雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦0.9Mta新井設(shè)計(jì)

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摘 要 本設(shè)計(jì)為雙鴨山東榮三礦0.9Mt/a的新井設(shè)計(jì)，共有3層設(shè)計(jì)可采煤層，總厚度為4.4m，煤的工業(yè)牌號(hào)為1/3焦煤。設(shè)計(jì)井田的可采儲(chǔ)量為77.2Mt，服務(wù)年限為57a，劃分兩個(gè)水平開(kāi)采。 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井的開(kāi)拓方式，分組集中大巷及采區(qū)石門的大巷布置方式。共劃分8個(gè)采區(qū)，其中首采區(qū)1個(gè)，投產(chǎn)工作面1個(gè)。本設(shè)計(jì)采區(qū)為南一上，大巷裝車式下部車場(chǎng)，采用中央分列式通風(fēng)，普通機(jī)械化采煤。年工作日為330d，采用“四六”式工作制，工作面長(zhǎng)為190m，每刀截深為0.8m，每日割6刀。 關(guān)鍵詞：走向長(zhǎng)壁采煤法、分組集中大巷、立井開(kāi)拓 Abstract The task of this design is to construct a 0.9million tons new shaft for ShuangYashan Ming Administration. This mine has three mixable Coal Seam, and its average thickness is 4.4 meters, types of coal seam is 1/3 coking coal. Designed field of mixable capacity is 77.2 million tons，it can adapt for 57 years, and is divided into two levels. This mine shaft is applied to double in dined shaft development method; Layout of gating allargando mining district Eros heading; this level is divided into 8 mining districts and one worked faces. This worked face is South 1 up worked face, rods 330 days every year. Adapt “four-six” work situation, work face is 190 meters length of circle is 0.8meters, and times is 6 one day. Key words: longwall coal mining method gathering main roadway vertical shaft development 目 錄 摘 要 I Abstract II 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) 3 1.1.3　氣象 地震 3 1.1.4　本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 3 1.1.5　礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 3 1.2 地質(zhì)特征 4 1.2.1　礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 4 1.2.2　構(gòu)造 4 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 瓦斯 煤的自燃 地溫及頂板情況 7 1.2.7　煤質(zhì) 牌號(hào)及工業(yè)用途 7 1.3 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　井田周邊狀況 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?fàn)顩r 10 2.2 井田儲(chǔ)量 10 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 10 2.2.2 保安煤柱 11 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算方法 12 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)能力及服務(wù)年限 13 2.3.1　工作制度 13 2.3.2　生產(chǎn)能力 13 2.3.3　礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 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 井硐形式和井筒位置 15 3.2.2　開(kāi)采水平的數(shù)目及標(biāo)高 18 3.2.3 開(kāi)拓巷道的布置 19 3.3 選定開(kāi)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(biāo) 21 3.3.3 水平數(shù)目及高度 22 3.3.4 石門 大巷數(shù)目及布置 22 3.3.5 井底車場(chǎng)的形式及選擇 24 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 25 3.3.7 采區(qū)劃分 25 3.4 井筒布置和施工 25 3.4.1 井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 25 3.4.2 井筒布置及裝備 26 3.4.3 井筒延深意見(jiàn) 28 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 28 3.5.1 井底車場(chǎng)形式的確定及論證 28 3.5.2 井底車場(chǎng)的布置 存車線路 行車路線布置長(zhǎng)度 29 3.5.3 井底車場(chǎng)通過(guò)能力驗(yàn)算 31 3.6 開(kāi)采順序 35 3.6.1 沿井田走向的開(kāi)采順序 36 3.6.2 沿井田傾向的開(kāi)采順序 36 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 36 3.6.4 “三量”的控制 37 第4章 采區(qū)巷道布置 39 4.1 采區(qū)概述 39 4.1.1 采區(qū)布置的要求 39 4.1.2 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置 邊界 范圍及采區(qū)煤柱 39 4.1.3 采區(qū)的地質(zhì)和煤層情況 39 4.1.4 采區(qū)的生產(chǎn)能力 儲(chǔ)量和服務(wù)年限 40 4.2 采區(qū)巷道布置 40 4.2.1 區(qū)段劃分 40 4.2.2 采區(qū)上山布置 41 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置 42 4.2.4 煤倉(cāng)形式 容量及支護(hù) 50 4.2.5 采區(qū)硐室簡(jiǎn)介 51 4.2.6 回采工作面的接續(xù) 51 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 52 4.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 52 4.3.2 主要巷道的斷面圖 52 第5章 采煤工藝 55 5.1 采煤方法的選擇 55 5.1.1 采煤方法選擇的制約因素 55 5.1.2 采煤方法的選擇 55 5.2 回采工藝 55 5.2.1 選擇和決定回采工作面的工藝過(guò)程及機(jī)械設(shè)備 55 5.2.2 設(shè)備選型 56 5.2.3 選擇采煤工作面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 56 第6章 井下運(yùn)輸與礦井提升 59 6.1 礦井井下運(yùn)輸 59 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 59 6.1.2 礦車的選型與數(shù)量 59 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 61 6.2 礦井提升系統(tǒng) 62 6.2.1 主井提升設(shè)備選擇和計(jì)算 63 第7章 礦井通風(fēng)與安全 64 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 64 7.1.1 概述 64 7.1.2 各種通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn) 64 7.1.3 通風(fēng)方式 65 7.1.4 主扇工作方式的確定 65 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量 66 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算的規(guī)定 66 7.2.2 風(fēng)量計(jì)算 66 7.2.3 風(fēng)量分配 68 7.2.4 風(fēng)速驗(yàn)算 69 7.2.5　風(fēng)量調(diào)節(jié)方法與措施 69 7.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 69 7.3.1　確定全礦井最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 69 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 72 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 73 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 73 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 74 7.4.3 反風(fēng)措施 75 7.5 礦井安全生產(chǎn)措施 75 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 75 7.5.2 水患與火災(zāi)的預(yù)防 76 7.5.3 其它事故的預(yù)防 77 7.5.4 避災(zāi)路線及自救《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定 78 第8章 礦井排水 79 8.1 概述 79 8.1.1 礦井水來(lái)源及涌水量 79 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 80 8.2 礦井主要排水設(shè)備 80 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 80 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 81 第9章 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 85 總 結(jié) 87 致 謝 88 參考文獻(xiàn) 89 附錄1 90 附錄2 104 95 緒 論 本學(xué)年的下學(xué)期進(jìn)入了我們大學(xué)學(xué)習(xí)生活中的一個(gè)非常重要的階段：畢業(yè)設(shè)計(jì)。 為了鞏固所學(xué)專業(yè)知識(shí)，使我們能更好地理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力、計(jì)算能力、處理問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，我們進(jìn)行了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)是雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦(1#、7#、13#)0.9Mt/a新井設(shè)計(jì)，年產(chǎn)0.9Mt。東榮三礦的地質(zhì)條件較好，瓦斯涌出量小，含水少。煤層賦存深度為：+50～-650m。地面標(biāo)高+50～+78m，可采煤層共3層，即1#，7#，13#。煤層總厚度4.4m,傾角13左右。煤層地表有露頭,但在-30m標(biāo)高以上的煤層因有風(fēng)化傾向且厚度不均勻，屬不可采區(qū)，回采工作面從-50m標(biāo)高開(kāi)始布置。 通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，本礦井在井田開(kāi)拓方式上采用雙立井開(kāi)拓，分組集中大巷布置方式，由于1#煤層距7#、13#煤層相對(duì)較遠(yuǎn)，且1#煤層較厚，通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的比較，選擇分組集中大巷布置。 本設(shè)計(jì)礦井一水平在-270m，在一水平上根據(jù)礦井實(shí)際地質(zhì)條件，將一水平分成八個(gè)采區(qū)，由北向南依次命名為：北二上、北二下、北一上、北一下、南一上、南一下、南二上、南二下。其中南一上為達(dá)產(chǎn)采區(qū)，采區(qū)生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，服務(wù)年限為5.3a。 本設(shè)計(jì)礦井的采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法，采用高檔普采,全礦采用中央分列式通風(fēng)。采用“四六”工作制，礦井的年工作日為330d，工作面長(zhǎng)為190m。采空區(qū)處理方法為全部垮落法。 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 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦在西南方向距福利屯48km,經(jīng)福利屯到雙鴨山市為56km，地圖位置處于黑龍江省集賢煤田東南端，見(jiàn)圖1-1交通位置圖。 1-1 交通位置圖 1.1.2　地形 地勢(shì) 本井田內(nèi)只有二道河子等季節(jié)性河流，沒(méi)有大的河流，而二道河子在西、南兩個(gè)方向流入本區(qū)。在雨季二道河子流量為2.9m3/s。近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在井田內(nèi)修筑了一些排水管道，致使?jié)竦孛娣e有所減少。 本井田處于三江平原的西南部，屬高沙漫灘，地勢(shì)低平，地面標(biāo)高為+55～+78m，井田東部有雙山子，標(biāo)高+164.7m，西面為索利崗山，標(biāo)高為+107.9m，南面為完達(dá)山北 ，北面屬于廣闊平坦地勢(shì)。 1.1.3　氣象 地震 寒溫帶大陸性氣候?yàn)楸镜貐^(qū)氣候類型。冬季寒冷，而夏季氣溫較高，年平均最高氣溫為20.1～23.7C；年平均最低氣溫為－17.4～－23.9C，最低氣溫可達(dá)－35C。年平均風(fēng)速4.1～4.7m/S，風(fēng)向多偏西風(fēng)，年降水量325.7～692.3mm；年蒸發(fā)量1095.5～1460.6㎜。每年十月至次年五月為凍結(jié)期，最大凍結(jié)深度為1.55～2.08m。 集賢及其鄰區(qū)地震裂度在6以下，過(guò)去無(wú)強(qiáng)烈地震記載。 1.1.4　本礦區(qū)鄰礦區(qū)煤炭生產(chǎn)建設(shè)及規(guī)劃情況 東榮礦區(qū)東西寬8～11km,南北長(zhǎng)23km，面積為230km2,《東榮礦區(qū)總體設(shè)計(jì)》規(guī)劃用四對(duì)井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，總規(guī)模達(dá)5.1Mt/a。 第四季地層在本礦區(qū)分面范圍廣，地下含水量很豐富，供水水源充足。 本礦井內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)、在建及停閉礦，也沒(méi)有小煤窯，總體環(huán)境好。 1.1.5　礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 本區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，但是，本區(qū)距雙鴨山不遠(yuǎn)，可以借助老區(qū)力量建設(shè)新區(qū)，人力來(lái)源及材料供應(yīng)條件都非常便利，且供應(yīng)充足。 雙鴨山地區(qū)現(xiàn)有區(qū)域變電站兩座及正在興建的一座大型火力發(fā)電廠。在礦區(qū)總體設(shè)計(jì)階段。供電電源方案已達(dá)成協(xié)定。所以，供電電源沒(méi)有問(wèn)題。 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。其上為雞西群穆棱組。在穆棱組上覆有巨厚的第三、第四紀(jì)地層。晚侏羅第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。 第四系地層在田內(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，有粘土及層厚8～10m的黑腐植土。區(qū)內(nèi)四紀(jì)層厚度為中間厚、東西薄、南部薄、北部厚。 第四系地層，除在井田內(nèi)14～16層勘探在線部有三塊缺失形成“天窗”。該地層由粉砂巖、泥巖等組成。巖石膠結(jié)松散，以灰綠色為主，厚度變化不大且均勻。 三塊“天窗”基本連成一片，伏蓋著南三采區(qū)局部及南，四采區(qū)大部?！疤齑啊本嘧钌弦粋€(gè)開(kāi)采煤層的距離約為80～250?！疤齑啊睂?duì)這兩個(gè)采區(qū)的開(kāi)休將有一定影響，在開(kāi)采時(shí)探水和排水工作要加強(qiáng)。 上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，這本井的主要含煤地層，該層主要由灰白色長(zhǎng)石、石英、砂巖、灰色粉砂巖及少量的泥巖、凝灰?guī)r、礫巖和砂質(zhì)泥巖等組成。 1.2.2　構(gòu)造 本井田構(gòu)造屬盆地內(nèi)的緩擯——集陷帶。本井田位于三江盆地的西部，三江盆地是中生代以來(lái)的一個(gè)斷陷——凹陷地，區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶，北段由一些東北方向展開(kāi)的次一級(jí)隆起帶和凹陷帶組成。 由于本井田處于區(qū)域性三種構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)合部位，應(yīng)力集中構(gòu)造較為復(fù)雜，特別是北部背向斜處構(gòu)造對(duì)煤層的破壞相對(duì)來(lái)說(shuō)較大，造成部分煤層區(qū)域的不可采，且煤的變質(zhì)程度有所提高，斷層多為壓扭性斷裂，導(dǎo)水性能差。 井田主要構(gòu)造表述如下： 1.斷層　 見(jiàn)表1-1斷層落差及發(fā)育表所示。 表1-1 斷層落差及發(fā)育表 序號(hào) 名稱 性質(zhì) 產(chǎn)狀 落差 傾角 斷點(diǎn)可靠度 1 F48 逆 NE200 170-340 60 可靠 2 F9 逆 NE350 40-130 73 可靠 3 F29 逆 NE310 50-96 71 可靠 4 F45 正 EW700 15-25 70 可靠 5 F84 逆 NE450 13-22 45 可靠 6 F72 正 NE670 10-20 30 可靠 7 F10 逆 NS1460 40-60 73 可靠 2.巖漿活動(dòng) 巖漿巖主要分布在F9斷層與精查線之間，或巖床侵入煤層中，使煤層局部變質(zhì)。 本井田內(nèi)的巖漿巖以侵入為主，大多呈巖脈及巖床侵入于晚侏羅紀(jì)煤系地層中，其產(chǎn)物為燕山期產(chǎn)物，以中性石英閃長(zhǎng)巖，基性輝綠巖玄武巖為主。 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，含煤性好，含煤系數(shù)5.86%，主要可采厚度4.4m，平均厚度為1.47m，地層總厚度700m，本區(qū)煤層發(fā)育較穩(wěn)定，標(biāo)志層清楚，物性特征明顯，煤巖層相對(duì)可靠。 可采煤層特征如下： 1#煤層：可采厚度1.9～2.2m，平均厚度2.1m?？刹煞秶鷥?nèi)煤層厚度穩(wěn)定，南北厚，向西南變薄，結(jié)構(gòu)屬單一煤層，局部有薄層炭質(zhì)泥巖或粉砂巖夾層石，頂板為粉砂巖，細(xì)砂巖及中砂巖，底版為細(xì)砂巖，中砂巖。因其煤層有露頭，有風(fēng)化傾向，且?guī)r質(zhì)松，易透水煤層0處以上不可采，在0～50m處，煤層賦存差，煤層厚度呈無(wú)規(guī)律分布，并且煤層極薄，無(wú)開(kāi)采價(jià)值，故從-50m處開(kāi)始布置采煤工作面； 7#煤層：結(jié)構(gòu)單一且呈規(guī)律性變薄，煤層厚度在1.0～1.2m，平均厚度為1.1m，煤層頂板為粉砂巖，底板為細(xì)砂巖。煤層有露頭，露頭煤質(zhì)不穩(wěn)定，并且厚度不均，造成一定的煤層損失； 13＃煤層：全井田發(fā)育，只在井田南部淺部變薄，煤層結(jié)構(gòu)較單一，厚度為1.0～1.3m，平均厚度為1.2m，在井田深部，煤層傾角有變大的傾向，煤層頂板為細(xì)砂巖，底板為粉砂巖。煤層在井田中部，有煤層露頭，且煤質(zhì)也有風(fēng)化的傾向，在－20m標(biāo)高之上發(fā)育不穩(wěn)定，且局部不可采。 具體各煤層厚度、結(jié)構(gòu)和頂?shù)装迩闆r分層見(jiàn)表1-2煤層特征表所示。 表1-2 煤層特征表 煤層 煤厚 層間距 穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu) 發(fā)育程度 頂板 底板 露頭情況 范圍 平均 1# 1.9～2.2m 2.2m 99 較穩(wěn)定 單一 全區(qū)發(fā)育 粉砂巖 細(xì)砂巖 細(xì)砂巖中砂巖 有 7# 1.0～1.2m 1.1m 較穩(wěn)定 單一 全區(qū)發(fā)育 粉砂巖 細(xì)砂巖 有 49 13# 1.0—1.3m 1.2m 較穩(wěn)定 復(fù)雜 大部發(fā)育 細(xì)砂巖 粉砂巖 有 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?m,多為砂巖。詳見(jiàn)下表1-3巖石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)表。 表1-3 巖石力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)表 名 稱 抗壓強(qiáng)度 /σc(MPa) 孔隙度 抗拉強(qiáng)度 /σt(MPa) 摩擦角/φ() 內(nèi)聚力/C(MPa) 細(xì)砂巖 20～200 3.2～4.5 4～25 35～50 8～40 粉砂巖 10～100 3.7～4.2 2～20 30～40 4～30 1.2.5　井田內(nèi)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 其水文特征表述如下： 第三系孔隙含水層：其厚度發(fā)育規(guī)律為由東南往西北逐漸增厚，向東變薄。其在井田內(nèi)廣泛分布。其涌水量為0.002～0.84L/min。 第四系孔隙含水層：發(fā)育規(guī)律為：由南往北逐漸增厚。水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水及山區(qū)地下水。本井田廣泛發(fā)育，除山坡地區(qū)較薄外其余地方均很厚。涌水量為0.705～7L/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，但互相影響很微弱，幾乎可以忽略。 基底巖層裂隙水：由花崗巖、安同山巖及變質(zhì)巖等組成。分布于低山和丘陵地帶。對(duì)煤系裂隙含水帶補(bǔ)給量很小，而且對(duì)礦床充水基本無(wú)影響。 2.井田內(nèi)的主要隔水層 亞粘土層和第三系泥巖、砂巖層。有第四系頂部粘土、亞粘土、中部粘土。 3.地面水及各含水層之間的水力聯(lián)系 開(kāi)采初期，礦井涌水量最大。但本井田煤系裂隙含水帶補(bǔ)給條件不好，隔水性較小。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。 隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，水的靜儲(chǔ)量逐漸消耗，礦井的涌水量將會(huì)逐漸減少，并趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。 本井田最大涌水量為192.9m3/h，正常涌水量為68 m3/h。 1.2.6 瓦斯 煤的自燃 地溫及頂板情況 本礦井煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)，且煤層無(wú)自燃傾向性，屬于低瓦斯礦井。相對(duì)涌出量1.43m3/min，絕對(duì)涌出量為2.4m3/min。 本礦井瓦斯成份及含量均很低，瓦斯取樣的控制深度為340.5～933.2m，在737.5m深以上，甲烷成分為0.75～36.75％；在900.4～933.2m深度為28.18～45.26％；平均為34.31～37.05％。 二氧化碳一般為6.44～8.95％。由于地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有明確提出礦井的瓦斯等級(jí)，所以，本設(shè)計(jì)只能根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)參考本礦井的煤塵及瓦斯情況，初步確定本礦井初期的瓦斯等級(jí)為低瓦斯礦井，并沒(méi)有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃發(fā)火的傾向。 本礦井的恒溫帶溫度為＋5.6C，深度為20m。－500m水平的平均地溫為19.5C；－700m水平的平均地溫度為25.3C。 煤層頂?shù)装鍘r石主要為粉砂巖和細(xì)砂巖。煤層頂?shù)装鍡l件好，抗壓強(qiáng)度一般在500～1100kg/cm2左右。 1.2.7　煤質(zhì) 牌號(hào)及工業(yè)用途 1.煤種及其變化 本礦井煤種主要為氣煤、長(zhǎng)焰煤次之，煤種在垂直方向上無(wú)明顯變化。煤的揮發(fā)份一般大于38％，除斷層處以及露頭處少量煤層外，屬于低變質(zhì)煤。各煤層y值平均為5～9m/m，粘結(jié)性較低。 2.煤的有害成分 本礦井賦存煤層主要的有害成分有以下幾方面： (1)灰分：多屬中低灰分煤層，煤的灰分含量(Ag)為10.96～24.45％，； (2)硫：屬特低硫煤，各煤層硫的含量均很低，原煤全硫?yàn)?.1～0.41％； (3)磷：屬特低～低磷煤，各煤層原煤磷的平均含量為0.003～0.061％。 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，屬低腐質(zhì)煤。 4.可選性 根據(jù)本井田煤層的特性，可以判斷屬于易選和中等可選。 5.工業(yè)用途評(píng)價(jià) 本井田原煤按現(xiàn)行煤炭實(shí)用的分類法，屬于Ⅰ～Ⅱ氣煤。由于本區(qū)的氣煤具有低灰、低磷、低硫，具有一定的膠質(zhì)層厚度等特點(diǎn)，所以，本礦井原煤經(jīng)洗選加工后可作為優(yōu)良的配焦和化工精煤。 1.3 勘探程度及可靠性 本井田包括精查區(qū)，一塊詳查區(qū)兩個(gè)區(qū)域，其井田的邊界范圍為： 南： F10斷層； 北：煤層露頭線； 西：F48斷層； 東：F84斷層。 在井田范圍內(nèi)，由于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，其勘探程度較精確。 對(duì)地質(zhì)勘探程度的評(píng)價(jià)：最后一次精查區(qū)內(nèi)鉆了238個(gè)孔，13.6萬(wàn)余米，基本上清楚本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。根據(jù)本區(qū)斷裂的一規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，但仍有相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?，控制程度還有較大擺動(dòng)，這在一定程度上影響了勘探的準(zhǔn)確性。 見(jiàn)圖1－2煤層綜合柱狀圖。 圖1-2 煤層綜合柱狀圖 第2章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1　井田周邊狀況 本井田北部以斷層F48為界，南部以東榮二礦為界，西以-650m標(biāo)高為界，東以煤層天然露頭為界，以此確定了本井田的范圍。 無(wú)特殊建筑。 2.1.2　井田境界確定的依據(jù) 在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。在進(jìn)行井田境界的劃分時(shí)，應(yīng)按以下幾個(gè)原則來(lái)劃分，使其合理： (1)要以地理地形、地質(zhì)條件作為劃分井田境界； (2)要使井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開(kāi)采條件與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)； (3)劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間使以后的發(fā)展不受限制； (4)保證井田有合理的尺寸，以利于機(jī)械化程度的不斷提高和生產(chǎn)能力的提高，為增產(chǎn)提供必要的基礎(chǔ)。 2.1.3　井田未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r 該井田內(nèi)煤層埋藏較淺，傾角較小，隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的提高，井田范圍內(nèi)探明的儲(chǔ)量會(huì)越來(lái)越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量豐富。 在將來(lái)，隨著科學(xué)的發(fā)展，機(jī)械化程度提高，生產(chǎn)能力，經(jīng)濟(jì)效益等將有很大的提升空間。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量計(jì)算 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)筑物等需要留設(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)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。具體留煤柱的范圍視礦井實(shí)際地質(zhì)條件、煤層賦存情況而定。 井田內(nèi)可采煤層為1＃、7＃、13＃煤。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。 2.2.2 保安煤柱 為保護(hù)地面建筑物及保證地面工程設(shè)施的安全，本設(shè)計(jì)對(duì)井筒及工業(yè)廣場(chǎng)、規(guī)劃中的大斷層留設(shè)安全煤柱。 以安全生產(chǎn)為生產(chǎn)導(dǎo)向，本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，留設(shè)保安煤柱如下所示： (1)在采區(qū)邊界留設(shè)20m保安煤柱； (2)在邊界斷層留設(shè)40m煤柱； (3)在井田內(nèi)部斷層留設(shè)30m煤柱； (4) 地面留設(shè)50m煤柱； 主、副井筒均位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，工業(yè)場(chǎng)地按梯形留設(shè)，主、副井筒深度已起過(guò)270m，工業(yè)場(chǎng)地東西長(zhǎng)330m，南北最大寬度為390m，按照現(xiàn)行《建筑物 、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》規(guī)定，井筒煤柱地面受護(hù)面積包括井架、提升機(jī)房和圍護(hù)帶面積包括工業(yè)場(chǎng)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)帶寬度為20m，煤柱按巖層移動(dòng)角圈定，井田境界煤柱按40m留設(shè)，境界線兩側(cè)各20m，采區(qū)煤柱按20m留設(shè)，兩側(cè)各20m。 根據(jù)以上留設(shè)煤柱情況，計(jì)算得到煤炭損失量為： 工業(yè)場(chǎng)地?fù)p失為：326.88萬(wàn)t； 斷層損失為：321.98萬(wàn)t； 井田境界損失為：397.09萬(wàn)t； 開(kāi)采損失為：1350.37萬(wàn)t； 損失總量：2396.32萬(wàn)t； 損失率為：4.3﹪。 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)，計(jì)算儲(chǔ)量有以下公式： 塊段儲(chǔ)量＝塊段面積cos(平均傾角)平均厚度容重 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量＝工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱 塊段可采儲(chǔ)量＝(工業(yè)儲(chǔ)量－永久煤柱)設(shè)計(jì)回采率 對(duì)于回采率有如下要求：厚煤層不小于75%，中厚煤層不小于80%，薄煤層不小于85%。 根據(jù)儲(chǔ)量圖、等高線塊段法等計(jì)算方法對(duì)本井田工業(yè)儲(chǔ)量為10115.18Mt，可采儲(chǔ)量為7718.86Mt。 2.2.4 儲(chǔ)量計(jì)算評(píng)價(jià) 東榮三礦的煤層對(duì)比可靠，煤層厚度比較穩(wěn)定，傾角較緩為13，煤層地板起伏不大，地質(zhì)構(gòu)造控制基本可靠，無(wú)火成巖，水文地質(zhì)條件較好，儲(chǔ)量計(jì)算較可靠。其具體儲(chǔ)量情況見(jiàn)表2-1可采煤層儲(chǔ)量總表。 表2-1 可采煤層儲(chǔ)量總表 單位：萬(wàn)t 水平 煤層 工業(yè)儲(chǔ)量(萬(wàn)t) 煤炭損失量(萬(wàn)t) 可采儲(chǔ)量(萬(wàn)t) 工業(yè)場(chǎng)地 斷層 井田境界 開(kāi)采損失 合計(jì) Ⅰ 1# 1931.02 37.28 58.21 50.22 257.79 403.5 1527.52 7# 1103.48 43.53 27.84 50.00 147.31 268.68 834.8 13# 1011.53 54.20 21.41 35.66 135.04 246.31 765.22 合計(jì) 4046.03 135.01 107.46 135.88 540.14 918.49 3127.54 Ⅱ 1# 2896.64 76.87 121.44 120.32 386.70 705.33 2191.31 7# 1655.22 66.71 37.25 78.11 220.97 403.04 1252.18 13# 1517.29 48.29 55.83 62.78 202.56 369.46 1147.83 合計(jì) 6069.15 191.87 214.52 261.21 810.23 1477.83 4591.32 總合計(jì) 10115.18 326.88 321.98 397.09 1350.37 2396.32 7718.86 計(jì)算可得：礦井可采儲(chǔ)量為：7718.86Mt。 2.3 礦井工作制度 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1　工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定： (1)礦井工作日為330d； (2)采用“四六”工作制，其中三班進(jìn)行采掘，一班進(jìn)行檢修； (3)每天的凈提升時(shí)間為16h，滿足礦井生產(chǎn)需要。 2.3.2　生產(chǎn)能力 井田煤炭?jī)?chǔ)量豐富(可采儲(chǔ)量為7718.86Mt)，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，水文地質(zhì)簡(jiǎn)單，煤層賦存平緩(平均傾角13)，從總體情況看，煤存賦存條件穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，且煤質(zhì)優(yōu)良，具有建設(shè)中型礦井的條件。 方案一：建0.6Mt/a的礦井； 方案二：建0.9Mt/a的礦井； 方案三：建1.2Mt/a的礦井。 2.3.3　礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限公式： 式中 ——礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； ——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； ——生產(chǎn)能力， Mt／a； ——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，K＝１.3～1.5。 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1.5。 方案一： 方案二： 方案三： 從保證礦區(qū)均衡生產(chǎn)來(lái)看，此礦井對(duì)保證礦區(qū)產(chǎn)量起骨干作用，其服務(wù)年限應(yīng)略長(zhǎng)些，因本井田地質(zhì)儲(chǔ)量較大，可采儲(chǔ)量多，但有些地方經(jīng)地質(zhì)勘探表明，有井田境界采區(qū)部分在一定范圍內(nèi)的賦存不穩(wěn)定且厚度不均，且在相當(dāng)一定范圍內(nèi)為不可采煤層，屬不可采區(qū)。經(jīng)綜合考慮，選擇方案二較合理。該礦井生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，礦井服務(wù)年限為57.17a。 第3章 井田開(kāi)拓 3.1 概述 東榮三礦建設(shè)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。在一定條件下，應(yīng)保證礦井以后的發(fā)展空間，要保留一定的富余系數(shù)，以做將來(lái)發(fā)展之用。 確定井田開(kāi)拓方式的原則： (1)要多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高等創(chuàng)造條件。節(jié)約基建工程量，加快礦井建設(shè)； (2)開(kāi)拓布置方式要合理集中，盡量集中生產(chǎn)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)； (3)最大限度地減少煤炭損失； (4)通風(fēng)系統(tǒng)要建立完善，盡量減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(tài)，使各系統(tǒng)保持正傳運(yùn)轉(zhuǎn)； (5)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。與本國(guó)的科技情況、設(shè)備供應(yīng)情況相適應(yīng)。 根據(jù)需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)，煤種的煤層分別開(kāi)采，經(jīng)勘探表明，本礦井所探明的煤層中，煤質(zhì)一致，沒(méi)有必要進(jìn)行分層開(kāi)采，這在一定程度上減少了開(kāi)拓費(fèi)用。 3.2 礦井開(kāi)拓方案的選擇 3.2.1 井硐形式和井筒位置 1.井硐形式的確定 根據(jù)東榮三礦井田的地表及煤層等實(shí)際情況，平硐開(kāi)拓方式技術(shù)上不合理，應(yīng)直接否定，而主立井斜副井開(kāi)拓方式也不提倡，也予以排除?，F(xiàn)依據(jù)東榮三礦井田的地形、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，提出兩種井筒開(kāi)拓方案，具體情況表述如下： 方案I：雙斜井開(kāi)拓 方案II：雙立井開(kāi)拓 以上兩種井筒開(kāi)拓方案技術(shù)比較如下： (1)雙斜井開(kāi)拓 適用條件 ：煤層賦存較淺，垂深在200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0～500m，含水砂層厚度小于20～40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層。 (2)雙立井開(kāi)拓 適用條件：煤層賦存深度200～1000m，含水砂層厚度20～400m,立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制。技術(shù)上也比較可靠。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田一水平設(shè)在－270m水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況不宜采用雙斜井開(kāi)拓。東榮三礦井田賦存深度為＋50m～―650m。在技術(shù)上是可行的，但經(jīng)綜合考慮，一水平布置在－270m為合理布置方式。 根據(jù)井硐開(kāi)拓方案的技術(shù)比較，確定雙立井開(kāi)拓與雙斜井開(kāi)拓方案在技術(shù)上可行。根據(jù)規(guī)定，對(duì)技術(shù)可行的方案還應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，見(jiàn)表3-1開(kāi)拓方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表和表3-2開(kāi)拓方案費(fèi)用比較表。 表3-1 開(kāi)拓方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案一 1．井口位置接近井田邊界，易于保證礦井產(chǎn)量。 2．第二水平石門工程量小。 1．工業(yè)場(chǎng)地壓煤量較??； 2．運(yùn)輸費(fèi)用高，井下需要人員多； 3．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)。 方案二 1．井口位置接近井田中央，井下如果為雙翼生產(chǎn)時(shí)，易于保證礦井產(chǎn)量； 2．井上運(yùn)輸距離短，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低； 3．井筒延伸方便，更利于礦井?dāng)U大其生產(chǎn)能力； 4．初期投資??； 5．立井安裝要比斜井安裝快，且檢修容易，能更快排除事故。 1．工業(yè)場(chǎng)地壓煤量較大，使煤炭損失加大； 2．在運(yùn)輸方面，井下存在著反向運(yùn)輸； 3．第二水平的石門較長(zhǎng)。 在一定范圍內(nèi)說(shuō)，立井開(kāi)拓的缺點(diǎn)與斜井開(kāi)拓的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，在這兩種開(kāi)拓方式中，優(yōu)缺點(diǎn)互相滲透。 表3-2 開(kāi)拓方案費(fèi)用比較表 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) 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)費(fèi) 45.2 10m 4.2104 2.1106 151 10m 9562 1.9105 基巖段副井掘進(jìn)費(fèi) 39.6 10m 5104 1.9106 121 10m 10237 1.7106 基巖段主井輔助費(fèi) 37.8 10m 5.4104 1.8105 139 10m 18654 2.9106 基巖段副井 輔助費(fèi) 58.7 10m 5.6104 2.3106 128.6 10m 13958 3.2106 表土層副井 輔助費(fèi) 6 10m 3.2104 10.1104 15.4 10m 14232 2.6105 主井提升費(fèi)用 91.4 10m 0.969 71.38 88 10m 0.414 45.89 副井提升費(fèi)用 16.2 10m 3.82 4.3105 25.1 10m 0.758 2.3105 箕 斗 2 個(gè) 2.6105 4.9105 —— —— —— —— 罐 籠 2 個(gè) 3.3105 4.4105 —— —— —— —— 鋼絲繩輸送機(jī) 1 個(gè) 5.2102 1.6105 1 10m 5120 8.5105 串 車 23 個(gè) 4.3103 2.6104 23 10m 5584 9.3104 主井提升機(jī) 1 個(gè) 2.0106 2.1106 1 個(gè) 9856 9.5104 副井提升機(jī) 1 個(gè) 7.9105 9.6105 1 個(gè) 9.5106 9.5106 總 計(jì) 1.3107 2.1107 根據(jù)井田的地表情況，地質(zhì)構(gòu)造，煤層賦存、經(jīng)濟(jì)比較等各方面因素，采用雙立井開(kāi)拓方案可行。東榮三礦井田的地表、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存等因素，適合采用雙立井開(kāi)拓，故此方案在技術(shù)上可行。 2.井筒的位置 對(duì)于礦井井筒位置的要求： (1)井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央，以免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開(kāi)采的不利局面； (2)為使井筒的開(kāi)掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過(guò)的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件； (3)井筒沿煤層傾向的位置，應(yīng)使總的石門工程量小，煤柱損失小，初期工程量小，投資小，建井期短且利于施工。 依據(jù)本井田的儲(chǔ)量分布圖，及剖面圖，且考慮水平劃分及主要巷道布置，確定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中央，其坐標(biāo)為： 主井：(5193307, 44659454) 副井：(5193227, 44659380) 3.2.2　開(kāi)采水平的數(shù)目及標(biāo)高 開(kāi)采水平的尺寸以水平垂高表示，合理的水平垂高的要求有以下幾點(diǎn)： (1)階段斜長(zhǎng)合理； (2)區(qū)段數(shù)目合理； (3)對(duì)采區(qū)的正常接替有利； (4)保證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限及足夠的儲(chǔ)量。 根據(jù)以上各方面原因及本井田的實(shí)際情況，現(xiàn)確定水平劃分方案如下： 方案一：三水平上山開(kāi)采； 水平標(biāo)高——-180m,-280m，-580m； 階段垂高——200m； 儲(chǔ) 量——7718萬(wàn)t； 服務(wù)年限——86a。 方案二：兩水平上山開(kāi)采； 水平標(biāo)高—— －270m,－510m； 階段垂高—— 320m，325m； 一水平儲(chǔ)量——3128萬(wàn)t； 二水平儲(chǔ)量——4591萬(wàn)t； 一水平服務(wù)年限——23a； 二水平服務(wù)年限——34a。 參照上述兩種方案的各項(xiàng)資料，各方案評(píng)價(jià)如下： 方案一：該方案的階段垂高，設(shè)計(jì)不符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，初期投資大，見(jiàn)效慢，所以本設(shè)計(jì)方案不可??； 方案二：該方案的一水平服務(wù)年限及垂高均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)方案在技術(shù)是上可行的。 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、主要風(fēng)井等，這些巷道可以說(shuō)是整個(gè)礦井的一個(gè)主要脈絡(luò)，承載著井下運(yùn)輸、通風(fēng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 運(yùn)輸大巷服務(wù)于整個(gè)開(kāi)采水平的煤炭和人員、矸石、材料、設(shè)備等的輔助運(yùn)輸以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長(zhǎng)，在考慮運(yùn)輸大巷的布置及開(kāi)拓時(shí)，要充分根據(jù)礦井的自身?xiàng)l件，使之布置在經(jīng)濟(jì)上合理，在技術(shù)上可行。 煤層群開(kāi)拓時(shí)，主要巷道布置方式一般可分為三類： (1)單層布置：自井底車場(chǎng)開(kāi)掘主要石門后，分煤層設(shè)置水平運(yùn)輸大巷； (2)分組集中布置：在煤層群中，相近的煤層為一組設(shè)集中大巷，由集中運(yùn)輸大巷開(kāi)掘石門與各煤層聯(lián)系，自井底車場(chǎng)開(kāi)掘主要石門與各分組集中大巷進(jìn)行貫通； (3)集中布置：在開(kāi)采近距離煤層群時(shí)，只開(kāi)掘一條水平集中運(yùn)輸大巷，用采區(qū)石門聯(lián)系各煤層以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸。 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： 方案一：分組集中大巷； 方案二：集中大巷； 兩種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)詳見(jiàn)表3-3大巷布置優(yōu)缺點(diǎn)比較表。 表3-3 大巷布置優(yōu)缺點(diǎn)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.有反向運(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.下部煤層底版有堅(jiān)硬有巖層，采區(qū)尺寸大，石門長(zhǎng)度短。 本設(shè)計(jì)井田的可采煤層為1#、7#、13#煤層，1#與7#相隔較遠(yuǎn)，約為99m，7#、13#煤層較近,為49m，可聯(lián)合開(kāi)采，各煤層的煤質(zhì)相同，不需要分采分運(yùn)。根據(jù)本井田的實(shí)際情況，本井田采用分組集中大巷和大巷裝車式布置方式。且由于頂?shù)装鍡l件好，煤層賦存穩(wěn)定，采用煤層運(yùn)輸大巷布置方式。 3.3 選定開(kāi)拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井筒形式和數(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)中井筒形式確定方案的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，本礦井采用雙立井開(kāi)拓，即一主一副兩個(gè)井筒。 井筒開(kāi)拓方案比較示意見(jiàn)圖3-1雙立井開(kāi)拓圖、圖3-2雙斜井開(kāi)拓圖。 圖3-1 雙立井開(kāi)拓圖 圖3-2 雙斜井開(kāi)拓圖 3.3.2 井筒位置及坐標(biāo) 選擇井筒位置的條件： 1.地面條件 (1)煤的運(yùn)輸方向； (2)地形與地質(zhì)條件； (3)工業(yè)場(chǎng)地占地面積； (4)生產(chǎn)建設(shè)與住宅的位置。 2.井下條件 (1)煤柱量； (2)根據(jù)地質(zhì)條件確定井筒位置； (3)按運(yùn)輸量確定井筒位置。 該礦井井筒位置詳見(jiàn)井田開(kāi)拓方式平面圖，其井筒井口坐標(biāo)為： 主井：(5193307, 44659454) 副井：(5193227, 44659380) 3.3.3 水平數(shù)目及高度 要達(dá)到高產(chǎn)高效的目的，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；但基于集中化生產(chǎn)的要求，又要盡量減少水平的設(shè)置，基于此，且根據(jù)本井田的煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造等因素，煤層傾向長(zhǎng)度為3000m,考慮到0標(biāo)高處以上的煤層露頭不可采，將其作為露頭保護(hù)煤柱至-50m標(biāo)高處。設(shè)計(jì)礦井在－270m水平標(biāo)高處劃分一個(gè)水平，階段垂高250m，階段斜長(zhǎng)為1000m，在－270m水平標(biāo)高上布置水平開(kāi)拓巷道，第二水平標(biāo)高為-510m，階段斜長(zhǎng)為1800m。井底車場(chǎng)及各類硐室。井田范圍內(nèi)各煤層以－270m為開(kāi)采第一水平為界，采用上山式開(kāi)采。第二水平煤層以-510m為開(kāi)采第二水平為界，采用上、下山式開(kāi)采。 3.3.4 石門 大巷數(shù)目及布置 本設(shè)計(jì)采用的開(kāi)拓巷道布置方式為分組集中運(yùn)輸大巷，裝車方式為大巷裝車式布置方式。 由于頂?shù)装鍡l件好，本采區(qū)運(yùn)輸大巷在煤層中開(kāi)掘，回風(fēng)大巷在巖石中開(kāi)掘，打回風(fēng)石門與之相聯(lián)，是上煤層組煤層大巷，下煤層組巖石大巷，見(jiàn)井田開(kāi)拓方式剖面圖。 本設(shè)計(jì)礦井中，根據(jù)大巷的服務(wù)年限與運(yùn)輸能力，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。斷面設(shè)計(jì)的基本遵循的準(zhǔn)則是：在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，使斷面利用率最大，并且在允許的范圍內(nèi)縮小斷面，降低斷面的造價(jià)，有利于施工。 該設(shè)計(jì)礦井大巷斷面的各項(xiàng)內(nèi)容見(jiàn)圖3-3運(yùn)輸大巷斷面圖和圖3－4回風(fēng)大巷斷面圖。 圖3-3 運(yùn)輸大巷斷面圖 圖3－4 回風(fēng)大巷斷面圖 3.3.5 井底車場(chǎng)的形式及選擇 井底車場(chǎng)是礦井生產(chǎn)的咽喉，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。因此，井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響著礦井的安全和生產(chǎn)。 由于井筒形式，提升方式，大巷運(yùn)輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底車場(chǎng)的形式也各異。按照礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行特點(diǎn)，井底車場(chǎng)可分為：環(huán)行式和折返式兩大類型。固定式礦車運(yùn)煤時(shí)，則一般用折返式車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)型式選擇的因素如下： (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，彎道及交叉點(diǎn)少； (3)調(diào)車簡(jiǎn)單，符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范； (4)井巷工程量小，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)巷道與主要巷道間能迅速慣通,縮短建設(shè)時(shí)間。 立井井底車場(chǎng)的基本類型見(jiàn)表3-4。 表3-4 立井井底車場(chǎng)的基本類型表 類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適用條件 環(huán) 形 式 立 式 1．存車線和回車線與主要運(yùn)輸大巷垂直； 2．主、副井距，主要運(yùn)輸大巷較遠(yuǎn)，有足夠長(zhǎng)度的布置存車線。 1．0.9～1.5Mt/a的礦井。 2．刀形車場(chǎng)適于0.6Mt/a的礦井，增加回車線，能力可提高到0.9～1.2Mt/a。 斜 式 1．存車線與主要運(yùn)輸大巷分段； 2．主要運(yùn)輸大巷可局部作回車線。 1．適于0.6～0.9Mt/a的礦井； 2．地面出車方向受限制時(shí)應(yīng)用。 臥 式 1．存車線與主要運(yùn)輸線平行； 2．主、副井距主要運(yùn)輸大巷較近。 適于0.6～0.9Mt/a的礦井。 折 返 式 梭 式 利用主要運(yùn)輸大巷作井，井空重線、調(diào)車線和回車線。 適于0.45Mt/a的礦井， 盡頭式 利用石門作主井空、重車線。 適于0.45Mt/a的礦井，大型底卸式礦車可用于大型礦井。 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井井筒形式及大巷，石門的布置，結(jié)合上述井底車場(chǎng)型式的選擇因素，該設(shè)礦井采用環(huán)形臥式井底車場(chǎng)，大巷運(yùn)煤主要是3t底卸式礦車，輔助運(yùn)輸是1t固定式礦車，軌距是600mm，軌型為24kg/m。 3.3.6 煤層群的聯(lián)系 本礦井共有三層煤，即：1#、7#、13#煤層，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1#煤層的煤層中。開(kāi)采時(shí)采用下行式，因此先采1#煤層，其厚度達(dá)2.1m，經(jīng)設(shè)計(jì)，使之滿足達(dá)產(chǎn)要求。 3.3.7 采區(qū)劃分 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)采區(qū)劃分的原則，依本設(shè)計(jì)礦井地質(zhì)條件，從而劃分為八個(gè)采區(qū)，分別為：北二上、北二下、北一上、北一下、南一上、南一下、南二上、南二下，見(jiàn)圖3-4采區(qū)劃分示意圖。 圖3-4 采區(qū)劃分示意圖 3.4 井筒布置和施工 3.4.1 井筒穿過(guò)的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 本井的主要含煤地層是上侏羅系上統(tǒng)雞西群城子河組，該層主要由灰白色長(zhǎng)石、石英、砂巖、灰色粉砂巖及極少量的泥巖、凝灰?guī)r、礫巖和砂質(zhì)泥巖等組成。 根據(jù)主副井圍巖性質(zhì)，并按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，確定主副井筒支護(hù)方式如下： 主井井筒： 在表土段用混凝土砌旋，在煤層段用料石砌旋，在基巖段用錨噴支護(hù) 副井井筒： 表土段用混凝土砌旋，煤層段用料石砌旋，基巖段用錨噴支護(hù)。 3.4.2 井筒布置及裝備 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，建成投產(chǎn)時(shí)共開(kāi)鑿2個(gè)井筒，即主立井和副立井。詳見(jiàn)圖3-5主井井筒斷面圖和圖3-6副井井筒斷面圖。 圖3-5 主井井筒斷面圖 主井井筒斷面特征見(jiàn)表3-5主井井筒斷面特征表。 表3-5 主井井筒斷面特征表 井型 凈直 徑 提升 容器 支護(hù) 方式 梁層間距 罐道 規(guī)格 充填 厚度 0.9Mt/a 5.5m 一對(duì)16t箕斗 混凝土 4000 mm 鋼絲 繩罐道 450 mm 圖3-6 副井井筒斷面圖 井井筒斷面特征見(jiàn)表3-6副井井筒斷面特征表。 表3-6 副井井筒斷面特征表 井型 凈 直 徑 提升 容器 支護(hù) 方式 梁層間距 罐道 規(guī)格 充填 厚度 0.9 Mt/a 7.0m 一對(duì)1t礦車雙層雙車罐籠，一個(gè)材料罐籠帶平衡錘 混凝土井壁 4000 mm 鋼絲 繩罐道 500 mm 3.4.3 井筒延深意見(jiàn) 開(kāi)拓延伸是一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，關(guān)于開(kāi)拓延伸方案的原則有以下五條： (1)在所確定的現(xiàn)有井型上保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力； (2)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)的投資，低低消耗； (3)積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝； (4)組織管理與技術(shù)管理施工與和緊密配合，協(xié)調(diào)一致，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，以減少延深對(duì)生產(chǎn)的影響； (5)盡可能縮短新舊水平的同時(shí)生產(chǎn)時(shí)期； 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井水平劃分方案，該設(shè)計(jì)礦井主副井筒從地面布置到一水平后需要延伸，且采且的延伸方式為暗斜井延伸，但是在進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)勘探后，井筒仍按原有主副井延深。 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)是連接井下運(yùn)輸?shù)臉屑~，井下的煤通過(guò)井底車場(chǎng)經(jīng)井筒運(yùn)至地面，地面的材料和設(shè)備通過(guò)井筒、井底車場(chǎng)運(yùn)到各個(gè)工作面。排水、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)及人員上下等，也必須通過(guò)井底車場(chǎng)。而井底車場(chǎng)的形式必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的不同，井底車場(chǎng)的形式也各異。井底車場(chǎng)形式必須滿足下列要求： (1)通過(guò)能力應(yīng)比礦井生產(chǎn)能力有30%以上的富裕系數(shù)，使之有增產(chǎn)的可能性； (2)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交叉點(diǎn)少； (3)生產(chǎn)、施工安全，且符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求； (4)工程量少，投資省，容易維護(hù)，且生產(chǎn)成本低； (5)施工方便，工期較短。 本礦井設(shè)計(jì)能力為0.9M,年工作日330d，實(shí)行四六工作制，每日凈提升為16h。礦井采用雙立井、兩個(gè)水平、分組集中運(yùn)輸大巷的開(kāi)拓方式，單翼出煤,一采區(qū)開(kāi)采。 主井井筒凈直徑5.5m，裝備一對(duì)16t箕斗，副井凈直徑7.0m。 裝備一對(duì)1t固定式礦車，水平大巷運(yùn)輸采用10t架線式電機(jī)車牽引3t底卸式礦車方式，輔助運(yùn)輸采用1t固定式礦車。 本設(shè)計(jì)礦井屬低瓦斯、低涌水量礦井,礦井井田地質(zhì)條件較好。 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.井底車場(chǎng)線路布置的要求 (1)主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線是井底車場(chǎng)的主要線路； (2)井底車場(chǎng)線路布置時(shí)，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性及方便性； (3)井底車場(chǎng)的線路工程量要盡量小； (4)減少道岔和交岔點(diǎn)； (5)有利于通風(fēng)； (6)底卸式礦車的井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)要注意調(diào)頭問(wèn)題。 2.存車線有效長(zhǎng)度的確定 (1)主存車線有效長(zhǎng)度的確定 各牌號(hào)煤的空、重車線有效長(zhǎng)度應(yīng)各容納1.5列車。 (2)副井進(jìn)、出車線和材料車線有效長(zhǎng)度的確定 輔助運(yùn)輸采用固定式礦車列車時(shí)，大型礦井副井進(jìn)，出車線有效長(zhǎng)度應(yīng)各容納1.0—1.5列車。 3