雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河礦0.6Mta新井設(shè)計(jì)

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摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司城子河煤礦0.6Mt/a新井設(shè)計(jì)，共有可采煤層3層，煤層平均厚度為2.0m，傾角為11，屬緩傾斜煤層。設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量52.41Mt，服務(wù)年限為67.2年。 本設(shè)計(jì)礦井打算采用雙立井開(kāi)拓方式，劃分二個(gè)開(kāi)采水平，一水平上山開(kāi)采，二水平上下山開(kāi)采。采用集中大巷布置，大巷采用10噸架線式電機(jī)車牽引3.0t底卸式礦車運(yùn)輸。主井采用多繩摩擦箕斗提升，副井采用剛性組合罐道罐籠提升。 由于井田傾斜長(zhǎng)度較大，且為緩傾斜煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響，決定采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法開(kāi)采,工作面采用綜合機(jī)械化開(kāi)采方式，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 礦井的通風(fēng)方式為中央并列抽出式。 關(guān)鍵詞 開(kāi)拓 水平 集中大巷 傾斜長(zhǎng)壁 Abstract The this design mineral well designs for the company city son of the group limited liability of the chicken west mineral industry river coal mine 0.6 Mts/a new well, having totally can adopt coal seam 3 layers, the coal seam average thickness is 2.0 ms, The Cape for 11 s, belong to tilt to one side coal seam slowly.Designing the well farmland can adopt to keep to measure a 52.41 Mts, the service time limit is 67.2 years. The this design mineral well plans an adoption double to sign well to expand a way, dividing the line 2 to mine level, a level climbs mountain to mine, even top and bottom mountain in Erh-shui mines.The adoption concentrates a big lane decoration, the big lane adopts 10 line type electrical engineering cars to lead the 3.0 t bottom unload type mineral car a conveyance.The main well adopts many ropes to rub to promote, the vice- well adopts a rigid combination bottle a way bottle cage to promote. Because the well farmland inclination length more big, and in order to tilt to one side coal seam slowly, and coal seam geology condition etc. factor influence, decide adopt tilt to one side long the wall adopt a coal method to mine, work noodles adoption comprehensive the mechanization mine a way, adopting empty area processing the method fall a method for all the falls The well ventilated way of mineral well for central be juxtaposed a draw out type. key words Expands The level Concentrated big lane Tilt to one side long wall 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 緒論 7 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 8 1.1 井田概況 8 1.1.1 交通位置 8 1.1.2 地形地勢(shì) 9 1.1.3 氣象和地震 9 1.1.4 井田區(qū)及鄰區(qū)生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 9 1.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 9 1.2 地質(zhì)特征 9 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 9 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 10 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 11 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 11 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 12 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 13 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 13 1.3 勘探程度及可靠性 13 第2章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 15 2.1 井田境界 15 2.1.1 井田周邊情況 15 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 15 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 15 2.2 井田儲(chǔ)量 15 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 15 2.2.2 保安煤柱 16 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 16 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 17 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 18 2.3.1 礦井工作制度 18 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 18 2.3.3 礦井服務(wù)年限 18 第3章 井田開(kāi)拓 19 3.1 概述 19 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 19 3.1.2 影響本礦井開(kāi)拓方式的因素及其具體情況 19 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 19 3.2.1 井硐形式和井口位置 19 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 25 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 26 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 28 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 28 3.3.2 井硐位置及坐標(biāo) 28 3.3.3 水平數(shù)目及高度 29 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 29 3.3.5 井底車場(chǎng)形式的選擇 31 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 33 3.3.7帶區(qū)劃分 33 3.4 井筒布置及施工 34 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù) 34 3.4.2 井硐布置及裝備 35 3.4.3 井筒延伸的初步意見(jiàn) 36 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 37 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 37 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置、存儲(chǔ)線路、行車線路布置長(zhǎng)度 37 3.5.3 井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 39 3.5.4 井底車場(chǎng)主要硐室 41 3.6 開(kāi)采順序 42 3.6.1 沿煤層走向的開(kāi)采順序 42 3.6.2 沿煤層傾斜方向的開(kāi)采順序 42 3.6.3 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 42 3.6.4 三量計(jì)算 43 第4章 帶區(qū)巷道布置 46 4.1 帶區(qū)概況 46 4.1.1 設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤柱 46 4.1.2 帶區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況 46 4.1.3 帶區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 46 4.2 帶區(qū)巷道布置 46 4.2.1 區(qū)段劃分 46 4.2.2 帶區(qū)斜巷布置 47 4.2.3 帶區(qū)車場(chǎng)布置 48 4.2.4 帶區(qū)煤倉(cāng)形式，容量及支護(hù) 50 4.2.5 帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 51 4.2.6 帶區(qū)工作面接續(xù) 52 4.3 帶區(qū)準(zhǔn)備 52 4.3.1 帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 52 4.3.2 帶區(qū)主要巷道的斷面及支護(hù)方式 53 第5章　采煤方法 54 5.1 采煤方法的選擇 54 5.2 回采工藝 54 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及使用的機(jī)械設(shè)備 54 5.2.2 工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 55 第6章 井下運(yùn)輸和礦井提升 58 6.1 礦井井下運(yùn)輸 58 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 58 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 58 6.2 礦井提升系統(tǒng) 60 第7章 礦井通風(fēng)安全 62 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 62 7.1.1 概述： 62 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 62 7.1.3 主扇工作方式的確定 62 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 63 7.2.1 風(fēng)量計(jì)算 63 7.2.2 風(fēng)量分配 64 7.2.3 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 64 7.2.4 風(fēng)速的驗(yàn)算 65 7.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 66 7.3.1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 66 7.3.2 礦井等積孔計(jì)算 67 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 68 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算: 69 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 69 7.4.3 反風(fēng)措施 70 7.5 礦井安全生產(chǎn)措施 70 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 70 7.5.2 火災(zāi)與水患的預(yù)防 71 7.5.3 其他事故的預(yù)防 71 7.5.4 避災(zāi)路線及自救<<規(guī)程>>規(guī)定： 71 第8章 礦井排水 73 8.1 概述 73 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 73 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 73 8.2 礦井主要排水設(shè)備 74 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 74 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 75 第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 77 總結(jié) 79 致 謝 辭 80 參考文獻(xiàn)： 81 附 錄1 82 附 錄2 87 71 緒論 經(jīng)過(guò)大學(xué)四年的認(rèn)真學(xué)習(xí)，以及幾次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，我掌握了很多采礦專業(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)我做了黑龍江省雞西城子河煤礦的新井設(shè)計(jì)。在做設(shè)計(jì)之前，我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多城子河煤礦的資料。 本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的設(shè)計(jì)，其中包括開(kāi)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)、運(yùn)輸、安全、采煤工藝以及CAD制圖等各方面的知識(shí)。本設(shè)計(jì)主要是通過(guò)繪制各種圖紙來(lái)進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及大量的方案比較，選出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案，以便使設(shè)計(jì)更加合理。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)，還需要對(duì)礦井的地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境等情況進(jìn)行分析，這樣才能使建成的礦井更加符合實(shí)際生產(chǎn)情況。 我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，以鞏固以前從書(shū)本上所學(xué)到的各種理論知識(shí)，以便在今后的實(shí)際工作中更好地運(yùn)用這些知識(shí)，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 第1章 井田概況及地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1 交通位置 城子河礦位于雞西市東北，距雞西車站約5公里，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)130-33′-40″，北緯45-20′-40″。礦內(nèi)有運(yùn)煤專用鐵路與國(guó)鐵林密線西雞西車站相接，距離為7.5公里，往東至正陽(yáng)煤礦6.5公里。此外尚有公路通往雞西、勃利、哈達(dá)、四海店等地，交通很方便。交通位置圖見(jiàn)圖1-1： 圖1-1 交通位置圖 1.1.2 地形地勢(shì) 整個(gè)井田地形呈丘陵起伏，地勢(shì)較為平坦。井田內(nèi)共四條河流即穆棱河、城子河、正陽(yáng)河、白石河。其中穆棱河最大，流量最大2200 m3/s，最小0.60 m3/s，但該河在本井田極深部流過(guò)，對(duì)本井田影響較小。此外，城子河、正陽(yáng)河、白石河均在井田內(nèi)流過(guò)，是季節(jié)性小河，冬季干涸。而且這幾條小河是本礦區(qū)良好的天然排泄渠道，雨季積水緩慢，排泄迅速，很少釀成災(zāi)害，對(duì)本井田開(kāi)拓影響較小。 1.1.3 氣象和地震 礦區(qū)屬大陸性氣候，最高氣溫38C，最低溫度零下35C，結(jié)凍期由11月初至次年4月末。凍結(jié)深度一般為2.0米，風(fēng)向多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速25m/s。雨季集中在7、8、9月份，平均降雨量約452～737mm。根據(jù)國(guó)家地震局報(bào)告雞西及其鄰區(qū)裂度在6以下，過(guò)去無(wú)強(qiáng)烈地震記載。 1.1.4 井田區(qū)及鄰區(qū)生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 本礦區(qū)東西長(zhǎng)2.8km，南北寬4.5km，面積13.6km2，規(guī)劃用一對(duì)井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，規(guī)模為60萬(wàn)t/a。本區(qū)距雞西礦物局約5km,附近有礦井2對(duì)，即正陽(yáng)礦和杏花礦。 1.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 本區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，但是雞西礦物局距本區(qū)較近，可借助老區(qū)力量建設(shè)新區(qū)，人力資源及材料供應(yīng)條件都是良好的。 雞西地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座，正在興建的大型火力發(fā)電廠一座，在礦區(qū)總體設(shè)計(jì)階段，供電電源方案已達(dá)成協(xié)議，所以，供電問(wèn)題容易解決。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 本井田的可采煤層均賦存在上侏羅系雞西群城子河組和雞西群穆棱組，在穆棱組上覆有巨厚的第三、第四地層，晚侏羅紀(jì)煤系地層不整合于元古界—古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龍山組及侵入的花崗巖組成。地層系統(tǒng)表見(jiàn)表1-1： 表1-1 地層系統(tǒng)表 界 系 統(tǒng)（群） 組 厚度（米） 新生界 第四系 全新統(tǒng) 10-20 全新統(tǒng) 溫泉河組 20-40 上更新統(tǒng) 顧?quán)l(xiāng)屯組 10-40 中更新統(tǒng) 40-80 下更新統(tǒng) 白土山組 15-50 第三系 上新統(tǒng) 富錦組 121 中生界 侏羅系 上統(tǒng)（雞西群） 穆棱組 >570 城子河組 930 東榮組 250 古生界 中統(tǒng) 青龍山組 不清 元古界 麻山群 不清 第四系地層在井田內(nèi)廣泛分布，主要由礫砂和粗砂組成，中間夾有不連續(xù)的亞粘土，在砂層上，伏有粘土及層厚8～ 10m的黑腐殖土，區(qū)內(nèi)四紀(jì)層厚度規(guī)律為東西薄，中間厚，南部厚，北部厚。 第三系地層處均廣泛分布，該地區(qū)由粉沙巖，泥巖組成，巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變化不大。 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 本礦區(qū)為一向南傾斜的單傾斜褶皺，巖層傾角變化不大，一般為10到12度。 本井田的區(qū)域構(gòu)造主要受新華夏系和北西向構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的控制，又前者派生的次級(jí)構(gòu)造占明顯優(yōu)勢(shì)，本區(qū)主要斷層為F1斷層，詳見(jiàn)表1-2： 表1-2 斷層特征表 順序 名稱 性質(zhì) 斷層面走向 落差（m） 影響范圍 1 F1 正斷層 北向南 10-50 整個(gè)井田 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開(kāi)采之煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，本組共有中厚煤層3組，本井田具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層均集中在雞西群城子河組，該組地層厚度780m，可采的煤層有24#、24#上、25#三個(gè)煤層，平均厚度2.0m，各煤層傾角在10～12。本井田儲(chǔ)量較大，煤層均是全井田發(fā)育的可采煤層，可采厚度從1.87～ 2.27m，主要煤層穩(wěn)定，為單一煤層，底部多為炭質(zhì)泥巖，煤層頂板為粉沙巖，細(xì)砂巖，底板為粉沙巖及含炭質(zhì)粉沙巖。見(jiàn)表1-3： 表1-3 可采煤層特征表 序號(hào) 煤層名稱 煤層厚度（m） 層間距 （m） 傾角 （度） 圍巖 煤的牌號(hào) 硬 度 （f） 容重 （t/） 煤層構(gòu)造及穩(wěn)定性 最大－最小 頂板 底板 平均 1 24 石英砂巖 石英砂巖 Ⅰ-Ⅱ氣煤 F<3 1.325 單一煤層較穩(wěn)定 2 24上 21.4 粉砂巖 粉砂巖及細(xì)砂巖 Ⅰ-Ⅱ氣煤 F<3 1.325 單一煤層較穩(wěn)定 3 25＃ 33.7 粉砂巖 粉沙巖及細(xì)砂巖 Ⅰ-Ⅱ氣煤 F<3 1.325 單一煤層穩(wěn)定 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 有關(guān)巖石性質(zhì)及厚度特征詳見(jiàn)表1-4所示。 圖1-2 煤層綜合柱狀圖 表1-4 巖石主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 名 稱 容重 kg/cm3 孔隙度 % 抗壓強(qiáng)度 102kg/cm3 抗拉強(qiáng)度 102 kg/cm3 變形模量 102kg/c3 彈性模量 kg/cm3 砂巖 2.0～2.6 5～25 2～20 0.5～0.4 0.5～8 1～10 礫巖 2.3～2.6 5～15 1～15 0.2～1.5 0.8～8 2～8 泥巖 2.7～ 2.85 1.6～5.2 12.83 0.6～2.0 2～7 5～10 灰?guī)r 2.2～2.7 5～20 5～20 0.5～2.0 1～8 5～10 頁(yè)巖 2.0～2.4 16～30 1～10 0.2～1.0 1～3.5 2～8 石英 2.65～2.7 0.12～0.5 15～35 1.0～3.0 6～ 20 6～20 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 1、本區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。地面河流大者為穆棱河，因離本井田較遠(yuǎn)，對(duì)本井影響不大，其余幾條季節(jié)性小河如城子河、白石河等對(duì)本井田影響較小。本礦淺部正常涌水量為220m立方米/時(shí)，最大為340立方米/時(shí)。 2、井田內(nèi)的主要隔水層有第四系頂部黏土，亞黏土，中部黏土，亞黏土層和第三系泥巖，砂巖層。 3、地面水及各含水層之間的關(guān)系 本井田煤系裂隙水補(bǔ)給條件不好，富水性較小，礦井在開(kāi)采過(guò)程中，排水將以疏干煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主，開(kāi)采初期，礦井涌水量增大，隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗，礦井的涌水量會(huì)逐漸減小，并趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 本井田瓦斯取樣的控制濃度在340.5～933.2m。在737.5m以上，甲烷成分為0.85～36.75％，在800.4～933.2m深為28.18～45.26％，平均為34.31～37.05％，二氧化硫一般為6.44～8.95％，瓦斯成分及含量均很低，初步確定本礦井瓦斯等級(jí)為低沼氣礦井，并有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自然發(fā)火傾向。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本礦井煤的揮發(fā)分一般大于40％，屬低變質(zhì)煤，個(gè)煤層Y值平均為5～9m/m，粘結(jié)性較低，煤種主要為氣煤，長(zhǎng)焰煤次之，煤種在垂向上無(wú)明顯變化。 1、灰分 本井田煤的灰分含量（Ag）為10.96～24.45％，多屬中低灰煤層，其中幾個(gè)主要可采煤層均為低灰煤層。 2、發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量（Qf/D）/為3063～ 6849J/kg。 3、元素分析 各煤層碳（Cr）的平均含量為80.84～ 82.66％（Hr）的平均含量為5.32-5.86％。（Or）的平均含量為10.61-12.62％ ，說(shuō)明煤的元素組成穩(wěn)定，屬低變質(zhì)煤。 4、工業(yè)用途評(píng)述 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭應(yīng)用分類法屬于Ⅰ～Ⅱ氣煤，由于本區(qū)氣煤低灰、低磷、低硫，具有一定的膠質(zhì)層厚度，所以，本礦井原煤經(jīng)洗選加工后可做為優(yōu)良的配焦和化工精練，副產(chǎn)品可供動(dòng)力或民用。 1.3 勘探程度及可靠性 本礦井所在地區(qū)從1965年就開(kāi)始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過(guò)普查，詳查，精查階段，采用了鉆探，測(cè)井和地震，相互結(jié)合的綜合勘探手段，精查地質(zhì)報(bào)告提供的資料比較齊全，精查階段查明了主要斷層和構(gòu)造及煤層厚度，結(jié)構(gòu)和分布范圍，比較可靠地提供了煤層層位的對(duì)比資料和測(cè)井成果。存在的問(wèn)題： 1、瓦斯取樣雖然不少，但是，未作礦井瓦斯涌出量的祥述，也未指出礦井的瓦斯等級(jí)。 2、對(duì)于落差小于30m的斷層，未作評(píng)價(jià)，控制不夠，給設(shè)計(jì)帶來(lái)一定困難。 第2章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊情況 本設(shè)計(jì)井田境界為：西部以坐標(biāo)系統(tǒng)5195150為技術(shù)邊界，東部以5189700為井田境界，深部以24＃煤層－650煤層底板等高線邊界，淺部為25＃煤層+100m為界，南部以－650煤層底板等高線為井田境界。井田走向2.8km,傾向4.8km,井田面積約13km2。本井田沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦井，也沒(méi)有小煤窯，在井田外6.5公里處正在生產(chǎn)的是雞西礦物局正陽(yáng)煤礦。 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 1、以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2、井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高； 3、劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 4、要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物。 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開(kāi)采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi)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(chǎng)地保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有24#、24上#、25#三層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。 2.2.2 保安煤柱 參照保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)原則如下： (1)在一般情況下，保護(hù)煤柱應(yīng)根據(jù)受護(hù)面積邊界和移動(dòng)角值進(jìn)行圈定。 (2)地面受護(hù)面積包括受護(hù)對(duì)象及周圍的受護(hù)帶 (3)立井保護(hù)煤柱應(yīng)按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)，立井深度大于或等于400m的以邊界角圈定，小于400m的以移動(dòng)角圈定。 為了安全生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： 1.各煤層在露頭處留設(shè)30 m保安煤柱； 2.邊界斷層留設(shè)30m 保安煤柱； 3.井田內(nèi)部斷層留設(shè)30m保安煤柱； 4.河流兩側(cè)各留設(shè)30m保安煤柱； 5.地面建筑物留設(shè)50m保安煤柱。 按以上方法計(jì)算得： 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失：2.17Mt； 斷層保安煤柱損失：2.10Mt； 大巷保安煤柱損失：2.39Mt； 邊界保安煤柱損失：3.21Mt； 總損失為：9.87 Mt； 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 1.工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式如下： 塊段儲(chǔ)量=塊段面積平均傾角余割塊段平均厚度容重. 根據(jù)原城子河礦初步設(shè)計(jì)儲(chǔ)量諸圖，通過(guò)等高線塊段法計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為62.28Mt，各煤層工業(yè)儲(chǔ)量見(jiàn)表2-1： 表2-1 可采煤層儲(chǔ)量總表 煤層別 工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)t） 備注 A B C A+B A+B+C 24# 941.4 950.1 376.8 1891.5 2268.3 24#上 784.5 821.5 314.6 1606.0 1920.6 25# 832.7 852.4 354.2 1685.1 2049.3 總計(jì) 2558.6 2624.0 1026.6 5241.6 6228.2 表2-2 分煤層分水平儲(chǔ)量計(jì)算表 水平 煤層別 工業(yè)儲(chǔ)量A+B+C(萬(wàn)t) 損 失 煤 量 可采儲(chǔ)量 （萬(wàn)t） 工業(yè)場(chǎng)地 井田境界 斷層 Ⅰ 24# 954.05 45.97 61.28 831.8 24#上 783.28 35.25 52.59 675.5 25# 910.04 48.92 58.87 787.1 合計(jì) 2510.04 120.14 172.74 2294.4 Ⅱ 24# 1372.89 62.24 69.26 86.74 1075.7 24#上 1103.35 70.65 65.65 72.9 871.8 25# 1247.93 79.47 76.46 78.14 983.3 合計(jì) 3709.13 217.16 201.37 237.78 2674.4 總計(jì) 6228.2 217.16 321.71 210.52 5241.8 2.可采儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式如下 ZK=（ZC－P）C （2-1） 式中 ZK— 可采儲(chǔ)量； ZC— 工業(yè)儲(chǔ)量； P— 永久煤柱損失； C— 采區(qū)回采率。 回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于80%，薄煤層不應(yīng)小于85%。經(jīng)各煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算，匯總計(jì)算出本設(shè)計(jì)井田可采儲(chǔ)量為52.41 Mt。 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 本設(shè)計(jì)井田的各類儲(chǔ)量計(jì)算嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲(chǔ)量計(jì)算設(shè)計(jì)所得到的各種儲(chǔ)量與實(shí)際可能有一定的誤差。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)噸/年。 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 該設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為330d，礦井每日凈提升16h，采用四六工作制制度。 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定 1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定原則 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，國(guó)民發(fā)展需要和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，技術(shù)裝備和管理水平，充分考慮科學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素，依據(jù)投資少，出煤快，經(jīng)濟(jì)效益好的原則合理確定。 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況、地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)該考慮到當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案A：0.3Mt/a 方案B：0.6Mt/a 方案C：0.9Mt/a 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 2.3.3 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： T=Z /（Ak） （2-2） 式中 Z— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； A— 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a； k— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，k=1.3～1.5。 根據(jù)本礦井實(shí)際情況，取k=1.3。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案A：0.3Mt/a T=Z /（Ak）=52.41 /（0.31.4）=134 a； 方案B：0.6Mt/a T=Z /（Ak）=52.41 /（0.61.4）=67.2 a 方案C：0.9Mt/a T=Z /（Ak）=52.41 /（0.91.4）=44.8 a； 參照《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案B較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為0.6 Mt/a；礦井服務(wù)年限為T=67.2 a。 第3章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 本區(qū)距雞西礦務(wù)局約5km，本井田沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦井，也沒(méi)有小煤窯，在井田外6.5公里處正在生產(chǎn)的是雞西礦物局正陽(yáng)煤礦。 3.1.2 影響本礦井開(kāi)拓方式的因素及其具體情況 井田開(kāi)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（特別是表土層情況）； (2)煤層賦存和開(kāi)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； (5)施工技術(shù)和設(shè)備條件； (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(guò)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(kāi)拓方式的具體因素如下： 1.地表因素 本井田屬于緩坡丘陵地形，井田北部及中部皆為平原，地表平均標(biāo)高+100m。 2.煤層賦存情況 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在+100m，下部標(biāo)高在-650m，整個(gè)礦區(qū)共有3層可采煤層，即24#、24#上、25#，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長(zhǎng)度為2.8km，傾向4.8km。本井田煤層系緩傾斜薄煤層，平均傾角在11左右。 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井口位置 在一定的井田地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)條件下，礦井開(kāi)拓巷道有多種布置方式，開(kāi)拓巷道的布置方式通稱為開(kāi)拓方式。 開(kāi)拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓和立井開(kāi)拓。 ①平硐開(kāi)拓：在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開(kāi)鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開(kāi)拓煤田的全部或一部分。 ②斜井開(kāi)拓：對(duì)于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的煤田，一般都可以采用斜井開(kāi)拓。 ③立井開(kāi)拓：適應(yīng)性很強(qiáng)，可用于各種地質(zhì)條件，同時(shí)在技術(shù)上也成熟可靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時(shí)，應(yīng)采用立井開(kāi)拓。 1.井筒形式： 平硐開(kāi)拓是最簡(jiǎn)單的開(kāi)拓方式，有很多突出優(yōu)點(diǎn)。首先我們應(yīng)該考慮平硐開(kāi)拓方式是否可行。參照平硐開(kāi)拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計(jì)井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開(kāi)拓方式的條件不具備。因此，平硐開(kāi)拓方式對(duì)本設(shè)計(jì)井田不適用，排除采用平硐開(kāi)拓方式。 立井開(kāi)拓和斜井開(kāi)拓方式在技術(shù)上均可行。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求，對(duì)本井田開(kāi)拓方式選擇提出三種方案： ①方案一：雙立井開(kāi)拓方式 ②方案二：雙斜井開(kāi)拓方式 ③方案三：主立井副斜井開(kāi)拓方式 （1）技術(shù)比較 詳見(jiàn)技術(shù)比較表3-1 表3-1 技術(shù)比較表 方 案 名 稱 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) Ⅰ 雙 立 井 開(kāi) 拓 1.適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠 2.井筒短，提升速度快，提升能力大； 3.通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求 4.便于井筒延伸 5.對(duì)于開(kāi)采深部賦存煤層有長(zhǎng)處。 1.初期投資大，建井期限稍長(zhǎng)； 2.需要大型的提升設(shè)備； 3.多水平開(kāi)拓，立井石門長(zhǎng)度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高。 Ⅱ 雙斜井開(kāi)拓 1.掘進(jìn)速度快初期投資較雙立井開(kāi)拓??； 2井筒設(shè)備較簡(jiǎn)單； 3.建井期稍短些； 1.井筒過(guò)長(zhǎng)，煤柱損失嚴(yán)重； 2.通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，費(fèi)用增加； 3.井筒過(guò)長(zhǎng)，地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，不易維護(hù)，安全性降低； 4.輔助運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)。 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(chǎng)的布置； 2.地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)系不方便； 3.地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。 依據(jù)開(kāi)拓方案技術(shù)比較，可初步選定兩種較合理開(kāi)拓方案： ①方案一：雙立井開(kāi)拓方式，如圖3-1 ②方案二：雙斜井開(kāi)拓方式（主井采用皮帶提升（17），副井采用串車提升（25）3-2所示： 圖3-1 方案一 圖3-2 方案二 （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)用以及他們的維護(hù)費(fèi)用、提升費(fèi)用，主石門掘進(jìn)長(zhǎng)度等等。兩個(gè)方案的井底車場(chǎng)、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(yíng)費(fèi)用、基建費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用等。詳見(jiàn)開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表3-2 表3-2 經(jīng)濟(jì)比較表 方 案 雙 立 井 開(kāi) 拓 雙 斜 井 開(kāi) 拓 內(nèi) 容 工 程 量 單價(jià)（元） 費(fèi) 用（元） 工 程 量 單價(jià)（元） 費(fèi) 用（元） 單 位 名 稱 數(shù) 量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 數(shù) 量 單 位 數(shù) 量 數(shù) 量 基 巖 段 主 井 掘 進(jìn) 35.0 10m 31958 1118530 160.23 10m 8503 1321806 基 巖 段 副 井 掘進(jìn) 37.6 10m 39910 1500166 150.70 10m 9215 1388700 基 巖 段 主 井 輔助 費(fèi) 34.5 10m 42781 1454554 155.97 10m 14774 2304300 基 巖 段 副 井 輔助 費(fèi) 35.6 10m 45214 1609618 150 10m 14774 2216100 表 土 層 副 井 輔助 費(fèi) 4 10m 23435 93740 15.6 10m 11822 114423 主 井 提 升 費(fèi) 用 75.9 10m 0.858 65.12 80 10m 0.398 31.84 副 井 提 升 費(fèi) 用 72.8 10m 2.71 420486 25.51 10m 0.681 157343 箕 斗 2 個(gè) 243750 487500 罐 籠 2 個(gè) 218750 437500 鋼 絲 繩 輸 送 機(jī) 170 10m 4955 842350 串 車 10 10m 5250 52500 主 井 提 升 機(jī) 1 個(gè) 101750 101750 1 個(gè) 92000 92000 副 井 提 升 機(jī) 1 個(gè) 876250 876250 1 個(gè) 923750 923750 總 計(jì) 11545865 21285750 噸 煤 成 本 15.94 24.13 從經(jīng)濟(jì)比較表可知，立井開(kāi)拓比斜井開(kāi)拓投資少，所以該設(shè)計(jì)礦井選擇方案一：采用雙立井開(kāi)拓方式。 2.井口位置 井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。井口位置與開(kāi)拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場(chǎng)布置相匹配，需要綜合考慮的因素和原則如下： (1)井下條件 ①井田走向儲(chǔ)量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡； ②井筒應(yīng)盡量避開(kāi)或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； ③勘探程度及初期工程量。 (2)地面條件 ①井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； ②井口要避開(kāi)地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； ③井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； ④工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田。 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田淺部 方案二：井筒位于井田中部 方案三：井筒位于井田深部 方案1 方案2 方案3 技術(shù)比較： ①井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長(zhǎng)； ②井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長(zhǎng)，但對(duì)于開(kāi)采井田深部煤層及井筒延伸有利； ③井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長(zhǎng)度較短，且沿石門的運(yùn)輸工程量也?。? 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度不大，但傾斜長(zhǎng)度較大，從有利井下運(yùn)輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設(shè)計(jì)井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。 3.2.2 開(kāi)采水平數(shù)目和標(biāo)高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時(shí)，一般由淺部向深部開(kāi)采，以達(dá)到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，一個(gè)井田可以單水平開(kāi)采，也可以多水平開(kāi)采（從上往下逐水平開(kāi)采）。每個(gè)開(kāi)采水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運(yùn)、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)用。 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； (3)生產(chǎn)成本； (4)水平接替； (5)井底車場(chǎng)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)提出如下兩個(gè)水平標(biāo)高劃分方案： 方案一：井田劃分兩個(gè)開(kāi)采水平；一水平標(biāo)高-250m，二水平標(biāo)高為-500m。一水平實(shí)行上山開(kāi)采，二水平上下山開(kāi)采。 方案二：井田劃分三個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高-200m，二水平標(biāo)高-400m，三水平標(biāo)高-600m。各水平均實(shí)行上山開(kāi)采。 各方案水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限詳見(jiàn)表3-3： 表3-3 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表 儲(chǔ)量（萬(wàn)噸） 服務(wù)年限（年） 方案一 一水平 1926.6 24.7 二水平 3315.0 42.5 方案二 一水平 1372.8 17.6 二水平 1700.4 21.8 三水平 1388.4 17.8 從該表中可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于20年的基本要求，儲(chǔ)量充足，且有利于采區(qū)的接續(xù)，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，即劃分兩個(gè)開(kāi)采水平，一水平標(biāo)高分別為-250 m和-500 m，一水平垂高為350 m，二水平垂高為250 m。一水平采用上山開(kāi)采,二水平采用上下山開(kāi)采。 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 開(kāi)拓巷道是指為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場(chǎng)、主要石門、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。 1.運(yùn)輸大巷的布置 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開(kāi)采水平的煤炭和輔助運(yùn)輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長(zhǎng)。 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。 1.分煤層大巷適用條件 ①煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)； ②井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)； ③井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板； ④風(fēng)量大，需要疏解； ⑤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，層間距不大的礦井； ②井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； ③下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； ④采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短． 現(xiàn)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下兩種大巷布置方式： 兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表3-4： 表3-4 大巷布置方案比較表 特 點(diǎn) 分組集中大巷布置 集中大巷布置 優(yōu) 點(diǎn) 1.總的巷道工程量較少 2.生產(chǎn)比較集中 3.采區(qū)巷道分組聯(lián)合布置 4.大巷容易維護(hù)，運(yùn)輸條件好 1.大巷工程量少 2.生產(chǎn)區(qū)域比較集中，運(yùn)輸條件好 3.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布置，開(kāi)采程序比較靈活，開(kāi)采強(qiáng)度大 4.大巷維護(hù)容易 缺 點(diǎn) 1．石門長(zhǎng)度較長(zhǎng) 2．掘進(jìn)工程量大 1.總的石門長(zhǎng)度大 2.初期工程量大，建井時(shí)間長(zhǎng) 3.存在反向運(yùn)輸 適 應(yīng) 條 件 1.可采煤層數(shù)目多，間距大小不同 2.采區(qū)巷道為分組聯(lián)合布置，煤層分組間距大 3.井底車場(chǎng)在煤層群上部或中間時(shí)，初期工程少，工期大 1.煤層間距小 2.井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng) 3.下部煤層底板有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層3層，即25#、24#上、24#，其中25#與24#上平均間距32.5m,24#上與24#煤層平均間距23 m， 針對(duì)上述情況，方案二采用集中運(yùn)輸大巷布置，巷道數(shù)量少，工程量小，經(jīng)濟(jì)上較為合理。方案一巷道較多，工程量大，費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上不合理。故采用方案二比較合理。 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開(kāi)拓，即主井、副井,另外還設(shè)有回風(fēng)井。 主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。 3.3.2 井硐位置及坐標(biāo) (1)地處井田儲(chǔ)量中央；井筒距北部邊界1.7公里，南部邊界2.8公里，西部邊界1.5公里，東部邊界1.3公里； (2)有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+117m，地面坡度不足2，工程量小； (3)交通條件好：靠近哈同公路。 確定井筒坐標(biāo)：①主井井口坐標(biāo)： XA=5192416， YA=44459258； ②副井井口坐標(biāo)： XB=5192396， YB=44459297； 主井井口標(biāo)高為+117m，副井井口標(biāo)高為+117m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深517m，副井井深517m，兩井筒中心線間距為54 m，主井井筒直徑5.5m，副井井筒直徑6.5 m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450mm。 3.3.3 水平數(shù)目及高度 本井田采用多水平開(kāi)拓,擬定第一標(biāo)高為-250m,實(shí)行上山開(kāi)采，第二水平擬定標(biāo)高為-500m，實(shí)行上、下山開(kāi)采。 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 1.大巷數(shù)目：一條運(yùn)輸大巷、一條回風(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。 (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(méi)有瓦斯與煤的突出，無(wú)嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對(duì)于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點(diǎn)。 下列情況宜布置煤層大巷： ①單獨(dú)開(kāi)拓的薄煤層或中厚煤層； ②煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個(gè)薄煤層或中厚煤層，走向不大， 資源/儲(chǔ)量有限、服務(wù)年限短的； ③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開(kāi)集中大巷的； ④煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，費(fèi)用不高的煤層； ⑤煤系底部有強(qiáng)含水層或富含水的巖溶時(shí)，不宜布置底板大巷的； ⑥煤層堅(jiān)硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。 (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。可不留或少留護(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(zhǎng)。 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 煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點(diǎn)： ①煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； ②當(dāng)煤層起伏褶曲較多時(shí)，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機(jī)車運(yùn)行速度受到限制，運(yùn)輸能力降低； ③為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大； ④煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。 綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點(diǎn)大于優(yōu)點(diǎn)，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的。在本設(shè)計(jì)井田中，由于煤層間距較小，應(yīng)布置巖石集中大巷。 有關(guān)大巷及石門斷面技術(shù)特征詳見(jiàn)圖3-6，3-7： 圖3-6 石門斷面圖 表3-6 石門斷面特征表 巷道 形狀 支護(hù) 方式 斷面積（m2） 設(shè)計(jì)尺寸（mm） 凈周長(zhǎng) (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 12.99 14.80 1950 4100 13.63 100 圖3-7大巷斷面圖 表3-7 大巷斷面特征表 巷道 形狀 支護(hù) 方式 斷面積（m2） 設(shè)計(jì)尺寸（mm） 凈周長(zhǎng) (m) 噴厚 (mm) 凈 掘 頂高 底寬 半圓形 錨噴 12.99 14.80 1950 4100 13.63 100 3.3.5 井底車場(chǎng)形式的選擇 井底車場(chǎng)是連接井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運(yùn)輸和提升兩個(gè)環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。 1.設(shè)計(jì)依據(jù) (1)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度； (2)礦井開(kāi)拓方式； (3)井筒及數(shù)目； (4)礦井主要運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方式； (5)礦井瓦斯等級(jí)及通風(fēng)方式； (6)礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式； 2.設(shè)計(jì)要求 (1)井底車場(chǎng)富裕通過(guò)能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%； (2)井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； (3)盡可能提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場(chǎng)通過(guò)能力； (4)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通； (5)井底車場(chǎng)線路不止應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)； (6)為了保護(hù)井底車場(chǎng)的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。 3.立井井底車場(chǎng)的基本類型 (1)環(huán)形式：立式、刀式、臥式； (2)折返式：梭式、盡頭式； 4.井底車場(chǎng)形式選擇原則： (1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性； (2)調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少； (3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范； (4)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； (5)施工方便，各井筒間、井底車場(chǎng)與主要運(yùn)輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期； (6)當(dāng)大巷或石門與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場(chǎng)； 綜上所述，根據(jù)井底車場(chǎng)所處的地質(zhì)構(gòu)造，井筒與大巷的相對(duì)位置及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置，通過(guò)對(duì)各種形式井底車場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡(jiǎn)單比較后，初步擬定本設(shè)計(jì)井田井底車場(chǎng)形式為環(huán)形刀式車場(chǎng)。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 本設(shè)計(jì)井田煤層群開(kāi)采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，用石門聯(lián)系。煤層傾角一般在11左右。本設(shè)計(jì)帶區(qū)斜巷按逆傾向（反傾斜）布置，由于帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場(chǎng)相連，所以注定了帶區(qū)下部車場(chǎng)要向集中運(yùn)輸大巷的下幫開(kāi)掘，帶區(qū)下部車場(chǎng)方位與集中運(yùn)輸大巷垂直，然后施工一個(gè)回頭，與帶區(qū)斜巷相連。 上述帶區(qū)下部車場(chǎng)、帶區(qū)煤倉(cāng)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(chǎng)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)巷道和Z形通風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。 帶區(qū)斜巷的層位按穿過(guò)一水平煤層群剖面圖幾何中心點(diǎn)考慮。 帶區(qū)斜巷傾角均取最佳角度24。帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用鑄石刮板運(yùn)輸機(jī)，投資少，運(yùn)營(yíng)費(fèi)低。帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷中的運(yùn)輸設(shè)備可選用絞車硐室在斜巷上部的單鉤串車運(yùn)輸方式，也可采用絞車硐室在斜巷下部的單軌吊車運(yùn)輸方式，還可以采用內(nèi)燃機(jī)車牽引的單軌吊車，實(shí)現(xiàn)從帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷的輔助運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化。 帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷一般是平行交替布置，它們之間的間距是一個(gè)工作面的長(zhǎng)度。 帶區(qū)運(yùn)料回風(fēng)斜巷與煤層群最下部煤層有一交點(diǎn)，自交點(diǎn)沿最下部煤層施工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與處在最下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連，構(gòu)成回風(fēng)回路，這條回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始終擔(dān)負(fù)回風(fēng)的任務(wù)。帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷在類似位置也有一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，其功能是在帶區(qū)運(yùn)輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負(fù)掘進(jìn)任務(wù)時(shí)為掘進(jìn)工作面回風(fēng)。 3.3.7帶區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較小，傾斜長(zhǎng)度較大，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，欲從井田邊界沿整個(gè)階段前進(jìn)開(kāi)采，無(wú)論從時(shí)間、投資和實(shí)際開(kāi)采技術(shù)條件上都要受到限制，勢(shì)必按技術(shù)要求將井田沿走向劃分為帶區(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，包括提升、運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。 由于各煤層的傾角都小于12，且煤層賦存穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，厚度為2.0米左右，頂?shù)装辶己?所以，本設(shè)計(jì)礦井采