc——帶區(qū)高峰生產(chǎn)延續(xù)時(shí)間，機(jī)采取1~1.5h炮采取1.5～2hQ=10+[3299.6/20×2-3299.6/20×1.3]×1.2×取最大值Q=422.45t一般帶區(qū)煤倉容量可按下表取，見表4-1。表4-10.3以下1.00以上大于500所以本帶區(qū)煤倉容量為500噸。3.煤倉結(jié)構(gòu)及支護(hù)方式煤倉結(jié)構(gòu)包括：煤倉上部收口，倉身，下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)，溜口和上部收口：為保證煤倉上部收口安全與改善煤倉上口的受力狀況，需以混凝土收口筑成圓臺(tái)體。倉身：采用錨噴支護(hù)下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；煤倉下口用混凝土砌筑圓臺(tái)體收口，收口斗倉可作成曲面圓臺(tái)體以解決起拱堵倉問題，為了大巷的安全，煤倉與大巷連接處加強(qiáng)支護(hù)，一般應(yīng)在煤倉下口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。4.2.5帶區(qū)硐室簡介帶區(qū)變電所一般宜設(shè)在圍巖穩(wěn)定、地壓小、通風(fēng)較好、無淋水的地點(diǎn)用電負(fù)荷中心。硐室與電器設(shè)備應(yīng)有0.5m的通道，相互之間應(yīng)留0.8m以上通道溫度不超過30℃,必須有足夠的照明，機(jī)電硐室應(yīng)設(shè)置瓦斯自動(dòng)檢測報(bào)警斷電儀，并配備便攜式個(gè)體檢測設(shè)備。帶區(qū)變電所形式有一字形、人形和Ⅱ形，一般采用一字形，斷面一般為半圓形，用混凝土砌筑。帶區(qū)硐室除帶區(qū)變電所還應(yīng)設(shè)有井下空氣壓縮硐室、機(jī)電硐室；壓縮機(jī)房一般為半圓拱形用料石或混凝土砌筑，有條件可以錨噴。4.2.6工作面接續(xù)編制采煤工作面接替計(jì)劃的原則及注意的問題。1.年度內(nèi)所有進(jìn)行生產(chǎn)的采煤工作面產(chǎn)量總和加上掘進(jìn)出煤量。必須確保礦井計(jì)劃產(chǎn)量的完成。并力求各月采煤工作面產(chǎn)量較均衡。2.礦井兩翼配采的比較與兩翼儲(chǔ)量分布的比例大體一致。防止后期形成單3.為確保合理的開采順序，。上下煤層(包括分層)工作面之間，保持一定的錯(cuò)距和時(shí)間間隔煤層之間，除間距較大或特殊要求允許上行開采外要接自上而下的順序開采。4.為實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，盡量減少同時(shí)生產(chǎn)的采數(shù)目及工作面數(shù)，避免工作面布置過于散。5.為便于生產(chǎn)管理，各采煤工作面的接替時(shí)間盡量不要重合，力求保持一定的時(shí)間間隔，特別是綜采工作面要防止兩個(gè)面同時(shí)搬遷接替(詳表4-2)帶區(qū)工作面接續(xù)表生產(chǎn)帶區(qū)(萬/噸)服務(wù)年限西一帶區(qū)4.3帶區(qū)準(zhǔn)備采準(zhǔn)工作是由集中運(yùn)輸大巷開掘帶區(qū)下部車場，再分別開掘帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷及帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷，穿透所有煤層直至煤層群的最上部煤層，然后在最上部煤層內(nèi)分別開掘分帶運(yùn)輸入風(fēng)巷及分帶運(yùn)料回風(fēng)巷，最后沿煤層走向掘進(jìn)開切眼即可進(jìn)行回采。圖4-4帶區(qū)運(yùn)輸斜巷第5章采煤方法本帶區(qū)煤層走向長度600m,傾向長度2750m,該帶區(qū)除邊界、斷層外，無明顯的地質(zhì)構(gòu)造，帶區(qū)煤層為低涌水量，低瓦斯，煤平均厚度2.0m,屬中厚煤層，平均傾角10°左右，屬近水平煤層。綜合考慮目用傾斜長壁一次采全高的采煤方法。采煤工藝選5.2回采工藝5.2.1選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機(jī)械設(shè)備兼于本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a及地質(zhì)條件、煤層賦存的情況，炮采普采不能滿足要求，以高檔普采進(jìn)行回采較為合理即落1.落煤，采用傾向長壁采煤法，使用雙滾筒采煤機(jī)割煤，工作面端頭割三角煤斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤往返一次割兩刀，截深2.裝煤，采煤機(jī)落煤以后直接落入刮板輸送機(jī)中，浮煤由鏟煤板和人工3.運(yùn)煤，由刮板輸輸送機(jī)→轉(zhuǎn)載機(jī)→分帶運(yùn)輸巷膠帶輸送機(jī)→帶區(qū)運(yùn)輸4.工作面支護(hù)，工作面內(nèi)部用，工作面端頭支護(hù)用，并采用超前支護(hù)方5.采用全部垮落法處理采空區(qū)。6、設(shè)備選型由于煤層頂?shù)装寰鶠橹猩皫r，屬于穩(wěn)定頂板，老頂屬于Ⅱ級(jí)，老頂來壓明顯。礦井選用單體液壓支柱和鉸接頂梁。液壓連牽引牽引力牽引速度煤層傾角臥底量型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)出廠長度功率電壓外形尺寸序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)1臺(tái)22單體液壓支柱臺(tái)3臺(tái)24臺(tái)15部26個(gè)7臺(tái)8乳化液泵臺(tái)29臺(tái)1噴霧泵站臺(tái)2表5-4工作循環(huán)圖表班時(shí)班時(shí)面長(m)圖例兼于方便勞動(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)的特點(diǎn)而選用分段作業(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度劃分為若干段，每段內(nèi)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)所一班二班2215防塵工2226442331766322152215電工11242226溜子工221522151146第6章井下運(yùn)輸和礦井提升井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)井下煤炭、矸石、材料、設(shè)備及人員等的運(yùn)輸作統(tǒng)籌安排，運(yùn)輸方式與設(shè)備的選型要根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況及采煤方法確定。1.煤的工作面運(yùn)輸方式：工作面用采煤機(jī)落煤，割下來的煤用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。2.分帶運(yùn)煤入風(fēng)巷運(yùn)輸方式：本設(shè)計(jì)帶區(qū)采用可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。并且設(shè)有軌道，用齒軌車牽引1.5t固定式礦車，以便于對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行檢修，和在開采初期，為運(yùn)輸入風(fēng)巷運(yùn)料、排矸。3.分帶運(yùn)料回風(fēng)巷運(yùn)輸方式：本設(shè)計(jì)帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)巷為機(jī)軌合一巷布置?？缮炜s膠帶運(yùn)輸機(jī)用于巷道掘進(jìn)期間運(yùn)煤；軌道運(yùn)行齒軌車牽引1.5t固定式礦車，用于運(yùn)料和掘進(jìn)初期排矸。4.大巷運(yùn)輸方式：主要運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸方式應(yīng)根據(jù)運(yùn)量，運(yùn)距技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)化確定。本設(shè)計(jì)采用軌道運(yùn)輸，采用10噸架線電機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸。綜合上述運(yùn)輸方式，確定本礦井井下煤炭及材料運(yùn)輸系統(tǒng)如下：運(yùn)煤系統(tǒng)：由工作面采出的煤裝入刮板輸送機(jī)運(yùn)至分帶運(yùn)輸入風(fēng)巷，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)至膠帶輸送機(jī)運(yùn)至帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷進(jìn)帶區(qū)煤倉在集中運(yùn)輸大巷裝車，由電機(jī)車牽引至井底車場，通過主井提升到地面。運(yùn)料系統(tǒng)：工作面所需物料及設(shè)備經(jīng)副井運(yùn)至井底車場，由電機(jī)車牽引經(jīng)集中運(yùn)輸大巷至帶區(qū)下部材料車場，經(jīng)帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷、分帶運(yùn)料回風(fēng)巷運(yùn)至采煤工作面。1.架線式電機(jī)車臺(tái)數(shù)的確定工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)計(jì)算如下：N=1.5Q(11L+θ)/2100P1.5——產(chǎn)量與運(yùn)輸不均衡系數(shù)；11——運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)距換算系數(shù)；2100——每班工作時(shí)間與機(jī)車載重乘積；P——機(jī)車粘著質(zhì)量，t;檢修及備用電機(jī)車臺(tái)數(shù)取工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)的25%,但不小于1臺(tái)。N?=N×25%=2臺(tái)，則架線式電機(jī)車總臺(tái)數(shù)為9臺(tái)。2.電機(jī)車型號(hào)確定本設(shè)計(jì)礦井選用ZK?0—6/250型電機(jī)車，該架線式電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)如下表電機(jī)型號(hào)外形尺寸73.大巷運(yùn)輸及輔助運(yùn)輸?shù)V車型號(hào)確定大巷運(yùn)輸選用3t底卸式礦車運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸選用1.5t固定式礦車運(yùn)輸。3450×1200×1400,質(zhì)量1800kg。選用MG1.7-6A型1.5固定式礦車，軌距600,外形尺寸2400×1050×1200,質(zhì)量718kg。4.確定礦車臺(tái)數(shù)每組運(yùn)煤列車礦車數(shù)確定為13輛，本設(shè)計(jì)礦井有4組運(yùn)煤列車，則3t底卸式礦車總數(shù)為：N=13×4=52輛，備用及檢修的臺(tái)數(shù)為n=N×20%=10每臺(tái)電機(jī)車牽引19輛1.5t固定式礦車，本礦井確定備有3組輔助運(yùn)輸列車即N:3×19=57輛，備用及檢修的1.5t礦車數(shù)為：n=N×20%=11.4輛，1.5t材料車取11輛，總材料車為N總=57+11=68輛。帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備包括工作面運(yùn)輸設(shè)備，分帶運(yùn)輸、回風(fēng)巷運(yùn)輸設(shè)備，帶區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)斜巷運(yùn)輸設(shè)備。各設(shè)備只選型合理，才能有機(jī)的構(gòu)成一個(gè)整體，使煤炭、材料的運(yùn)輸才能協(xié)調(diào)進(jìn)行。①刮板輸送機(jī)輸送能力應(yīng)大于工作面最大生產(chǎn)能力的1.2倍；②要根據(jù)刮板鏈的負(fù)荷情況，確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈條的結(jié)構(gòu)形式，煤質(zhì)較硬塊度較大時(shí)優(yōu)先選用雙邊鏈，煤質(zhì)較軟時(shí)，可選用單鏈綜上所述，刮板輸送機(jī)選擇型號(hào)為：SGD-630/180,輸送量500t/h,刮板鏈速0.92m/s,外形尺寸(mm)為1500×630×220,出廠長度150m。2轉(zhuǎn)載機(jī)選型原則：①轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于工作面輸送機(jī)的能力(一般為1.2倍)它的溜槽寬度或鏈速一般應(yīng)大于工作面輸送機(jī)。②轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)型，好機(jī)頭傳動(dòng)裝置及電動(dòng)機(jī)和中部槽的類型及刮板鏈類型，應(yīng)盡量和工作面刮板輸送機(jī)機(jī)型一致，以便日常維修和管理。③轉(zhuǎn)載機(jī)尾部和工作面輸送機(jī)頭部有一定的卸載高度(約600mm)以避免工作面輸送機(jī)底鏈回煤。根據(jù)以上原則及本礦帶區(qū)輸送能力，選擇轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)為：SZB—764/132,運(yùn)輸能力700t/h,鏈速1.34m/s,中部槽尺寸為：長1500mm,寬764mm,高2223可伸縮帶式輸送機(jī)選型原則：①工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)運(yùn)輸能力，要大于工作面刮板輸送機(jī)的能力。②移動(dòng)尾裝置宜選用液壓式。根據(jù)以上原則及帶區(qū)的輸送能力，選擇SSJ1000/2×200X型可伸縮帶式輸送機(jī)。運(yùn)輸能力1000t/h,輸送長度1000m,寬度1000mm,帶速2.0m/s,貯帶長度60m,機(jī)頭外形尺寸：長7023mm,寬3150mm,高1700mm。礦井提升的合理設(shè)計(jì)，主要取決于確定合理的提升系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)礦井采用幾套提升設(shè)備、提升設(shè)備的類型(單繩纏繞式還是多繩摩擦式)及提升方式(采用箕斗還是罐籠)。一般情況下，年產(chǎn)量在0.3Mt極其以上的大中型礦井提升任務(wù)重，可設(shè)兩套提升設(shè)備，主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。對(duì)于年產(chǎn)量超過1.8Mt的大型礦井主井采用兩套箕斗提升設(shè)備，副井除配備一套罐籠提升設(shè)備以外，有時(shí)尚需設(shè)置一套帶平衡錘的單容器提升設(shè)備作為輔助提升。本設(shè)計(jì)礦井為主、副立井提升方式。主井井筒直徑4.5m,服務(wù)年限66.2a。選用鋼絲繩罐道，重錘拉緊方式，多繩箕斗提升。主井擔(dān)負(fù)礦井提升煤炭任務(wù)。副井井筒直徑6.5m,采用剛性組合罐道，罐籠提升。副井主要擔(dān)負(fù)全礦井人員升降、提矸、下放材料(長材除外)等任務(wù)。1.設(shè)計(jì)依據(jù)礦井生產(chǎn)能力：1.2Mt/a、3636t/d;工作制度：年工作330d,三、八工作制，礦井凈提升16h;2.選型計(jì)算(1)提升容器選擇礦井提升系統(tǒng)主要包主井提升系統(tǒng)和副井提升系統(tǒng)，設(shè)備選型過程以及各種特如下：1.主井：采用兩對(duì)12t多繩摩擦式提升箕斗型號(hào)為JDS-12/110×4,準(zhǔn)箕斗選擇過程如下2.副井：采用1t雙層4車罐籠。(2)鋼絲繩罐道的選擇優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，節(jié)省鋼材，施工期短，安裝時(shí)只需要固定和拉緊罐②井筒不設(shè)罐道梁減少通風(fēng)阻力，井壁不鋪梁窩，減輕井壁負(fù)荷，有利于提高井壁的整體性、防水性能；③鋼絲繩罐道具有一定的柔性，提升系統(tǒng)的受力狀況允許采用較高的提升速度，減少繩斷卡罐等事故；④使用壽命長，便于維護(hù)，更換鋼絲繩也較為簡單，對(duì)生產(chǎn)影響小.提升高度的計(jì)算：式中H——提升高度，m;Hs——井筒深度，m;Hx——卸載高度，取20m;Hz——裝載高度，取20m。則：H=480+20+20=510m最大提升速度的計(jì)算：式中Vm——最大提升速度，m/s;H——提升高度，m。則：vm=9.1m/s提升時(shí)間的計(jì)算：式中T,——經(jīng)驗(yàn)提升時(shí)間，s;α——提升加速度取0.7m/s;u——提升容器爬行階段附加時(shí)間，取10s;則：T;=87.75s經(jīng)驗(yàn)提升量的計(jì)算：C——主提升設(shè)備的提升不均衡系數(shù)，有井底煤倉時(shí)為1.10—1.15;α,——富裕系數(shù)，主提升設(shè)備對(duì)第一水平留有1.2富裕系數(shù)；b,——提升設(shè)備年工作日數(shù)，取330d;則：Q,=11.89t故所選的設(shè)備能滿足要求。Q——一次提升容量，kgV——標(biāo)準(zhǔn)速度，m/sη——減速器的傳動(dòng)效率，取η=0.95K——礦進(jìn)阻力系數(shù)，箕斗取1.15e——?jiǎng)恿ο禂?shù)，箕斗取1.28——重力加速度，取9.8m/s選用的提升機(jī)功率為2×800=1600kw>1103Kw符合要求。(2)副井提升一對(duì)1t礦車雙層雙車罐籠，一個(gè)材料罐籠帶平衡錘。第7章礦井通風(fēng)與安全礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)方式(即進(jìn)風(fēng)井和加風(fēng)井的布置方式)通風(fēng)方(即礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法)以及由若干通風(fēng)巷和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。①通風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列于井田中央，由主井兼作回風(fēng)井或?qū)ＴO(shè)中央風(fēng)井，這種方式具有初期工程量少，建井期短，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是進(jìn)回風(fēng)井之間漏風(fēng)大，礦井的中后期通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大，工業(yè)場地噪音進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井位于井田上部邊界中央，這種方式具有通風(fēng)阻力小，漏風(fēng)小，安全性好，工業(yè)場地噪音小，且便于從回風(fēng)井鋪設(shè)防塵灑水管路等優(yōu)點(diǎn)，適用于煤層傾角較小，埋深較淺，瓦斯和自燃發(fā)為比較嚴(yán)進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井布置在西翼各一個(gè)，分別為井田的一翼服進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，兩翼各有兩個(gè)或兩個(gè)以上的回風(fēng)井為所在采區(qū)的且高低起伏較大，第一水平無法開鑿總回風(fēng)巷的情況，也適用于煤和瓦斯有突出危險(xiǎn)的礦井或高瓦斯礦井，此外各分區(qū)有獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，這種方式具有建井期短，安全性好，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，但因風(fēng)井多，占地面積大和風(fēng)機(jī)管理分散原則，多適用于分區(qū)分期開拓，分期投產(chǎn)的特大礦井。⑤混合式上述幾種方式的組合稱為混合式，如中央分列式與對(duì)角式混合，中央并列式與對(duì)角式混合，以及中央并列式與中央分列式混合，這種方式適用于井田走向長度大，礦井改擴(kuò)建和開拓延伸礦井或多煤層多井筒礦井，或井田面積較大，產(chǎn)量大而且是分區(qū)開拓礦井。2.主要通風(fēng)機(jī)的工作方法主要通風(fēng)機(jī)的工作方法有抽出式，壓入式及混合式，一般礦井多采用抽出式通風(fēng)，只有在低瓦斯礦井(地面塌陷區(qū)分布較廣泛且與礦井溝通)或地形復(fù)雜且煤層埋藏較深，開采第一水平時(shí)無法設(shè)置主通風(fēng)機(jī)，總回風(fēng)通無法聯(lián)通或維護(hù)困難，煤層發(fā)火不嚴(yán)重的中小型礦井，才采用壓入式通風(fēng)。混合式工作方法由于管理復(fù)雜，很少使用。條帶采煤工作面通風(fēng)方式分為運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，軌道巷回風(fēng)或軌道巷進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸巷回風(fēng)，對(duì)于運(yùn)輸巷仍然存在有上行風(fēng)和下行風(fēng)的問題，對(duì)工作面沒什么影響，該布置方式具有系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短，轉(zhuǎn)折變化少通風(fēng)建筑物少，漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率高等優(yōu)點(diǎn)通過上述通風(fēng)方式的選擇，結(jié)合本礦的情況，最后確定礦井的通風(fēng)方式7.2風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配1.風(fēng)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)(1)按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少(2)按該用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風(fēng)速及濕度等符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求分別計(jì)算取其最大值。2.風(fēng)量計(jì)算原則無論礦井或帶區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算出各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量，從而求出該地區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量，系數(shù)后，作為該地點(diǎn)的供風(fēng)量，即“由里往外”的計(jì)算原則，由采掘工作面、硐室和其它用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算出各帶區(qū)用風(fēng)龐莊礦絕對(duì)瓦斯涌出量為5.6m3/minQa=100×qCH?a;×K,=100×5.6×1