望夫尖8號(hào)煤層初步設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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中期檢查表 學(xué)院： 系別： 專業(yè)： 論文(設(shè)計(jì))題目 望夫尖8號(hào)煤層初步設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 綜述學(xué)生在設(shè)計(jì)完成過程中的研究態(tài)度、與指導(dǎo)教師聯(lián)系情況以及存在的問題的解決情況。 1.研究過程中態(tài)度端正，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)。 2.嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和老師要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在不斷地發(fā)現(xiàn)和解決問題中提升自己 3.與老師關(guān)融洽，在老師指導(dǎo)期間，積極主動(dòng)向老師請(qǐng)教，不斷發(fā)現(xiàn)問題，請(qǐng)老師給予指導(dǎo) 4.老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)于學(xué)生提出的問題耐心解答 5.存在的問題以及解決情況 1）開始的時(shí)候不太會(huì)操作CAD，及時(shí)向老師同學(xué)請(qǐng)教，得到解決 2）查閱資料時(shí)遇到專業(yè)性問題看不懂，問老師和會(huì)的同學(xué)，最后弄懂 3）畫圖的時(shí)候風(fēng)路走不通，問老師和同學(xué)，最后走通風(fēng)路 4）說明書格式有的不會(huì)調(diào)整，求助老師和同學(xué)，最后調(diào)整合適 5）摘要翻譯不太精通，向?qū)W英語專業(yè)的同學(xué)求助，最后綜合網(wǎng)上的專業(yè)術(shù)語翻譯得到解決 學(xué)生簽字：　 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 年 月 日 聲明 ? 作者聲明：我所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的研究成果。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： ?? 簽字日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師聲明：該生所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在本人指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，相關(guān)的檢測(cè)報(bào)告已審閱。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的研究成果。 指導(dǎo)教師簽名： 簽字日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 中文題目：望夫尖礦井8#煤層初步設(shè)計(jì) 英文題目： Design of No.14 Coal Seam Caving Mining in Dadougou Coal Mine 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成日期： 年 6 月 1 日 開題報(bào)告 學(xué)院： 系別： 專業(yè)： 論文題目 望夫尖8號(hào)煤層初步設(shè)計(jì) 論文類型 A理論研究；B應(yīng)用研究；C應(yīng)用理論研究；D產(chǎn)品設(shè)計(jì)；E工程技術(shù)開發(fā)；F軟件開發(fā)與應(yīng)有；G其它 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 一、研究現(xiàn)狀、目標(biāo)、意義綜述 近年來煤礦一方面整合一些小礦來提高資源回收利用率；另一方面通過研究采礦新技術(shù)來提高煤礦安全系數(shù)和回收率。因此就有了無軌膠輪車、錨噴支護(hù)、綜采放頂煤、煤層氣開發(fā)等采礦新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用。這些都是煤礦在未來的發(fā)展方向。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對(duì)某一理論或生產(chǎn)實(shí)際問題的深入分析研究。培養(yǎng)和提高學(xué)生的科技論文寫作能力和科研能力 二、研究方法和進(jìn)度安排 第一階段：4月上旬，熟悉和了解礦井概況和地質(zhì)特征； 第二階段：4月中旬，根據(jù)指導(dǎo)老師下達(dá)的任務(wù)書完成開題報(bào)告； 第三階段：5月下旬，文獻(xiàn)綜述，外文翻譯的撰寫，并進(jìn)行初步設(shè)計(jì)； 第四階段：5月上、中旬，進(jìn)行礦井總體設(shè)計(jì)，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書； 第五階段：5月下旬，進(jìn)一步完善系統(tǒng)，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 三、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)分表 學(xué)院： 系別： 專業(yè)： 論文(設(shè)計(jì))題目 望夫尖8號(hào)煤層初步設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 指導(dǎo)教師評(píng)語： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目 A B C D E 寫作 過程 01 寫作過程中的認(rèn)真程度 02 寫作過程中，進(jìn)度掌握情況 選題 質(zhì)量 03 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相符情況 04 選題體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)情況 05 選題體現(xiàn)三基的要求情況 論文 質(zhì)量 06 知識(shí)綜合運(yùn)用能力 07 結(jié)構(gòu)、方案設(shè)計(jì)、應(yīng)用價(jià)值 08 寫作規(guī)范情況 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 畢業(yè)設(shè)計(jì)分工情況：(多人合作時(shí)填寫，包括本人研究的內(nèi)容及其在課題中所占比例) 評(píng)定成績(jī)參考：優(yōu)-7項(xiàng)A，另一項(xiàng)為B；良-6項(xiàng)B或A，其它至少為B；中-5項(xiàng)B或A，其它至少為C；及格-4項(xiàng)B或A，其它至少為D；不及格-4項(xiàng)為E。 答辯記錄表 學(xué)院 專業(yè) 級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 論文題目 望夫尖8號(hào)煤層初步設(shè)計(jì) 答辯委員會(huì) 主席(或組長(zhǎng)) 職稱 答辯委員會(huì) 秘 書 答辯委員會(huì) 成 員 答辯記錄(包含答辯委員提出的問題，學(xué)生回答情況等) 1、設(shè)計(jì)礦井的井田面積？ 答：我所設(shè)計(jì)礦井的井田面積為22.3平方公里 2、指北針沒有的情況下如何判定南北方向？ 答：根據(jù)經(jīng)緯網(wǎng)格的坐標(biāo)判定，南北方向坐標(biāo)為7位數(shù)，東西方向坐標(biāo)為6位數(shù)。 年 月 日 年 月 日 摘 要 本次設(shè)計(jì)是針對(duì)望夫尖礦井8#煤層的初步設(shè)計(jì)。本礦井地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，但有無斷層，針對(duì)它們情況，我們把它留作保護(hù)煤柱。煤層的發(fā)火期時(shí)間比較長(zhǎng)，而且煤塵不爆炸,符合低瓦斯井，均傾角5°，均煤厚2.3m。 此礦井工業(yè)儲(chǔ)量9100萬噸，經(jīng)過計(jì)算可采儲(chǔ)量8830萬噸，設(shè)計(jì)產(chǎn)量每年180萬噸，服務(wù)年限大約35年，首采工作面為3101工作面，工作面長(zhǎng)度250m，采用四六制作業(yè)，三班采煤一班檢修。本設(shè)計(jì)將礦井劃分為6帶區(qū)，并且將301盤區(qū)作為首采帶區(qū)。 該礦井的設(shè)計(jì)屬于機(jī)械個(gè)程度高的現(xiàn)代化礦井設(shè)計(jì)，采煤方式為綜合機(jī)械化開采，開拓方式設(shè)計(jì)為雙立井開拓，主井副井分別有一個(gè)，都分布在在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，主井采用采用四繩摩檫式雙箕斗提升，直徑為6.5米，副井采用罐籠提升，直徑6米。風(fēng)井有兩個(gè)，位于井田的兩翼，為專用回風(fēng)立井。井底車場(chǎng)為環(huán)形車場(chǎng)，通風(fēng)方法為混合式通風(fēng)，通風(fēng)方式為對(duì)角式。 井田內(nèi)煤層屬厚煤層，工作面采用一次采全高單一傾向長(zhǎng)壁采煤法，盤區(qū)和工作面均采用前進(jìn)式。工作面的進(jìn)刀方式采用中部斜切進(jìn)刀。工作面使用Zk4700/21/42型液壓支架，采高2.3米。礦井運(yùn)煤采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用蓄鉛電池式拖機(jī)車牽引固體箱式礦車。此外，安全技術(shù)措施包括預(yù)防瓦斯爆炸的措施、防塵措施、預(yù)防井下火災(zāi)的措施、預(yù)防井下水災(zāi)的措施、礦壓顯現(xiàn)控制措施等。 關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化采煤；雙立井；對(duì)角式通風(fēng)；長(zhǎng)壁采煤法；后退式  ABSTRACT This design?is?the preliminary design?about the?Wang Fujian 8#?coal seam.?The mine?is located in the?east?margin of Datong and?the east wing of Datong coalfield?syncline.?The landform is hilly topography. The north terrain?is higher than the south. The?geological conditions of coal mine?is relatively simple,?but there are?many large faults.?According to the actual situation,?we will?leave them?as protective?coal pillar. The coal spontaneous combustion has a long period. What is more, the coal dust?is easy to explode, and the coal mine is the?gas mine,?the average?angle is 2 degree,?the average?thickness is 2.3m. Its industrial reserves are 88.27 million tons and the designing of recoverable reserves are 36.74 million tons.? The design production of the mine is 0.9million tons per year,and the servicing life is 35 years,the first mining face is 3101?working face,the length is 2500m,?with three-shift system. I divide the coal mine into three zones,?and 3101?panel as the?first mining?district. My design belongs to?high degree of?modernization, and the mining?method is comprehensive?mechanized mining. The development form is double shaft. Main?shaft and auxiliary shaft?are located in the industry square,?main shaft?adopts a multi-rope?friction?hoist,?6.5?meters in diameter,?the?auxiliary shaft?use cage hoisting,?6?meters in diameter.?The shaft?as the special?return air shaft is in the center of Ida, shaft?station,?ventilation method for?exhaust ventilation,?ventilation for the central?paratactic type. 目 錄 1 井田概況及地質(zhì)特征 1 1.1井田概況 1 一、 1.1.1地理概況 2 二、 1.1.2主要自然災(zāi)害 2 三、 1.1.3煤田開發(fā)現(xiàn)狀及現(xiàn)有生產(chǎn)礦井開采情況 2 1.2井田地質(zhì)特征 3 四、 1.2.1地質(zhì)特征 3 五、 1.2.2地質(zhì)構(gòu)造 4 2井田儲(chǔ)量和服務(wù)年限 7 2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量 7 2.1.1井田劃分 7 2.1.3資源/儲(chǔ)量估算主要參數(shù)的確定 7 2.1.4計(jì)算儲(chǔ)量 8 2.2礦井可采儲(chǔ)量 8 2.2.1采區(qū)開采儲(chǔ)量 8 2.2.2工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 9 2.3礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 9 2.3.1礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力的確定 9 2.3.2礦井及水平服務(wù)年限的確定 9 3井田開拓 10 3.1井田開拓方式的選擇 10 3.1.1井筒 10 3.2.2工業(yè)場(chǎng)地 11 3.2.3開采水平的確定 11 3.2.4井底車場(chǎng) 12 3.2.5方案的提出及技術(shù)比較 12 3.2礦井開拓巷道 15 3.2.1井筒 15 3.2.2井底車場(chǎng) 18 3.2.3主要開拓巷道 19 4帶區(qū)巷道布置 23 4.1帶區(qū)巷道布置 23 4.1.1帶區(qū)數(shù)目和位置 23 4.1.2帶區(qū)運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng) 23 4.1.3帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 23 4.1.4帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 24 5采煤方法 25 5.1采煤工藝方式 25 5.1.1采煤方法選擇 25 5.1.2工作面長(zhǎng)度的確定 26 5.1.3采煤機(jī)型號(hào)和進(jìn)刀方式 26 5.1.4輸送機(jī)型號(hào) 27 5.1.5支架型號(hào) 28 5.1.6控頂設(shè)計(jì)和支護(hù)強(qiáng)度校核 29 5.1.8工作面采空區(qū)處理方法 30 5.2礦井工作制度 30 5.3回采巷道布置 30 5.3.1回采巷道布置方式 30 5.3.2分帶巷道布置尺寸 30 5.3.3分帶巷道支護(hù)方式 33 6礦井通風(fēng)及安全技術(shù) 35 6.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 35 6.1.1通風(fēng)方式的選擇 35 6.1.2通風(fēng)系統(tǒng) 35 6.2帶區(qū)及全礦所需風(fēng)量 36 6.2.1掘進(jìn)通風(fēng)及硐室通風(fēng) 36 6.2.2風(fēng)量分配 40 6.2.3通風(fēng)阻力的計(jì)算 41 6.2.4礦井總通風(fēng)阻力的計(jì)算 43 6.3防止特殊災(zāi)害的安全措施 43 6.3.1預(yù)防瓦斯爆炸的措施 43 6.3.2防塵措施 44 6.3.3預(yù)防井下火災(zāi)的措施 44 6.3.4預(yù)防井下水災(zāi)措施 44 6.3.5礦壓顯現(xiàn)控制措施 44 6.3.6礦井安全出口 44 6.3.7自救器及安全儀表的配備 45 6.3.8礦山救護(hù) 45 7礦井提升、運(yùn)輸和排水系統(tǒng) 46 7.1主副井提升選型 46 7.1.1主井提升方式及設(shè)備 46 7.1.2副井提升方式及設(shè)備 46 7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 46 7.2.1設(shè)備選型原則 46 7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 47 7.3井下排水 49 8設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)指標(biāo) 50 參考文獻(xiàn) 52 致 謝 54 64 1 井田概況及地質(zhì)特征 1.1井田概況 一、 1.1.1地理概況 1、位置與交通 望夫尖井田位于山西省大同煤田東翼中東部邊緣地帶，距大同市約30km，距同煤集團(tuán)公司17km。地理位置為東經(jīng)112°49′32″～113°9′30″，北緯39°52′～40°10′。位于口泉河兩側(cè)，鵝毛口河以北，七峰山西側(cè)。屬大同市南郊區(qū)及朔州市懷仁縣所轄。 本井田鐵路、公路交通便利。交通位置見圖1-1-1。 2、河流與水體 望夫尖井田屬于海河流域永定河水系桑干河北岸支系，主要河流有十里河、口泉河、鵝毛口河。 （1）十里河：位于大同市西南、井田北部的云崗溝內(nèi)。流域面積1044km2，全長(zhǎng)61.5km，河寬50～600m，坡度0.2～l％，樹枝狀水系。小站水文站1954年測(cè)得最大洪峰流量224m3／s，1952年最小流量0.003m3/s。 （2）口泉河：從井田中間穿過。流域面積600km2，全長(zhǎng) 50km，河寬20～150m，樹枝狀水系，坡度5～7%，為間歇性河流，流量甚小，主要靠礦坑排水補(bǔ)給。但雨季山洪暴發(fā)時(shí)流量猛增，1988年7月12日，據(jù)有關(guān)部門估計(jì)，洪峰流量600m3/s。 （3）鵝毛口河：位于井田南，流域面積110km2，全長(zhǎng) 12km，河寬 80m～130m，河床坡度1.8%，樹枝狀水系。日常流量為0.043 m3/s 。 3、氣象、地震 氣象：本區(qū)屬中溫帶、大陸性氣候，晝夜溫差較大，冬季干燥寒冷，風(fēng)沙嚴(yán)重，夏季炎熱。年最高氣溫37℃，最低氣溫-28℃，年平均氣溫6.5℃。年最大降雨量634.7mm，年平均降雨量419.88mm，降雨主要集中在七、八、九三個(gè)月內(nèi)。年平均蒸發(fā)量1880.1mm，一般大于降雨量的3～4倍。本區(qū)多為北西風(fēng)和北風(fēng)，次為西風(fēng)和西北風(fēng)，最大風(fēng)速29m/s，平均風(fēng)速3.0m/s。歷年最大積雪深度22cm，冰凍期自十月上旬至翌年四月下旬，歷年最大積雪厚度22cm，最大凍土深度161cm。 地震：根據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》本區(qū)地震烈度為7°。據(jù)國(guó)家地震局以震發(fā)烈[1994]011號(hào)文批復(fù)，工業(yè)場(chǎng)地和風(fēng)井場(chǎng)地的地震烈度均為7°。本設(shè)計(jì)根據(jù)有關(guān)部門規(guī)定工業(yè)場(chǎng)地建筑均按地震烈度7°設(shè)防。 二、 1.1.2主要自然災(zāi)害 本礦井主要自然災(zāi)害有：水、火、瓦斯、煤塵、頂板。 三、 1.1.3煤田開發(fā)現(xiàn)狀及現(xiàn)有生產(chǎn)礦井開采情況 大同煤田為“雙系”煤田，上部賦存侏羅系煤層，下部賦存石炭二疊系煤層。侏羅系煤層賦存層數(shù)多，儲(chǔ)量大、埋藏淺、煤質(zhì)優(yōu)良，開采歷史悠久，目前大同煤田的主要煤炭產(chǎn)量仍然出至侏羅系煤層。 上部生產(chǎn)礦井情況：望夫尖井田上部的侏羅系煤層，由于挖金灣、王村、雁崖、白洞、四老溝礦和馬口煤礦的多年開采，已基本采完?，F(xiàn)有近百個(gè)小煤礦仍在開采大礦遺留的邊角煤、煤柱和薄煤層。井田內(nèi)侏羅系剩余儲(chǔ)量很小，小煤窯服務(wù)年限也短，從總體上來說，對(duì)塔山礦井建設(shè)影響不大。 據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供本井田范圍內(nèi)石炭二疊系煤層尚無小煤窯開采。 在井田外東部煤層淺部露頭有北廣峪、南廣峪、亂炭窯、灰窯溝、三國(guó)廟、炭窯峪（郊城）、炭窯嶺（羊坊）、七峰山等八個(gè)地方小煤礦，開采3～5#、8#煤層，年產(chǎn)量一般為5～15萬t，均為土法開采，開拓方式大多為斜井，各礦井井下涌水量微弱，3～5#煤層頂板管理困難，煤層有自然發(fā)火傾向。 靠近井田東南部有懷仁縣虎龍溝煤礦，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬t，斜井開拓，生產(chǎn)初期開采8#煤層，日排水量50～60m3。 本井田以南鵝毛口溝內(nèi)還有窯子頭，王卞莊、柴溝、石井等懷仁縣聯(lián)辦礦，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力均為30萬t，均已建成投產(chǎn)。 綜上所述：井田周邊多為小煤窯，礦井在開拓、開采過程中要特別關(guān)注小窯的開采范圍并查清其采空范圍，避免對(duì)礦井安全生產(chǎn)的影響。 1.2井田地質(zhì)特征 四、 1.2.1地質(zhì)特征 1、區(qū)域地質(zhì)及地層，成煤時(shí)期，煤層賦存情況 （1）區(qū)域地質(zhì)及地層 大同煤田為一開闊的、北東向的向斜構(gòu)造，向北東傾伏。南東翼傾角一般20～60o，局部直立、倒轉(zhuǎn)。北西翼被白堊系覆蓋。受東西向六棱山脈、恒山山脈和五臺(tái)山山脈隆起構(gòu)造體系的影響，煤田主干構(gòu)造線（云崗--馬道頭--玉井向斜軸和該向斜東緣的壓扭性斷裂，山陰--懷仁--大同斷裂）呈北東向。 大同煤田區(qū)域地層由老至新為：上太古界五臺(tái)群,古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系,中生界侏羅系、白堊系,新生界第四系。詳見綜合柱狀圖1-2-1。其中： 石炭系：平行不整合于奧陶系地層之上，分本溪組和太原組。本溪組地層厚19.35～27.6m，一般23.48m,為鐵質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖和砂礫巖組成，夾薄煤和1～2層石灰?guī)r。鋁土質(zhì)泥巖賦存于該組的底部，平均厚8.68m，含菱鐵質(zhì)較高，層位穩(wěn)定，但厚度變化大。本溪組地層在區(qū)內(nèi)普遍賦存，且較為穩(wěn)定。太原組厚86.00～95.86m，一般厚88.67m,為砂巖、砂礫巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、高嶺質(zhì)泥巖及煤層組成，煤層中有煌斑巖侵入。 二疊系：整合于石炭系地層之上，區(qū)內(nèi)賦存下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組。山西組厚53.34～81.34m，一般厚69.26m,巖性主要由砂巖，砂礫巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成,煤層中有煌斑巖侵入。該組地層區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定，與下覆地層整合。下石盒子組厚0～71.05m，一般厚52.82m,主要由砂巖、砂礫巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。該組地層在區(qū)內(nèi)東南及北部賦存較薄，厚度變化規(guī)律性不明顯。上石盒子組厚度0～220.68m，一般厚80.39m，主要由砂礫巖、砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成。該組地層在區(qū)內(nèi)西部發(fā)育較厚，往東北方向漸薄，至井田東北角尖滅缺失。 侏羅系：不整合于二疊系地層之上，分下統(tǒng)永定莊組和大同組。永定莊組厚度54.44～176.50m，一般厚124.90m，底部為中、粗粒長(zhǎng)石石英砂巖、菱鐵質(zhì)含量較高；中部為厚層狀砂巖、砂礫巖、夾薄層砂質(zhì)泥巖；上部以砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，夾砂巖、砂礫巖。該組地層在區(qū)內(nèi)較發(fā)育，但厚度變化規(guī)律性不明顯。大同組厚度92.86～174.29m，一般厚135.65m，由砂礫巖、砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成。含可采煤層9～12層，其中絕大部分已由同煤集團(tuán)口泉溝的四老溝、白洞、雁崖、挖金灣、王村礦和馬口煤礦開采殆盡，剩余的邊角煤，地方小煤窯正在開采。大同組厚度0～50.86m，一般厚18.79m，上段為紫紅色、灰紫色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、粗粒砂巖，厚度變化較大，斜層理發(fā)育。 第四系：不整合于侏羅系地層之上，分中、上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。中、上更新統(tǒng)厚0～31.75m，一般厚9m左右，由亞砂土、亞粘土組成，垂直節(jié)理發(fā)育、疏松、含少量鈣質(zhì)結(jié)核和小礫石；全新統(tǒng)厚0～13.75m，一般厚5m，為沖積、洪積層，由礫石、砂組成，分布于現(xiàn)代溝谷中。 （2）成煤時(shí)期及煤層賦存情況 井田內(nèi)賦存有侏羅系和石炭二疊系兩套含煤建造。侏羅系大同組為上部含煤建造，分布有許多國(guó)有煤礦和地方國(guó)有煤礦，其煤層所剩儲(chǔ)量不多；二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組為下部含煤建造，地層總厚86.2～177.20m，平均為157.93m，共含煤15層，煤層總厚38.25m。 五、 1.2.2地質(zhì)構(gòu)造 1、地層形態(tài)及褶曲 塔山井田位于大同煤田的中東緣地帶，屬大同向斜的中東翼。為一走向北10～50o東，傾向北西的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在5o以內(nèi)，井田外東部煤層露頭處地層傾角較大，由南至北傾角40～70o，局部直立、倒轉(zhuǎn)。由煤層露頭線向北西地層變緩到15o左右，水平距離約1000m，而邊緣部分超過25o以上的水平距離不超過 300m。 井田內(nèi)大部分地區(qū)的地層產(chǎn)狀平緩，有緩波狀的起伏，發(fā)育次級(jí)褶皺，塔山區(qū)主要有史家溝向斜，盤道背斜和老窯溝向斜，對(duì)煤層的開采影響不大。 2、斷層 井田內(nèi)斷層較多，對(duì)礦井的開拓及開采有一定的影響。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告，全礦井共有斷層60多條，絕大多數(shù)為正斷層，只有F1308、F1549、F36為逆斷層。其中斷距在30m以上的有8條，為F1385、F1686、F23、F24、F44、F49、F39、F21斷層。塔山井田范圍內(nèi)有兩組斷層群，分別位于井田內(nèi)的王村區(qū)和塔山區(qū)。塔山區(qū)共有斷層37條，其中斷距在10m以上的有14條，對(duì)煤層的破壞作用較大，多數(shù)斷層延展長(zhǎng)度短，落差不大。另外，井田內(nèi)的白洞區(qū)、挖金灣區(qū)也有一定數(shù)量的斷層分布。 3、煤層 井田內(nèi)賦存有侏羅系和石炭二疊系兩套含煤地層。侏羅系大同組為上部含煤地層，分布有許多國(guó)有煤礦和地方國(guó)有煤礦，其煤層所剩儲(chǔ)量不多 二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組為下部含煤地層，地層總厚86.2～177.20m，平均為157.93m，共含煤15層，煤層總厚38.25m，含煤系數(shù)24％。各可采煤層特征見表1-2-2。 ① 山西組 二疊系山西組含煤地層厚53.34～81.34m，平均69.26m，含煤4層，自上而下為山1#、山2#、山3#、山4#煤層，煤層總厚平均4.65m，含煤系數(shù)為6.7％，僅有山4#煤層為全區(qū)大部分可采，分述如下： 山1#煤層：位于山西組的上部，距下石盒子組K4砂巖一般2m左右，大部分被K4砂巖所沖刷，全區(qū)僅5個(gè)鉆孔賦存有煤，厚度均在0.30m以下，屬不可采煤層。 山2#煤層：位于山1#煤層之下，上距K4砂巖一般10m左右，南部間距較小為6～8m，全區(qū)64個(gè)鉆孔見煤，煤厚0.15～1.13m，賦煤點(diǎn)占全區(qū)的40%，其中僅有4個(gè)不相連的鉆孔煤厚達(dá)到可采（0.80m以上），無工業(yè)價(jià)值。 4、可采煤層結(jié)構(gòu)及夾石的巖性和厚度 山4#煤層：煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，由1～6層（一般3～4層）煤分層組成。夾矸為砂質(zhì)泥巖、高嶺質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥巖。煤層含矸率在可采范圍內(nèi)為0～31％，平均16％。 2#煤層：煤層由2～6層（一般2～4層）煤分層組成，夾矸多為高嶺巖、高嶺質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥巖．煤層含矸率在可采范圍內(nèi)為0～34％，平均16％。 5(3-5)#煤層：煤層特厚，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般由10～15個(gè)煤分層組成。夾矸一般為高嶺巖、高嶺質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥巖。煤層含夾矸在魏2、鵝237、口12號(hào)孔及1603、1605孔附近層數(shù)增多，厚度增厚。煤層含矸率一般為16%。 8#煤層：煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。由1～5層（一般l～3層）煤分層組成，夾矸為砂質(zhì)泥巖或高嶺質(zhì)泥巖，煤層含矸率0～23％，平均5．71％。 5、煤層露頭及風(fēng)氧化帶 煤層出露位置在井田的東部1.2～1.3km處。由于各煤層埋藏較深，未遭受風(fēng)氧化。淺部煤層風(fēng)化氧化帶的深度為：從露頭線沿傾向下延50m。 2井田儲(chǔ)量和服務(wù)年限 2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.1.1井田劃分 1.井田劃分的原則 在煤田劃分為井田時(shí)，為了保證各個(gè)井田都可以有合理的尺寸和境界，這樣使煤田各部分都能得到合理良好的開發(fā)。因此，煤田劃分為井田一般要遵循以下幾個(gè)原則： 1）利用好當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）、河流、鐵路等； 2）井田的境界范圍應(yīng)當(dāng)與礦井的生產(chǎn)能力相適應(yīng)； 3）礦井要有合理的形狀、尺寸以及足夠的儲(chǔ)量； 4）統(tǒng)籌兼顧，合理布置，要處理好與相鄰礦井的關(guān)系； 5）劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有一定的空間； 2.塊段法計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探后，煤層厚度和質(zhì)量都符合開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，當(dāng)前即可供利用的儲(chǔ)量。 本次的儲(chǔ)量計(jì)算是在地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲(chǔ)量計(jì)算可靠。 地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平2.1.2資源/儲(chǔ)量估算方法 采用地質(zhì)塊段法估算儲(chǔ)量。由于井田內(nèi)的煤層傾角一般為2-3°，因此采用水平投影面積估算。其公式為： 儲(chǔ)量（萬噸）＝平均厚度（m）×面積（m2）×視密度（t/m3）×1/10000 2.1.3資源/儲(chǔ)量估算主要參數(shù)的確定 1.面積的確定 通過計(jì)算機(jī)上的CAD，在煤層底板等高線圖上，來求取塊段面積。 S1=3113659.7377m2 S2=1770007.7745 m2 S3=1798027.6392m2 S4=2638873.0637 m2 2.煤層厚度的確定 距上號(hào)煤層間距1.56-15.35m，大部分可采且較穩(wěn)定，煤層厚度為2.32m，平均2.32m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于穩(wěn)定煤層，通常頂板巖類為炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，底板巖類為粉砂巖。 3.視密度值的確定 根據(jù)原《大斗溝煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》資料，可以得到，14號(hào)煤層的視密度值為1.34t/m3。 2.1.4計(jì)算儲(chǔ)量 2.2礦井可采儲(chǔ)量 2.2.1采區(qū)開采儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量按式（2-2）計(jì)算： Zs=Zg-P1 式（2-2） 式中 Zs—礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量 Zg—礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量 P1—斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失量之和。按礦井工業(yè)儲(chǔ)量的7%算。 則：Zs=Zg-P1 = 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量按式（2-3）計(jì)算： ZK=(ZS-P2)×C 式（2-3） 式中 ZK—礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量； P2—工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量的8%算； C—采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。此處取90%。 則：ZK=(ZS-P2)×C=（88.27-88.27×8%）×90%=73.08Mt 2.2.2工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 在采區(qū)開采儲(chǔ)量的計(jì)算中，工業(yè)工廠和主要井巷煤柱損失量之和為： T=88.27×8%=7.06Mt 取工業(yè)廣場(chǎng)的煤量損失為T=7.06Mt 2.3礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力的確定 根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠妹盒枨蠛屯饷娴挠妹盒枨?，同時(shí)結(jié)合煤層的賦存條件、裝備水平、資金來源、可采儲(chǔ)量等因素，確定礦井生產(chǎn)能力為1.8Mt/a。 2.3.2礦井及水平服務(wù)年限的確定 礦井及水平服務(wù)年限均按下式計(jì)算： T=Z/AK （2-2） 式中：T—服務(wù)年限； Z—設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬t； A—設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a； K—儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3； 則：礦井及水平服務(wù)年限T=8827÷(180×1.3)≈37年 3井田開拓 3.1井田開拓方式的選擇 3.1.1井筒 1.井田開拓概述 井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及 其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 2.井筒形式的確定 1） 井筒形式的確定 本礦井的煤層傾角不大，平均5°左右，屬于近水平煤層；且表土層沒有流沙層；水文地質(zhì)情況中等簡(jiǎn)單，涌水量不大。由于本礦井煤層埋深350m左右，故通過在技術(shù)上的比較本礦井選用立井井筒開拓。 2）井筒位置的確定 井筒位置的確定原則： （1）沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，讓沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，這樣通風(fēng)網(wǎng)路短，通風(fēng)阻力也小。 （2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置 從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱等的損失看，井筒越淺，煤柱尺寸越小，再考慮整個(gè)井下運(yùn)輸狀況。因此，把井筒一般放在井田傾向方向中偏上的位置。 （3）有利于礦井初期開采的井筒位置 應(yīng)該盡可能的使井筒位置位于淺部，通過這樣的方法，來減少初期井下開拓巷道的工程量，這樣也可以節(jié)省投資和縮短建井工期。 （4）地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置影響 要保證井筒，井底車場(chǎng)和硐室盡量位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量不要讓井筒穿過流沙層、含水層、沖積層、斷層破碎帶等，還要盡量不穿過煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。 （5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場(chǎng) 井口附近要布置主井、副井等生產(chǎn)系統(tǒng)所需的的建筑物，還要引進(jìn)鐵路專用線。為了方便地面各系統(tǒng)之間相互連接，還要方便修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，對(duì)此要求地面要平坦，高差起伏不能太大，還要避免穿過村鎮(zhèn)和居民區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，要避免橋涵工程。 4.井筒位置及坐標(biāo) 主井坐標(biāo)：X：582487.8820 Y：4428359.5132 副井坐標(biāo)：X：582482.106 Y：4428342.6614 風(fēng)井1坐標(biāo)：X：582571.7165 Y：4428378.45 3.2.2工業(yè)場(chǎng)地 工業(yè)場(chǎng)地的位置應(yīng)該位于主井、副井井口附近，即井田中部。 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為18公頃，形狀為梯形。 3.2.3開采水平的確定 本礦井主采煤層為14#煤層。14#煤層屬近水平煤層，平均傾角為5°。因?yàn)楸揪锏貏?shì)比較平坦，表土層也不厚，水文地質(zhì)條件也相對(duì)簡(jiǎn)單，從技術(shù)層面上來說，立井和斜井開拓都可以的，因此初步提出了兩個(gè)開拓方式，再將這兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 通過分析本礦井的年產(chǎn)量等，決定主井采用箕斗提升輸送煤炭。運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層中，煤炭通過主立井中的箕斗提升機(jī)運(yùn)到地面。另外，副立井中布置雙層罐籠，排矸、材料、人員通過副井提升。此外本礦井的煤層賦存角度不大，基本上屬于近水平煤層，所以可以采用帶區(qū)式開采，采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)。 由于本礦井的瓦斯、涌水及煤層傾角等都比較小，還考慮到本井田范圍不大,所以本礦井采用單水平的開采方式?？紤]到煤層的頂?shù)装宥际欠€(wěn)定堅(jiān)硬的，但是為了加快巷道掘井速度，縮短建井工期，就將運(yùn)輸大巷布置到煤層中。布置煤層大巷時(shí)，要避免布置在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的煤層中，與此同時(shí)，還要避開支承壓力的一些不利影響。考慮到煤層自燃發(fā)火期較長(zhǎng)，將巷道布置在煤層中維護(hù)相對(duì)來說并不困難。所以在采用條帶式開采時(shí)，將運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷布置在煤層中，輔運(yùn)大巷布置在巖層中。 3.2.4井底車場(chǎng) 井底車場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸、下料、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 3.2.5方案的提出及技術(shù)比較 考慮之前的各種資料及地質(zhì)條件，想出一下兩種在技術(shù)上可行的開拓方案： 圖3-1 雙立井開拓 圖3-2 主斜副立井開拓 方案一此處采用雙立井開拓，相對(duì)主斜副立來說，井筒的維護(hù)工程量就會(huì)小點(diǎn)，另外，井筒的長(zhǎng)度比主斜副立短。主井采用箕斗提煤，副井用多繩罐籠，另外還有一個(gè)材料罐籠，用于運(yùn)料、出矸、上下人。從技術(shù)上分析，這種方案是可行的。 方案二此處采用主斜副立開拓，由于本處表土層比較薄，地質(zhì)水文條件都比較簡(jiǎn)單，施工也很方便，井筒的維護(hù)量也不是很大。主斜井540m,副立井長(zhǎng)260m,采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。因此，從技術(shù)上分析，這種方案也是可行的。 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 方案一、方案二的大巷及帶區(qū)巷道布置、基建、維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電系統(tǒng)和設(shè)備以及風(fēng)井位置、建設(shè)費(fèi)用等基本一樣，因此在這里這些都不進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。在這里只比較這兩種方案的不同部分，也就是井筒和井底車場(chǎng)的基建費(fèi)和經(jīng)營(yíng)費(fèi)這些。 表3-1 工程量 方案項(xiàng)目 方案一 方案二 主井井筒（m） 400 540 副井井筒（m） 390 260 井底車場(chǎng)（m） 1399 1050 注：井底車場(chǎng)、硐室工程量折算成巷道工程量（按照立方折算） 表3-2 方案一基本建設(shè)費(fèi)用表 順序 工程項(xiàng)目名稱 斜井單水平開拓 總工程量 （m） 單價(jià)（元·m-1） 費(fèi)用 （萬元） 直接費(fèi) 輔助費(fèi) 管理費(fèi) 合計(jì) 1 主井井筒 400 6127.0 5011.4 3452.9 14591.3 539.8 2 副井井筒 390 6127.0 5011.4 3452.9 14591.3 525.3 3 井底車場(chǎng) 1399 2066.1 1436.2 1085.7 4588.0 550.1 基本費(fèi) 合計(jì) 1615.2 表3-3 方案二基本建設(shè)費(fèi)用表 方案 項(xiàng)目 立井單水平（含輔助水平）上、下山開拓 總工程量 （m） 單價(jià)（元·m-1） 費(fèi)用 （萬元） 直接費(fèi) 輔助費(fèi) 管理費(fèi) 合計(jì) 主井井筒 540 3573.0 2385.5 1930 7888.5 583.7 副井井筒 260 6127.0 5011.4 3452.9 14591.3 525.3 井底車場(chǎng) 1050 2566.1 1436.2 1585.7 5588.0 642.6 總合計(jì) 1751.6 在這里不得不說管理費(fèi)是直接費(fèi)和輔助費(fèi)總和的31%。 表3-4 費(fèi)用匯總表 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （%） 費(fèi)用 （萬元） 百分率 （%） 基本建設(shè)費(fèi) 1553.8 100% 1350.5 90% 在以上所列的經(jīng)濟(jì)比較中需要來補(bǔ)充以下幾點(diǎn)； 1.兩種方案的大巷和上山的開掘費(fèi)用都差不多，想到全井田中大巷的開掘長(zhǎng)度基本一樣，也就是開掘的總費(fèi)用也差不多，所以沒有對(duì)這方面來進(jìn)行比較計(jì)算，還有，帶區(qū)的上、中、下部車場(chǎng)數(shù)目?jī)煞N方案也一樣，因此也沒考慮。 2.兩種方案的大巷、石門以及帶區(qū)的所有輔助運(yùn)輸費(fèi)用都一樣，因此也沒考慮。 3.綜上來看：對(duì)于基建的總投資來說，方案一比方案二少了136.4萬元，可以明顯看出方案一比方案二更好，所以本設(shè)計(jì)要選擇方案一，也就是：用雙立井開拓來開采整個(gè)井田。 3.2礦井開拓巷道 3.2.1井筒 1.井筒特征 通常來說，立井井筒的斷面形狀有兩種：圓形和矩形，但圓形斷面的立井具有承壓性能好，服務(wù)年限長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低通風(fēng)阻力小，通風(fēng)阻力小等優(yōu)點(diǎn)，因此副井井筒采用圓形斷面，主井井筒采用半圓拱形斷面。由于煤層上部距地表較淺，為了便于施工，還有安全起見，風(fēng)井也采用立井的井筒形式，半圓拱形斷面。 2.井筒斷面尺寸 1） 主井 主井井筒采用的是立井，井筒直徑6.5m，在本設(shè)計(jì)中礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為1.8Mt，所需的提升量相對(duì)較大，所以，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)裝備，在主井中用煤礦立井箕斗提升系統(tǒng)來提煤。主井的井壁采用混凝土澆筑的支護(hù)方式。另外，還要布置檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、通訊信號(hào)電纜和梯子間等設(shè)施。主井的井筒斷面和井筒特征表分別見圖3-3和表3-5 表3-5 主井井筒特征表 井型 1.8Mt 提升容器升 箕斗提升機(jī) 井筒直徑 6.5m 井深 380 井?dāng)嗝娣e 33.18 m2 井筒支護(hù) 混凝土井壁厚500mm表土段井 壁厚1000-2000mm 基巖段毛斷面積 44.18 m2 表土斷毛斷面積 56.74-86.58 m2 圖3-3 主井井筒斷面圖 圖3-4 副井?dāng)嗝鎴D 2） 副井 副井井筒在此處也用立井形式，斷面為圓形，凈直徑為6.0m，井筒內(nèi)裝備一套3t雙層雙車罐籠，而井壁要采用的是鋼筋混凝土澆筑支護(hù)的方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備和矸石等。副井內(nèi)除了要裝備罐籠以外，還要設(shè)梯子間等作為安全出口，并要設(shè)有管子道、電纜道等等設(shè)備。副井井筒斷面和井筒特征表分別見圖3-4和表3-6 表3-6 副井井筒特征表 井型 1.8Mt 提升容器升 3t雙層雙車罐籠 井筒直徑 6.0m 井深 260m 井?dāng)嗝娣e 28.26 m2 井筒支護(hù) 混凝土井壁厚400mm表土段井壁厚1000-2000mm 基巖段毛斷面積 32.15 m2 表土斷毛斷面積 46.74-76.58 m2 3）風(fēng)井 風(fēng)井采用的也是立井形式，斷面同樣也為圓形，井筒斷面直徑為4.5m，斷面積為15.9 m2。兩個(gè)風(fēng)井都布置在井田邊緣，不需要留設(shè)保護(hù)煤柱。井筒要采用混凝土支護(hù)，井壁厚500mm，風(fēng)井井筒斷面和井筒特征表分別見圖3-5和表3-7 圖3-5 風(fēng)井?dāng)嗝鎴D 表3-7 風(fēng)井井筒特征表 井型 井筒直徑 井深 凈斷面積 基巖段毛斷面積 表土段毛斷面積 0.9Mt 4.5m 350m 15.9 m2 27.39 m2 44.10 m2 3.2.2井底車場(chǎng) 1.井下中央變電所 1） 硐室位置。 2） 支護(hù)形式和特殊要求 變電所必須要采用不燃性的材料來進(jìn)行支護(hù)，如過選用的是混凝土或者料石砌碹，如果條件許可，也可以采用不燃性的錨噴支護(hù)。 硐室不能有滴水現(xiàn)象，電纜溝要設(shè)置一定的坡度方便將里面的積水隨時(shí)排出室外。 中央變電所還要根據(jù)規(guī)定，設(shè)置相應(yīng)的滅火器材。如：配置相應(yīng)的滅火設(shè)備和充足的砂箱，因此在硐室設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，一定要留出相應(yīng)的位置來給滅火器材。 2.水倉的支護(hù)形式和特殊要求 本次設(shè)計(jì)的水倉斷面是半圓拱的形狀 ，用混凝土來砌碹水倉，考慮到支架間隙也可以用來儲(chǔ)水，水倉凈斷面應(yīng)該乘以1.2的系數(shù)，為了讓淤泥更易于沉淀，也方便清理，水倉到配水房的方向應(yīng)該設(shè)立反坡，而且坡度通常為1‰～2‰。在水倉的最低點(diǎn)處，也就是清理斜巷不能設(shè)積水窩，再清理水倉時(shí)就能將積水排出，為了以后清理工作的方便。 3.等候室 在副井井筒的附近應(yīng)該要設(shè)置等候室，來作為工人候車和休息的場(chǎng)所，等候室應(yīng)該與工具房挨著，以便于工人來領(lǐng)取工具。 井底車場(chǎng)平面圖如下： 圖3-6 井底車場(chǎng)平面圖 3.2.3主要開拓巷道 膠帶運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷等主要開拓巷道的斷面形式、斷面大小、支護(hù)方式及參數(shù)見下圖和下表。 1.膠帶運(yùn)輸大巷 圖3-7 運(yùn)輸大巷斷面圖 表3-8 運(yùn)輸大巷斷面特征表 圍巖類別 煤巷 錨桿排列方式 矩形 掘進(jìn)斷面（m2） 17.3 錨桿排列間距（mm） 800 凈斷面 （m2） 15.3 錨深（mm） 2000 掘進(jìn)尺寸（寬×高，mm） 4600,4800 錨桿規(guī)格（L×Φ，mm） 1900×16 噴射厚度（mm） 100 凈周長(zhǎng)（m） 10.8 錨桿型式 樹脂錨桿 百米風(fēng)阻（Pa） 錨桿外露長(zhǎng)度（mm） 100 2.輔助運(yùn)輸大巷 圖3-8 軌道大巷斷面圖 表3-9 軌道大巷斷面特征表 圍巖類別 巖巷 錨桿排列方式 矩形 掘進(jìn)斷面（m2） 17.3 錨桿排列間距（mm） 800 凈斷面 （m2） 15.3 錨深（mm） 2000 掘進(jìn)尺寸（寬×高，mm） 5000,4000 錨桿規(guī)格（L×Φ，mm） 1900×16 噴射厚度（mm） 100 凈周長(zhǎng)（m） 14.8 錨桿型式 樹脂錨桿 巷道坡度（‰） 3 錨桿外露長(zhǎng)度（mm） 100 每米錨桿數(shù)（根） 15.0 3.回風(fēng)大巷 圖3-9 回風(fēng)大巷斷面圖 表3-10 回風(fēng)大巷斷面特征表 圍巖類別 巖巷 錨桿排列方式 矩形 掘進(jìn)斷面（m2） 17.35 錨桿排列間距（mm） 800 凈斷面 （m2） 15.28 錨深（mm） 2000 掘進(jìn)尺寸（寬×高，mm） 4300,2500 錨桿規(guī)格（L×Φ，mm） 1900×16 噴射厚度（mm） 100 凈周長(zhǎng)（m） 15 錨桿型式 樹脂錨桿 百米風(fēng)阻（Pa） 錨桿外露長(zhǎng)度（mm） 100 4帶區(qū)巷道布置 4.1帶區(qū)巷道布置 4.1.1帶區(qū)數(shù)目和位置 首采帶區(qū)選擇在煤層的301帶區(qū)，首采面選擇在煤層的301帶區(qū)東北部的3101工作面。這個(gè)帶區(qū)的儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件都比較簡(jiǎn)單，且煤層賦存比較穩(wěn)定，這樣也有利于礦井達(dá)產(chǎn)，且可以避免小窯的影響。 4.1.2帶區(qū)運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)及排水系統(tǒng) 1.運(yùn)煤系統(tǒng) 3101工作面：回采工作面→分帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)斜巷→運(yùn)輸大巷→主井→地面 2.輔助運(yùn)輸系統(tǒng) 3101工作面：地面材料及設(shè)備→副井→井底車場(chǎng)→輔助運(yùn)輸大巷→運(yùn)料聯(lián)絡(luò)斜巷→分帶回風(fēng)運(yùn)料斜巷→工作面（3101面） 3.通風(fēng)系統(tǒng) 3101工作面：地面新鮮風(fēng)→副井→井底車場(chǎng)→輔助運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)斜巷→分帶運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)斜巷→回采工作面→分帶回風(fēng)運(yùn)料斜巷→回風(fēng)大巷→風(fēng)井→地面 4.排水系統(tǒng) 301工作面：工作面→分帶回風(fēng)運(yùn)料斜巷→輔助運(yùn)輸大巷→井底水倉→副井→地面井下水處理站。 4.1.3帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 1.帶區(qū)生產(chǎn)能力 由于礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)量為1.8Mt，采高為2.3m的綜合機(jī)械化采煤方法，這樣只布置一個(gè)工作面就可以滿足礦井的產(chǎn)量要求。 1）工作面的采煤機(jī)生產(chǎn)能力，按下式計(jì)算： 式（5-1） 式中：——工作面采煤機(jī)生產(chǎn)能力，Mt/a； ——采煤機(jī)割煤高度，m； ——煤層容重，t/m3； ——工作面長(zhǎng)度，m； ——采煤機(jī)截深，m； ——工作面晝夜進(jìn)刀次數(shù)，取6； ——工作面割煤回采率，取0.93； N——正規(guī)循環(huán)率，取0.8； 已知H1=2.3m，=1.3 t／m3，L=250 m，a=1m，n=9，C0=0.93，N=0.8將各值代入公式（5-1），可得： A0=330×2.3×1.3×250×1×9×0.93×0.8×10-6 =1.65（Mt/a） 工作面年產(chǎn)量A0=1.65（Mt/a） 2）準(zhǔn)備掘進(jìn)和端頭生產(chǎn)能力 掘進(jìn)出煤按照工作面產(chǎn)量的10%計(jì)算為16萬噸 綜上，礦井設(shè)計(jì)井型為1.8Mt/a，而帶區(qū)的生產(chǎn)能力為1.85Mt/a，肯定能滿足礦井的產(chǎn)量要求。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于帶區(qū)采出率，厚煤層不應(yīng)低于0.75，中厚煤層不應(yīng)低于0.8，薄煤層不應(yīng)低于0.85。而設(shè)計(jì)的首采帶區(qū)采出率為80.3%，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。最大控頂距1.2m,最小控頂距0.4m,支架間距1.68 4.1.4帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 分帶運(yùn)輸巷采用膠帶輸送機(jī)DSJ100\63\2×75型。 分帶輔助巷采用防爆膠輪車進(jìn)行人員及物料的運(yùn)輸，WC20R防爆人車、WC5T防爆膠輪車 5采煤方法 5.1采煤工藝方式 5.1.1采煤方法選擇 本井田設(shè)計(jì)煤層為14#煤層，14#煤層平均厚度2.3m，屬于中厚煤層，煤層傾角不大，屬于近水平煤層?？梢赃x用的的采煤方法有：傾斜分層長(zhǎng)壁下行跨落采煤法；大采高一次采全厚單一長(zhǎng)壁采煤法；一次采全厚綜采放頂煤采煤方法。這三種方法每種都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，下面進(jìn)行分別敘述： 1.傾斜分層下行跨落采煤法 優(yōu)點(diǎn)：這種方法可以解決緩斜厚煤層開采時(shí)的頂板支護(hù)以及采空區(qū)處理等問題，這樣更方便于在這種煤層條件下實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高資源采出率以及獲取更好的采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 缺點(diǎn)：使用這種方法時(shí)，鋪設(shè)假頂?shù)墓ぷ髁勘容^大，巷道維護(hù)也比較困難，而且這樣的話，生產(chǎn)的組織管理工作也很復(fù)雜，尤其是在開采易燃煤層時(shí)，自燃問題很嚴(yán)重，則需要采取特殊的措施來預(yù)防煤層自燃。 2.大采高一次采全厚單一長(zhǎng)壁采煤法 優(yōu)點(diǎn)：這種方法減少了頂煤還有底煤的丟失量，這樣也提高了煤炭資源的采出率，這種方法與分層開采相比較，可以簡(jiǎn)化巷道布置，同時(shí)也節(jié)省了鋪網(wǎng)工序，提高了開采效益。 缺點(diǎn)：使用這種方法，采高越大，支架重量也就越大，而且是成線性變化的。不僅增加了設(shè)備的投資和搬遷難度，同時(shí)也增加了工藝的難度。 3.一次采全厚綜采放頂煤采煤方法 優(yōu)點(diǎn)：這種方法有利于合理的集中來生產(chǎn)，且對(duì)煤層的各種地質(zhì)條件都很好的適應(yīng)性，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 缺點(diǎn)：這種方法采出率比較低（比分層開采低10%左右），而且工作時(shí)工作面的粉塵大，容易自燃發(fā)火，瓦斯容易積聚，隱患很大。 結(jié)合上面的敘述，以及所記載的礦井煤層賦存條件，本次設(shè)計(jì)采用傾斜長(zhǎng)壁一次采全高后退式綜合機(jī)械化采煤方法。采空區(qū)的頂板處理采用全部垮落法，此外因?yàn)槊簩禹敯灞容^堅(jiān)硬，所以需要采用強(qiáng)制放頂?shù)拇胧?，來減少采空區(qū)的懸露面積，這種方法既經(jīng)濟(jì)又合理，所以這種方法是可行的。 5.1.2工作面長(zhǎng)度的確定 影響工作面長(zhǎng)度的因素有很多，例如煤層賦存條件、機(jī)械設(shè)備及技術(shù)特征、巷道布置等。由于該煤層的賦存條件好，地質(zhì)條件也很簡(jiǎn)單，所以這個(gè)礦井可以設(shè)計(jì)為綜合機(jī)械化程度比較高的現(xiàn)代化礦井。這種礦井要求工作面要有較大的生產(chǎn)能力，所以要選用較長(zhǎng)的工作面。一般情況下，綜采工作面的長(zhǎng)度范圍在150m～250m，但是由于各種綜采設(shè)備的改進(jìn)以及管理水平的提高，同時(shí)為了能夠使工作面的生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，所以設(shè)計(jì)的工作面長(zhǎng)度為250m。工作面延?xùn)|西走向由帶區(qū)東部向西部推進(jìn)，一個(gè)工作面（301首采工作面）推進(jìn)長(zhǎng)度為2673m。 5.1.3采煤機(jī)型號(hào)和進(jìn)刀方式 1.采煤機(jī)型號(hào) 采煤機(jī)采用MG300-W型采煤機(jī)數(shù)據(jù)如下表 表5-1 MG300-W型采煤機(jī)主要技術(shù)特征 項(xiàng)目 技術(shù)特征 單位 型號(hào) MG300-W 采高 2.0～3.8 m 適應(yīng)媒質(zhì)硬度 F=1～3 煤層傾角 ≤35 ° 截深 800 mm 滾筒直徑 1.6、1.8、2.0 m 牽引方式 無鏈 牽引力 500 kN 牽引速度 0～8 m/s 鏈條規(guī)格 銷輪齒軌 滾筒中心距 8389 mm 機(jī)面高度 1488 mm 臥底量 286 mm 2.采煤機(jī)進(jìn)刀方式 采煤機(jī)進(jìn)刀采用在工作面端頭斜切進(jìn)刀法，其進(jìn)刀過程如下： a.采煤機(jī)開至頭或尾部，準(zhǔn)備進(jìn)刀； b.升起前滾筒、降下后滾筒，采煤機(jī)斜切入刀，直至滾筒完全切入煤壁,運(yùn)輸機(jī)斜切段大約45m； c.對(duì)調(diào)前后滾筒上下位置，推移端部40m處運(yùn)輸機(jī)，采煤機(jī)將該45m范圍三角煤壁割通； d.對(duì)調(diào)采煤機(jī)前后滾筒上下位置，將采煤機(jī)反向牽引，將三角段浮煤掃清，采煤機(jī)正常割煤。 5.1.4輸送機(jī)型號(hào) 輸送機(jī)采用SGZ—764/264A型刮板輸送機(jī)，主要技術(shù)特征見表5-2 表5-2 SGZ—764/264A型刮板輸送機(jī)主要技術(shù)特征 項(xiàng)目 技術(shù)特征 單位 型號(hào) SGZ—764/264A 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 200 m 出廠長(zhǎng)度 150 m 運(yùn)輸能力 700 t/h 鏈速 1.12 m/s 電 動(dòng) 機(jī) 型號(hào) KBY550-132 功率 2×132 KW 轉(zhuǎn)速 1475 r/min 電壓 1140 V 布置方式 平行布置 中部槽規(guī)格（長(zhǎng)×寬×高） 1500×764×222 mm 園環(huán)鏈規(guī)格（d×t） 26×92-C mm 刮板鏈形式 中雙鏈 刮板間距 920 mm 與采煤機(jī)配套牽引方式 無鏈牽引 制造廠家 張家口煤機(jī)廠 5.1.5支架型號(hào) 支架選用ZZ4000/18/38型液壓支架，主要技術(shù)特征見表5-3 表5-3 ZZ4000/18/38型液壓支架主要技術(shù)特征見表 項(xiàng)目 技術(shù)特征 單位 標(biāo)準(zhǔn)型號(hào) ZZ4000/18/38 形式 支撐掩護(hù)式支架 高度 1.8-3.8 m 寬度 1.42-1.59 m 中心距 1.5 m 初撐力 3141.6 kN 工作阻力 4000 kN 支護(hù)強(qiáng)度 0.7 MPa 對(duì)底板比壓 1.431.58 MPa 適應(yīng)煤層傾角 ≤30 ° 供液泵壓 75 MPa 運(yùn)輸尺寸（長(zhǎng)×寬×高） 55.958×1.42×1.8 m 重量 15.9 T 設(shè)計(jì)單位 上海分院 制造廠家 蘇南煤機(jī)廠 5.1.6控頂設(shè)計(jì)和支護(hù)強(qiáng)度校核 1.控頂設(shè)計(jì) 工作面長(zhǎng)250m，支架中心距1.5m，根據(jù)三機(jī)配套原則，則工作面需要安裝150架支架，工作面的最大控頂距為1.2m，最小控頂距為0.4m，最小端面距為0.4m，最大端面距為0.7m。 2.支護(hù)強(qiáng)度校核 1）支架支護(hù)強(qiáng)度校核 根據(jù)液壓支架支護(hù)強(qiáng)度校核公式知，公式為式5-1。 g = k×H×r 式（5-1） 式中：g——頂板對(duì)支架的壓強(qiáng)(8倍于工作面的采高)，Pa； k——采高的倍數(shù)(支架上方的巖石厚度,一般取6-8)； H——工作面的采高,2.32m； r——頂板巖石容重,最大取1.34t/m3； 代入數(shù)據(jù)得: g =7×2.32×1.34×9.5/1000=0.34MPa<0.7 MPa 由上面的計(jì)算數(shù)據(jù)可以得到所選支架支護(hù)強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求. 根據(jù)ZZ4000/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架的特征表可知，工作阻力為4000kN。經(jīng)過計(jì)算，可以得到工作面的阻力P不大于支架額定工作阻力的80%，符合要求。 2）支架初撐力校核 對(duì)于老頂來壓比較強(qiáng)烈的工作面，支架的初撐力應(yīng)該適當(dāng)?shù)募哟?，約為額定工作阻力的75%為宜。 則：P0=75%×4000kN =3000 kN 式（5-2） 由所選液壓支架的技術(shù)特征表可以知道，所選支架的初撐力為3141.6KN，條件符合控頂設(shè)計(jì)對(duì)支架初。 5.1.8工作面采空區(qū)處理方法 采空區(qū)全部采用自然跨落法處理，若機(jī)頭端頭懸頂面積大于8m2而不垮落，必須要將錨索退出，如果在退出錨索之后，仍然不能使使采空區(qū)頂板跨落，則必須對(duì)采空區(qū)進(jìn)行強(qiáng)制放頂，相應(yīng)的措施應(yīng)該按相關(guān)的規(guī)定來進(jìn)行。 5.2礦井工作制度 采用四六制，三個(gè)班采煤，一個(gè)班檢修，每班6個(gè)小時(shí)。 5.3回采巷道布置 5.3.1回采巷道布置方式 在運(yùn)輸斜巷內(nèi)，為了適應(yīng)礦井產(chǎn)量大的需要，需要設(shè)置轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)，同時(shí)為了減少增減支架的麻煩，通常要做到工作面等長(zhǎng)，所以對(duì)分帶的兩平巷都應(yīng)該盡量做到直線而且要相互平行布置。 本次所設(shè)計(jì)的礦井屬于低瓦斯礦井，而且煤層傾角很小，平巷維護(hù)條件達(dá)到了單巷布置要求，所以采用單巷布置的方式。 5.3.2分帶巷道布置尺寸 分帶巷道單巷布置，采用留設(shè)20m分帶保護(hù)煤柱的護(hù)巷方法。分帶運(yùn)輸巷斷面尺寸為3.0х4.0(高х寬m)，分帶軌道巷斷面尺寸為3.0х3.5(高х寬m)，工作面開切眼斷面尺寸為2.5х7.5(高х寬m)。 表5-4 分帶巷參數(shù)表 巷道名稱 斷面形式 斷面尺寸(高х寬m) 支護(hù)方式 分帶運(yùn)輸巷 矩形 3.0х4.0 錨桿+錨索 工作面開切眼 矩形 2.5х7.5 錨桿+錨索 分帶巷道沿煤層底板并與帶區(qū)運(yùn)輸巷道垂直布置，分帶運(yùn)輸與分帶回風(fēng)平行，