I 摘 要 本設(shè)計(jì)礦井為雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)寶清煤礦3.0Mt/a新井設(shè)計(jì)，共有3層可采煤 層，總厚度19.24米。煤層工業(yè)牌號(hào)為氣煤煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量29090Mt， 服務(wù)年限為69年， 本礦井設(shè)計(jì)采用雙立井方案開(kāi)拓，單水平開(kāi)采，根據(jù)地質(zhì)情況將其劃分為 3個(gè)采區(qū)和3個(gè)帶區(qū).1個(gè)工作面達(dá)產(chǎn)。采用集中大巷布置，大巷采用10噸架線式 電機(jī)車牽引5噸底卸式礦車和1.5噸固定式礦車運(yùn)輸，采煤工藝為綜合機(jī)械化采 煤工藝。 關(guān)鍵字：開(kāi)拓 可采儲(chǔ)量 采煤方法 全套圖紙，加全套圖紙，加153893706153893706 II Shuangyashan 3,0 . / , , 19.24 . , 29090. , 69, , , ,1 . , 10 1,5 , . : 目錄 目錄 .III 緒論.- 1 - 第 1 章 井田概況及地質(zhì)特征.- 2 - 1.1 井田概況 - 2 - 1.1.1 交通位置 .- 2 - 1.1.2 地形地勢(shì) .- 2 - III 1.1.3 氣象及地震情況 .- 3 - 1.1.4 水文地質(zhì)情況 .- 3 - 1.1.5 煤田開(kāi)發(fā)史 .- 3 - 1.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 .- 3 - 1.1.7 水源及電源 .- 3 - 1.21.2 地質(zhì)特征地質(zhì)特征 .- 3 - 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 .- 3 - 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 .- 5 - 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 .- 5 - 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 .- 6 - 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 .- 6 - 1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 .- 8 - 1.31.3 勘探程度及可靠性勘探程度及可靠性 - 8 - 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限.- 10 - 2.1 井田境界 .- 10 - 2.1.1 井田狀況 - 10 - 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) - 10 - 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 - 10 - 2.22.2 井田儲(chǔ)量井田儲(chǔ)量 .- 10 - 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 - 10 - 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 - 11 - 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) - 12 - 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限 - 12 - 2.3.1 礦井工作制度 - 12 - 2.3.2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 - 13 - 2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定 - 13 - 第 3 章 井田開(kāi)拓 - 15 - 3.1 概述 - 15 - 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 .- 15 - 3.2.1 井筒形式和井筒位置 - 15 - 3.2.2 井筒的位置 - 16 - 3.2.3 開(kāi)采水平的數(shù)目及高 - 18 - 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 .- 20 - 3.3.1 井硐形式和數(shù)目 - 20 - 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) - 20 - 3.3.3 水平數(shù)目及高度 - 21 - IV 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 - 21 - 3.3.5 井底車場(chǎng)的形式及選擇 - 22 - 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 - 23 - 3.3.7 采、帶區(qū)劃分 - 23 - 3.43.4 井硐布置和施工井硐布置和施工 .- 24 - 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) - 24 - 3.4.2 井硐布置及裝備 - 25 - 3.4.3 井筒延深意見(jiàn) - 26 - 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 .- 27 - 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 - 27 - 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置，存車線路，行車路線布置長(zhǎng)度 - 27 - 3.5.3 通過(guò)能力計(jì)算 - 30 - 3.5.4 井底車場(chǎng)主要硐室 - 32 - 3.6 開(kāi)采順序 .- 32 - 3.6.1 沿煤層走向的開(kāi)采順序 - 32 - 3.6.2 沿井田傾向的開(kāi)采順序 - 33 - 3.6.3 帶區(qū)接續(xù)計(jì)劃 - 33 - 第 4 章、帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).- 34 - 4.1 帶區(qū)概述 .- 34 - 4.1.1 帶區(qū)布置概述： - 34 - 4.1.2 設(shè)計(jì)帶區(qū)的位置、邊界，范圍及帶區(qū)煤柱 - 34 - 4.1.3 帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 - 34 - 4.1.4 帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量和服務(wù)年限 - 34 - 4.2 帶區(qū)巷道布置 .- 35 - 4.2.1 區(qū)段劃分 - 35 - 4.2.2 帶區(qū)斜巷布置 - 36 - 4.2.3 帶區(qū)車場(chǎng)布置 - 36 - 4.2.4 煤倉(cāng)形式、容量及支護(hù) - 38 - 4.2.5 帶區(qū)硐室簡(jiǎn)介 - 40 - 4.2.6 回采工作面的接續(xù) - 40 - 4.3 帶區(qū)準(zhǔn)備 .- 41 - 4.3.1 帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 - 41 - 4.3.2 主要巷道的斷面圖 - 42 - 第 5 章 采煤方法.- 44 - 5.15.1 采煤方法的選擇采煤方法的選擇 .- 44 - 5.1.15.1.1 采煤方法選擇的依據(jù)：采煤方法選擇的依據(jù)： - 44 - V 5.1.25.1.2 采煤方法選擇的要求采煤方法選擇的要求： - 44 - 5.1.3 采煤方法選擇的制約因素： - 44 - 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 - 45 - 5.2.2 設(shè)備選型 - 46 - 5.2.3 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 - 47 - 第 6 章 井下運(yùn)輸與礦井提升.- 51 - 6.1 礦井井下運(yùn)輸 - 51 - 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 - 51 - 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 - 51 - 6.1.3 帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 - 53 - 6.2 礦井提升系統(tǒng) - 53 - 第 7 章 礦井通風(fēng)安全.- 55 - 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 .- 55 - 7.1.1 概述： - 55 - 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 - 55 - 7.1.3 主扇工作方式的確定 - 56 - 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 - 57 - 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定 - 57 - 7.2.2 風(fēng)量計(jì)算 - 58 - 7.2.3 風(fēng)量分配 - 60 - 7.2.4 風(fēng)速的驗(yàn)算 - 60 - 7.2.5 風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 - 61 - 7.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 - 62 - 7.3.1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 - 62 - 7.3.2 礦井等積孔計(jì)算 - 66 - 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 .- 66 - 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 .- 66 - 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 - 67 - 7.4.2 反風(fēng)措施 - 67 - 7.5 礦井安全生產(chǎn)措施 - 67 - 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 - 67 - 7.5.2 火災(zāi)與水患的預(yù)防 - 68 - 7.5.3 其他事故的預(yù)防 - 68 - 7.5.4 避災(zāi)路線及自救規(guī)定， - 69 - 第 8 章 礦井排水.- 70 - 8.1 概述 - 70 - VI 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 - 70 - 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 - 70 - 8.2 礦井主要排水設(shè)備 .- 71 - 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 - 71 - 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 - 72 - 第 9 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).- 76 - 總結(jié).- 78 - 參考文獻(xiàn).- 79 - 致謝辭.- 80 - 附錄 1- 81 - 附錄 2- 89 - - 44 - 緒論 我國(guó)是煤炭資源豐富，儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界前列。近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展和綜合國(guó)力的提高，石油、天然氣、水力、核電等其他能源有了較大的發(fā) 展，但是煤炭仍然是我國(guó)的主要能源，預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)這種狀況不 會(huì)有根本性改變。進(jìn)入新世紀(jì)以后，要求我國(guó)煤炭工業(yè)深化改革，盡快擺脫粗 放經(jīng)營(yíng)的舊模式，步入低投入、高產(chǎn)出、高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的 發(fā)展依賴的是先進(jìn)的煤炭先進(jìn)技術(shù)。其中包括采礦工程技術(shù)。 作為一名采礦專業(yè)的學(xué)生，即將成為煤炭行業(yè)的工程技術(shù)人員。在大學(xué)的 四年學(xué)習(xí)時(shí)間里，使我掌握了很多專業(yè)理論知識(shí)，為了能更好的理解和運(yùn)用這 些理論知識(shí)，借畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)我做了黑龍江省雙鴨山市寶清礦的新井設(shè)計(jì)， 而且我在畢業(yè)實(shí)習(xí)中也收集到了很多寶清礦的資料。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井 的建設(shè)，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)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)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)得以進(jìn)一步完善，并且在將 來(lái)能夠很好的運(yùn)用他們打下了很好的基礎(chǔ)，使我今后更好的應(yīng)用這些知識(shí)服務(wù) 與這個(gè)行業(yè)。為我國(guó)的建設(shè)進(jìn)一份微薄之力。 - 45 - 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 寶清礦位于雙鴨山煤田東南部，距市中心 320 千米，寶清礦交通四通八達(dá) 有礦區(qū)鐵路由雙市經(jīng)新安礦、東榮礦到達(dá)寶清礦。并有四通八達(dá)的公路從井田 邊穿過(guò)，距友誼鎮(zhèn) 160 千米,交通極為方便。 圖 11 寶清礦交通位置示意圖 1.1.2 地形地勢(shì) 寶清礦地勢(shì)平坦，標(biāo)高一般都在+-50 米左右，最高標(biāo)高+50 米。 - 46 - 1.1.3 氣象及地震情況 該區(qū)屬大陸性寒溫帶氣候，溫差變化較大，冬季最低氣溫達(dá)到零下39， 一般為零下2030。凍土帶深達(dá)2米以上。夏季最高氣溫達(dá)到38，歷史 最大降雨量為737毫米，平均降雨500毫米，每年7、8、9三個(gè)月份為降雨期， 年平均降雨量在452737毫米，凍結(jié)期每年10月至翌年4月。根據(jù)中國(guó)地震裂 度區(qū)劃圖2001雙鴨山地區(qū)地震裂度小于6。 1.1.4 水文地質(zhì)情況 七星河從該區(qū)西北側(cè)流入撓力河，最后注入烏蘇里江。 1.1.5 煤田開(kāi)發(fā)史 寶清礦煤田為新近開(kāi)發(fā)，無(wú)開(kāi)發(fā)歷史。 1.1.6 工農(nóng)業(yè)及原料供應(yīng)狀況 寶清礦井田周邊有農(nóng)田和國(guó)有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生 產(chǎn)原料。礦井建設(shè)及生產(chǎn)所需設(shè)備可由附近廠家提供。 1.1.7 水源及電源 寶清礦供水水源位于寶清礦東部，共有水源井 5 眼，井深均為 31.5 米 （1、2、3、4、5） ，其中只有三眼水井（3、4、5）正常運(yùn)行，二 眼（1、2）備用。水源井取第四系砂層水，每眼水井供水量為 160 立方米/ 小時(shí)，三眼水源井 24 小時(shí)供水量為 11720 立方米。三眼水井都是取第四系砂 層水，鐵錳含量超標(biāo)，人體必需的微量元素銅、鋅少。由于對(duì)水源井進(jìn)行了全 面凈化，鐵、錳指標(biāo)基本達(dá)到了國(guó)家飲用水要求標(biāo)準(zhǔn)?？梢詽M足寶清礦居民的 生活用水的需要。 1.21.2 地質(zhì)特征地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 詳見(jiàn)圖 12，煤層綜合柱狀圖。寶清礦為全隱蔽區(qū)，地層發(fā)育較簡(jiǎn)單， 即由煤系、煤系基底以及上覆新生界第四系組成。其地層層序由老至新分述如 - 47 - 下： 1、元古界興東群大盤道組（Pt1dq）：廣泛分布于煤田外圍，構(gòu)成煤系 基底，由石榴石片巖、石英黑云母片巖、含磁鐵石英巖、石墨大理巖、 花崗片麻巖組成的深變質(zhì)巖類。厚度大于 7400 米。 2、中生代早白堊系上統(tǒng)雞西群：為一套陸相碎屑建造，不整合于下元古 界地層之上，根據(jù)巖性與測(cè)井曲線反應(yīng)又可分為城子河組（k1ch）和 穆棱組（k1m）. 1）城子河組（k1ch）：由一套陸相碎屑巖類組成。最大厚度達(dá)到 550 米， 旋迴性較明顯。含煤地層受基底起伏控制，厚度變化大，煤層發(fā)育 范圍被基底起伏所限。本組巖性多由灰白色中細(xì)砂巖、灰色粉砂巖 組成，含有少量薄層凝灰?guī)r及泥巖。 2）穆棱組（k1m）：由一套陸源深水相為主的碎屑巖類組成。厚度由北 往南逐漸增厚，最大厚度達(dá) 500 米，與下部城子河組（k1ch）整合 接觸。含煤及旋迴性差，不含有可采煤層，含有小于 0.5 米的煤層 35 層，巖性多以灰色粉砂巖、灰白色細(xì)砂巖及少量灰白色的粗砂 巖及薄層凝灰?guī)r、泥巖組成。 3）第三系：富錦組（Nf） ，以細(xì)、中粗粒泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖為主，夾黃綠 色粉砂巖，呈半膠結(jié)狀。下部礫巖層與城子河組地層為不整合接觸， 其上被第四系地層所覆蓋。 4）第四系：廣泛分布于礦區(qū)范圍內(nèi)，主要由沖積、洪積碎屑物組成，多 由粘土、亞粘土及砂層組成。粘土為弱含水或不含水，具有良好的 隔水性能。 - 48 - 序號(hào) 斷層 序號(hào) 斷層 性質(zhì) 斷層的產(chǎn)狀 走向(度） 傾向 傾角（度） 落差 （米） 可靠 程度 F1 F2 F8 1 2 正 逆 逆 NESE75 40米 可靠 NENW 40 12米 可靠 NENW 40 10米 可靠3 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要有褶皺、斷裂。斷裂為主、褶皺次之。井田南部、東部 局部有向斜構(gòu)造，井田范圍內(nèi)主要有三條斷層，敘述如下： 表 1-1 寶清礦井田斷層統(tǒng)計(jì)一覽表 1）F1正斷層：位于井田南部邊緣。斷層走向?yàn)楸睎| 80，傾向南南東，傾角 75。本區(qū)內(nèi)延長(zhǎng)約 2.1km，斷層落差 15240m，為井田南部臨 近邊界的主要斷裂構(gòu)造。 2）F2逆斷層：位于井田東南部，根據(jù)礦井地質(zhì)資料，在該礦 4-1 號(hào)煤 14304 巷東部北側(cè)及其東側(cè) 403 巷道中均見(jiàn) 4-1 號(hào)煤斷失，上盤砂 巖由北向南推覆于 4-1 號(hào)煤層之上，斷面清楚，實(shí)測(cè)走向北 東 80，向北北西傾斜，傾角 40，落差 1215m。 3）F8逆斷層：位于井田南部邊緣，F(xiàn)2 逆斷層南側(cè)，斷層走向北東，傾向北西。 推定斷層傾角 40，落差約 10m。為層間逆斷層，向上至下 石盒子地層逐漸消失。 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 煤層傾角在 4 6 ，平均 5，詳見(jiàn)煤層賦存特征表。 - 49 - 地層 系統(tǒng) 代 紀(jì) 中 生 代 MZ 白 堊 紀(jì) K 柱狀圖 煤 層 號(hào) 煤 厚 (m) 地 層 (m) 巖性描述 10 3.24 細(xì)粒砂巖 砂巖 中砂巖 粗砂巖 粉砂巖 氣煤 中砂巖 粉砂巖 細(xì)砂巖 粉砂巖 炭質(zhì)泥巖 粗砂巖 8.1 3.2 1.7 3.5 4.3 2.4 1.8 4.0 8.1 9 2.1 12.92氣煤 2.6 3.08氣煤11 9.2 圖 1-2 煤層綜合柱狀圖 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 煤層頂?shù)装宓暮穸纫话愣即笥?2m,多為砂巖。 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 本井田水文地質(zhì)類型為中等，其劃分的主要依據(jù)為： 1、受采掘破壞或影響的含水層：礦井充水主要含水層是煤系裂隙含水層， 含水較豐富，單位涌水量為 1.317 升/秒米，且以靜儲(chǔ)量為主?？?隙裂隙、含水層補(bǔ)給一般，只是含水層之間的相互補(bǔ)給。據(jù)此水文地 - 50 - 質(zhì)類型符合中等。 2、地質(zhì)報(bào)告對(duì)礦井涌水量未做詳細(xì)預(yù)測(cè)，根據(jù)礦井含水系數(shù)，考慮到改 擴(kuò)建后長(zhǎng)壁開(kāi)采對(duì)頂板的大規(guī)模破壞，參照礦井實(shí)際情況，暫推測(cè)礦 井正常涌水量為 70m3/h，最大涌水量為 100m3/h，必要時(shí)有關(guān)部門需 進(jìn)一步做這方面的工作。 3、開(kāi)采受水害影響程度：采掘工程在一定程度上受水害影響，但因資料 較清楚，不威脅礦井安全，從這一條看符合水文地質(zhì)條件中等。 4、防治水工作難易程度：礦井防治水工作較簡(jiǎn)單，主要是進(jìn)行水文補(bǔ)勘， 查清第三、四系厚度及水位動(dòng)態(tài)，以合理確定回采上限和采掘針對(duì)性 的防治水措施，及時(shí)查清巷道和空區(qū)積水，及時(shí)探放。 綜上所述，根據(jù)礦井水文地質(zhì)規(guī)程第 4 條分類原則，確定該礦井水文 地質(zhì)類型為中等偏復(fù)雜。 表 1-2 煤層特征表 煤層間距 夾矸 數(shù)目 變異 系數(shù) 頂板 巖性 底板 巖性 9# 12.92 3.24 3.08 3.954.65 00.54 0.78 0.52 穩(wěn)定 可靠 4.3 10# 11# 2.873.29 1.992.49 3.5 2.184.82 粉砂巖 中砂巖 中砂巖 粉砂巖 細(xì)砂巖 炭質(zhì) 泥巖 13.514.44 最小最大 平均(m) 0 0 穩(wěn)定 可靠 穩(wěn)定 可靠 穩(wěn)定 可靠 細(xì)砂巖 中砂巖 粗砂巖 粉砂巖 煤層 號(hào) 最小最大 平均(m) 煤層厚度 表 1-3 巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表 - 51 - 巖石 類型 顆粒密度 (g/cm3) 塊體密度 (g/cm3) 空隙率 n(%) 吸水率 （%） 軟化系數(shù) KR 砂巖 2.60-2.752.20-2.711.6-28.00.2-9.00.65-0.97 炭質(zhì) 泥巖 2.70-2.802.10-2.701.0-10.00.5-3.00.44-0.54 1.2.6 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 9 號(hào)煤層為中灰，中硫，低磷煤，經(jīng)過(guò)洗選后成為特低磷煤，牌號(hào)為 QM， 可作為煉焦、動(dòng)力、民用及化工用煤。 10 號(hào)煤層為富灰，中硫，低磷煤。洗選后為特低磷煤，牌號(hào)為 QM，可作 為煉焦、動(dòng)力、民用及化工用煤。 11 號(hào)煤層為富灰，中硫，特低磷煤，牌號(hào)為 QM，可作為煉焦、動(dòng)力、民 用及化工用煤。 1.31.3 勘探程度及可靠性勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普查、精查、補(bǔ)堪和深部補(bǔ)堪四類。 A 級(jí)儲(chǔ)量： 1、煤層對(duì)比可靠，煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、已經(jīng)查明，可采煤層的連續(xù)性已經(jīng) 確定。煤類、煤質(zhì)特征及煤的工藝性能已查明。 2、巖漿巖對(duì)煤層及煤質(zhì)影響已查明。 3、各項(xiàng)勘查工程已達(dá)到勘查階段的控制要求。 B 級(jí)資源儲(chǔ)量： 1、煤層對(duì)比可靠，煤層厚度，結(jié)構(gòu)已經(jīng)查明，煤類、煤質(zhì)特征及煤的工藝 性已基本查明?？刹擅簩拥倪B續(xù)性已經(jīng)確定。 2、巖漿巖對(duì)煤層及煤質(zhì)的影響查明。 3 、各項(xiàng)勘查工程達(dá)到勘查階段的控制要求。 C 級(jí)儲(chǔ)量： - 52 - 1、煤層對(duì)比基本可靠，煤層厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)等基本初步查明。 2、構(gòu)造已初步查明。 3、各項(xiàng)勘查工程達(dá)到勘查階段的控制要求。 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量、服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田狀況 井田東西走向長(zhǎng)平均 4.5Km，南北傾向?qū)?3.5km，面積約 15.0Km2。 - 53 - 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 1）以保證井田的合理尺寸，及與鄰近礦區(qū)處理好關(guān)系； 2）以大的斷層和勘探邊界為礦界； 2.1.3 井田未來(lái)發(fā)展情況 由于本井田幾條斷層的影響，投產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)量可能不能及時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能 力，但隨著開(kāi)采深度的增加，煤層賦存條件好，采用新技術(shù)防治礦井瓦斯，產(chǎn) 量會(huì)有較大的提高幅度. 2.22.2 井田儲(chǔ)量井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 參加儲(chǔ)量計(jì)算的煤層有 09#、10#、11#共三層煤。各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與 井田境界基本一致。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。 平衡表內(nèi) A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的總和稱為礦井工業(yè)儲(chǔ)量。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、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱 后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 根據(jù)煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范規(guī)定，工業(yè)指標(biāo)確定為傾角小于 25煤 層，能利用儲(chǔ)量選用厚度0.70m,灰分40%；暫不能利用儲(chǔ)量厚度為 0.60 0.70m,灰分在 40%-50%之間。傾角為 20，能利用儲(chǔ)量厚度選用0.60m,暫 不能利用儲(chǔ)量選用 0.500.60m。 2.2.2 保安煤柱的設(shè)計(jì)方法 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 - 54 - 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。 4)當(dāng)受護(hù)邊界與煤層走向斜交時(shí)，洋感根據(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。 注：1 可采儲(chǔ)量=（工業(yè)儲(chǔ)量-永久損失）*采區(qū)回采率 2 工業(yè)儲(chǔ)量=塊段面積*平均傾角正割*塊段平均厚度*容重 對(duì)于必須留設(shè)保護(hù)煤柱的建筑物和構(gòu)筑物，當(dāng)其形狀規(guī)整，且長(zhǎng)軸與煤層 走向或傾向平行時(shí)，宜采用垂直剖面法圈定保護(hù)邊界。 1）立井井筒保護(hù)煤柱設(shè)計(jì) 采用垂直剖面法；（見(jiàn)開(kāi)拓剖面圖） 2）工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱 按照數(shù)字標(biāo)高投影法，工業(yè)場(chǎng)地壓煤近似為梯形。 3）煤層內(nèi)煤柱 一般來(lái)說(shuō)，井田邊界煤柱 40 米，河流保護(hù)煤柱為河床兩側(cè)各 40 米， A：工業(yè)廣場(chǎng)地面受護(hù)面積包括工業(yè)產(chǎn)地內(nèi)為煤炭生產(chǎn)直接服務(wù)的工業(yè)廠房、 服務(wù)設(shè)施和圍護(hù)帶，圍護(hù)帶的寬度為 20 米。 B：井筒煤柱地面受護(hù)面積，包括井架、提升機(jī)房和圍護(hù)帶，圍護(hù)帶的寬度 為 20m，主副井筒保護(hù)煤柱以巖層邊界角圈定。 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： 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱 塊段儲(chǔ)量 =塊段面積 cos(平均傾角 )平均厚度 容重 塊段可采儲(chǔ)量 =（工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱） 設(shè)計(jì)回采率 回采率要求： 薄煤層不小于85%，中厚煤層不小于80%，厚煤層不小于75%， 表 21 容重采用： 序號(hào)煤層號(hào)容重/（g/cm3） 1091.4 2101.4 3111.4 - 55 - 塊段面積在 1：5000 的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖上用電子求積儀求得，塊段傾角采 用余切尺量得。 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 本礦井的煤層發(fā)育良好，厚度較穩(wěn)定，傾角綬傾，井田范圍內(nèi)大的構(gòu)造控 制可靠，水文地質(zhì)條件中等，儲(chǔ)量計(jì)算較為可靠。煤層儲(chǔ)量見(jiàn)表 23。 表 23 煤礦儲(chǔ)量計(jì)算表 煤層號(hào)面積/m2工業(yè)儲(chǔ)量/Mt 永久煤柱 /Mt 可采儲(chǔ)量 /Mt 占總儲(chǔ)量 百分比 0915.0106292.3281.86210.4672.4% 1014.3110647.0713.2033.8711.6% 1114.9310664.6818.1146.5716% 總計(jì) 404.40106.88290.90 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)煤礦安全規(guī)程 ， 煤礦生產(chǎn)許可法和勞動(dòng)法有關(guān)規(guī)定，結(jié)合 寶清礦的實(shí)際情況，擬制定工作制度如下： 設(shè)計(jì)年工作日 330 天，每日凈提升時(shí)間為 16 小時(shí)，采用“四六”作業(yè) 制，三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備。 2.3.2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定原則 應(yīng)按照礦井實(shí)際地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、市場(chǎng)需求、管理水平、考慮科 學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素。以投資少、出煤快的原則合理確定。 2.設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 地質(zhì)和開(kāi)采條件技術(shù)裝備和管理水平礦井與水平服務(wù)年限，礦井與水平服 務(wù)年限計(jì)算公式 T=Zm/(A*K) - 56 - 式中：T 設(shè)計(jì)計(jì)算服務(wù)年限 Z可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 A年產(chǎn)量，萬(wàn)噸/年 K儲(chǔ)量備用系數(shù)，宜采用 1.31.5 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。 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)考慮當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。寶清礦參加的三層煤可采儲(chǔ)量為 2909 萬(wàn)噸。初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力方案，具體如下： 方案：3.0 Mt/a 方案：2.4Mt/a 方案：1.8 Mt/a 上述三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)根據(jù)礦井服務(wù)年限來(lái)確定。 2.3.3 礦井服務(wù)年限的確定 礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式如下： （） 式中： 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt 生產(chǎn)能力， Mta K礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K.31.5 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況，K 值取 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：3.0 Mt/a （）69a 方案： 2.4Mt/a （）= 86a 方案：1.8Mt/a （）=115a 參照煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，方案較合理，即：礦井生產(chǎn)能力： - 57 - B3.0Mta，礦井服務(wù)年限69a。 - 58 - 第 3 章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 寶清礦建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事，確定礦井開(kāi)拓方式必須充分 考慮多個(gè)主井工藝系統(tǒng)的機(jī)械化裝備水平。礦井機(jī)械化程度的高低的不僅直接 影響井型和經(jīng)濟(jì)效果，而且往往由于提升，運(yùn)輸設(shè)備的革新發(fā)展，而引起開(kāi)拓 本身發(fā)生變化 3.1.1 確定井田開(kāi)拓方式的原則： .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 .合理集中開(kāi)拓布置，簡(jiǎn)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。 .合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 .必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 .要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)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。 根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開(kāi)采。 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1 井筒形式和井筒位置 在井田地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)一定的條件下，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。合理的開(kāi)拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的 多種開(kāi)拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定。 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、立井開(kāi)拓和綜合開(kāi)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(kāi)拓）等四種方式。開(kāi)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。 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。 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 - 59 - 田，一般都可以采用斜井開(kāi)拓。斜井開(kāi)拓在各種傾角煤層開(kāi)拓中都得 到了廣泛的應(yīng)用。 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 通向煤層的平硐，可利用平硐開(kāi)拓煤田的全部或一部分。 1.井筒形式的確定： 由于寶清礦 9煤層距離地表最近點(diǎn)為-590 米，且為近水平煤層。因此只 能采用立井開(kāi)拓方式。 1）雙立井開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)： 適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟可靠； 便于井筒延伸 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； 缺點(diǎn)： 初期投資大，建井期限稍長(zhǎng)； 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。 需要大型的提升設(shè)備； 3.2.2 井筒的位置 井口位置的選擇是井田開(kāi)拓的重要組成部分。經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定井口 位置。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，其主要因素和原則如下： (1)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)； 工業(yè)場(chǎng)地不占或少占用良田； 井口及工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； 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)； 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 企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。 (2)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(kāi)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。 在本設(shè)計(jì)井田中，提出三種井筒位置方案： - 60 - 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 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)比較后認(rèn)為： 井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長(zhǎng)； 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(zhǎng)度較短，且沿石門的 運(yùn)輸工程量也?。?本井田煤層均為近水平中厚煤層，井田走向長(zhǎng)度與傾斜長(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)，應(yīng)將井筒布置在井 田中部或稍靠下方的位置， 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下方。其主、副井筒 地理坐標(biāo)如下。 主井：-4365100、19617470 副井：-4365030、19617475 - 61 - 表 3-1 開(kāi)拓方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較表 方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 方 案 一 井口位置接近井田邊界，井下 為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦井產(chǎn) 量。 1.工業(yè)場(chǎng)地壓煤量較小。 2.井筒延伸需要建上下部?jī)蓚€(gè)車場(chǎng)， 工程量較大，不利于生產(chǎn)。 3.運(yùn)輸費(fèi)用高，井下需要人員多。 方 案 二 1.井口位置接近井田中央，井 下為雙翼生產(chǎn)，易于保證礦 井產(chǎn)量 2.立井安裝速度快，檢修容易， 能耗低。 3.井筒延伸方便。 4.初期投資省。 5.井上運(yùn)輸距離短，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用 低。 1.工業(yè)場(chǎng)地壓煤量較大。 2.井下存在反向運(yùn)輸。 3、第二水平的石門較長(zhǎng)。 方 案 三 1.主井井口位于井田邊界，壓 煤量小。 2.主井作為安全出口，安全性 能高。 3.連續(xù)提升能保證運(yùn)輸力。 1.井巷工程量大不利于施工。 2.長(zhǎng)距離的膠帶輸送機(jī)提升，可靠 性差。 3.主井口地面標(biāo)高低，防洪工程量 大。 3.2.3 開(kāi)采水平的數(shù)目及高 開(kāi)采水平的尺寸以水平垂高表示水平垂高是指該水平開(kāi)采范圍的垂 高合理的水平垂高的要求： ）有合理的階段斜長(zhǎng) ）有合理的區(qū)段數(shù)目 ）有利于采區(qū)的正常接替 ）保證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲(chǔ)量 ）保證經(jīng)濟(jì)上有利的垂高 - 62 - 由于本井田三層煤的總垂高為 120 米，所以只能采用單水平開(kāi)采 水平標(biāo)高 -720 m 階段垂高 120 m 工業(yè)儲(chǔ)量 404000000 萬(wàn)噸 服務(wù)年限 69a 3.2.4 開(kāi)拓巷道的布置 水平巷道的主要任務(wù)是擔(dān)負(fù)煤矸，運(yùn)料和人員的運(yùn)輸，以及排水，鋪設(shè)管 線，通風(fēng)對(duì)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) 安全的需要 根據(jù)煤層埋藏特征和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，并考慮到各煤層的間距較 小，宜采用集中大巷，采、帶區(qū)聯(lián)合布置方式，為減少煤柱損失和 保證大巷 維護(hù)條件，運(yùn)輸大巷布置在 11#煤層的底板下的厚砂巖中，采用沿空掘巷方式。 .開(kāi)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： ）分煤層大巷適用條件 ）井田走向長(zhǎng)度短，服務(wù)年限不長(zhǎng)； ）煤層數(shù)不多，層間距大，石門長(zhǎng)； ）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； ）各煤層底板均有堅(jiān)硬巖層 2）集中運(yùn)輸大巷適用條件 G）適于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井； H）井田走向長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)； I）下部煤層底板有堅(jiān)硬巖層，容易維護(hù)； J）煤質(zhì)牌號(hào)相同，要求分采分運(yùn)； K）自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故； L）采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短 - 63 - 3）分組集中大巷適用條件 M）煤層數(shù)多，層間距大小懸殊； N）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； O）多水平生產(chǎn)，容易解決運(yùn)輸，通風(fēng)的干擾； 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 09#、10#、11#、煤層，09#、10#、11#三層煤間距 7.8 米，可以聯(lián)合開(kāi)采，各煤層的煤質(zhì)相同，不需要分采分運(yùn)所以根據(jù)本井 田的實(shí)際情況，本井田采用集中運(yùn)輸大巷和采、帶區(qū)式石門布置方式 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 根據(jù)井田的地形地勢(shì)，煤層賦存，地質(zhì)構(gòu)造等因素，經(jīng)過(guò)第二節(jié)中井筒形 式確定為，礦井采用雙立井開(kāi)拓，即一主一副兩個(gè)井筒詳見(jiàn)井筒開(kāi)拓方案示 意圖： 圖 3-1 井筒開(kāi)拓方案示意圖 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) 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，并用直角坐 標(biāo)和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件： 1.地面條件 1）工業(yè)場(chǎng)地占地面積的 - 64 - 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 2. 井下條件 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，該設(shè)礦井井筒位置詳見(jiàn)開(kāi) 拓示意圖，其井筒井口坐標(biāo)為： 主井：-4365100、19617470 副井：-4365030、19617475 3.3.3 水平數(shù)目及高度 水平設(shè)置總的原則是盡量加大一個(gè)水平的開(kāi)采范圍，資源儲(chǔ)量和服務(wù)年限， 使之適應(yīng)高產(chǎn)高效；集中化生產(chǎn)的要求，同時(shí)盡量減少水平的設(shè)置，基于以上 原則，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，合理的水平劃分方 案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，該設(shè)計(jì)礦井在720m 水平標(biāo)高處劃分水平，階段 垂高 120 m，階段斜長(zhǎng)為 3500m，井底車場(chǎng)及各類硐室井田范圍內(nèi)各煤層以 720m 開(kāi)采水平為界，采用采區(qū)及帶區(qū)聯(lián)合開(kāi)采 3.3.4 石門、大巷數(shù)目及布置 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓巷道布置方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定本設(shè)計(jì)礦 井采用的開(kāi)拓巷道布置方式為集中運(yùn)輸大巷 本設(shè)計(jì)礦井中，大巷和石門服務(wù)年限長(zhǎng)，運(yùn)輸能力大，所以大巷和石門的 斷面和支護(hù)設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中基本相同其內(nèi)部設(shè)施也基本相同巷道斷面設(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，石門斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見(jiàn)圖 - 65 - 4200 900900 1300 8001200 320 1200 950 500 2000 1550 1200 1219 1122 1448 圖 3-2 大巷石門斷面圖 3.3.5 井底車場(chǎng)的形式及選擇 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)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)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)； 3）井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性； 4）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； 5）應(yīng)該考慮主、副井之間施工時(shí)便于貫通； 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）折返式：梭式、盡頭式； 2）環(huán)形式：立式、斜式、臥式； - 66 - 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(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少； 3）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； 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）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)； 6）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，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，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)形式為臥式環(huán) 形車場(chǎng)，采用兩翼來(lái)車的形式。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 寶清礦井共有三層設(shè)計(jì)煤層，即：09#、10#、11#煤層，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，即 09#、10#、11#煤層組成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系 統(tǒng)，準(zhǔn)備巷道為三個(gè)煤層共用，大巷采用分組集中布置方式。煤層傾角一般在 5左右，煤層群間采用石門聯(lián)系。 參見(jiàn)可采煤層特征表及巷道開(kāi)拓方案示意圖。大巷布置在 11#煤層的底板 巖石中。開(kāi)采時(shí)采用下行式開(kāi)采。 3.3.7 采、帶區(qū)劃分 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范 ，以井田內(nèi)的煤層變化情況斷層斷層為邊界， 劃分為三個(gè)采區(qū)和三個(gè)帶區(qū)。劃分的具體情況如圖 3-2 - 67 - 圖 3-3 采區(qū)劃分示意圖 3.43.4 井硐布置和施工井硐布置和施工 3.4.1 井硐穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井硐支護(hù) 井筒穿過(guò)的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖。根據(jù)主副 井圍巖性質(zhì)，并按規(guī)程規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 副井支護(hù)：混凝土井壁厚 450 毫米，充填混凝土 50 毫米； 主井支護(hù)：混凝土井壁厚 400 毫米，充填混凝土 50 毫米。 井筒布置及裝備 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： 1. 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； 2. 符合，對(duì)運(yùn)輸、通風(fēng)、管線 等布置的要求，滿足施工需要； 3. 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全； - 68 - 4. 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。 3.4.2 井硐布置及裝備 井硐布置應(yīng)綜合考慮井硐圍巖性質(zhì)，運(yùn)輸方式，通風(fēng)安全等因素，具體遵 循原則如下： 1. 符合煤礦安全規(guī)程 ， 煤炭工業(yè)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； 2. 有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全； 3. 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 壞減少到最低程度； 4. 合理使用斷面空間，減少井筒工程量； 根據(jù)設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、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，采用斷面尺寸如下： 圖 3-4 主井井筒斷面圖 - 69 - 圖 3-5 副井井筒斷面圖 3.4.3 井筒延深意見(jiàn) 1.開(kāi)拓延伸的方案的原則： 1）保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力。 2）加強(qiáng)生產(chǎn)管理，延深的組織管理與技術(shù)管理施工與和緊密配合，協(xié)調(diào) 一致，盡量減少延深對(duì)生產(chǎn)的影響。 3）充分利用現(xiàn)有井巷，設(shè)施及設(shè)備，減少臨時(shí)輔助工程時(shí)不時(shí)降低投資。 4）積極采用新技術(shù)，新工藝和設(shè)備。 5）盡可能縮短新、舊水平的同時(shí)生產(chǎn)時(shí)期。 根據(jù)寶清礦井煤層賦存條件，該設(shè)計(jì)礦井主副井筒從地面布置到一水平后 - 70 - 不需要再延伸，但是在進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)勘探后，可提出兩種延伸方案： 方案一：直接延伸原有主副井； 優(yōu)點(diǎn)：可以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，經(jīng)營(yíng) 費(fèi)用低，管理方便； 缺點(diǎn)：原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工和生產(chǎn)相互干擾，接井 技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個(gè)井筒的施工組織復(fù)雜， 延伸后提升長(zhǎng)度增加，提升能力下降； 方案二：暗斜井延伸（即利用暗斜井或暗立井開(kāi)拓下一水平，原有主副井不 延伸） 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)與延伸相互干擾小，暗斜井做主井，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，提升能力大， 可充分利用原有井筒提力； 缺點(diǎn)：增加了提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。 通過(guò)上述兩種方案比較，并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征，初 步?jīng)Q定采用暗斜井延伸方案。 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 井底車場(chǎng)形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開(kāi)拓方式、 大巷運(yùn)輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來(lái)選擇。該礦井井底車場(chǎng)形式的選 擇依據(jù)如下： 1）該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 3.0Mt/a，年工作日 330d，實(shí)行四六工作制， 每日凈提升 16 小時(shí)； 2）礦井采用雙立井開(kāi)拓方式，單水平開(kāi)采，分組集中大巷布置； 3）主要運(yùn)輸大巷采用 5t 底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由 22 輛礦車組成，由 兩臺(tái) 10t 架架線式電機(jī)車一前一后牽引。卸載時(shí)，機(jī)車通過(guò)卸載站。輔助運(yùn)輸 和掘進(jìn)煤采用 1.5 噸固定式礦車，煤矸混合列車由 22 輛 1.5 噸礦車組成。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、低等涌水量礦井； 綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析比較后，本設(shè)計(jì)礦井?dāng)M選用 5.0t 底卸式礦車環(huán)形折返式井底車場(chǎng)。 - 71 - 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置，存車線路，行車路線布置長(zhǎng)度 1存車線長(zhǎng)度的確定 確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，如果存車線長(zhǎng)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(guò) 長(zhǎng)，會(huì)使列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車時(shí)間增加，反而降低了車場(chǎng)通過(guò)能力，并增加車 場(chǎng)工程量。根據(jù)我國(guó)煤礦多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度： 1）材料車線長(zhǎng)度，中小型礦井應(yīng)能容納 510 個(gè)材料車； 2）中小型礦井的主井空、重車線長(zhǎng)度各為 1.01.5 列車長(zhǎng)； 3）副井空、重車線長(zhǎng)度， 中小型礦井按 0.51.0 列車長(zhǎng)； 4）調(diào)車線長(zhǎng)度通常為 1.0 列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和； 2.存車線長(zhǎng)度的計(jì)算 主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線： L=mnLk+NLj+Lf 式中： L主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線有效長(zhǎng)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(zhǎng)度， m; N機(jī)車數(shù),臺(tái) Lj每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)數(shù) Lf附加長(zhǎng)度，取 10 m。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得 主井 L=2*22*5.0+2*4.9+10=239.8 m， 副井 L=1.5*22*3.0+4.9+10=103.9 m。 材料車線有效長(zhǎng)度 L=ncLc+nsLs 式中： L材料車線有效長(zhǎng)度，m； nc材料車數(shù)，輛； Lc 每輛材料車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m； ns 設(shè)備車數(shù)，輛； Ls 每輛設(shè)備車帶緩沖器的長(zhǎng)度，m； L=ncLc+nsLs=152.4=36 m； 根據(jù)實(shí)際需要，開(kāi)設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長(zhǎng) 60m。 3線路道岔的計(jì)算 - 72 - 表 3-2 道岔選型表 主要尺寸（mm）序 號(hào) 道岔型號(hào)名稱轍叉角 abLTL0 質(zhì)量 /Kg 1 ZDK930/6/3 0 單開(kāi) 9274 4“ 51606940 1210 0 2416 2 ZDX930/4/1 519 渡線 1402 10“ 39424858 1548 4 19007600 3290 3 ZDC930/3/1 5 對(duì)稱 1826 06“ 256037766287 1397 單開(kāi)道岔非平行線路聯(lián)接 ZDK930-6-30 =92744 =45 a=5160mm b=6940mm R=25000mm 可得，m、n、H、T、K. =-=35.5 T=8002mm m=5160+14942*sin/sin=17417mm M=25799 H=M-R*cos=8121mm n=H/sin=49398mm Kp=R/180=3.14*35.5*25000/180=15482mm 單開(kāi)道岔平行線路聯(lián)接 Z-6-30， =92744 a=5160mm b=6940mm R=25000mm T=2069mm m=10949mm n=8880mm 渡線道岔線路聯(lián)接 ZDK930-4-1519 =140210 a=3942mm b=4858 mm L=15484mm L=72000mm N=7421mm 對(duì)稱道岔線路連接： ZDC930/3/15 =182606 a=2560 mm b=3776 mm B=5546 mm T=2015 mm - 73 - M=5619 mm n=3604 mm C=n-b=3604-3776=-1720 當(dāng)用單開(kāi)道岔組合渡合道線時(shí)，C 的絕對(duì)值不宜小于 50 mm。當(dāng) N-2B0 時(shí)， 該道岔不是渡線道岔，成為兩個(gè)單開(kāi)道岔的線路連接。 3.5.3 通過(guò)能力計(jì)算 1.井底車場(chǎng)線路布置圖和調(diào)度表見(jiàn)下圖： 圖 3-6 井底車場(chǎng)圖 - 74 - 表 3-3 井底車場(chǎng)調(diào)度表 噸底卸式礦車 圖示 區(qū)段 噸固定礦車 2. 礦井日產(chǎn)原煤 0.91 萬(wàn)噸，每日運(yùn)矸石量為 9100*0.15=1365t，日產(chǎn)掘進(jìn) 煤為 9100*0.06=546t，5t 底卸式礦車日運(yùn)煤量為 9100*0.94=8554t。5t 底卸 式礦車列車數(shù)為 8554/（5*22）=77.7 列。 根據(jù)礦井矸石量與掘進(jìn)煤的比例（15%/6%=5/2） ，確定 1.5t 煤矸石混合列 車由 13 輛矸石與 9 輛煤車組成。每列矸石車與煤車的載重之比為 2.7*13/1.5*9=5/2 故符合要求，日混合列車數(shù)為 （1500+600）/（2.7*13+1.5*9）=39.2（列） 每日進(jìn)入井底車場(chǎng)的 5t 底卸式礦車數(shù)與 1.5t 混合列車數(shù)之比為 77.7/39.2=2/1。每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間為 22.5 分，列車進(jìn)入井底車場(chǎng)平均間隔時(shí) 間為 22.5/6=3.75 分，列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間為 11.2 分，5t 底卸式礦 車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行時(shí)間為 7.6 分，1.5 混合列車在井底車場(chǎng)平均運(yùn)行進(jìn)間 為 18 分。 3. 通過(guò)能力計(jì)算 按公式計(jì)算： N=TaQ/1.15T =25.2Q/1.15T =25.2*(4*22*5+2*9*1.5)/(1.15*22.5) - 75 - =454Mt/a 通過(guò)能力富余系數(shù)為 454/300=1.51.2。滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 3.5.4 井底車場(chǎng)主要硐室 1.主井系統(tǒng)硐室 主井設(shè)有 5.0 t 底卸式礦車卸載站硐室、翻車機(jī)硐室、井底煤倉(cāng)及井底煤 倉(cāng)裝載硐室、清理井底散煤硐室及水窩泵房等。主井井底散煤采用礦車處理， 用絞車提升至車場(chǎng)水平。 2.副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車場(chǎng)連接處（馬頭門） 、主排水泵房（中 央水泵房） 、水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室、主變電所（中央變電所）及等候室等。 主排水泵房和主變電所應(yīng)聯(lián)合布置，以便使主變電所向主排水泵房的供電 距離最短。為防止進(jìn)下突然涌水淹沒(méi)礦井，變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出 井筒與井底車場(chǎng)聯(lián)結(jié)處巷道軌面標(biāo)高 0.5 米，水泵房及變電所通往井底車場(chǎng)的 通道應(yīng)設(shè)置閉門。 3.其它硐室 其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、架線電機(jī)車庫(kù)及修理間、蓄電池電機(jī)車庫(kù)及 充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫(kù)、消防材料庫(kù)、人車站等。 其位置應(yīng)根據(jù)線路布置和各自要求確定。 3.6 開(kāi)采順序 開(kāi)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，