連坦礦煤礦2#煤層今天開(kāi)拓整體設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21718連坦礦煤礦2#煤層今天開(kāi)拓整體設(shè)計(jì)案例 1159581.1礦井工作制度 1220911.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16143第二章井田開(kāi)拓 3249272.1井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題 362012.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 3162382.1.2工業(yè)場(chǎng)地的位置 562602.1.3主要開(kāi)拓巷道 5193632.1.4方案比較 5145282.2礦井基本巷道 6228082.2.1井筒 635722.2.2井底車場(chǎng) 717632.2.3主要開(kāi)拓巷道 9第一章礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)按年工作日330d計(jì)算，每天提煤時(shí)間應(yīng)該為18h,每天的工作制度地面應(yīng)按“三八”制，井下的應(yīng)按“四六”制。根據(jù)本礦井的實(shí)際情況，本礦采用“四六”工作制，這種制度適合本礦采掘作業(yè)的特點(diǎn)，有利于保護(hù)工人的健康，提高工時(shí)的利用率，提高設(shè)備和工作面的利用率。搞好安全生產(chǎn)，穩(wěn)定和提高采掘隊(duì)，因此，本礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)行“四六”工作制。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限多照大型礦并服務(wù)年限(T)的下限要求，礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)(K)取1.3，則礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(A)計(jì)算如下：A=Z/（TK）=19116/(40×1.3)=367.6萬(wàn)t/a根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(A)確定為4.0Mt/a，再計(jì)算礦并服務(wù)年限：T=Z/（AK）=19116/(400×1.3)＝36.7a在計(jì)算礦并服務(wù)年限時(shí)，考慮礦井投產(chǎn)后可能由于地質(zhì)損失增大、采出降低和礦井增產(chǎn)的原因而使礦并服務(wù)年限縮短，設(shè)置了備用儲(chǔ)量Z備用儲(chǔ)量用下式計(jì)算：Zb=Z/1.3×0.4=19116/1.3×0.4＝20586.46萬(wàn)t在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)有50%為采出率過(guò)低和受不可預(yù)知地質(zhì)破壞因素影響所損失的儲(chǔ)量。礦井開(kāi)拓設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)定的設(shè)計(jì)采出的儲(chǔ)量約為：19116-(20586.46×50%)=8822.77萬(wàn)t井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓的基本問(wèn)題確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1.井筒形式的確定井筒的形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開(kāi)拓受地形的埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量都大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開(kāi)拓與立井開(kāi)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、井底車場(chǎng)及碉室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，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。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)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開(kāi)拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在釆深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突岀礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工：對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層.主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角不大，平均13°,為緩傾斜煤層；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量較小，地勢(shì)平坦：由于受地形條件限制，因此只能釆用立井開(kāi)拓。2.井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)釆，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，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡：井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、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(kāi)高山、低洼和釆空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。2.有利于礦井初期開(kāi)釆選擇井筒位置要與選擇初期開(kāi)釆區(qū)密切結(jié)合起來(lái)，盡可能使井筒靠近淺部初期開(kāi)釆塊段，以減少初期井下開(kāi)拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。3.盡量不壓煤或少壓煤確定并簡(jiǎn)位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，做到不壓煤或少壓煤。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時(shí)，要使地面工業(yè)場(chǎng)地盡量不壓首采區(qū)煤層。4.有利于掘進(jìn)與維護(hù)（1）為使井筒的開(kāi)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(guò)的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。（2）為加快掘進(jìn)的速度，減少掘進(jìn)費(fèi)用，井筒應(yīng)盡可能不通過(guò)或少通過(guò)流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。（3）為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及受采動(dòng)影響的地區(qū)。（4）井筒位置還應(yīng)使井底車場(chǎng)有較好的圍巖條件，便于大容積兩室的掘進(jìn)和維護(hù)。5.便于布置地面工業(yè)場(chǎng)地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過(guò)村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)：要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點(diǎn)位于編組站配線一側(cè)。另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染。總之，選擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。綜合考慮以上各方面原因，經(jīng)方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。工業(yè)場(chǎng)地的位置工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田淺部靠上的中央位置。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積規(guī)定，0.6-1.1公頃/10萬(wàn)噸。井田為一不規(guī)則多邊形，南北長(zhǎng)15.7km，東西寬5.0～7.4km，面積89.51km2。井田由三部分構(gòu)成，南部為原色連一號(hào)井田勘探（精查）區(qū)，面積34.47km2，中部為柴登南詳查區(qū)，面積41.64km2，北部為東勝煤田煤炭資源普查找煤區(qū)，面積13.40km2。開(kāi)釆水平的確定及采采區(qū)劃分井田主釆煤層為2#煤層，煤層緩傾斜，傾角為2°?13。，為緩傾斜煤層，故設(shè)計(jì)為兩水平開(kāi)釆。一水平標(biāo)高-540m,帶區(qū)式開(kāi)采。二水平標(biāo)高為-900m,礦井的生產(chǎn)能力為：1.2Mt.可采儲(chǔ)量為86.57Mt,服務(wù)年限為51.5a。主要開(kāi)拓巷道2#煤層平均厚度為5.4m,賦存穩(wěn)定，底板的起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層厚度中厚，服務(wù)年限長(zhǎng).故礦井開(kāi)拓大巷布置在煤層底板的巖層中，大巷間距30m.大巷位于井田中央，沿走向布置，按3%o~5%o的坡度布置。方案比較1.提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分述如下：方案一：主斜井—副立井綜合開(kāi)拓主井井筒是斜井，副井井筒是立井，布置于井田中央。大巷布置在煤層底板的巖層中。釆用兩翼對(duì)角式通風(fēng).主斜井一副立井開(kāi)拓可充分發(fā)揮主軸提升能力大、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、通過(guò)風(fēng)量大、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好的優(yōu)點(diǎn)，是大型、特大型礦井比較合理的開(kāi)拓方式，主井是斜井是為了運(yùn)輸，因?yàn)楫a(chǎn)量高連續(xù)運(yùn)輸是必須的，立井提升有時(shí)間間隔，副井主要是運(yùn)材料和人，這樣設(shè)置可以減少前期的費(fèi)用。方案二：主立井—副斜井綜合開(kāi)拓主井井筒是立井副井井筒是斜井。大巷布置在煤層底板巖層中，前期釆用中央并列式通風(fēng)，后期釆用兩翼對(duì)角式通風(fēng)。主立井一副斜井開(kāi)拓用于開(kāi)采煤層賦存不深的礦井，有不同的出發(fā)點(diǎn)和形成過(guò)程為了減少立井井筒掘進(jìn)、節(jié)約礦井建設(shè)投資又要加快礦井建設(shè)、加速礦井開(kāi)拓，在開(kāi)發(fā)煤田淺部的井田時(shí)只在井田中部開(kāi)鑿一個(gè)立井，擔(dān)負(fù)提煤或混合提升任務(wù)，又從煤層露頭向下開(kāi)掘一個(gè)斜井擔(dān)負(fù)輔助提升并作為安全出口。這種方式的系統(tǒng)簡(jiǎn)單，基建工程量和投資省，建設(shè)工期短、見(jiàn)效快，適于煤淺部的小型礦井。開(kāi)采賦存不深的近水平煤層的大型礦井，采用立井開(kāi)拓，為加大輔助提升能力并增設(shè)礦井安全出口，再新開(kāi)一個(gè)副斜井，形成為主立井一副立井、副斜井的開(kāi)拓方式。根據(jù)以上論述方案一是更加合適的，所以選擇方案一主斜井—副立井綜合開(kāi)拓。礦井基本巷道井筒主斜井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)著全礦井4Mt/a的煤炭運(yùn)輸。主斜井擔(dān)負(fù)提升煤炭的任務(wù)，趨勢(shì)是裝備膠帶輸送機(jī)，裝備膠帶輸送機(jī)并設(shè)檢修用的提升絞車設(shè)備，裝備已由能力小、長(zhǎng)度短、多段接力式的膠帶輸送機(jī)換代為運(yùn)輸能力和鋪設(shè)長(zhǎng)度大的強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)或鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)。2)副立井副立井是擔(dān)負(fù)提升矸石、下放物料、升降人員等任務(wù)的立井。在井簡(jiǎn)中裝備罐籠、鋪設(shè)管道和電纜并裝設(shè)梯子間。大型礦井裝備兩套提升設(shè)備，一套為一對(duì)雙車雙層罐籠，另一套為雙層單車罐籠帶重錘。為滿足綜采支架整架不解體下井的要求，在副井中要裝備一個(gè)寬罐籠，凈寬一般要達(dá)到1.5m。支架寬度為1.75m或更寬時(shí)，繼籠寬度需要相應(yīng)加寬。井底車場(chǎng)1.采用斜井折返式井底車場(chǎng)在運(yùn)輸大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤的礦井中，一般采用運(yùn)煤和輔助運(yùn)輸兩套大巷運(yùn)輸系統(tǒng)。因此，井底車場(chǎng)布置應(yīng)使膠帶輸送機(jī)大巷和井底煤倉(cāng)、主井裝載系統(tǒng)連接，使軌道運(yùn)輸或無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸大與副井提升系統(tǒng)連接，采用斜井開(kāi)拓的礦井，膠帶輸送機(jī)大巷通過(guò)并底煤倉(cāng)與主斜井提升系統(tǒng)直接連接，井底煤倉(cāng)位于井底車場(chǎng)水平以下，聯(lián)系方便，車場(chǎng)形式和線路結(jié)構(gòu)均比較簡(jiǎn)單。2.空重車線長(zhǎng)度《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，輔助運(yùn)輸釆用固定式礦車列車，應(yīng)有以下要求：（1） 大型礦井主、副井空、重車線有效長(zhǎng)度應(yīng)各容納1.0?1.5列列車；（2） 副井空車線一側(cè)應(yīng)并列布置一條材料車線，大型礦井材料車線有效長(zhǎng)度應(yīng)容納15輛材料車或1.0列材料車。（3） 由于釆用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，可不設(shè)主井的空、重車線。副井空、重車線長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：L=mnLk+NLj+Lf 式4_]式中： L——副井空、重車線有效長(zhǎng)度，m；m——列車數(shù)目，取1.3列；n——每列車的的列車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定，輛；B——每輛礦車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m；N——機(jī)車數(shù)，臺(tái)；Lj——每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)度，m；Lf——附加長(zhǎng)度，一般取10m。上式中，n的數(shù)值可由下表確定：機(jī)車粘重固定式礦車（t）底卸式礦車1.01.53.03.05.0單機(jī)7t架線30—5014?1612?158t蓄電池20~2512~161410t架線3472?1915?7214t架線29~3426~30雙機(jī)10t架線20?3020—32本礦井設(shè)計(jì)選用8t蓄電池機(jī)車，帶動(dòng)3t固定箱式礦車，由上表可得每列礦車數(shù)應(yīng)為14輛，計(jì)算得：副井空、重車線長(zhǎng)度為：L=l.3X14X3.75+1X4.5+10=82.75m可取副井空、重車線長(zhǎng)度為90m。（2） 井底車場(chǎng)調(diào)車線的有效長(zhǎng)度仍按上式計(jì)算此時(shí)m取1.0,貝!J,調(diào)車線長(zhǎng)度為：L=L0X14X3.75+1X4.5+10=67m可取井底車場(chǎng)調(diào)車線長(zhǎng)度為70m。（3） 材料車線有效長(zhǎng)度按下式計(jì)算：L=n<Lc+nsLs 式中：L——材料車線的有效長(zhǎng)度，m；nc材料車數(shù)，輛；L——每輛材料車帶緩沖器長(zhǎng)度，m；出——設(shè)備車數(shù)，輛；Ls——每輛設(shè)備車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m。L=15ⅹ3.75+8ⅹ3.75=86.25m3.井底車場(chǎng)調(diào)車方式井底車場(chǎng)的調(diào)車方式有以下四種：(1)頂推調(diào)車電機(jī)車牽引重列車駛?cè)胲噲?chǎng)重車線，電機(jī)車摘鉤繞到列車尾部，將列車頂入主、副井的重車線；(2)專用設(shè)備調(diào)車設(shè)置專用的調(diào)車機(jī)車，調(diào)車絞車或鋼絲繩推車機(jī)等專用調(diào)車設(shè)備，當(dāng)由電機(jī)車牽引重列車駛?cè)胝{(diào)車線后，電機(jī)車摘鉤，駛向空車線牽引空車調(diào)車作業(yè)由專用設(shè)備完成；(3)頂推拉調(diào)車在調(diào)車線上始終存放一列重車，在下一列重車駛?cè)胝{(diào)車線的同時(shí)將原來(lái)的重列車頂入主井重車線，新?tīng)恳M(jìn)的重列車存放在調(diào)車線；