畢業(yè)設(shè)計--煤礦1.8 mta新井設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計包括二個部分：一般部分和專題部分。</p><p>　　一般部分為千秋煤礦1.8 Mt/a新井設(shè)計。義馬煤業(yè)集團千秋礦位于河南省義馬市及澠池轄區(qū)，千秋井田西部以41勘探線與耿村礦為界，東部以北露天礦、躍進礦為界，北部至煤層露頭。全井田走向長4.27～4.95 km，傾斜長2.8～3.2 km，則

2、井田的水平面積14.1 km2。主采煤層為二1號煤，平均傾角為12°，煤層平均總厚為10.8 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。</p><p>　　井田工業(yè)儲量為213.19 Mt，礦井可采儲量148.21 Mt。礦井服務(wù)年限為63.3 a，礦井正常涌水量為385.4 m3/h，最大涌水量為500.6 m3/h。礦井瓦斯和CO2 涌出量為32.33 m3/min和8.39 m3/min，相對涌出量分別為11.

3、35 m3/t和2.53 m3/t，為高瓦斯礦井。</p><p>　　井田礦井開拓方式為雙立井二水平，暗斜井延伸，上下山開采，一水平標(biāo)高為+200 m，二水平標(biāo)高為±0 m。礦井采用走向長壁后退式綜采放頂煤全部垮落法綜合機械化采煤法。</p><p>　　井下大巷運輸采用蓄電池式電機車運輸，運煤采用膠帶輸送機，輔助運輸采用1.5t固定箱式礦車。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式通風(fēng)。&l

4、t;/p><p>　　礦井年工作日為330 d，工作制度為“四六”制。</p><p>　　一般部分共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式；6.采煤方法；7.井下運輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)與安全；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。</p><p>　　專題部分對綜采放頂煤瓦斯防治技術(shù)分析進

5、行了討論。</p><p>　　關(guān)鍵詞：立井開拓；綜采放頂煤；兩翼對角式通風(fēng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　一般部分</b></p><p>　　1 礦區(qū)概

6、述及井田地質(zhì)特征1</p><p>　　1.1 礦區(qū)概述1</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征2</p><p>　　1.3 煤層埋藏條件4</p><p>　　2 井田境界和儲量7</p><p>　　2.2 礦井工業(yè)儲量8</p><p>　　2.3 礦井可采儲量8<

7、;/p><p>　　3 礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力13</p><p>　　3.1礦井工作制度13</p><p>　　3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限13</p><p><b>　　4 井田開拓17</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題17</p><

8、;p>　　4.2 礦井基本巷道32</p><p>　　4.3井底車場37</p><p>　　4.4井底車場硐室40</p><p><b>　　5 準(zhǔn)備方式43</b></p><p>　　5.1 煤層地質(zhì)特征43</p><p>　　5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)43<

9、;/p><p>　　5.3采區(qū)車場選型設(shè)計53</p><p><b>　　6 采煤方法57</b></p><p>　　6.1 采煤工藝方式57</p><p>　　6.2 回采巷道布置69</p><p><b>　　7 井下運輸71</b></p>

10、<p><b>　　7.1概述71</b></p><p>　　7.2采區(qū)運輸設(shè)備72</p><p>　　7.3 大巷運輸設(shè)備79</p><p><b>　　8 礦井提升85</b></p><p>　　8.1 礦井提升概述85</p><p>　　8

11、.2 提升容器的選型計算85</p><p>　　8.3 提升鋼絲繩的選擇計算89</p><p>　　8.4 提升機與天輪的選擇計算91</p><p>　　8.5 提升電動機的預(yù)選92</p><p>　　8.6 提升機與井筒的相對位置93</p><p>　　9 礦井通風(fēng)與安全95</p>

12、<p><b>　　9.1 概述95</b></p><p>　　9.2 礦井所需風(fēng)量的計算99</p><p>　　9.3全礦井通風(fēng)阻力106</p><p>　　9.4 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備111</p><p>　　9.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施115</p><p>　

13、　10 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)119</p><p><b>　　參考文獻120</b></p><p><b>　　專題部分</b></p><p>　　綜采放頂煤瓦斯防治技術(shù)分析123</p><p><b>　　1 概述123</b></p>&l

14、t;p>　　2 國內(nèi)外瓦斯治理現(xiàn)狀及問題的提出124</p><p>　　3 綜采放頂煤瓦斯涌出規(guī)律125</p><p>　　3.1 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律125</p><p>　　3.2 綜放工作面采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律126</p><p>　　4 綜放工作面瓦斯綜合治理技術(shù)127</p><p>

15、　　4.1 綜放工作面初采期瓦斯治理技術(shù)127</p><p>　　4.2 走向高抽巷抽放瓦斯技術(shù)129</p><p>　　4.3 U+I形通風(fēng)治理綜放面技術(shù)131</p><p><b>　　5 結(jié)束語133</b></p><p><b>　　參考文獻135</b></p>

16、;<p><b>　　致 謝136</b></p><p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1 礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1 礦區(qū)地理位置與交通條件</p><p>　　義馬煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司千秋煤礦（以下簡稱“千秋煤礦”）

17、位于河南省義馬市南1～2 km，義馬煤田中部，屬義馬市及澠池縣轄區(qū)，地理座標(biāo)東徑111°45′11"-111°51′05"，北緯34°41′36"-36°43′16"。隴海鐵路從井田內(nèi)穿過，工業(yè)廣場有鐵路專用線與隴海鐵路在義馬站接軌，專用線長4 km。310 國道橫貫井田北部，距工業(yè)廣場0.7 km。連霍高速在井田北3 km處經(jīng)過，交通條件極為便利（附交通位

18、置示意圖1-1）。</p><p>　　圖1-1 千秋煤礦交通位置示意</p><p>　　千秋煤礦是義馬煤業(yè)（集團）的骨干礦井，屬國有重點企業(yè)礦井1956年籌建，1958年簡易投產(chǎn)，原設(shè)計生產(chǎn)能力0.90 Mt/a，主要開采二1煤層及二3煤層。井田境界由57個拐點坐標(biāo)連接而成，面積14.116 km2。開采深度由露頭至-200m，該礦始建于1956年，礦井原設(shè)計生產(chǎn)能力為0.90 Mt

19、/a，后經(jīng)改造，井田面積擴大，礦井生產(chǎn)能力提高，近年來產(chǎn)量一直維持在1.50 Mt/a左右。2006年礦井核定生產(chǎn)能力為1.52 Mt/a。</p><p>　　1.1.2 礦區(qū)地形</p><p>　　本井田以侏羅系為骨架，上部廣為第四系亞粘土所覆蓋，地形較為復(fù)雜，屬低山丘陵區(qū)，標(biāo)高+437.20 m～+570.73 m，最大相對高差233.53 m，整個井田地勢南高北低，在井田南部構(gòu)成

20、近東西向的分水嶺，標(biāo)高+457.00 m～+670.73 m，井田內(nèi)南北向及東西向沖溝發(fā)育，井田北部較平坦。</p><p>　　1.1.3 礦區(qū)氣候條件</p><p>　　本井田為大陸性氣候，四季分明，雨量較為充沛和集中。據(jù)澠池氣象站資料，最高氣溫41.6 ℃，最低氣溫-18.7 ℃，年平均氣溫12.3 ℃。年最大降水量為1013.6 mm，最小為371.2 mm，月最大降水290.5

21、 mm，日最大降水為131.8 mm，月均最大降水量為7月，降水量為149.5 mm，7、8、9月份降水量占全年的55%。年最大蒸發(fā)量為2368.7 mm，最小為1583.8 mm，年均1951 mm，月均最大蒸發(fā)量為293 mm，最小為81 mm（1月）。平均絕對濕度為11 毫巴，相對濕度64%。5-9月以東-東南風(fēng)為主，10月-翌年4月份以西～西北風(fēng)為主，平均風(fēng)速3.3 m/s，最大風(fēng)速20 m/s。凍結(jié)期為11月-翌年3月，凍結(jié)天

22、數(shù)為31-93 d，最大凍結(jié)深度為0.34 m。</p><p>　　1.1.4 礦區(qū)水文情況</p><p>　　南澗河發(fā)源于陜縣觀音堂，英豪山南麓，據(jù)以往資料，本井田內(nèi)南澗河旱季流量2.26 m3/s，雨季山洪暴發(fā)流量為1446.5 m3/s。</p><p>　　石河發(fā)源于井田北部山區(qū)，平時河床幾乎無水，雨后山洪暴發(fā)，流量劇增，持續(xù)時間較短，為典型的間歇性河流

23、。在該礦老工業(yè)廣場西匯入南澗河。井田內(nèi)地表水和地下水經(jīng)沖溝匯入南澗河。</p><p>　　1.1.5 水源及電源</p><p>　　老工業(yè)場地已有完整的給水系統(tǒng)，經(jīng)驗算能滿足生產(chǎn)生活要求。新副井工業(yè)場地食堂及職工飲用水水源為一眼老水源井，生活用水以及消防用水水源為井下清水點涌水。主斜井生產(chǎn)用水利用處理后的礦井排水，生活用水可從新副井拉水。</p><p>　　千

24、秋煤礦的供電分東部、西部兩大部分。東部供電從原工業(yè)廣場東三十里鋪35 kv變電所引出兩路6 kv電源線LGJ-150，1.5 km至千秋礦工業(yè)廣場變電所，一用一備。西部供電從耿村變電所和總機廠變電所引35 kv架空線至主斜井35 kv變電所，兩個回路供電，一用一備。新井區(qū)雙回路電源引自主斜井35 kV變電所，導(dǎo)線型號為LGJ-240，電壓等級為6 kv，供電距離1.5 km。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)

25、特征</p><p>　　1.2.1 地層情況</p><p>　　井田內(nèi)地層由老到新為三疊系、侏羅系、白堊系、第三系和第四系?，F(xiàn)簡述如下：</p><p>　　1）三疊系上統(tǒng)潭莊組（T3）：井田內(nèi)揭露最大厚度為23.54 m，巖性組合物征為：以灰綠色泥巖為主，次為淺綠灰～淺灰色細砂巖和粉砂巖，偶夾薄煤層，頂部風(fēng)化帶明顯。</p><p>　

26、　2）侏羅系中統(tǒng)義馬組（Js）：為井田含煤地層，煤系保留厚度20.1～99.86 m。義馬組含煤巖系自下而上劃分為四段：底礫巖段，厚0.3～32.81 m，平均7.7 m，下含煤段，厚5.31～39.34 m，平均38.22 m，該段為義馬組主要含煤段，含二煤組（二1煤、二3煤）；泥巖段厚4.4～42.2 m，平均24 m，上含煤段0～9.09 m，平均3.0 m。</p><p>　　3）侏羅系中統(tǒng)馬凹組（J2

27、）：厚0～214.7 mm，一般178.06 m，本組由紫紅色泥巖，粉砂巖，灰綠色粉砂巖、細砂巖和雜色礫巖組成。</p><p>　　4）侏羅系上統(tǒng)巨厚礫巖：厚0～371.13 m，一般厚168.68 m，本統(tǒng)為一套巨厚沖積扇相礫巖層。礫石主要成分為石灰?guī)r，次為石英礫巖，含少量火成巖。</p><p>　　5）白堊系（K）：厚0～269.98 m，為一套凝灰質(zhì)碎屑巖系。</p>

28、<p>　　6）上第三系（N）：厚0～23.27 m，井田內(nèi)呈不規(guī)則分布，以肉紅色、灰白色泥灰?guī)r為主。</p><p>　　7）第四系（Q）：厚0～37.4 m，中、上部為砂質(zhì)粘土和含礫粘土，底部為土黃或磚紅色粘土礫層，礫石成分主要為石英巖及石英砂巖。</p><p>　　1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　1）井田基本構(gòu)造形態(tài)：千秋井田位于義馬

29、向斜北翼，基本構(gòu)造形態(tài)為簡單的單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀平緩，走向近東西，傾向南，傾角9°～12°平均為10°。沿走向略有變化。</p><p>　　2）斷裂構(gòu)造：井田內(nèi)斷裂構(gòu)造相對較發(fā)育，尤以北北東～北東向小斷裂發(fā)育，按其展布方向和力學(xué)性質(zhì)可劃分為近東西向壓扭性斷裂和北東～北東向張扭性斷裂兩組（附千秋井田斷層特征及控制情況一覽）。</p><p>　　表1-1 秋

30、井田斷層特征及控制情況一覽</p><p>　　1.2.3 水文地質(zhì)特征</p><p>　　井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，地表為第四系粘土黃土覆蓋，基巖零星裸露地表，各含水層間均有穩(wěn)定的隔水層，大氣降水、地表水多呈地表徑流排泄，向地下滲透有限，僅通過基巖風(fēng)化帶，導(dǎo)水裂隙及斷層帶產(chǎn)生越流補給，其它各含水層間無明顯水力聯(lián)系。</p><p><b>　　1）地表水<

31、;/b></p><p>　　井田內(nèi)主要地表水為南澗河和石河，石河為南澗河的支流，于下石河處匯入南澗河，匯水面積60.8 km2。南澗河經(jīng)井田淺部橫貫東流，匯入洛河，義馬以上流域面積576 km2。旱季流量2.26 m3/s，1972年、1982年由于干旱曾斷流兩次。最大洪水流量為1446.5 m3/s，最高洪水標(biāo)高為+445.8 m。雨季地表水沿沖溝排入南澗河，該河為一典型的季節(jié)性河流。</p>

32、;<p><b>　　2）含（隔）水層</b></p><p>　　含水層：主要有① 第四系底部礫卵石層孔隙潛水含水層，厚0～1.67 m，井田內(nèi)局部沉積，巖性由石英砂巖和礫卵石組成。② 第三系泥灰?guī)r，礫巖巖溶孔隙～裂潛水～承壓含水層，厚0～23.27 m，平均5.00 m，井田內(nèi)均有不同程度的沉積，泥灰?guī)r質(zhì)純，峰窩狀溶洞發(fā)育。③ 侏羅系上統(tǒng)巨厚礫巖孔隙～裂隙潛水～承壓含水層，

33、厚96.35～435.5 m，平均410.4 m，本層位于井田中部山脊及其以南地段，呈半裸露狀態(tài)分布。④ 侏羅系中統(tǒng)成凹組礫巖孔隙～裂隙承壓含水層，厚4.25～131.1 m，平均53.93 m，其礫巖含量在井田內(nèi)向東向西逐漸減少，局部地段以透鏡體狀態(tài)出現(xiàn)。⑤ 侏羅系中統(tǒng)義馬組底礫巖孔隙～裂隙承壓含水層，厚0～32.81 m，平均7.7 m，分布于井田淺部和東部，且由東向西千逐漸變薄。</p><p>　　隔水層

34、：主要有：① 第四系隔水層，厚0～36.76 m，井田內(nèi)廣泛分布，巖性由黃色粉砂質(zhì)粘土和粘土組成。② 侏羅系中統(tǒng)馬凹組粉砂巖，隔水層，厚50.2～186.96 m，平均132.19 m，由紫紅色粉砂巖，泥巖，細砂巖，砂質(zhì)泥巖組成。③ 侏羅系中統(tǒng)義馬組二煤頂板泥巖隔水層，厚4.4～42.2 m，平均24 m，巖性由深灰、灰黑色泥巖組成。④ 三迭系延長群隔水層，厚度大于23.52 m，巖性以灰色泥巖為主，粉砂巖、細砂巖次之，具水平層理。&l

35、t;/p><p>　　據(jù)河南理工大學(xué)2006年編制的《義馬煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司千秋煤礦礦井地質(zhì)報告》預(yù)測礦井正常涌水量275 m3/h，最大涌水量313 m3/h。另據(jù)義馬礦務(wù)局1990年編制《義馬礦務(wù)局千秋煤礦礦井地質(zhì)報告》資料，礦井年平均涌水量為385.4 m3/h，最大涌水量500.6 m3/h，二水平正常用涌水量為229.8 m3/h，最大涌水量358.8 m3/h。設(shè)計按90年地質(zhì)報告所提涌水量設(shè)計。&

36、lt;/p><p>　　綜上所述，本礦井屬水文地質(zhì)條件簡單的孔隙水頂板間接充水型礦床。</p><p>　　1.3 煤層埋藏條件</p><p>　　1.3.1 煤層埋藏條件</p><p>　　本井田含煤地層為侏羅系義馬組，主要可采煤層為二1煤和二3煤。二1煤在井田內(nèi)全部可采，煤層傾角10°～14°，煤層厚7.80～10.0

37、2 m，平均純厚度6.5 m，煤層結(jié)構(gòu)較為簡單，含穩(wěn)定夾矸兩層。二3煤上距二1煤50～80 m，平均</p><p>　　圖1-2 千秋礦煤巖綜合柱狀</p><p>　　70 m，煤層賦存穩(wěn)定，井田內(nèi)全部可采，煤層厚度3.62～12.67 m，其中純煤厚平均0.26～17.16 m，平均10.8 m。</p><p>　　1.3.2 煤質(zhì)特征</p>

38、<p>　　煤種牌號為長焰煤，原煤灰分18.52%，屬中灰；硫分為0.83%，屬特低硫煤；含磷0.061%，屬中磷煤，發(fā)熱量5000大卡左右，揮發(fā)分為40.86%，煤的工業(yè)利用方向可作為動力煤，懸浮床氣化用煤和民用燃料。</p><p>　　1.3.3 斯、煤塵及煤的自燃</p><p><b>　　1）瓦斯</b></p><p&g

39、t;　　根據(jù)千秋礦2006年瓦斯監(jiān)定結(jié)果：瓦斯和CO2絕對涌出量為32.33 m3/min和8.39 m3/min，相對涌出量分別為11.35 m3/t和2.53 m3/t。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局豫煤安【2006】1078號文“河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于下達2006年度國有重點煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的通知”千秋煤礦為高瓦斯礦井，因此該礦井為高瓦斯礦井。</p><p><b>　　2）煤塵</b>&l

40、t;/p><p>　　利用煤塵煤樣進行煤塵爆炸性鑒定試驗，其火焰長度0 mm，巖粉含量0％，沒有爆炸危險，屬無爆炸危險煤層。</p><p><b>　　3）煤的自燃發(fā)火</b></p><p>　　利用煤芯煤樣進行的煤層自燃性鑒定試驗，煤的自燃傾向等級為易自燃煤層，自燃發(fā)火期為50 d。</p><p><b>

41、　　4）地溫</b></p><p>　　隨著礦井開采深度增加，無疑地溫將隨之加大，據(jù)《千秋礦延深勘探地質(zhì)報告》，地溫梯度為1.34～1.98 ℃/100 m，平均1.66 ℃/100 m，-200 m水平，其地溫均小于30.5 ℃。本井田基本無熱害區(qū)。</p><p><b>　　2 井田境界和儲量</b></p><p><

42、;b>　　2.1 井田境界</b></p><p>　　在煤田劃分為井田時，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發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有：</p><p>　　1）井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；</p><p>　　2）保證井田有合理尺寸；</p><p>　　

43、3）充分利用自然條件進行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；</p><p>　　4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。</p><p>　　2.1.1 井田范圍</p><p>　　千秋礦位于河南省義馬市境內(nèi)，坐標(biāo)為東徑111°45′11 "-111° 51′ 05"，北緯34°41′36"-36&#

44、176;43′16"。千秋礦東接躍進礦和北露天礦，西與耿村礦相鄰北至二1煤層露頭。</p><p>　　礦井淺部以二1煤層露頭為界，深部至二1煤層-200 m底板等高線。</p><p>　　北部邊界：至二1煤層地表露頭。</p><p>　　東部邊界：：至躍進礦西采區(qū)保護煤柱和F8斷層為界。</p><p>　　東北邊界：至北露天

45、礦西采區(qū)為界。</p><p>　　西部邊界：至耿村礦東三采區(qū)為界。</p><p>　　西南邊界：以F16斷層與耿村礦為界。</p><p>　　南部邊界：以二1煤層-200底板等高線為界。</p><p>　　千秋井田西部以41勘探線與耿村礦為界，東部以F8斷層和北露天礦、躍進礦為界，北部至煤層露頭，深部(南)37576000經(jīng)線與41勘

46、探線間以F16斷層為界。全井田走向長4.95～4.27 km，傾斜長2.8～3.2 km。面積14.1 km2。</p><p>　　2.1.2 井田尺寸</p><p>　　井田的走向最大長4.95 km，最小長度4.27 km，平均走向長度4.7 km；傾斜方向的最大長度3.2 km，最小長度2.8 km，平均傾斜長度3.0 km。煤層的最大傾角14°，最小傾角10°

47、;，平均傾角為12°。</p><p>　　井田的水平面積按下式計算：</p><p>　　S=H×L （2-1）</p><p>　　=4700×3000</p><p><b>　　=14.1 km2</b></p>

48、;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　S —— 井田的水平面積，m2；</p><p>　　H —— 井田的平均傾斜寬度，m；</p><p>　　L —— 井田的平均走向長度，m。</p><p>　　則井田的水平面積為14.1 km2。</p><p>　　2

49、.2 礦井工業(yè)儲量</p><p>　　2.2.1 儲量計算基礎(chǔ)</p><p>　　1）根據(jù)千秋井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算。</p><p>　　2）根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8 m，原煤灰分不大于40%，計算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.7 m ~0.8 m。</p>

50、<p>　　3）儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05 m時，與煤分層合并計算，復(fù)雜煤層的夾石總厚不超過每分層厚度的50%時，以各煤層分層總厚度作為儲量計算厚度。</p><p>　　4）井田那主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探過程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。</p><p>　　5）煤層容重： r=1.4 t/m3</p><p>

51、　　2.2.2 工業(yè)儲量計算</p><p><b>　　根據(jù)儲量計算公式</b></p><p>　　Zg=S×M×r （2-2）</p><p>　　=14.1×10.8×1.4</p><p>　　=213.19 Mt

52、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Zg —— 工業(yè)儲量，Mt；</p><p>　　S —— 井田面積，m²；</p><p>　　M —— 厚度，m；</p><p>　　γ —— 容重，t/m³。</p><p>　　

53、2.3 礦井可采儲量</p><p>　　2.3.1 安全煤柱留設(shè)原則</p><p>　　1）工業(yè)場地、井筒、水庫等均留設(shè)保護煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星的村莊不留設(shè)保護煤柱。</p><p>　　2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱，用裂隙角確定水庫煤柱。巖層移動角70°，裂隙角75°。<

54、;/p><p>　　3）維護帶寬度：風(fēng)井場地20 m，村莊10 m，其他15 m。</p><p>　　4）斷層煤柱寬度50 m，井田境界煤柱寬度30 m，風(fēng)化帶保護煤柱寬度為50 m。</p><p>　　《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中第十五條關(guān)于減少廣場占地問題中，工業(yè)場地（包括選煤廠）占地面積指標(biāo)應(yīng)控制在表2-1的范圍內(nèi)。</p><

55、;p>　　表2-1 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)明細</p><p>　　經(jīng)設(shè)計驗算，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8 Mt噸/年。根據(jù)上述規(guī)定，工業(yè)場地的占地面積應(yīng)為21.6 公頃。取南北450 m，東西480 m，的矩形布置工業(yè)場地，工業(yè)廣場布置在井田的中上部。</p><p>　　2.3.2 礦井永久保護煤柱損失量</p><p>　　1）井田邊界保護煤柱：井田邊界

56、保護煤柱線長約15150 m，邊界煤柱取30 m</p><p>　　P1=30 × L × H × r （2-3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P1 —— 井田邊界煤柱損失量；</p><p>　　L —— 井

57、田邊界保護煤柱線長度；</p><p>　　H —— 煤層厚度；</p><p><b>　　r —— 煤容重。</b></p><p>　　P1=30×15150×10.8×1.4=6872 kt</p><p>　　2）斷層保護煤柱：三大斷層總長需留煤柱5445 m，兩側(cè)各留30 m保

58、護煤柱。</p><p>　　P2 =30 × L × H × r （2-4）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P2 —— 斷層煤柱損失量；</p><p>　　L —— 斷層長度；</p><p

59、>　　H ——保護煤層厚度；</p><p>　　r —— 煤的容重。</p><p>　　P2=5445×30×9.0×1.4=2469.9 kt</p><p>　　2）工業(yè)廣場保護煤柱</p><p>　　工業(yè)廣場受保護面積邊界是由工業(yè)廣場的邊界向外加上一部分備用量即圍護帶確定的，受保護邊界一般不是直

60、接以工業(yè)廣場的外邊界為準(zhǔn)，而是取平行于煤層走向或傾斜方向的與工業(yè)廣場外邊界相連的直線所圍成的面積，作為受保護的邊界。工業(yè)廣場的保護煤柱是從受保護的邊界起，按基巖移動角β、γ和δ及表土層移動角Ø所做的保護平面與煤層的交線來確定。保護煤柱的留設(shè)與計算一般用垂直斷面法求得，計算方法與步驟如下：</p><p><b>　　①確定受保護面積</b></p><p>

61、　　如圖2-2所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形abcd。在矩形的外緣加上15 m寬的維護帶，得受保護面積aˊbˊcˊdˊ。</p><p>　　圖2-1 用垂直斷面法確定工業(yè)廣場保護煤柱示意</p><p><b>　?、勖褐毫坑嬎?lt;/b></p><p>　　工業(yè)廣場保護煤柱煤量計算公式如下

62、：</p><p>　　P3 = S × H × r （2-5）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P3 —— 工業(yè)廣場保護煤柱煤量；</p><p>　　S —— 梯形面積；</p><p>

63、;　　H —— 煤層平均厚度；</p><p>　　r —— 煤層容重。</p><p>　　工業(yè)廣場按Ⅱ級保護，圍護帶寬度為15 m，本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8 Mt，由表2-1知，工業(yè)廣場面積取1.2 ha/0.1 Mt，即21.6 公頃，形狀為長方形，長為450 m， 寬為480 m，地表層移動角及巖層移動角見表2-2。</p><p>　　表2-2 地表

64、層移動角及巖層移動角</p><p><b>　　經(jīng)計算得：</b></p><p>　　梯形高度h=607.65 m；梯形上底AB=650 m；梯形下底CD=707 m，得</p><p>　　S底=0.5×（650+707）×607.65=412290.53 m2。</p><p>　　所以 工

65、業(yè)場地煤柱量＝412290.53×10.8×1.4＝6233832 t</p><p>　　故 總工業(yè)場地煤柱量＝6233.8 kt</p><p><b>　　3）村莊保護煤柱</b></p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》補充規(guī)定，為保證安全，村莊下必須留設(shè)保護煤柱。但是村莊已遷出，無需留村莊保護煤柱。<

66、;/p><p>　　4）保護煤柱總的儲量損失為：623.38+246.99+687.2=15575.7 kt</p><p>　　表2-3 保護煤柱損失量</p><p>　　2.3.3 礦井可采儲量</p><p>　　礦井可采儲量=（礦井工業(yè)儲量－永久煤柱損失）×采區(qū)采出率</p><p>　　Zk=（Zg

67、－P）×C</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Zk —— 礦井可采儲量，kt；</p><p>　　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保護煤柱損失量，kt；</p><p>　　C —— 采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75，中厚煤層不小于0.80，

68、薄煤層不小于0.85，地方小煤礦不小于0.7</p><p><b>　　由前面計算可知：</b></p><p>　　Zk=148210.7 kt</p><p>　　3 礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　

69、　3.1.1 礦井年工作日數(shù)的確定</p><p>　　按《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：“礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330 d計算，每天4班作業(yè)”。所以，本礦井設(shè)計年工作日數(shù)為330 d。</p><p>　　3.1.2 礦井工作制度的確定</p><p>　　礦井工作制度設(shè)計采用“四六”工作制，即三班采煤，一班檢修，每班凈工作時間為6 h。</p><p&

70、gt;　　3.1.3 礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定</p><p>　　按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間16 h。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為16 h。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的依據(jù)<

71、;/p><p>　　《煤炭工業(yè)設(shè)計礦井設(shè)計規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟效益等因素，經(jīng)多方案的比較后確定。論證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)進行第一開采水平或不小于20 a配產(chǎn)。配產(chǎn)應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層及不同煤類搭配開采；同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)體現(xiàn)生產(chǎn)集中原則，符合本規(guī)范第5

72、.1.3條規(guī)定，并應(yīng)保證采區(qū)及工作面的合理接替。</p><p>　　礦井規(guī)?？筛鶕?jù)以下條件確定：</p><p>　　1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定的太大。</p><p>　　2）開采條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）和交通情況（鐵路、公路、水路）、用戶、供

73、電、供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)力度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模。</p><p>　　3）國家需求：對國家煤炭需求量包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要根據(jù)。</p><p>　　4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大。</p><p>　　針對千秋礦井的實際情況：地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量豐富，煤層賦存

74、穩(wěn)定，開采深度大，主要可采煤層為二1、二3號煤層。礦井絕對瓦斯涌出量為28.33 m3/min，相對瓦斯涌出量為11.35 m3/t，屬高瓦斯礦井，開采難度有所加大。</p><p>　　結(jié)合本礦實際和當(dāng)前技術(shù)水平，為了更好的發(fā)揮煤炭資源的經(jīng)濟效益，采用綜合機械化采煤的開采方法。綜合考慮各方面因素，按照礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定，將該礦井生產(chǎn)能力定為1.8 Mt/a。</p><p>　　3.2.2

75、礦井服務(wù)年限的確定</p><p>　　礦井的設(shè)計服務(wù)年限T可按下式計算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T —— 礦井服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk —— 礦井可采儲量，Mt；<

76、;/p><p>　　A —— 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；</p><p>　　K —— 儲量備用系數(shù)，根據(jù)號煤層賦存情況及水文、構(gòu)造分析，并與鄰近礦比較，兩煤層的實際揭露不會變化太大，因此設(shè)計取儲量備用系數(shù)K=1.40。</p><p><b>　　由前面計算可知：</b></p><p>　　Zk=148.2107 Mt&l

77、t;/p><p>　　則： T=148.2107/（1.80×1.4）=63.3﹥50a</p><p>　　按《設(shè)計手冊》規(guī)定：新設(shè)計的1.8 Mt的中型礦井服務(wù)年限應(yīng)大于50 a。本設(shè)計服務(wù)年限為63.3 a，是符合要求的。</p><p>　　即本煤礦的服務(wù)年限約為63.3 a。</p><p>　　3.2.3第一

78、水平的服務(wù)年限</p><p>　　結(jié)合目前我國煤炭行業(yè)的實際情況和隨著采煤技術(shù)及社會生產(chǎn)力的發(fā)展，一水平服務(wù)年限34 a符合當(dāng)前實際并且滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。具體要求見表3-1。</p><p>　　表3-1 新建礦井設(shè)計服務(wù)年限</p><p>　　第一水平服務(wù)年限的計算公式為：</p><p><b>　　（3-

79、2）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　T1 —— 第一水平的服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk1 —— 第一水平的可采儲量，kt；</p><p>　　K —— 礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.3；</p><p>　　A —— 礦井設(shè)計生產(chǎn)

80、能力，kt/a。</p><p>　　根據(jù)礦井開拓布置，利用塊段法計算出礦井第一水平可采儲量為61070kt（見圖2.2），所以第一水平的服務(wù)年限為：</p><p>　　T1=61070/（1800×1.3）=26.1a＞25 a</p><p>　　經(jīng)過礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》之規(guī)定。</p>&l

81、t;p><b>　　4 井田開拓</b></p><p>　　4.1 井田開拓的基本問題</p><p>　　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入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(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，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進行技術(shù)經(jīng)濟比較

82、，才能確定。</p><p>　　1）井田開拓主要研究開拓巷道的布置問題，具體問題如下：</p><p>　?。?）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；</p><p>　?。?）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；</p><p>　?。?）布置大巷及井底車場；</p><p>　?。?）確定礦井開采

83、程序，做好開采水平的接替；</p><p>　　（5）進行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；</p><p>　?。?）合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。</p><p>　　2）確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個因素：</p><p>　　

84、（1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約建設(shè)投資，加快礦井建設(shè)。</p><p>　?。?）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。</p><p>　　（3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。</p><p>　?。?）必需貫徹執(zhí)行煤礦安

85、全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。</p><p>　?。?）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。</p><p>　?。?）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。</p><

86、p>　　4.1.1 確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)</p><p><b>　　1）井筒形式的確定</b></p><p>　　井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。</p><p>　　平硐開拓受地形條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，

87、上山部分儲量大致能滿足同類型水平服務(wù)年限要求。</p><p>　　斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少，地面工業(yè)建筑井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，井筒延伸施工方便，生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水煤層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可以滿足特大型礦井提升需要；斜井井筒也可以作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員可以從主斜井迅速撤離。缺點是：斜井井筒長，

88、輔助提升能力小，提升深度有限；通風(fēng)路線長，阻力大，管線長度大，斜井井筒通過富含水層、流沙層，施工技術(shù)復(fù)雜。</p><p>　　立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可以滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓特別有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層時，立井井筒比斜井容易施工

89、；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進速度慢，基本建設(shè)投資大。</p><p>　　本礦井煤層傾角小，平均12°，為緩傾斜煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量?。痪膊恍枰厥馐┕?，因此可采用立井開拓或斜井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙立井。</p>

90、<p>　　2）井筒位置的確定原則</p><p>　?。?）有利于第一水平的開采并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門工程量少；</p><p>　　（2）有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村莊或不遷村莊；</p><p>　　（3）井田兩翼儲量基本平衡；</p><p>　?。?）井筒不宜穿過厚土

91、層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較軟弱巖層。</p><p>　?。?）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；</p><p>　　（6）距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。</p><p><b>　　3）井筒數(shù)目的確定</b></p><p>　　采用斜井或立井開拓時，新建礦井一般要開鑿一對井筒，滿足

92、提升和輔助運輸?shù)男枰M足礦井通風(fēng)和施工的需要。風(fēng)井的個數(shù)是根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)要求以及安全生產(chǎn)的需要合理確定的。若采用主井通風(fēng)，用箕斗或膠帶輸送機井筒做風(fēng)井時，應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。</p><p>　　1）主副井位置的確定</p><p>　　在本設(shè)計井田中，提出二種井筒位置方案：</p><p>　　方案一：井筒底位于二1煤層頂板板穩(wěn)定的粉泥巖中；</p

93、><p>　　方案二：井筒底位于二1煤層砂巖中。</p><p>　　由于二1煤層頂板的粉砂巖堅固性不夠，且遇水已膨脹，易造成開拓巷道變形嚴(yán)重，故不適合布置井底車場和大巷，因此，方案一不可?。灰虼?，確定井田的井筒位置在二1煤層底板穩(wěn)定的粉砂巖中。其井口中心坐標(biāo)為：</p><p>　　主井： X=37574724</p><p&g

94、t;<b>　　Y=3844045</b></p><p><b>　　Z=+480</b></p><p>　　付井： X=37574724</p><p><b>　　Y=3843939</b></p><p><b>　　Z=+480<

95、/b></p><p><b>　　2）風(fēng)井位置的確定</b></p><p>　　風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇：</p><p>　?。?）采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)時，主、副井筒設(shè)在井田中央，風(fēng)井設(shè)在井田上部邊界中央。</p><p>　?。?）采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時，進、回風(fēng)井并列在工業(yè)廣場內(nèi)。一般可利用其一

96、井筒進風(fēng)，另一井筒回風(fēng)，主副井筒相距30～50 m。大型礦井相距可達60～100 m，并在井田上部邊界附近設(shè)安全出口，如果礦井水文地質(zhì)條件簡單，無突水危險時，且主副井筒均能上下人員，也可以單獨設(shè)置安全出口。</p><p>　?。?）采用對角式通風(fēng)系統(tǒng)時，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼上部邊界。</p><p>　　（4）采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界。</p><

97、p>　　根據(jù)本礦井的實際地質(zhì)條件和生產(chǎn)能力要求：產(chǎn)量為1.8 Mt/a。為保證井下生產(chǎn)時有足夠的風(fēng)量，且每一個采區(qū)的通風(fēng)路線都不太長，通風(fēng)阻力不超限。本礦井采用分區(qū)式通風(fēng)。 礦井初期風(fēng)井井口地面坐標(biāo)為：</p><p>　　風(fēng)井： X=37573453</p><p><b>　　Y=3845355</b></p><p&

98、gt;<b>　　Z=+495</b></p><p>　　4.1.2 工業(yè)場地位置、形狀及面積的確定</p><p>　　工業(yè)場地的位置經(jīng)后面的方案比較確定選擇在井田中上部，主、副井井口均位于工業(yè)廣場內(nèi)。</p><p>　　工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-2工業(yè)場地面積指標(biāo)確定地面工業(yè)場地占地面積為21.6 公頃，形狀為矩形。</p&

99、gt;<p>　　1）井筒沿井田走向的位置</p><p>　　井田的井筒沿井田走向的有利位置建立在儲量分布的中央，以此形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，避免井筒便于一側(cè)。這樣可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，而井筒偏于一翼邊界則相應(yīng)增大井下運輸工作量。</p><p>　　井筒設(shè)在井田中央時，兩翼產(chǎn)量分配、風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)比較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時，一翼

100、通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓增大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道端面，增加掘進工程量。</p><p>　　考慮到本井田儲量比較均勻，可將井筒布置在井田中央地段，初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單、儲量可靠，從而使礦井建設(shè)投產(chǎn)后能有可靠的儲量和較好的開采條件，以便迅速達到設(shè)計能力。</p><p>　　2）井筒沿煤層傾向的位置</p><

101、;p>　　井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運輸工作量小；井筒設(shè)在淺部時，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時，它可以延伸井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護井筒和工

102、業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。</p><p>　　3）對掘進與維護有利的井筒位置</p><p>　　為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。</p><p>　　雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進速度

103、慢，掘進費用高。因此，井筒應(yīng)盡可能不通過流沙層、較厚的沖擊層及較大的含水層。</p><p>　　為便于井筒的掘進和維護，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動影響的地區(qū)。</p><p>　　井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進與維護。</p><p>　　4）位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地</p><p>　　井口附近

104、要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長期運輸?shù)男熊嚢踩凸芾?，要盡量避免與公路或其他農(nóng)用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側(cè)。</p&g

105、t;<p>　　另外，井口標(biāo)高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風(fēng)向的影響，防止污染。總之，選擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。</p><p>　　4.1.3 確定開采水平和階段高度</p><p>　　開采水平的確定是礦井設(shè)計的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到礦井的基本建設(shè)投資及生產(chǎn)經(jīng)營費用，是礦井開拓的重要參數(shù)。</p><p>

106、　　1）開采水平的高度根據(jù)煤層賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)水平及水平接替等因素綜合考慮決定。從以下方面進行分析論證：</p><p>　?。?）是否有合理的階段斜長；</p><p>　?。?）階段內(nèi)是否有合理的區(qū)段數(shù)目；</p><p>　?。?）要保證開采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲量；</p><p>　?。?）要使水平高度在經(jīng)濟上合理。<

107、;/p><p>　　其中開采水平有合理的服務(wù)年限很重要，必須符合規(guī)范規(guī)定。水平垂高可按表4-1選?。?lt;/p><p>　　表4-1 礦井水平垂高</p><p>　　采用上下山開拓時，水平垂高可大于250 m。</p><p>　　對于開采近水平煤層的礦井，用采區(qū)上（下）山準(zhǔn)備時，采區(qū)上山長度一般不宜超過1500 m，采區(qū)下山不宜超過1000

108、m。用采區(qū)石門和溜煤眼開采時，盤區(qū)斜長可根據(jù)具體確定。采用傾斜長壁采煤法時，階段斜長可取1000～1500 m。</p><p>　　為擴大水平的開采范圍，對在傾角16°以下的緩傾斜煤層，可采用上下山開拓。在井田深部受自然條件限制時，且儲量不多，深部境界不一致，設(shè)置開采水平有困難或不經(jīng)濟時，可在最終水平以下設(shè)下山開采。</p><p>　　在開采水平以上的上山煤層斜長過長，用一個

109、階段開采技術(shù)上有困難，安全上又不可靠時，可考慮設(shè)置輔助水平。用多水平上下山開采的礦井，為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助運輸?shù)壤щy，也可考慮設(shè)置輔助水平。開采近水平煤層分煤層開拓，距開采水平較遠的煤層，其儲量不大，設(shè)置開采水平不經(jīng)濟時，也可以設(shè)置輔助水平。</p><p>　　2）本井田煤層底板等高線高程差為650 m左右，最淺部為煤層露頭，最深部為-200 m，按照確定水平的基本原則，該礦井可確定為單水平開拓，但采

110、區(qū)的上山長度將超過1500 m，考慮到輔助提升設(shè)備選型。因此，本設(shè)計將礦井設(shè)為兩個水平或三個水平，經(jīng)本章第二節(jié)的開拓方案比較后，本設(shè)計將礦井設(shè)為兩個水平：一水平上下山開拓、二水平下山開拓。即將一水平設(shè)在+200 m、二水平設(shè)在+0 m。</p><p>　　綜合考慮礦井的地質(zhì)條件，煤炭儲量情況，瓦斯含量情況，在本礦井中可提出4個技術(shù)可行性方案。</p><p>　　表4-2 千秋礦井開拓

111、方案比較</p><p>　　方案1：雙立井二水平，暗斜井延伸，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　主、副井井筒均為立井開拓，大巷布置在巖層中，暗斜井延伸。</p><p>　　方案2：雙立井二水平，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　主、副井井筒均為立井開拓，大巷布置在巖層中，直接延伸。</p&

112、gt;<p>　　方案3：雙斜井二水平，暗斜井延伸，一水平上山開采，二水平上下山開采。（井筒位于井田邊界）</p><p>　　主、副井井筒均為斜井開拓，布置在井田邊界，大巷布置在巖層中。</p><p>　　方案4：主斜副立單水平開拓，一水平上山開采，二水平上下山開采。</p><p>　　斜井提煤能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓

113、，副井采用立井開拓，主、副井口位于同一工業(yè)場地，布置在井田中央。大巷布置在巖層中。各方案剖面圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 開拓方案剖面</p><p>　　4.1.4開拓方案技術(shù)比較</p><p>　　根據(jù)前述各項決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列四種，如下表所示。</p><p>　　表4-3 方案一：雙立井

114、-暗斜井延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-4 方案二：雙立井直接延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p><b>　　續(xù)表 4-4</b></p><p>　　表4-5 方案三：雙斜井暗斜井延伸兩水平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-6 方案四：主立井-副斜井兩水

115、平混合式開拓方式主要數(shù)據(jù)</p><p>　　表4-7 方案一：雙立井二水平加暗斜井開拓粗略比較</p><p><b>　　續(xù)表 4-10</b></p><p>　　表4-8 方案二：雙立井二水平開拓粗略比較</p><p>　　表4-9 方案三：雙斜井二水平開拓粗略比較</p><p&g

116、t;　　表4-10 方案四：主斜副立井二水平開拓粗略比較</p><p>　　表4-11 開拓方案匯總</p><p>　　以上四個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒形式和位置不同，以及部分基建、生產(chǎn)費用不同。</p><p>　　方案一、方案二在于第二水平是立井開拓還是暗斜井開拓，兩方案比較，方案二多開立井井筒150 m、階段石門349 m、采用立井提

117、升，優(yōu)點是提升能力大，礦井延深在條件允許時，增加的設(shè)備較少；但施工速度慢，開拓維護費用高。采用斜井提升時，施工速度快，費用低，但需要與暗斜井配套的設(shè)備、人員，考慮到方案一減少了運煤環(huán)節(jié)，減少了運輸距離，膠帶運輸適應(yīng)傾角不大的暗斜井。方案一在總費用上比方案二少，方案一優(yōu)于方案二。</p><p>　　方案三、方案四不同點在于副井選用了立井與斜井，斜井的運輸能力比立井大，有相當(dāng)大的運輸提升能力，可滿足特大型礦井的需要

118、；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。斜井開拓具有許多優(yōu)點，大型斜井以膠帶斜井做主井，在技術(shù)上經(jīng)濟上均很優(yōu)越，但副斜井的輔助提升比較困難，通風(fēng)也不利（特別是開采深部煤層時，斜井分段提升輔助環(huán)節(jié)多，能力小；而且通風(fēng)線路長、阻力大、風(fēng)量小，不能滿足生產(chǎn)要求）而立井作為副井能彌補這方面的不足。經(jīng)以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果（見表4-9、4-10），在方案三、四中選擇用方案三：主斜副立單水平開拓。