I 摘要 該設計礦井為雙鴨山礦業(yè)集團寶清礦新井設計，設計生產(chǎn)能力為 1.8Mt/a，服務年限 61a。井田共劃分為 1 個水平開采，井田內(nèi)有 3 層可采煤 層。井田平均走向長 5000m，平均傾斜長 4064m，煤層平均傾角 4，屬近水 平煤層。 由于井田傾斜長度較大，且為近水平煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影 響，決定本井田內(nèi)全部采用傾斜長壁采煤法開采，工作面全部為綜合機械化采 煤。本設計中礦井開拓方式采用雙斜井方案，單水平開采，2 個工作面達產(chǎn)。 關鍵詞關鍵詞: : 聯(lián)合開采 近距離煤層 回采工藝 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 II Abstract This mine pit designed for Baoqing ore new well of the Shuangyashan Mining Administration, the design produetivity was 1.8Mt/a, service life was 61a. Well field altogether division is 1 level mining, there is 3 possible mine coal in the well field. The average moving towards of the field was 5000m, mediun bank long was 3500m, the average inctination angle of the coal bed is 3 ,this field was easy gradiedt coal bed . As the greater length, medium bank long of field the easy gradient coal bed, and the impact of the geological conditions etc, this design used more long wall coal mining used, integrated mechanized coal mining in the locted. This development method is inclined portal, one production level, and two located production. Key words: combined mining; seams with a closed distance; mining technology; III 目 錄 摘要.I AbstractII 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 氣象及地震情況 2 1.1.3 地形地勢 3 1.1.4 水文地質(zhì)情況 3 1.1.5 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及煤炭建設規(guī)劃概況 3 1.1.6 水源及電源 3 1.1.7 煤田開發(fā)史 3 1.2 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)構造 5 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 6 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 7 1.2.5 井田內(nèi)水文地質(zhì)情況 7 1.2.6 煤塵、沼氣、及煤的自燃性 7 1.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途 8 1.3 勘探程度及可靠性 .8 第 2 章 井田境界、儲量、服務年限.9 2.1 井田境界 9 2.1.1 井田周邊狀況 9 IV 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 井田儲量 9 2.2.1 井田儲量的計算.9 2.2.2 保安煤柱10 2.2.3 儲量計算方法11 2.2.4 儲量計算的評價11 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務年限 .11 2.3.1 礦井工作制度12 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力及服務年限12 第三章 井田開拓.14 3.1 概述.14 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 .14 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 .14 3.2 礦井開拓方案的選擇 14 3.2.1 井硐形式和井口位置 .14 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 .19 3.2.3 開拓巷道的布置 .19 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 20 3.3.1 井筒形式和數(shù)目 .20 3.3.2 井筒位置及坐標 .21 3.3.3 水平數(shù)目及高度 .21 3.3.4 石門大巷數(shù)目及布置 .21 3.3.5 井底車場形式選擇 .23 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 .24 3.3.7 帶區(qū)劃分 .24 3.4 井筒布置和施工 25 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護 .25 3.4.2 井筒布置及裝備 .26 3.4.3 井筒延伸的初步意見 .26 3.5 井底車場及硐室 .28 3.5.1 井底車場形式的確定及論證28 3.5.2 井底車場的布置、儲車線路、行車線路布置長度28 V 3.5.3 井底車場通過能力驗算 .30 3.5.4 井底車場主要硐室 .34 3.6 開采順序 35 3.6.1 沿煤層走向的開采順序 .35 3.6.2 沿煤層傾斜方向的開采順序 .35 3.6.3 帶區(qū)接續(xù)計劃 .36 第 4 章 帶區(qū)巷道布置及帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng).37 4.1 帶區(qū)概述 37 4.1.1 設計帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤柱 .37 4.1.2 帶區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 .37 4.1.3 帶區(qū)的生產(chǎn)能力、儲量及服務年限 .37 4.2 帶區(qū)巷道布置 37 4.2.1 區(qū)段劃分 .37 4.2.2 帶區(qū)巷道布置 .38 4.2.3 帶區(qū)車場布置 .39 4.2.4 帶區(qū)煤倉形式、容量及支護 .41 4.2.5 帶區(qū)硐室簡介 .43 4.2.6 帶區(qū)工作面接續(xù) .43 4.3 帶區(qū)準備 45 4.3.1 帶區(qū)巷道的準備順序 .45 4.3.2 帶區(qū)主要巷道的斷面示意圖及支護方式 .45 第 5 章 采煤方法46 5.1 采煤方法的選擇 .46 5.2 回采工藝 .46 5.2.1 回采工作面的工藝過程及使用的機械設備46 5.2.2 工作面循環(huán)方式和勞動組織形式48 第 6 章 井下運輸和礦井提升50 6.1 礦井井下運輸 .50 6.1.1 運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定50 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量50 6.1.3 帶區(qū)運輸設備的選擇52 6.2 礦井提升系統(tǒng).53 6.2.1 礦井主提升系統(tǒng)的選擇與計算 .53 VI 第 7 章 礦井通風安全55 7.1 礦井通風系統(tǒng)的確定 55 7.1.1 概述：55 7.1.2 礦井通風系統(tǒng)的確定55 7.1.3 主扇工作方式的確定56 7.2 風量計算與風量分配 .56 7.2.1 礦井風量計算的規(guī)定56 7.2.2 風量計算56 7.2.3 風量分配59 7.2.4、風速的驗算60 7.2.5 風量的調(diào)節(jié)方法與措施61 7.3 礦井通風阻力計算 .62 7.3.1 確定全礦最大通風阻力和最小通風阻力62 7.3.2 礦井等積孔計算64 7.4 通風設備的選擇 .65 7.4.1 主扇的選擇計算65 7.4.2 主扇的選擇計算66 7.4.3 反風措施66 7.5 礦井安全生產(chǎn)措施 .67 7.5.1 預防瓦斯爆炸的措施67 7.5.2 預防煤塵爆炸的技術措施68 7.5.3 水患的預防措施68 7.5.4 火災的預防措施69 7.5.5 其他事故的預防69 7.5.6 避災路線及自救規(guī)程規(guī)定69 第 8 章 礦井排水71 8.1 概述 .71 8.1.1 礦井水來源及涌水量71 8.1.2 對排水設備的要求71 8.2 礦井主要排水設備 .72 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡介72 8.2.2 主排水設備及管路的選擇計算73 第 9 章 技術經(jīng)濟指標75 VII 總 結77 致 謝 辭78 參考文獻79 附 錄 1.80 附 錄 2.82 1 緒論 我國煤層的賦存條件多種多樣，煤礦開采條件比較復雜；同時，由于我國 是一個發(fā)展中國家，原有工業(yè)基礎較為薄弱，從而決定了我國煤礦的建設方式、 采煤方法和管理體制具有多層次、多類型的特點，這就要求我們不段的創(chuàng)新思 維，學習先進的采煤生產(chǎn)工藝，為煤炭事業(yè)服務。設計出適應于本地區(qū)煤層賦 存條件的開拓方式和采煤方法，以實現(xiàn)資源的合理利用，減少不必要的巷道掘 進，合理的利用資源，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本，在不改變生產(chǎn)設 備前提下，為礦井增產(chǎn)、增效進行有效的科學的設計,最終達到安全高效礦井。 本設計采用了一種創(chuàng)新模式，這是一個新的設計方案，主要是針對小傾角煤層 群的開采方法，本方法采用反傾向的巷道布置，不需要布置上下山，因此，可 以節(jié)省很多開采費用，也更利于礦井的生產(chǎn)和管理。 通過本次畢業(yè)設計，使我學習到了更多的采礦專業(yè)知識，并且能夠深入實 際的解決一些生產(chǎn)實際中存在的問題，對我以前所學的知識進行深入的鞏固， 為煤炭事業(yè)作出應有的貢獻。 2 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320Km，寶清礦交通四通八達有 礦區(qū)鐵路由雙市經(jīng)新安礦、東榮礦到達寶清煤礦。并有四通八達的公路網(wǎng)從井 田四周通過，距友誼鎮(zhèn)160Km,交通極為方便可以通過鐵路、公路等交通設施， 把煤炭運輸?shù)礁鱾€用煤單位，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。 圖 11 寶清礦交通位置示意圖 1.1.2 氣象及地震情況 該區(qū)屬大陸性寒溫帶氣候，溫差變化比較大，冬季最低氣溫達到零下 39，一般為零下 2030。凍土帶深達 2m 以上。夏季最高氣溫達到 38，歷史最大降雨量為 737mm，平均降雨 500mm，每年 7、8、9 三個月份為 降雨期，年平均降雨量在 452737mm，凍結期每年 10 月至翌年 4 月。根據(jù)中 國地震裂度區(qū)劃圖2001雙鴨山地區(qū)地震裂度小于 6。 3 1.1.3 地形地勢 寶清礦勘探區(qū)處于丘陵地帶，地勢比較的平坦，地面的平均標高一般都在 -50m左右，最高標高-40m。 1.1.4 水文地質(zhì)情況 七星河從該區(qū)西北側流入撓力河，最后注入烏蘇里江。 1.1.5 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及煤炭建設規(guī)劃概況 寶清礦井田周邊有農(nóng)田和國有林地分布，可為礦區(qū)提供一部分農(nóng)產(chǎn)品及生 產(chǎn)原料。礦井建設及生產(chǎn)所需設備可由附近廠家提供，其它的大型設備從專業(yè) 的設備生產(chǎn)廠家訂做。 1.1.6 水源及電源 寶清礦供水水源位于寶清礦西北部，共有水源井 4 眼，井深均為 150.6m（1、2、3、4） ，其中有兩眼水井（3、4）正常運行，二 眼（1、2）備用。水源井取第四系砂層水，每眼水井供水量為 240m3/h， 兩眼水源井 24 小時供水量為 11520 m3。四眼水井的水都是取自第四系砂層水， 鐵錳含量超標，人體必需的微量元素銅、鋅少。由于對水源井進行了全面凈化， 鐵、錳指標基本達到了國家飲用水要求標準?？梢詽M足寶清礦居民的生活用水 的需要。 1.1.7 煤田開發(fā)史 寶清礦煤田為新近開發(fā)，無開發(fā)歷史。煤炭地質(zhì)儲量豐富，可以作為后備 的能源基地，充分的利用當?shù)氐馁Y源，但要經(jīng)過合理的規(guī)劃，發(fā)展化工業(yè)和水 泥生產(chǎn)也等的相關產(chǎn)業(yè)，提高能源的利用率，但要注意當?shù)丨h(huán)境的保護。 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況 詳見圖 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 下： 4 1、元古界興東群大盤道組（Pt1dq）：廣泛分布于煤田外圍，構成煤系基 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 7400m。 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)巖性與測井曲線反應又可分為城子河組（k1ch）和穆棱組 （k1m） 。 地層 系統(tǒng) 代 紀 中 生 代 MZ 白 堊 紀 K 柱狀圖 煤 層 號 煤 厚 (m) 地 層 (m) 巖性描述 5 6 7 2.24 1.56 2.89 細粒砂巖 無煙煤 砂巖 中砂巖 粉砂巖 中砂巖 粉砂巖 無煙煤 中砂巖 細砂巖 粉砂巖 細砂巖 粉砂巖 無煙煤 粗砂巖 8.1 3.2 5.1 3.7 2.6 3.5 3.0 4.3 2.4 1.8 4.0 8.1 圖 12 煤層綜合柱狀圖 （1）城子河組（k1ch）：由一套陸相碎屑巖類組成。最大厚度達到 550m，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 500m，與下部城子河組（k1ch）整合接觸。含煤 5 及旋迴性差，不含有可采煤層，含有小于 0.5m 的煤層 35 層，巖性多以灰色 粉砂巖、灰白色細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、中粗粒泥質(zhì)膠結的砂巖為主，夾黃綠 色粉砂巖，呈半膠結狀。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。 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構造 本區(qū)地質(zhì)構造主要有褶皺、斷裂,斷裂為主、褶皺次之。井田南部、東部 局部有向斜構造，井田范圍內(nèi)主要有 8 條斷層，敘述如下表 11 所示： 表 11 井田斷層統(tǒng)計一覽表 序號 斷層 序號 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 F3 F4 F5 F6 F7 F8 1 2 3 4 5 6 7 8 正 逆 逆 逆 正 正 正 正 NESE75 40米可靠 NENW 40 12米可靠 NESE 75 5米可靠 NENW 78 18米可靠 NENW 78 5米可靠 EWNS 55 5米可靠 SNEW 75 5米可靠 NENW 40 10米可靠 （1）F1正斷層：位于井田南部邊緣。斷層走向為北東 80，傾向南南東， 傾角 75。本區(qū)內(nèi)延長約 2.1km，斷層落差 15240m，為井田南部臨 近邊界的主要斷裂構造； （2）F2逆斷層：位于井田東南部，斷面清楚，實測走向北東 80，向北北 西傾斜，傾角 40，落差 1215m； （3）F3逆斷層，位于井田西南邊緣，地面見上石盒子組斷開，紫色泥巖與 黃綠色砂巖接觸，斷層走向北東 24，傾向南東，傾角 38，區(qū)內(nèi)延長 約 140m，落差約 5m； 6 （4）F4正斷層：位于井田西南邊界外側，斷層走向與 F1相同，為北東東向， 延長約 1.2km，斷層傾向北北西，傾角 78，落差 18m； （5）F5正斷層：位于井田北中部邊緣，地面見上石盒子組地層斷開，斷層 走向北東 16，傾向北西，傾角 78，本區(qū)內(nèi)延長約 140m，落差 5m； （6）F6正斷層：位于井田東側中部邊緣，地面見上石盒子組地層斷開，上 盤為紫色泥巖，下盤為黃綠色細砂巖；斷層為近東西走向，向南傾斜， 傾角 55，延長約 190m。落差 35m； （7）F7正斷層：位于 F6斷層南側，地面見上石盒子組地層斷開，斷層近南 北走向，向西傾斜，傾角 75，延長約 80m，落差 35m； （8）F8逆斷層：位于井田南部邊緣，F(xiàn)2逆斷層南側，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 3 5 ，平均 4，詳見（煤層賦存特征表 12 所示） 。 表 12 煤層特征表 煤層 號 煤層厚度 最小最大 平均(m) 煤層間距 最小最大 平均(m) 夾矸 數(shù)目 變異 系數(shù) 頂板 巖性 底板 巖性 5# 6# 7# 2.02.4 2.24 1.31.8 1.56 2.73.3 2.89 14.223.1 18.13 7.4023.63 15.52 0 0 0 0.54 2.80 0.52 穩(wěn)定 可靠 較穩(wěn) 定可 靠 穩(wěn)定 可靠 穩(wěn)定 可靠 砂質(zhì) 泥巖 細砂 巖 砂質(zhì) 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 泥巖 等 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 泥巖 泥巖 砂質(zhì) 泥巖 7 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?8m,多為砂巖物理性質(zhì)指標表如下： 表 13 巖石的物理性質(zhì)指標表 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 凝灰?guī)r 2.56-2.782.29-2.51.5-7.50.5-7.50.52-0.8 砂巖 2.60-2.752.20-2.71.6-28.0.2-9.00.65-0.9 泥灰?guī)r 2.70-2.802.10-2.71.0-10.0.5-3.00.44-0.5 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、地質(zhì)報告對礦井涌水量未做詳細預測，根據(jù)礦井含水系數(shù)，考慮到改 擴建后長壁開采對頂板的大規(guī)模破壞，參照礦井實際情況，暫推測礦井正常涌 水量為 70m3/h，最大涌水量為 100m3/h，必要時有關部門需進一步做這方面的 工作； 2、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 1.317l/sm，且以靜儲量為主?？紫读严?、含水 層補給一般，只是含水層之間的相互補給。據(jù)此水文地質(zhì)類型符合中等； 3、開采受水害影響程度：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單，主要是進行水文補勘， 查清第三、四系厚度及水位動態(tài)，以合理確定回采上限和采掘針對性的防治水 措施，及時查清巷道和空區(qū)積水，及時探放。 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)類型為中等偏復雜。 1.2.6 煤塵、沼氣、及煤的自燃性 1 煤塵： 根據(jù)地質(zhì)報告及“雙鴨山煤炭局 2002 年度礦井瓦斯等級和二氧化碳鑒定 8 結果的報告” ，該礦可采煤層煤塵有爆炸性危險。 2 瓦斯： 根據(jù)雙鴨山煤字200242 號文，本礦瓦斯相對涌出量為 1.91 m3/t，二氧 化碳相對涌出量為 1.71 m3/t，為低瓦斯礦井。 3 煤的自燃： 本礦沒有 5 號煤層自燃發(fā)火鑒定資料。參照東榮礦資料，5 號煤屬自燃煤 層，發(fā)火期為 10 個月。9 號煤為自燃煤層，發(fā)火期 8 個月，綜合分析相關資 料，本礦屬二級自燃礦井。 1.2.7 煤質(zhì)、牌號及用途 5 號煤層為富灰，特低硫，高磷煤，經(jīng)過洗選后成為特低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、動力、民用及化工用煤。 6 號煤層為富灰，特低硫，洗選后為特低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、 動力、民用及化工用煤。 7 號煤層為中灰，中硫，低磷煤，牌號為 QM，可作為煉焦、動力、民用及 化工用煤。 1.3 勘探程度及可靠性 本礦井的勘探分普查、精查、補堪和深部補堪四類。 A 級儲量： 1、煤層對比可靠，煤層的厚度、結構、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、巖漿巖對煤層及煤質(zhì)影響已查明； 3、各項勘查工程已達到勘查階段的控制要求。 B 級資源儲量： 1、煤層對比可靠，煤層厚度，結構已經(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、巖漿巖對煤層及煤質(zhì)的影響查明； 3 、各項勘查工程達到勘查階段的控制要求。 C 級儲量： 1、煤層對比基本可靠，煤層厚度、結構、煤質(zhì)等基本初步查明； 2、構造已初步查明； 3、各項勘查工程達到勘查階段的控制要求。 9 第 2 章 井田境界、儲量、服務年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田周邊狀況 本礦西北部與友誼縣交界，在雙鴨山煤田東南緣七星河礦區(qū)內(nèi)，西距雙鴨 山市 320 Km，南距雙鴨山七星礦 15Km。交通方便，向北 9 Km 有福前鐵路，最 近車站為興隆站，鐵路經(jīng)由雙鴨山和福利屯至佳木斯可通往全國各地，公路可 通往友誼、福利和雙鴨山。 2.1.2 井田境界確定的依據(jù) 1、井田范圍、儲量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應； 2、充分利用自然等條件劃分井田（斷層、河流、鐵路和褶曲等） ； 3、劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間，保證井田有合理的尺寸； 4、合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關系。 2.1.3 井田未來發(fā)展情況 隨著技術的進一步發(fā)展和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)探明儲量會越 來越精確,可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層,遠景儲量豐富，并且隨著煤炭事業(yè)的發(fā) 展，其它的產(chǎn)業(yè)也相應的產(chǎn)生如：煤矸石的利用、煤炭的深加工等，有利于環(huán) 境的保護和能源的合理利用。 2.2 井田儲量 2.2.1 井田儲量的計算 在劃定的井田范圍內(nèi)，計算礦井開采煤層的儲量，是進行礦井設計和生產(chǎn) 建設的依據(jù)。 礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量、礦井可采儲量。 礦井地質(zhì)儲量包括平衡表內(nèi)儲量和平衡表外儲量。平衡表內(nèi)儲量是指在目 前技術條件下煤層的主要質(zhì)量指標和經(jīng)濟指標都符合工業(yè)要求、可供開采的儲 量。平衡表外儲量是指煤層的質(zhì)量指標或經(jīng)濟技術指標不能滿足當前的工業(yè)要 求，目前暫不能開采，但今后可能利用和開采儲量。 10 礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探煤層厚度和質(zhì)量均合乎開 采要求，地質(zhì)構造比較清楚，目前即可利用的可列入平衡表的儲量。 礦井工業(yè)儲量是進行礦井設計的資源依據(jù)，一般既列入平衡表內(nèi)的 A+B+C 級儲量，不包括作為遠景的 D 級儲量。缺煤地區(qū)一些煤層賦存不穩(wěn)定、構造復 雜的煤田，達到高級儲量（A、B 級）的勘探工程量太大而井型又小，計算礦 井工業(yè)儲量（Zc） 時可包括一部分 D 級儲量。為便于地方小煤礦發(fā)展，計算 其工業(yè)儲量時也包括一部分遠景儲量，均可取為 A+B+C+0.5D。 礦井可采儲量（Z）是礦井設計的可采的儲量，故 Z=（Zc - P）C 式中 P 保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留 置的永久煤柱損失量； C 采區(qū)采出率，厚煤層不低于 0.75、中厚煤層不低于 0.8、薄 煤層不低于 0.85、地方小煤礦不低于 0.7； 2.2.2 保安煤柱 1 保護煤柱留設的依據(jù)： 煤柱的留設應該根據(jù)本礦井實際條件而定，具體如下所示： (1)在一般情況下，保護煤柱應根據(jù)受護面積邊界和移動角值進行圈定； (2)當受護邊界與煤層走向斜交時，應該根據(jù)基巖移動角求得垂直于受護 邊界方向的上山方向移動角和下山方向移動角，然后再確定保護煤柱； (3)地面受護面積包括受護對象及周圍的保護帶； (4)斜井保護煤柱應按其深度，用途，煤層賦存條件和地形特點留設，相 鄰兩條斜井之間距離為 40m，斜井兩邊個留設 40m 的保護煤柱。 2 保護煤柱的大小如下： 為了安全生產(chǎn)，本設計礦井依據(jù)煤礦安全規(guī)程 ，留設保安煤柱如下： （1）邊界斷層留設 30m50m 保安煤柱（具體根據(jù)斷層的特征而定） ； （2）河流兩側各留設 15m 保安煤柱（根據(jù)河流寬度而定） ； （3）地面建筑物留設 20m 保安煤柱(按巖石移動角而定)； （4）井田內(nèi)部斷層留設 30m 保安煤柱（根據(jù)斷層特征而定） ； （5）煤層大巷兩側煤柱各寬 50100m。 按以上方法計算得：工業(yè)廣場煤柱損失：2.82Mt； 11 斷層、邊界、巷道保安煤柱損失：14.02Mt； 總損失量：16.84Mt。 2.2.3 儲量計算方法 計算標注以儲量管理規(guī)程為依據(jù)，公式如下： 塊段儲量=塊段面積cos(平均傾角)平均厚度容重。 即 Z=S/(cosH) 式中 Z 塊段儲量，Mt； S 塊段面積, m2； 煤層平均傾角,度； H 煤層平均厚度，m； 煤炭容重 t/ m3； 礦井設計儲量工業(yè)儲量永久煤柱。 塊段可采儲量=（工業(yè)儲量永久煤柱）設計回采率。 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算本井田工業(yè)儲量為 168.45Mt，可采儲量為 152.04Mt。 2.2.4 儲量計算的評價 表 21 礦井可采儲量匯總表： 煤層 序號 5# 6# 7# 合計 煤層的確 工業(yè)儲量 (A+B+C) 煤柱損失(萬噸) 設計可采 儲量(萬 噸) 5640萬噸222 155 286 663 145 101 188 477 94 66 122 282 88 61 113 262 5091 3545 6568 15204萬噸 邊界 煤柱 斷層 煤柱 廣場 煤柱 其它 煤柱 3928萬噸 7277萬噸 16845萬噸 本設計礦井的各類儲量計算嚴格按照有關規(guī)定執(zhí)行，詳見上表 21 所示。 12 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務年限 2.3.1 礦井工作制度 根據(jù)設計規(guī)范規(guī)定，本礦井工作制度如下所示： （1）礦井年工作日按 330 天計算； （2）礦井每晝夜四班工作，其中三班進行采、掘工作，一班進行檢修； （3）每日凈提升時間 16h； 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力及服務年限 一. 根據(jù)設計規(guī)范 ，礦井的設計生產(chǎn)能力應為： 礦井生產(chǎn)能力是煤炭生產(chǎn)建設的重要指標，在一定程度上綜合反映了礦井 生產(chǎn)技術面貌，是井田開拓的一個主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依 據(jù)之一。礦井生產(chǎn)能力的劃分具體如下所示： 大型礦井：1.20、1.50、1.80、2.40、3.00 及以上（Mt/a） ； 中型礦井: 0.60、0.90（Mt/a） ； 小型礦井：0.09、0.15、0.21、0.30（Mt/a） ； 除上述井型以外，不應出現(xiàn)介于兩種設計生產(chǎn)能力的中間井型。 二. 礦井設計生產(chǎn)能力方案比較： 本礦井的工業(yè)儲量為 168.45Mt,井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱，境界煤柱等永久煤 柱損失量占工業(yè)儲量的 10%左右，各可采層均為中厚煤層，按礦井設計規(guī)范要 求確定本礦的帶區(qū)采出率為 80%，由此計算確定本井田的可采儲量為 152.04Mt。 根據(jù)地質(zhì)報告的資料，井田內(nèi)的煤炭儲量十分豐富，地質(zhì)構造比較簡單， 煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存較淺等因素，決定按大型礦井進行設計。并初步 確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為 1.5Mt/a，1.8Mt/a 和 2.4Mt/a 三個方案， 分析論證如下： 按照公式 P=Z/AK 式中: P 為礦井設計服務年限，a； Z 井田的可采儲量,Mt； A 為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a； K 為礦井儲量備用系數(shù)，一般取 1.4； 13 方案一： P=Z/AK =152.04/（1.51.4） =72.4a 方案二： P=Z/AK =152.04/(1.81.4) =60.3a 方案三： P=Z/AK =152.04/(2.41.4) =72.4a 計算得：P1=72.4a ； P2=45.3a ； P3=45.3a； 經(jīng)與規(guī)程和采礦設計手冊相核對，確定 61a 為比較合理的服務年限， 即本礦井的生產(chǎn)能力為 1.8Mt/a，礦井服務年限為 60.3 年。 14 第三章 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 本設計井田，煤層的賦存深度距離地表大約在-300-440m 之間，煤層傾 角較小，并在井田范圍內(nèi)沒有含水豐富的沖擊層，礦區(qū)地面標高在-50m 左右 屬于丘陵地帶，地區(qū)起伏不大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少落差不大，大的斷 層都作為礦區(qū)的邊界，礦區(qū)附近各個礦井井型不同，開拓方式以立井開拓、斜 井開拓和斜立井聯(lián)合開拓居多，平硐開拓少見。 3.1.2 影響本設計礦井開拓方式的因素及具體情況 井田開拓方式的選擇應全面考慮各種因素，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） ； (4)技術裝備和工藝系統(tǒng)條件； (2)煤層賦存和開采技術條件； (3)地形地貌和地面外部條件； (5)施工技術和設備條件； (6)總體設計和礦井生產(chǎn)能力要求等； 對以上各種因素要綜合考慮，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術經(jīng)濟比較后確 定。影響本設計井田開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，地勢起伏比較平緩對井田開拓沒有太大影響。 2 煤層賦存情況： 整個井田的煤層上部標高在-300m 左右，下部標高在-430m 左右，南部局 部以 F1斷層為界。整個礦區(qū)共有可采煤層 3 層，即 5#、6#、7#煤層，煤層賦 存條件較好。煤層走向長度為 5.0km，傾向 4.1km。本井田煤層系近水平中厚 煤層，平均傾角在 4左右。 3.2 礦井開拓方案的選擇 15 3.2.1 井硐形式和井口位置 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 物與結構物礦井工業(yè)場地占地指標。選擇井井筒位置應當充分利用地形，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，不僅平場工程量較小， 大型建筑物基礎處理也比較簡單。 1 工業(yè)場地占地面積： 井口附近要有一定的范圍用以布置工業(yè)場地，其中包括主副井生產(chǎn)系統(tǒng)建 筑物與結構物，根據(jù)煤炭工業(yè)設計規(guī)范礦井工業(yè)場地的占地面積指標，該 礦井占地約有 1114 公頃，由于礦井占地較多，矸石和煤泥水對生態(tài)有一定 的影響，故應選擇荒山坡地結合地形布置生產(chǎn)系統(tǒng)，以減少土石工程，認真貫 徹不占良田，少占農(nóng)田，不拆或少拆村莊的方針。并且要考慮到煤層的賦存條 件及巖石移動角，經(jīng)過合理的計算，確定工業(yè)廣場保護煤柱的面積。 2 地形與工程地質(zhì)條件： 選擇井筒的位置應當充分利用地形，從地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置要求，平坦地形 最適合礦井建設，這樣不僅平場工程量少，大型建筑物基礎比較簡單，井口附 近不能過分低洼，不僅要避免洪水災害，還要避開滑坡、巖崩、流沙河泥石流 危險區(qū)以免對礦井的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響。 3 煤的運向： 為了減少運輸費用，在確定井筒位置時，要考慮主要運輸所在的位置，有 條件的應盡量使提升井筒或運輸平硐靠近主要運向一側。 （1）按最小運輸功確定井筒的位置： 通常把運量和運距的乘積叫做運輸功，以噸公里表示，在同一井田內(nèi)，大 巷運輸費高低與所消耗的運輸功近似成正比。所以當井田儲量一定時，沿井田 走向大巷運輸功的變化可因井筒位置的不同而成倍的增加，當井田形狀規(guī)則， 儲量分布均勻時，最小運輸功的位置在井田的中心，井筒設于此處，不僅運輸 費用低，巷道維護、盤區(qū)準備及通風費用也相應降低。 (2)煤柱量： 為減少煤柱量，在選擇井筒位置時，如果不能設在井田之外，應結合其他 條件盡量使井筒設在煤層淺部，即可少壓煤，也便于后期回收，淺部沒有條件 時，井筒應選擇在無煤區(qū)、薄煤區(qū)、高灰份區(qū)、變質(zhì)區(qū)，但是又不能給井筒的 施工帶來困難。 (3)根據(jù)地質(zhì)條件： 16 井筒位置應選擇在以丘陵坡地為主的寬緩地帶，該處沖擊層薄，地下補給 范圍有限，工程地質(zhì)條件較好。土地畝產(chǎn)較低，如果井筒位于沖擊平原，應該 根據(jù)鉆孔資料尋找基巖隆起區(qū)，可利用故地形和掩埋著的沖擊層。 依據(jù)本井田的儲量分布圖，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井田的儲量中心，坐標為： 主井坐標：經(jīng)度 19617464，緯度 4365000 副井坐標：經(jīng)度 19617504，緯度 4365000 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)運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達產(chǎn)快、 安全、高效的原則，設計提出了三個開拓方案： 方案一：雙斜井開拓； 方案二：雙立井開拓； 方案三：主斜井副立井開拓； 以上三種井筒開拓方案比較如下： (一)適用條件比較： 斜井: 煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0500m，含水砂層 厚度小于 2040m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層。井筒不需要特殊 方法施工的緩傾斜及傾斜煤層，比較適合本礦井地質(zhì)條件。 立井: 煤層賦存深度 2001000m，含水砂層厚度 20400m,立井開拓的適應性很 強，一般不受煤層傾角，瓦斯，厚度，水文等自然條件限制，技術上也比較可 靠，不適合本地區(qū)煤層的賦存條件。 斜立聯(lián)合： 煤層的賦存大概介于立井和斜井之間，他的兼有立井和斜井的共同優(yōu)點， 缺點是地面建筑不集中，管理不方便，而且廣場的壓煤量要比其他兩種方案都 要多，需要的地面工作人員的數(shù)目相應的增加，不適合本地區(qū)煤層的賦存條 件。 (二)斜井與立井相比： 斜井: 優(yōu)點：井筒掘進技術和施工比較容易，掘進速度快，地面工業(yè)建筑，井筒 裝備，井底車場及硐室都投資少，井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設 備，鋼材消耗量小，膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴建比較方便，容易實現(xiàn) 17 多個水平的同時生產(chǎn)，并能減少井下石門長度并且可以獲得補充地質(zhì)資料等優(yōu) 點掘進出煤可滿足建井期用煤的需要。 缺點：在自然條件相同時，斜井要比立井長；圍巖不穩(wěn)固時，斜井井筒維 護費用高，當井田斜長較大時，采用多段絞車提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復雜; 由于斜井較長，沿井筒敷設管路，電纜所需的管線長度較大。 立井: 優(yōu)點：生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡單，運輸環(huán)節(jié)少，建井速度快，投產(chǎn)早，立井的井 筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，機械化程度高，易于 自動控制，井筒為圓形斷面，結構合理，維護費用低，有效斷面大通風條件 好，管線短，人員升降速度快； 缺點：與斜井優(yōu)點相對。 表 31 井筒技術比較表： 方案 名稱優(yōu)點缺點 方 案 一 雙 立 井 1.適應性強。 2.井筒短，提升速 度快。 3.通風斷面大，能 滿足大風量的要求 4.技術上比較可靠。 方 案 二 雙 斜 井 1.掘進速度快，初 期投資較雙立井少。 2.井筒設備簡單。 1.初期投資大，建 井期較長。 2.需要大型提升設 備。 3.多水平開拓時， 立井石門長度達， 掘進石門工程量大。 1.井筒過長，增加 煤柱的損失。 2.通風路線長，通 風阻力大，滿足不 了通風的要求。 3.井筒過長，地質(zhì) 條件如果復雜，不 利于維護。 依據(jù)開拓方案技術比較表可初步選定三種較合理的開拓方案。 方案一：雙斜井開拓； 方案二：雙立井開拓； 18 方案三:主斜井副立井開拓； 開拓方案圖具體如下圖（31、32、33）所示： -80 -130 -180 -230 -280 -330 -380 -430 -480 雙斜井開拓 圖 31 雙斜井開拓 -80 -130 -180 -230 -280 -330 -380 -430 -480 雙立井開拓 圖 32 雙立井開拓 19 -80 -130 -180 -230 -280 -330 -380 -430 -480 主斜井副立井開拓 圖 33 主立井副斜井開拓 表 32 開拓方式經(jīng)濟比較表 方案 項目 方案一方案二方案三 主斜井 262.4 主立井 319 主斜井 262.4 副斜井 157.4 副立井 297 副立井 297 石門 140 石門 0 石門 0 主要大巷 1650 主要大巷 1650 主要大巷 1650 基建費 （萬元） 小計 2209.8 小計 2266 小計 2209.4 立井提升 3715 立井提升 3685 斜井提升 4179.7 運輸費用 2039 運輸費用 2356 運輸費用 2345 生產(chǎn)費 （萬元） 小計 5754 小計 6041 小計 6524.7 總計 費用/萬 元 7963.8 費用/萬元 8307 費用/萬 元 8734.1 從經(jīng)濟比較表可知方案一投資少，所以該設計礦井選擇方案一。 3.2.2 開采水平數(shù)目和標高 本井田煤層傾角小，走向長度較大，由于煤層垂直高度較小比較適合于單 水平開采。如果采用多水平開采將導致服務年限太少從而達不到高產(chǎn)高效、集 中化生產(chǎn)的要求，同時盡量減少水平的設置。基于以上原則，同時根據(jù)本井田 的煤層賦存條件，地質(zhì)構造等因素，且通過合理的技術分析和經(jīng)濟評價，該設 計礦井采用單水平開采,擬定開采水平為-430m,實行上、下山開采。 20 3.2.3 開拓巷道的布置 1、大巷數(shù)目： 一條運輸大巷、一條回風大巷（一般情況下，運輸大巷布置在巖石當中， 回風大巷布置在最下一層的煤層當中） 。 2、大巷布置： 大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對于各種大巷布置方式分 述如下。 本設計井田的可采煤層為 5#、6#、7#號煤層，由地質(zhì)資料可知，該三層 煤的層間距較小，又因為三層煤的煤質(zhì)及煤牌號相同，不需要分采分運。所以， 根據(jù)煤層的賦存條件、煤層頂?shù)装鍘r石的地質(zhì)情況，排除分層布置的開拓方案， 應考慮采用集中大巷的布置方式。 綜上所述：該設計開拓巷道的布置方式采用集中大巷及采區(qū)石門布置。大 巷與石門服務年限較長，運輸能力要求大，所以大巷和石門的斷面和支護設計 基本相同，并且應該布置在巖石當中，這樣可以有效的降低巷道的維護費用， 斷面尺寸詳見打大巷斷面示意圖如圖 34 所示。 21 圖 34 大巷斷面示意圖 3.33.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述選定開拓方案的系統(tǒng)描述 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，并用直角坐 標和方位角予以表示，選擇井筒位置的條件： 1 地面條件： （1）工業(yè)場地占地面積； （2）生產(chǎn)建設與住宅位置； （3）煤的運輸方向； （4）地形與工程地質(zhì)條件。 2 井下條件： （1）勘探程度和初期工程量； （2）按運輸量確定井筒位置； （3）根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置； （4）煤柱量。 根據(jù)本井田的實際情況，并考慮到上述的條件，該設礦井井筒位置詳見開 拓示意圖上坐標所示。 3.3.2 井筒位置及坐標 1 井下條件： 在井田走向的儲量中央或近中央使兩翼可采儲量平衡，減少走向運輸大巷 的運輸費用。巷道好維護，通風費用低，保持兩翼均衡生產(chǎn)和帶區(qū)正常接續(xù)， 采用單平集中開采，井田傾斜方面各水平石門工程量總和最小，減少煤柱數(shù)量， 少壓、不壓開采條件好的煤層。 2 地面條件： 井筒位置比較平坦，滿足防洪設計標準，符合環(huán)境保護要求有利生產(chǎn)、方 便生活。 根據(jù)本井田的實際情況，并考慮到上述的條件，該設礦井井筒位置詳見開 拓示意圖，其井筒井口坐標為如下所示： （1）主井坐標：經(jīng)度 19617464，緯度 4365000； （2）副井坐標：經(jīng)度 19617504，緯度 4365000； 22 （3）風井坐標：經(jīng)度 19617500，緯度 4366415； 3.3.3 水平數(shù)目及高度 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 果采用多水平將導致服務年限太少從而達不到高產(chǎn)高效的目的、集中化生產(chǎn)的 要求，同時盡量減少水平的設置?；谝陨显瓌t，同時根據(jù)本井田的煤層賦存 條件，地質(zhì)構造等因素，且通過合理的技術分析和經(jīng)濟評價，該設計礦井采用 單水平開采，水平垂高 390m 左右。 3.3.4 石門大巷數(shù)目及布置 1、大巷數(shù)目：一條集中運輸大巷、一條集中回風大巷。 2、大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對于各種 大巷布置方式分述如下： （1）煤層大巷： 當煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護，煤層起伏和斷層、褶皺小時， 可保證巷道較為平直，保證運輸設備運行，沒有瓦斯與煤的突出，無嚴重自燃 發(fā)火等情況下，應優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道， 在建設期間，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。 （2）巖石大巷： 優(yōu)點很多，如維護條件好，費用低，大巷方向、坡度可根據(jù)運輸?shù)裙δ芤?求選定，而較少受地質(zhì)構造的影響，可不留或少留護巷煤柱，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。缺點主要為巖石工程量大， 掘進速度慢，投資費用高，建設工期長。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致的方案比較才能合理的確定。 本設計井田對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。 23 圖 35 大巷、石門斷面圖 本設計礦井中，大巷服務年限較長，運輸能力要求大，所以大巷采用錨噴 支護。巷道斷面設計合理與否，直接影響煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟效果和生產(chǎn)的安全條 件，其基本原則是在滿足安全與技術要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮 小斷面，降低造價并有利于加快施工速度。該設計礦井大巷斷面圖如上圖 3 5 所示： 3.3.5 井底車場形式選擇 與井底車場型式選擇有關的因素有：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；調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交叉點少；調(diào)車簡單，符 合有關規(guī)程，規(guī)范； 井巷工程量小，建設投資省，便于維護，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，縮短建設時間；當大巷或石門與井筒 距離較大時，能夠扣置下存車線和調(diào)車線.斜井井底車場的基本類型，如下表 表 33 所示。 表 33 斜井井底車場的基本類型 類型結構特點適用條件 24 立 式 1、存車線和回車線與主 要運輸大巷垂直； 2、主副井距主要運輸大 巷較遠，有足夠年度的布置存 車線。 適于單一水平的箕斗斜井 或帶式輸送機斜井。環(huán) 形 式 臥 臥 式 1、存車線與主要運輸線 平行； 2、主、副井距主要運輸 大巷較近。 適于單一水平的箕斗斜井 或帶式輸送機斜井。 主井空、重車線設于平行 于大巷的頂板巷道內(nèi)。 適用于單一水平的箕斗斜 井。 折 返 式主井空、重車線設于大巷 內(nèi)。 適用于多水平的箕斗斜井 或帶式輸送機斜井。 折 返 式甩 車 場 主井空、重車線設于井筒 的一側。 適用于多水平的串車斜 井。 根據(jù)本設計礦井井筒形式及集中大巷的布置，結合上述井底車場型式的選 擇因素，該設計礦井選用環(huán)形立式井底車場。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 本設計井田煤層群開采時的聯(lián)系方式是聯(lián)合準備，即 5#、6#、7#號煤層 組成一個統(tǒng)一的采準系統(tǒng)，準備巷道為三個煤層共用，大巷采用集中布置方 式，煤層傾角一般在 4左右。 本設計帶區(qū)斜巷按逆傾向布置，由于帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場相連，所 以注定了帶區(qū)下部車場要向集中運輸大巷的下幫開掘，帶區(qū)下部車場方位與集 中運輸大巷垂直布置，然后回頭施工，與帶區(qū)斜巷相連構成帶去下部車場，以 達到運料、通風、行人、排水的目的。 上述帶區(qū)下部車場、帶區(qū)煤倉和帶區(qū)運輸斜巷的布置方式，是一種最佳組 合，以最少的工程量實現(xiàn)了集中運輸大巷與各煤層的聯(lián)系并保障了各項功能的 完善。 帶區(qū)運輸入風斜巷和帶區(qū)運料回風斜巷傾角相同、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采空區(qū)巷道和 Z 形通風現(xiàn)象的發(fā)生，提高了礦井生產(chǎn) 25 產(chǎn)的安全系數(shù)。 帶區(qū)斜巷的層位按穿過一水平煤層群剖面圖幾何中心點考慮。帶區(qū)斜巷傾 角均取最佳角度 24。帶區(qū)運輸入風斜巷中的設備選用鑄石刮板運輸機，投 資少，運營費低。帶區(qū)運料回風斜巷中的運輸設備可選用絞車硐室在斜巷上部 的單鉤串車運輸方式，也可采用絞車硐室在斜巷下部的單軌吊車運輸方式，還 可以采用內(nèi)燃機車牽引的單軌吊車或者是絞車運輸材料，實現(xiàn)從帶區(qū)運料回風 斜巷輔助運輸?shù)哪康摹?3.3.7 帶區(qū)劃分 本設計井田走向長度較大，地質(zhì)構造簡單，欲從井田邊界沿整個階段前進 開采，無論從時間、投資和實際開采技術條件上都要受到限制，勢必按技術要 求將井田沿傾向劃分為帶區(qū)，并按一定的順序回采，每個帶區(qū)有一套生產(chǎn)設 施，包括運輸、通風、排水等系統(tǒng)，以便獨立進行生產(chǎn)與準備。 由于本設計礦井采用傾斜長壁采煤法,各煤層的傾角均在 4左右，且煤層 賦存穩(wěn)定、構造簡單，頂?shù)装辶己茫捎脙A斜長壁采煤法比走向采煤法多很多 優(yōu)點，可以節(jié)省大量開采費用。采用傾斜長壁采煤法的礦井劃分一般是條帶 式、帶區(qū)式和盤區(qū)式。由于條帶式和盤區(qū)式巷道布置方式其工程良大，所以采 用帶區(qū)巷道布置。帶區(qū)是指能共用一個帶區(qū)煤倉的所有煤層的所有工作面所組 成的區(qū)域。據(jù)此將整個井田劃分為北翼、西翼、東翼、南翼四個帶區(qū)，詳見帶 區(qū)劃分示意圖如下圖圖 36 所示。 26 圖 36 帶區(qū)的劃分示意圖 3.4 井筒布置和施工 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護 井筒支護的要求： 1、井筒支護應結合具體圍巖條件優(yōu)先考慮錨噴支護。按錨桿噴射混凝 土支護技術規(guī)范的規(guī)定，當井筒在 1、2 類圍巖中，宜采用噴射混凝土技 27 術；在 3、4 類圍巖中，宜采用錨桿加噴射混凝土支護，在 5 類圍巖中，宜采 用錨桿加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護。采用噴射混凝土支護時，應設墻角，其深度 不得少于 100mm； 2、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； 3、對不宜錨噴支護，但服務年限長，且不受動壓影響的井筒，宜采用砌 碹支護； 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 護形式進行底板支護。 3.4.2 井筒布置及裝備 井筒斷面布置應綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)，運輸方式和通風安全等因素，具 體遵循原則如下：(符合，對運輸、 通風、管線等布置的要求，滿足施工需要； 1、有利于井筒檢修、維護、清掃和人員通行安全； 2、合理使用斷面空間，減少井筒工程量。根據(jù)該設計礦井年產(chǎn)量、提升 方式等實際情況，本設計礦井井筒按有關規(guī)定布置運輸設施及輔助設 施； 3、當提升容器發(fā)生掉道或跑車事故，對井筒中各種管線或其它設備的破 壞應減少到最低程度； 4、主斜井井筒斷面示意圖如下圖圖 37 所示，副井井筒斷面示意圖如下 圖圖 38 所示。 主、副斜井斷面支護的有關參數(shù)： 斷面面積支護形式錨桿長度錨桿間距噴層厚度 主斜井 14.7 錨噴支護 1600mm800mm150mm 副斜井 14.8 錨噴支護 1600mm800mm150mm 3.4.3 井筒延伸的初步意見 因為本井田采用的是單水平開采，所以不用考慮井筒的延伸問題，以及由 此所產(chǎn)生的費用及人員問題。 28 1600 800 圖 37 主井井筒斷面圖 1600 800 圖 38 副井井筒斷面圖 29 3.5 井底車場及硐室 3.5.1 井底車場形式的確定及論證 井底車場形式的確定應該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開拓方式、 大巷運輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來選擇。該礦井井底車場形式的選 擇依據(jù)如下： （1）該礦井設計生產(chǎn)能力為 1.80Mt/a，年工作日 330d，實行“四六”工 作制，每日凈提升 16 小時； （2）礦井采用雙斜井開拓方式，一個開采水平，集中大巷布置方式，雙翼 來煤量基本相同； （3）主要運輸大巷采用 3t 底卸式礦車運輸，每列車由 25 輛礦車組成，由 兩臺 10t 架線式電機車一前一后牽引。卸載時，機車通過卸載站。輔助運輸、 掘進煤和矸石列車采用 1.5t 固定式礦車，由 40 輛 1.5 噸礦車組成，兩臺 10t 架線式電機車一前一后牽引； （4）本設計礦井屬于低瓦斯、低涌水量礦井。 綜合以上所述，結合設計要求，經(jīng)分析比較后，本設計礦井選用環(huán)形立式 井底車場。 3.5.2 井底車場的布置、儲車線路、行車線路布置長度 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，副井空、重車線和回車線 組成，由于通過各個井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和 長度亦相應不同。 （2）井底車場線路布置時，應充分考慮各硐室布置的合理性； （3）盡量減少道岔和交岔點； （4）線路布置要有利于通風； （5）井底車場的線路工程量?。?（6）為保證運行安全，應盡量避免在曲線巷道頂車，機械推車需布置在 直線段上； （7）底卸式礦車的井底車場設計要注意調(diào)頭問題。 2 存車線長度的確定： 確定存車線長度是井底車場設計中的重要問題，如果存車線長度不足，將 會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響正常的運輸，從而降低井底車場的通 30 過能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，同樣會 降低井底車