I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦 0.9Mt/a 新井設(shè)計(jì)，共有 4 層可 采煤層，煤層平均厚度為 1.9m，煤層工業(yè)牌號(hào)為 1/3 焦煤。設(shè)計(jì)井田的可采 儲(chǔ)量 80.84M t，服務(wù)年限為 66.54 年。 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井開拓方式，劃分兩個(gè)開采水平。采用 聯(lián)合布置集 中開采，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，采煤方法 為走向長壁采煤法，采煤工藝為綜合機(jī)械化開采，采空區(qū)處理方法為全部垮 落法。 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。 礦井的通風(fēng)方式為中央并列抽出式。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 開拓方式 聯(lián)合布置 走向長壁 全部跨落 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 II Abstract The mine of this design is a new mine belonged to JiXi mining industry group Chengzihe coal mine ,which has four layers of recoverable coal bed , the average thickness of the coal bed is 1.9 meter ,and the industrial brand is 1/3 coke.The recoverable storage capacity of the designed mine is 80.84M t ,and the service age limit is 66.54 years. The designed mine adopts method of opening of double upright well,and devides two recovery level . The mine adopts join layout to central exploit, and the big tunnel use 10 ton electrical engineering car to lead a bottom unload type mineral car transports, and the method of opening is strike longwall working ,and the coal cutting technology is comprehensive mechanical exploitation,and the disposal methods of the goaf is all falls method. The main mine uses many rope rub box to promote, and the vice mine use the rigid combination cage to promote . The ventilating method of the mine is the central being juxtaposed the draw out type. key words method of opening join layout trike longwall all falls I 緒論 大學(xué)四年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐即將結(jié)束，在這四年里我掌握了很多專業(yè)知 識(shí)，為了能更好的鞏固和運(yùn)用這些知識(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選做了黑龍江省雞 西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦的新井設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中，主要對(duì)礦井的開拓方式、 井筒位置、車場(chǎng)的布置、采煤工藝、支護(hù)方式、設(shè)備選型、通風(fēng)安全、巖石 力學(xué)、排水、運(yùn)輸、提升進(jìn)行了細(xì)致的分析和計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用單一走向長 壁的采煤方法,四層煤集中開采。將大巷及石門長度縮小到最短,從而減少了 工程量,降低了費(fèi)用。為了使本次設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確合理，文中內(nèi)容采用了大量的 計(jì)算,進(jìn)行了方案比較。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我學(xué)到了更深入的專業(yè)知識(shí),考慮問題更加全面，對(duì) 細(xì)節(jié)的分析和判斷有了一定的提高,由于本人能力有限,在設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò) 誤,請(qǐng)各位指導(dǎo)教師給予指正。這也能使我及時(shí)糾正錯(cuò)誤,為以后的工作打下 良好基礎(chǔ)。 目錄 II 摘 要I 關(guān)鍵詞. I AbstractII 緒論緒論I 第第 1 章章 井田概況及地質(zhì)特征井田概況及地質(zhì)特征1 1.1 井田概況1 1.1.1 交通位置1 1.1.2 地形地勢(shì)2 1.1.3 氣象和地震情況2 1.1.4 井田區(qū)及鄰區(qū)生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況2 1.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況2 1.2 地質(zhì)特征3 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況.3 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造.3 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征.4 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征.6 1.2.5 水文地質(zhì)情況.6 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性.7 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途.7 1.3 勘探程度及可靠性8 第第 2 章章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限9 2.1 井田境界9 2.1.1 井田周邊情況9 2.1.2 井田境界確定的依據(jù).9 2.1.3 井田未來發(fā)展情況.9 2.2 井田儲(chǔ)量9 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算.9 2.2.2 保安煤柱.10 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法.10 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià).11 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限11 2.3.1 礦井工作制度.11 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力的確定.11 2.3.3 礦井服務(wù)年限.12 第第 3 章章 井田開拓井田開拓13 III 3.1 概述13 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述.13 3.1.2 影響本礦井開拓方式的因素及其具體情況.13 3.1.3 確定井田開拓方式的原則.14 3.2 礦井開拓方案的選擇14 3.2.1 井筒形式和井口位置.14 3.2.2 開采水平數(shù)目和標(biāo)高.20 3.2.3 開拓巷道的布置.21 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述24 3.3.1 井筒形式和數(shù)目24 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo).24 3.3.3 水平數(shù)目及高度.24 3.3.4 大巷數(shù)目及布置24 3.3.5 井底車場(chǎng)形式的選擇.27 3.3.6 煤層群的聯(lián)系.29 3.3.7 采區(qū)劃分.29 3.4 井筒布置及施工30 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井硐維護(hù).30 3.4.2 井筒布置及裝備.30 3.4.3 井筒延伸的初步意見.33 3.5 井底車場(chǎng)及硐室33 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證.33 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置.34 3.5.3 井底車場(chǎng)通過能力驗(yàn)算.38 3.5.4 井底車場(chǎng)主要硐室.38 3.6 開采順序39 3.6.1 沿煤層走向的開采順序.39 3.6.2 沿煤層傾斜方向的開采順序.40 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃.40 第第 4 章章 采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)巷道布置與采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)41 4.1 采區(qū)概況41 4.1.1 采區(qū)位置、邊界及范圍.41 4.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況.41 4.1.3 采區(qū)生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限.42 4.2 采區(qū)巷道布置42 4.2.1 區(qū)段劃分.42 IV 4.2.2 采區(qū)上山布置.43 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置.45 4.2.4 采區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù).52 4.2.5 采區(qū)硐室簡介.54 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù).55 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備55 4.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序.55 4.3.2 采區(qū)巷道的斷面圖及支護(hù)方式.56 第第 5 章章 采煤方法采煤方法59 5.1 采煤方法的選擇59 5.2 回采工藝59 5.2.1 回采工藝及機(jī)械設(shè)備59 5.2.2 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式61 第第 6 章章 井下運(yùn)輸和礦井提升井下運(yùn)輸和礦井提升64 6.1 礦井井下運(yùn)輸64 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定64 6.1.2 礦車的選型與數(shù)量.65 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇.66 6.2 礦井提升系統(tǒng)67 6.2.1 提升方式.67 6.2.2 礦井主提升設(shè)備的選擇.68 第第 7 章章 礦井通風(fēng)與安全礦井通風(fēng)與安全70 7.1 通風(fēng)系統(tǒng)的確定70 7.1.1 概 述.70 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定.70 7.1.3 主扇工作方式的確定.71 7.2 風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配71 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定.71 7.2.2 采掘工作面及硐室所需風(fēng)量的計(jì)算72 7.2.3 礦井總供風(fēng)量75 7.2.4 風(fēng)量分配75 7.2.5 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施76 7.2.6 風(fēng)速驗(yàn)算76 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算78 7.3.1 確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力78 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算80 V 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇80 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算.80 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇.81 7.4.3 反風(fēng)措施.81 7.5 礦井安全技術(shù)措施81 7.5.1 預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施.82 7.5.2 預(yù)防井下火災(zāi).82 7.5.3 預(yù)防水災(zāi)措施.82 7.5.4 其它事故預(yù)防.82 7.5.5 避災(zāi)路線及自救.83 第第 8 章章 礦井排水礦井排水85 8.1 概 述85 8.1.1 礦井水的來源及性質(zhì).85 8.1.2 涌水量.85 8.1.3 對(duì)排水設(shè)備的要求.85 8.2 礦井主要排水設(shè)備86 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介.86 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算.87 8.2.3 井底水窩排水設(shè)備的選擇.89 第第 9 章章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)90 致謝致謝92 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)93 附表附表 1.94 附錄一附錄一 譯文譯文96 附錄二附錄二 外文原文外文原文99 1 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 城子河煤礦位于雞西市雞西火車站東北約 5 公里。其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 北緯。礦內(nèi)有運(yùn)煤專用鐵路與國鐵林密線雞西車 0 1303340 0 452040 站相連，距離為 7.5 公里，往東至正陽煤礦 6.5 公里。此外有通往雞西、勃 利、哈達(dá)、四海店等地的各條公路干線與之相貫通，交通十分便利。 如圖 1-1 滴道礦 城子河礦 正陽礦 杏花礦 東海礦 通密山 雞東 通密山 雞西 雞西礦務(wù)局 張新礦 二道河子礦 小恒山礦 恒山礦 水 源 地 通樺木林場(chǎng) 石墨礦 柳毛礦 至牡丹江 滴道 至林口 交通位置圖 比例尺 1：600000 圖 1-1 交通位置圖 2 1.1.2 地形地勢(shì) 整個(gè)井田地形呈丘陵起伏狀。礦山地形屬老年期地貌，北部是基底古老 變質(zhì)巖露出的山脊，地面標(biāo)高+200 米，中部為含煤地帶的緩坡丘陵，地面標(biāo) 高在+50+100 之間，區(qū)內(nèi)有四條河流：穆陵河、城子河、正陽河、白石河。 其中穆陵河最大，流量最大 2200m3/s，最小 0.5m3/s，但是該河在本井田深部 流過，對(duì)本井田影響不大，此外城子河、正陽河，白石河均在井田內(nèi)流過， 是季節(jié)性小河，冬季干涸。對(duì)深部開采無大影響。 1.1.3 氣象和地震情況 該地區(qū)屬于大陸性氣候，最高氣溫 380c，最低氣溫-330c。年降水量在 325.76922.3mm,年蒸發(fā)量在 1095.51430.6mm，年平均風(fēng)速 4.147m/s， 風(fēng)向多為西北風(fēng)，最大 25m/s。結(jié)凍期由 11 月初至次年 4 月，結(jié)凍深度一般 在 2.0 米左右。依據(jù)國家地震局資料最大地震在 3.43.6 級(jí)。 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 3.6km，南北寬 3.25km，面積 12.55km2，且規(guī)劃用一對(duì)立 井進(jìn)行開發(fā)，生產(chǎn)能力為 0.9Mt/a。 本井田沒有生產(chǎn)，在建及停閉礦井，也沒有小煤窯。在井田外 6.5km 處 有正生產(chǎn)的雞西礦業(yè)集團(tuán)正陽煤礦，礦井正常涌水量 100m3/h，最大涌水量 386m3/h，礦井瓦斯涌出量 6.4m3/t，屬低瓦斯礦井。 1.1.5 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況 本區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，周圍覆蓋大片農(nóng)田。工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，但是雞西礦務(wù)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 很良好， 這將對(duì)本區(qū)的建設(shè)有很大的幫助。 雞西地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及大型火力發(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，供電電源容易解決。 本區(qū)內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，水源充足。 3 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，雞西群穆棱組， 在穆棱組上覆有巨厚的第三，第四地層晚侏羅系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。 見表 1-1 表 1-1 地層系統(tǒng)表 界系統(tǒng)（群）組厚度（米） 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 第四系 下更新統(tǒng)白土山組15-50 新生界 第三系上新統(tǒng)富錦組121 穆棱組570 城子河組930中生界 上統(tǒng)（雞西群） 東榮組250 古生界中統(tǒng)青龍山組不清 元古界 侏羅系 麻山群不清 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。 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 810m 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。 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 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， 由前者 派生的次級(jí)構(gòu)造占明顯優(yōu)勢(shì)，本區(qū)主要斷層為 F1，一個(gè)主要斷層，詳見斷層 4 特征表 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 1F1逆斷層北向東40130整個(gè)井田 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 本井田開采煤層主要位于侏羅系雞西群城子河含煤組，本組共有煤層 4 個(gè)，該組地層厚度 810m，可采的煤層有 23#、8#、3B#、3A#四個(gè)煤層，平均 厚度 1.9m，各煤層傾角在 1417 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 1.40 2.2m，主要煤層穩(wěn)定，為單一煤層，底部多為 炭質(zhì)泥巖，煤層頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖，底板為粉砂巖及含炭質(zhì)粉沙巖。祥 見城子河煤礦煤層及頂?shù)装鍘r性特征表 1-3 及煤層綜合柱狀圖 1-4 城子河煤礦煤層及頂?shù)装鍘r性特征表 1-3 厚度/米層間距 煤層號(hào)最大最小 平均 最大最小 平均 頂板巖性底板巖性可采程度穩(wěn)定程度 23# 1.62.2 1.9 砂頁巖 砂巖 砂巖全層可采全層穩(wěn)定 8# 1.41.8 1.6 2524 24.5 砂巖 凝頁巖 砂巖 凝灰?guī)r 全層可采全層穩(wěn)定 3B# 1.62.0 1.8 3028 29 砂巖 頁巖 砂巖 灰?guī)r 全層可采全層穩(wěn)定 3A# 1.42.2 1.8 3430 32 砂頁巖 礫巖 砂巖 泥巖 全層可采全層穩(wěn)定 5 地 層層序 層統(tǒng)系界 新 界 生新 系 全 四 第 統(tǒng) 沖積層 柱 狀 (西 東) 厚 度 最小 最大接 觸 關(guān) 系 不 整 合 整 合 間 距 層厚 地 層 描 述 由礫石粗砂。中砂。細(xì)砂組成，上復(fù)有亞粘土 和腐植土，分布在穆棱河沖積平原及其幾個(gè) 支流的兩側(cè)，多為河床的沖積物。 上部是灰綠色，細(xì)砂巖為主，白色中砂巖次 之. 可采13層 下部以灰白色粗砂巖、和細(xì)砂巖為主，夾凝 灰?guī)r和煤層，巖性往下變粗局部為含礫砂 巖，復(fù)蓋在城子河含煤組這上。 西采煤厚1.6 往東厚1.2 西部1.4 ，往東淺部1.8 MM MM 1.9 1.614 10 -18 界系群 生羅西 含 煤 組 中侏 雞城 穆 棱 組 層 號(hào) 平均 子 河 0-20 10 600-780 690 (K Z ) (Q)(Q 4) (J3m) (J3ch) (Mz) (J)(J3) 23# 8# 1.8 1.8 巖性主要以各種粒度的灰灰白巖白色 砂巖和沙礫巖 下部以灰白色粗砂巖、和細(xì)砂巖為主，并伴凝 灰?guī)r和煤層，巖性往下變粗局部為含礫砂 是砂巖和沙頁巖，礫巖等，膠結(jié)好，致密堅(jiān)硬 此層發(fā)育穩(wěn)定，凝灰?guī)r厚度在0.06-0.08 煤層變化較大，厚度在1.6-2.0米 化化化化化化化化化化1.4-2.2化 主要是沙巖 3B# 3A# 1.6-2.2 1.4-1.8 1.6-2.0 1.4-2.2 圖 1-4 煤層綜合柱狀圖 6 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 巖石的性質(zhì)包括：巖石的物理性質(zhì)和巖石的工程性質(zhì)。有關(guān)巖石性質(zhì)及厚 度特征詳見表 1-5 所示。 表 1-5 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% 抗壓度 102kg/cm3 抗拉度 102kg/cm3 變形模量 102kg/c3 彈性模量 kg/cm3 砂巖2.02.65252200.50.40.58110 礫巖2.32.65151150.21.50.8828 泥巖2.7 2.851.65.2 12.83 0.62.027510 灰?guī)r2.22.75205200.52.018510 頁巖2.02.416301100.21.013.528 石英2.652.70.120.515351.03.0620620 1.2.5 水文地質(zhì)情況 1)井田內(nèi)各地段的水文地質(zhì)特征各有不同，第四系孔隙含水層，全井田廣 泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外，其余均很厚，由南向北逐漸增厚，水的主要補(bǔ) 給來源是大氣降水和山區(qū)地下水，涌水量 0.7057L/sm，第三系孔隙含水層 在井田內(nèi)廣泛分布，其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南向西北逐漸增厚，向東 變薄， 涌水量為 0.0010.83L/sm。煤系裂隙含水帶：本含水帶是直接充水含水層， 它與第三系有水力聯(lián)系，但很微弱?；讕r層裂隙水：分布與低山和丘陵地 帶，由花崗巖及變質(zhì)巖組成，對(duì)煤系裂隙水帶補(bǔ)給量微 弱，而且對(duì)礦床水無 影響。 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，礦井在開采過程中，排水 將以煤系風(fēng)化裂隙帶的儲(chǔ)水量為主，開采初期，礦井涌水量 較大，隨著開采 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)。本井田最大涌水量 386m/h，正常涌水量 314m/h。 7 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 1.瓦斯: 經(jīng)預(yù)測(cè),城子河煤礦相對(duì)瓦斯涌出量為 9.4m3/t，在 654.5m 以上， 甲烷成分為 0.8515.75;在 654.5800m 為 15.1820.26，平均為 8.317.72，二氧化硫一般為 6.448.95，瓦斯含量較低，屬低瓦斯礦 井。 2.煤塵: 根據(jù)煤塵爆炸性實(shí)驗(yàn)指標(biāo),城子河煤礦煤塵爆炸指數(shù)在 33-47%之 間,所以該礦開采煤層屬于易發(fā)爆炸危險(xiǎn)煤層。 3.煤的自燃: 井田范圍內(nèi)無自燃傾向。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 本礦井煤的揮發(fā)分一般小于 40，屬低變質(zhì)煤，各煤層 Y 值平均為 59m/m，粘結(jié)性較低，煤種主要為 1/3 焦煤，長焰煤次之，煤種在垂向上無 明顯變化。 1.有害成分 灰分：本井田煤的灰分含量（Ag）為 10.9624.45，多屬中低灰煤層， 其中幾個(gè)主要可采煤層均為低灰煤層。 硫：各煤層硫的含量很低，原煤全硫（SgQ）為 0.10.41，屬特低硫煤。 磷：各煤層原煤磷的平均含量為 0.0030.061，屬特低-低磷煤。 2.發(fā)熱量 各煤層煤的平均發(fā)熱量（QfD）為 30636849 大卡/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。 8 1.3 勘探程度及可靠性 勘探是為礦井設(shè)計(jì)提供依據(jù)的重要過程，本礦井所在地區(qū)從 1965 年就開 始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，先后經(jīng)過普查，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。 東煤公司 1984 年 6 月對(duì)本區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告的批復(fù)認(rèn)為，基本達(dá)到煤炭 資源地質(zhì)勘探規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。 存在問題： 1)瓦斯取樣雖然較少，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)帶來一定困難。 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 井田周邊情況 本礦井東部以正陽礦相臨，以斷層為界.西部以煤層終止線為界，深部以 (3A)-800 標(biāo)高為技術(shù)境界.煤層傾角平均為 160,平均容重 1.40t/m全區(qū)走向 長 3.6 公里，傾向長 3.25 公里，井田面積 12.55 平方公里。 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、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； 3、劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間； 4、井田要有合理的走向長度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高。 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 本井田煤層賦存條件好，初期產(chǎn)量就能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，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。設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有 23#、8#、3B#、3A#四層，各煤層儲(chǔ)量計(jì) 算邊界與井田境界基本一致。 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 10 井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 2.2.2 保安煤柱 依據(jù)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)當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時(shí)，根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直與受護(hù)邊界 方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保護(hù)煤柱。 (4)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： 各煤層在露頭處留設(shè) 20 m 保安煤柱； 邊界斷層留設(shè) 20m 保安煤柱； 井田內(nèi)部斷層留設(shè) 20m 保安煤柱； 河流兩側(cè)各留設(shè) 20m 保安煤柱； 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：3.21Mt； 斷層保安煤柱損失：2.99Mt； 大巷保安煤柱損失：3.55 Mt； 邊界保安煤柱損失：3.49 Mt； 總損失為：13.24 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)原城子河煤礦立井初步設(shè)計(jì)儲(chǔ)量諸圖，通過等高線塊段法計(jì)算本井田 工業(yè)儲(chǔ)量為 113.3Mt，各煤層工業(yè)儲(chǔ)量見表 2-1 可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算總表。 11 表 2-1 可采煤層儲(chǔ)量總表 單位：Mt 煤層別 面積/k 2 m 工業(yè)儲(chǔ)量 /Mt 永久 煤柱 可采儲(chǔ)量 占總儲(chǔ)量的 百分比 備注 23#11.4230.513.2121.8414.67% 8#11.2725.692.9918.1516.52% 3B#11.3529.903.5521.0916.82% 3A#11.3128.193.4919.7617.68% 總計(jì) 45.35113.3013.2480.8416.38% 永久煤柱包括 工業(yè)廣場(chǎng)、井 筒、井田邊界、 斷層、河流建 筑等 2.可采儲(chǔ)量計(jì)算 計(jì)算公式如下 ZK=（ZCP）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 80.84 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。 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 依據(jù)設(shè)最新計(jì)規(guī)范該規(guī)定：設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為 330d，礦井每 日凈提升 16h。采用三八工作制制度，兩班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備。 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 12 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，發(fā)展需要和國內(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。 2.確定礦井生產(chǎn)能力的重要因素 a.儲(chǔ)量是指基礎(chǔ)儲(chǔ)量中經(jīng)濟(jì)可采部分； b.地質(zhì)和開采條件技術(shù)裝備和管理水平。 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：1.2Mt/a 方案 B：0.9Mt/a 方案 C：0.6Mt/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=1.31.5。 根據(jù)本礦井實(shí)際情況，取 k=1.4。 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:1.2Mt/a T=Z /（Ak）=8084.2/（1201.4）=48.12a 方案 B:0.9Mt/a T=Z /（Ak）=8084.2/（901.4） =66.54a 方安 C:0.6Mt/a T=Z /（Ak）=8084.2/（601.4） =96.24a 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 90 Mt/a；礦井服務(wù)年限為 T=66.54 a。 13 第 3 章 井田開拓 3.1 概述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 雞西礦務(wù)局距本區(qū)約 12km，雞西礦務(wù)局現(xiàn)有生產(chǎn)礦井 12 對(duì)，1984 年末 實(shí)際生產(chǎn)能力已達(dá)到 650 萬噸，全局共有職工 68237 人 本井田內(nèi)沒有生產(chǎn)、在建及停閉礦井。但在井田外的西南方約 6.5km 處 有正在生產(chǎn)的雞西礦務(wù)局正陽煤礦。正陽煤礦采用立井開拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 90 萬 t/a，一水平標(biāo)高為250m，目前正開采 23 號(hào)，8 號(hào)和 3A 號(hào)三個(gè)煤層， 共布置六個(gè)采區(qū)。 雞西地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及大型火力發(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。所以供電電源容易解決。 本區(qū)內(nèi)第四系地層廣泛分布，地下含水量極其豐富，供水水源充足。 3.1.2 影響本礦井開拓方式的因素及其具體情況 井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要包括： (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； (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。 通過對(duì)以上各種因素要綜合研究，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： a.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 +87m。 b.煤層賦存情況 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在+50m，下部標(biāo)高在-800m，整個(gè)礦區(qū)共有 4 層 可采煤層，即 23#、8#、3B#、3A#，全區(qū)發(fā)育。煤層走向長度為 3.6km，傾向 14 3.25km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在 16左右。 3.1.3 確定井田開拓方式的原則 (1)貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資 少、成本低、效率高創(chuàng)造條件要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生 產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建 工程量，加快礦井建設(shè)。 (2)合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造 條件。 (3)合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。 (4)必須慣徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)， 創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)。 (5)要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)，新工 藝，發(fā)展采煤機(jī)械化，自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 (6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開采。 3.2 礦井開拓方案的選擇 3.2.1 井筒形式和井口位置 在一定的井田地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式， 開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行 的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。 開拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開拓、斜井 開拓、立井開拓和綜合開拓方式（平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié) 合進(jìn)行開拓）等四種方式。開拓方式依據(jù)井筒 （或平硐）與煤層位置的不同 又有若干分類。 平硐開拓：在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)?向煤層的平硐，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。 斜井開拓：對(duì)于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡單的煤田， 一般都可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的 應(yīng)用。 立井開拓：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 15 靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時(shí)，應(yīng)采用立井開拓。 1.井筒形式 平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點(diǎn)。首先我們應(yīng)該考慮平硐 開拓方式是否可行。參照平硐開拓方式適用條件，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：平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式 對(duì)本設(shè)計(jì)井田不適用，排除采用平硐開拓方式。立井和斜井開拓方式在技術(shù) 上均可行，綜合開拓也可行，應(yīng)該予以考慮。 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件，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、的原則， 對(duì)本井田開 拓方式選擇提出三種方案： 方案一：雙立井兩個(gè)水平開拓 方案二：雙斜井兩個(gè)水平開拓 方案三：雙立井加暗斜井開拓 井筒布置方案詳見圖 3-1：圖 3-2：圖 3-3 圖 3-1 (方案 1) 圖 3-2 （方案 2） 16 圖 3-3 （方案 3） (1)技術(shù)比較 方案一：雙立井開拓 優(yōu)點(diǎn)： 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； 井筒短，提升速度快，提升能力大； 通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求； 便于井筒延伸 有利于開采深部賦存煤層。 缺點(diǎn)： 初期投資大，建井期限稍長； 需要大型的提升設(shè)備； 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：雙斜井井開拓 優(yōu)點(diǎn)： 井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單； 掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場(chǎng)及硐室投資少 ； 提升設(shè)備簡單； 改擴(kuò)建比較簡單 缺點(diǎn)： 井筒太長； 圍巖不穩(wěn)固時(shí)井筒維護(hù)費(fèi)用高； 采用絞車提升時(shí)提升速度低、能力小、鋼絲繩磨擦嚴(yán)重、動(dòng)力消耗大， 提升費(fèi)用高。 斜井井筒斷面小，風(fēng)阻過大，通風(fēng)風(fēng)路很長。 17 方案三：立井加暗斜井開拓 優(yōu)點(diǎn)： 掘進(jìn)速度快； 可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng)要求； 有助于輔助運(yùn)輸。 缺點(diǎn)： 井口相距較遠(yuǎn)，不利于工業(yè)廣場(chǎng)的布置； 地面工業(yè)建筑分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便； 地面工業(yè)建筑占地多，增加了煤柱損失。 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較，方案二第一水平斜長過長，方案不合理。初步選 定兩種較合理開拓方案： 方案一：雙立井開拓方式 方案三：雙立井加暗斜井開拓方式 (2)經(jīng)濟(jì)比較 考慮到各煤層間距較小，一般都在 30m 左右，宜采用集中大巷布置。為減 少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于 3A煤層底板下垂距 35m 的厚巖 層內(nèi)。上階段運(yùn)輸大巷做下階段回風(fēng)大巷使用。 方案 1 和方案 3 的區(qū)別僅在于第二水平式用暗斜井還是直接延伸立井。兩 方案的生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠。兩方案對(duì)比，第一方案多開立井井筒（ 2200） ， 階段石門（1050m）和立井井底車場(chǎng)；并相應(yīng)增加了井筒和石門的 運(yùn)輸、提 升、排水費(fèi)用。而第 3 方案則多開暗斜井井筒（傾角 16 度，21000m）和暗 斜井上、下部車場(chǎng)；并相應(yīng)的增加了斜井的 提升和排水費(fèi)用。粗略的估算， 工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案 3 中未計(jì)入暗斜井上、下部車場(chǎng)的 石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案 1 在通風(fēng)方面優(yōu)于方案 3，所以決定采用方案 1。 表 3-1 井筒開拓方案比較表 18 方案一方案三方案 項(xiàng)目工程量 m 單價(jià) 元/m 費(fèi)用 萬元 工程量 m 單價(jià) 元/m 費(fèi)用 萬元 主井井筒 35030001053503000105 副井井筒 35030001053503000105 井底車場(chǎng) 10009001051000900105 初期 運(yùn)輸大巷 120080096120080096 小計(jì)(萬元) 411411 主井井筒 300300090800105084 副井井筒 300300090800105084 井底車場(chǎng) 10009001051000900105 主石門 14008001121700800136 后期 運(yùn)輸大巷 16008001281600800128 小計(jì)(萬元) 525537 共計(jì) 936948 從上表可看出，方案 1 的運(yùn)輸費(fèi)用低于方案 3。另外，從開采水平來看， 方案 1 僅需延伸一次立井，對(duì)生產(chǎn)影響少于方案 3（因方案 3 需延伸 2 次） 。 因此，確定方案 1 為最優(yōu)方案。 2.井口位置 井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互 協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運(yùn)煤炭的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，需要綜合考慮的主要因素和原則如下： (1)井下條件 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； 井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段； 勘探程度及初期工程量。 (2)地面條件 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)； 井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險(xiǎn)地區(qū)； 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； 井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企 19 業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： 方案一：井筒位于井田淺部圖 3-4 方案二：井筒位于井田中部圖 3-5 方案三：井筒位于井田深部圖 3-6 圖 3-4 方案 1 圖 3-5 方案 2 圖 3-6 方案 3 經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為： 20 井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長； 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，但對(duì)于開采井田深部煤層及井通延伸有利； 井筒位于井田中部時(shí)，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運(yùn) 輸工程量也小； 本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大， 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 開采水平數(shù)目和標(biāo)高 煤層賦存為傾斜狀態(tài)時(shí)，一般又淺部向深部開采，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度，一個(gè)井 田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采） 。每個(gè)開采水 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。 煤礦科技迅猛發(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，12 個(gè)工作面生產(chǎn)。這就要求加 大工作面、采區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源 /儲(chǔ)量和較長的 服務(wù)年限。水平上、下山開采方式是優(yōu)越的，可保證生產(chǎn)合理集中化，穩(wěn)定 生產(chǎn)，節(jié)省總井巷工程量，經(jīng)濟(jì)效益好。因此使用上下山開采的意義很大。 在條件適宜時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用上下山開采。 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)開采水平；一水平標(biāo)高-250 m，二水平標(biāo)高為- 550 m。一水平實(shí)行上山開采，二水平上下山開采。 方案二：井田劃分三個(gè)開采水平，一水平標(biāo)高-250 m，二水平標(biāo)高-550 m，三水平標(biāo)高-800 m。各水平均實(shí)行上山開采。 21 各方案水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限詳見表 3-2。 表 3-2 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表 儲(chǔ)量（萬噸）服務(wù)年限（年） 一水平 3675.4626.54 方案一 二水平 4408.9740 一水平 3750.5126.51 二水平 2008.5217.52 方案二 三水平 2400.4521.71 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 25 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)開采水平， 兩水 平標(biāo)高分別為-250 m 和-550 m，一水平垂高為 350 m，二水平垂高為 650 m。一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采。 3.2.3 開拓巷道的布置 開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。 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 煤層數(shù)不多，層間距大，石門長； 井田走向長度短，服務(wù)年限不長； 井底車場(chǎng)或平硐在煤層頂板； 煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求分采，分運(yùn)； 產(chǎn)量，風(fēng)量均大，需要疏解； 22 各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層。 (2)分組集中大巷適用條件 煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； 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； 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 適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； 井田走向長度大，服務(wù)年限長； 下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； 煤質(zhì)牌號(hào)相同，要求分采分運(yùn)； 自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故； 采區(qū)尺寸大，石門長度短。 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 式圖 3-7、圖 3-8： 圖 3-7 方案一：分組集中大巷布置 23 圖 3-8 方案二：集中大巷布置 兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)詳見表 3-3 所示。 表 3-3 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，開采程序比較靈活， 開采強(qiáng)度大 4.大巷維護(hù)容易 缺 點(diǎn) 1石門長度較長 2掘進(jìn)工程量大 1.總的石門長度大 2.初期工程量大，建井時(shí)間長 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.井田走向長度大，服務(wù)年限長 3.下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大， 石門長度短 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 4 層，即 23#、8#、3B#、3A#，其中四層煤間距較小平均間距 25.7 m。 針對(duì)上述情況，方案二集中大巷布置，將四層煤分為一組集中布置，經(jīng) 濟(jì)上較為合理。方案一采區(qū)大巷長度很大，工程量增加，費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上不 24 合理。故而采用方案二。 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 本設(shè)計(jì)井田采用一對(duì)立井開拓，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 井筒位置及坐標(biāo) (1)地處井田儲(chǔ)量中央；井筒距北部邊界 1.2 公里，南部邊界 2.4 公里， 西部邊界 1.7 公里，東部邊界 1.55 公里； (2)有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+67 m，地面坡度不足 2，平正土方 量?。?(3)交通條件好：靠近哈同公路。 確定井筒坐標(biāo)： 主井井口坐標(biāo)： XA=5192416， YA=44459258； 副井井口坐標(biāo)： XB=5192396， YB=44459297.7； 主井井口標(biāo)高為+67 m，副井井口標(biāo)高為+68 m，擬定二水平為井筒最終水 平。主井井深 517 m，副井井深 517 m，兩井筒中心線間距為 86 m，提升方 位角為 25，主井井筒直徑 5.5 m，副井井筒直徑 6.5 m，均采用整體式混凝 土井壁，井壁厚度 450 mm。 3.3.3 水平數(shù)目及高度 本井田采用多水平開拓,擬定第一水平標(biāo)高為-250 m,實(shí)行上山開采.第二 水平擬定標(biāo)高為 -550 m，實(shí)行上山開采。第三水平擬訂標(biāo)高-800，實(shí)行暗斜 井上山開采。 3.3.4 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；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自 25 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： 單獨(dú)開拓的薄煤層或中厚煤層； 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； 煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的； 煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡單，費(fèi)用不高的煤層； 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； 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?求選定，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。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)： 煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用高； 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； 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； 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)特征詳見圖 3-9，圖 3-10 所示。 5319 26 圖 3-9 石門斷面圖 表 3-9 石門斷面特征表 斷面積（m2） 設(shè)計(jì)尺寸 （mm）巷道形狀支護(hù)方式 凈掘頂高底寬 凈周長(m) 噴厚 (mm) 半圓形錨噴14.1015.803367410013.1150 5319 圖 3-10 大巷斷面圖 表 3-10 大巷斷面特征表 斷面積（m2） 設(shè)計(jì)尺寸 （mm）巷道形狀支護(hù)方式 凈掘頂高底寬 凈周長 (m) 噴厚 (mm) 27 半圓形錨噴14.1015.803367410013.1150 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，簡化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場(chǎng)通 過能力； (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、斜式、臥式； (2)折返式：梭式、盡頭式； 4.井底車場(chǎng)形式選擇： (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 28 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)； (7)井底車場(chǎng)形式也取決于礦車的類型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底 側(cè)卸式礦車時(shí)，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。 但其裝車站的線路布置必須與其相對(duì)應(yīng)。 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，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過對(duì)各種形式井底車 場(chǎng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)做簡單比較后，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)井田煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，23與 8#煤層相距約 25.5m， 8與 3B煤層相距約 30m， 3B與 3A煤層相距約 25m，故將煤 層分為 1 個(gè)層組，打三條集中上山，用石門聯(lián)系。 3.3.7 采區(qū)劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長度較大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，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