采礦課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p><b>　　裝</b></p><p><b>　　訂</b></p><p>　　設(shè)計(jì)礦井： </p>&l

2、t;p>　　線單位： </p><p>　　設(shè)計(jì)者： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 礦井概況與地質(zhì)特征4</p><p><b>　　1.1礦井概況4</b&g

3、t;</p><p>　　1.1.1地理位置與交通4</p><p>　　1.1.2地形與河流5</p><p><b>　　1.1.3氣象5</b></p><p>　　1.2井田地質(zhì)特征5</p><p>　　1.2.1地質(zhì)特征6</p><p>　　1.2.

4、2構(gòu)造特性6</p><p>　　1.2.3水文地質(zhì)6</p><p><b>　　1.3煤層特征7</b></p><p>　　1.3.1總體特征7</p><p>　　1.3.2可采煤層詳述7</p><p>　　1.3.3煤的特征8</p><p>　　1

5、.3.4瓦斯、煤塵及自然發(fā)火9</p><p>　　2 井田境界和儲(chǔ)量10</p><p>　　2.1井田境界10</p><p>　　2.2礦井儲(chǔ)量計(jì)算10</p><p>　　2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量10</p><p>　　2.2.2礦井可采儲(chǔ)量11</p><p>　　2.2.

6、3工業(yè)廣場(chǎng)煤柱11</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限13</p><p>　　3.1礦井工作制度方案13</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限13</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力13</p><p>　　3.2.2井型校核14</p>

7、<p><b>　　4 井田開拓14</b></p><p>　　4.1井筒形式、位置及數(shù)目14</p><p>　　4.2工業(yè)場(chǎng)地的位置15</p><p>　　4.3開采水平及大巷的確定15</p><p>　　4.4開拓方案比較16</p><p>　　4.5井底車場(chǎng)及

8、硐室19</p><p>　　1 礦井概況與地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1 礦井概況</b></p><p>　　1.1.1地理位置與交通</p><p>　　興隆莊礦井位于山東省兗州市境內(nèi)，井田橫跨兗州、曲阜兩市。津浦鐵路干線縱貫井田東北部，兗濟(jì)鐵路從井田北側(cè)向西延伸，兗石鐵路自井田南側(cè)向東延伸，西接

9、京九線，東至石臼所新港，礦區(qū)鐵路經(jīng)大東章集配站與津浦鐵路相接。公路四通八達(dá)，104國(guó)道沿井田東部通過，兗濟(jì)公路沿井田西部通過，兗鄒公路貫穿井田范圍，區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，交通十分方便。礦井北距兗州市8 km，東距程家莊2.1 km，東南距鄒城市14 km。礦井交通位置圖見圖1-1。</p><p>　　圖1-1 礦井交通位置圖</p><p><b>　　1.1.2動(dòng)力供應(yīng)</

10、b></p><p>　　礦井供電系統(tǒng)共有兩個(gè)電源，分別來自濟(jì)寧電業(yè)局的馬青變電站和興隆莊煤泥自備熱電廠。</p><p>　　來自馬青變電站的電源線路共有兩回，線路電壓等級(jí)為35 kV，導(dǎo)線型號(hào)LGJ-185。運(yùn)行方式為：一回運(yùn)行，一回帶電熱備用。來自興隆莊煤泥自備熱電廠的電源線路共有三回。一回為6 kV電源線路，導(dǎo)線型號(hào)為YJLV-3×150-6，6條并用；另兩回35

11、kV電源線路，導(dǎo)線型號(hào)分別為YJV22-1×150-35和YJV22-1×240-35。</p><p>　　1.1.3地形與河流</p><p>　　區(qū)內(nèi)為第四系沖積平原，地形平坦，由東北向西南逐漸降低，坡度極為平緩。地面標(biāo)高變化于+52 m～+44 m之間，井口附近地勢(shì)較高，工業(yè)廣場(chǎng)標(biāo)高為+49.20 m。除特大洪水外，一般不受威脅。區(qū)內(nèi)有泗河縱貫全區(qū)。泗河全長(zhǎng)14

12、2 km，河寬100～1000 m，流域面積2590 km2，最大流量3380 m3/s；流經(jīng)本區(qū)3層煤隱伏露頭的部分地段，向西南注入南陽(yáng)湖，屬一季節(jié)性河流，與第四系潛水有一定的水力聯(lián)系。</p><p><b>　　1.1.4氣象</b></p><p>　　本區(qū)為溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，屬大陸與海洋間過渡性氣候，四季分明。據(jù)濟(jì)寧、兗州、鄒城氣象站1959～2001年的觀

13、測(cè)資料，年平均氣溫14.1°，氣溫最低月為元月，平均氣溫-2°。最高氣溫為7月份，平均氣溫29°，最高可達(dá)40°以上。年平均降雨量712.7 mm，年最小降雨量347.90 mm，最大降雨量1179.3 mm。雨季多集中在7～8月，有時(shí)延至9月，其降雨量約占全年降雨量的65%。年平均蒸發(fā)量1884.8 mm，最大蒸發(fā)量多在4～7月，約占全年蒸發(fā)量的45%。風(fēng)向頻率多為南及東南風(fēng)，年平均風(fēng)速2.73

14、 m/s，極端最大風(fēng)速24 m/s，最大風(fēng)速的風(fēng)向多為偏北風(fēng)。結(jié)冰期由11月至翌年3月，最大凍土深度0.45 m，最大積雪厚度0.19 m。</p><p><b>　　1.1.4自然地震</b></p><p>　　兗州市的地震烈度為7度。據(jù)《中國(guó)地質(zhì)資料年表》記載，本區(qū)地震活動(dòng)性不強(qiáng)。但本區(qū)無感地震頻發(fā)。據(jù)記載，充州、鄒縣共發(fā)生地震36次（截止1999），其中破壞

15、性地震7次。</p><p>　　1.2 井田地質(zhì)特征</p><p>　　興隆莊井田位于兗州煤田東北隅，屬全隱蔽井田。北部以滋陽(yáng)斷層為界，南鄰鮑店井田，東接?xùn)|灘井田，西靠楊村井田，西北以兗州城安全煤柱接上組煤層露頭為界。</p><p><b>　　1.2.1地質(zhì)特征</b></p><p>　　兗州煤田為一軸向北東、

16、向東傾伏的不對(duì)稱向斜。興隆莊煤礦位于兗州向斜的北翼，為一走向北東～北西，傾向南北～北東，傾角2°～14°的單斜構(gòu)造。主要含煤地層為下二疊統(tǒng)山西組和上石炭統(tǒng)太原組，煤系和煤層沉積穩(wěn)定，為華北型含煤巖系，無巖漿侵入，平均厚度310 m，全部為第四系沖積層所覆蓋，井田地質(zhì)綜合狀況如圖1-2。</p><p>　　第四系厚度在132.4～235.29 m之間，平均厚度184.08 m，分上中下三組，以

17、粘土、砂質(zhì)粘土，含粘土的砂（礫），或砂（礫）等相間組成，不整合于侏羅系之上。侏羅系的上侏羅統(tǒng)，最大殘厚330.46 m，僅保留于本區(qū)東南部的邊緣地段，由紫紅色細(xì)砂巖或中細(xì)粒砂巖，間夾細(xì)砂巖與泥巖互層所組成，底部偶見礫巖，與二疊系成不整合接觸。二疊系之石盒子組最大殘厚181.88 m，一般厚度60 m左右，以粘土巖為主，間夾細(xì)砂巖，其底部全區(qū)普遍發(fā)育著一層粗砂巖或含礫砂巖，孔隙度大，硅質(zhì)接觸式膠結(jié)，巖性穩(wěn)定，整合于主要含煤地層山西組之上。

18、二疊系山西組厚84.82～152.91 m，一般厚為129.62 m，為本煤田的主要含煤地層，含有不可采的2層煤和穩(wěn)定可采的3層煤，其中3層煤是井田的主采煤層，煤層底部多為細(xì)砂巖、粉砂巖互層，有時(shí)相變?yōu)橹猩皫r，整合于石炭系之上。上石炭系的太原群厚148.53～185.13 m，一般厚度173.42 m，以粉砂巖和泥質(zhì)巖為主，間加中砂巖、粘土巖、薄層灰?guī)r及煤層組成，共含煤23層，均不可采。中石炭系本溪群厚21.49～36.00 m，一般厚

19、度28.75 m，以灰?guī)r為主，假</p><p><b>　　1.2.2構(gòu)造特征</b></p><p>　　井田位于兗州向斜的北翼。為一傾向南東至北東,傾角2～14°，一般為4～8°，走向北東至北北西的單斜構(gòu)造，并發(fā)育著次一級(jí)小型的寬緩波狀起伏。區(qū)內(nèi)北東向逆斷層不發(fā)育，而北西向的高角度正斷層較發(fā)育，并具有斷層走向的彎曲、分叉、合并、落差時(shí)大時(shí)小、

20、呈“入”字型構(gòu)造形態(tài)等特點(diǎn)。煤層有古河床沖刷切割。地質(zhì)構(gòu)造整體比較簡(jiǎn)單，但有的采區(qū)比較復(fù)雜，局部不能開采。</p><p><b>　　1.2.3水文地質(zhì)</b></p><p>　　礦井水文地質(zhì)比較簡(jiǎn)單。主要含水層為上覆的第四系覆蓋層，總厚度平均184.08 m，分上、中、下三組，除中組粘類的厚度占73%左右，透水性弱，含水不豐富外，其上、下兩組均為含水豐富的砂及砂

21、礫巖層。上組含水層局部地段與地表徑流和降雨進(jìn)行垂直滲透補(bǔ)給，補(bǔ)給和排泄條件良好。下組含水層間夾有不穩(wěn)定的粘土層，其上有中組為隔水層，故含水性雖強(qiáng)，但補(bǔ)給和排泄條件較差，其底部含水層為煤系含水層的主要補(bǔ)給水源?；鶐r主要含水層對(duì)礦井充水直接有關(guān)的為第3層煤頂部砂巖，第三層灰?guī)r和第十層灰?guī)r。當(dāng)有斷層構(gòu)造時(shí)，其它含水層也可成為奧陶系灰?guī)r水的通道，直接影響礦井安全開采。煤系底部的奧陶系灰?guī)r，厚度在450～750 m之間，雖然含水豐富， 但因距主采

22、煤層甚遠(yuǎn)，故近期內(nèi)對(duì)礦井生產(chǎn)不產(chǎn)生影響。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告預(yù)測(cè)，礦井正常涌水量為215.64 m3/h，最大涌水量為312.13 m3/h。</p><p>　　1.2.4開采技術(shù)條件</p><p><b>　　1）地溫</b></p><p>　　據(jù)鉆孔測(cè)定：非煤系地層地溫梯度較小，一般為每百米1.6℃。</p><p>

23、　　煤系地層地溫梯度相應(yīng)增高，一般為每百米2.7℃；綜合平均梯度每百米2.44℃。通常-650 m以上層段的地溫不超過31℃；-650～-750 m層段的地溫為31～37℃。</p><p>　　2）瓦斯、煤塵及自然發(fā)火</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)資料，本礦井第3、16、17層煤都屬于氮?dú)鈳?，沼氣和二氧化碳含量很底，均小?0 m3/t，屬低瓦斯礦井。可采煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)，煤塵爆炸指

24、數(shù)一般為37%~42%。各煤層都有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為3~6個(gè)月。</p><p><b>　　1. 3煤層特征</b></p><p>　　井田含煤地層共含有26層煤，總厚度17.88 m。其中穩(wěn)定可采的僅有3號(hào)層煤，煤層厚度為8.04～10.05 m，加權(quán)平均厚度為9.00 m，為特厚煤層，約占煤層總厚的50.3%，是礦井的主采煤層。煤層傾角為2～10

25、76;，平均6°，為近水平煤層。煤層硬度系數(shù)f＝2.3。</p><p><b>　　1.3.1煤質(zhì)特征</b></p><p>　　本區(qū)煤質(zhì)穩(wěn)定，各層煤的主要指標(biāo)變化很小，均為中變質(zhì)程度的氣煤。山西組煤層（第2、3層煤）屬低硫中灰中等可選至易選煤，為瀝青～弱玻璃光澤，厚層狀，視密度為1.35 t/m3，煤巖成分以暗煤為主、亮煤次之，煤巖類型為亮暗煤，煤質(zhì)牌

26、號(hào)為氣煤43，屬低硫、低磷、低灰分、高發(fā)熱量之煤種，是良好的動(dòng)力用煤和煉焦配煤；太原群煤層（第6～16、17層煤）屬中灰富硫至高硫的易選煤，不宜單獨(dú)作煉焦配煤，為動(dòng)力用煤。</p><p>　　表1-1 煤種和煤質(zhì)一覽表</p><p>　　表1-2 煤層特征表</p><

27、p>　　表1-3 煤層頂?shù)装迩闆r一覽表</p><p><b>　　2 井田境界和儲(chǔ)量</b></p><p><b>　　2.1井田境界</b></p><p>　　興隆莊井田位于兗州煤田東北隅，屬全隱蔽井田。北部以滋陽(yáng)斷層為界，南鄰鮑店井田，東接?xùn)|灘井田，西靠楊村井田

28、，西北以兗州城安全煤柱接上組煤層露頭為界。井田走向長(zhǎng)最大10.7km，最小9.6km，平均10.2km；傾斜寬最大8.0km，最小5.3km，平均6.7km；井田水平寬度為7.1～8.6 km，面積58.76 。</p><p><b>　　2.2礦井儲(chǔ)量計(jì)算</b></p><p>　　2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量

29、是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)對(duì)3＃煤進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，平均厚度9.27m，平均傾角6°，面積58.76 。</p><p>　　礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算：</p><p>　　=m×f×r/cosψ （2.1）<

30、;/p><p>　　式中： ——礦井地質(zhì)資源量，Mt；</p><p>　　——煤層平均厚度，m；</p><p>　　f——煤層底面面積， ；</p><p>　　ψ——煤層平均傾角，°；</p><p>　　——煤容重，t/ 。取1.35t/m3</p><p><b>　　

31、根據(jù)計(jì)算得：</b></p><p>　　=739.40Mt。</p><p><b>　?。?）礦井工業(yè)儲(chǔ)量</b></p><p>　　根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，100%探明的，0%控制的，0%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量。</p>

32、;<p>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中： ——礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量； </p><p>　　——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　——探

33、明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p>　　——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；</p><p><b>　　——推斷的資源量；</b></p><p>　　——可信度系數(shù)，取0.7~0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井， 值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井， 取0.7。該式取0.8。</p><

34、p>　　Zg= =739.40 Mt。</p><p>　　2.2.2礦井可采儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量按下式計(jì)算：</p><p>　　式中： ——礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量；</p><p>　　——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。</p><p>　　除鐵路保護(hù)

35、煤柱外，其他煤柱損失，由于斷層很多，所以按工業(yè)儲(chǔ)量的5%算。</p><p>　　津浦鐵路兩側(cè)維護(hù)帶取20m，長(zhǎng)取86.7Km計(jì)算得鐵路保護(hù)煤柱損失為43.6Mt。</p><p><b>　　可得：</b></p><p><b>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</b></p><p>　　式中： ——礦

36、井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量；</p><p>　　——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2%計(jì)算；</p><p>　　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0.75。</p><p>　　2.2.3工業(yè)廣場(chǎng)煤柱</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》不同井型與其對(duì)應(yīng)的工業(yè)廣場(chǎng)面

37、積見表2.3。第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場(chǎng)的面積為0.8-1.1平方公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為5.0Mt/a，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為600m×700m的長(zhǎng)方形。煤層的平均傾角為6度，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處在井田中央，其中心處埋藏深度為-320m，該處表土層厚度為184.08m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表2.4。</p&g

38、t;<p>　　表2.3 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)</p><p>　　表2-4 巖層移動(dòng)角</p><p>　　由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2.3所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸：</p><p>　　可得梯形的面積為152.6公頃，則</p><p>　　S= 152。6/cos6°=153.4公頃</p>

39、<p><b>　　工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為</b></p><p>　　式中： ——工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量，萬t；</p><p>　　S ——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積， ；</p><p>　　M——煤層厚度，9.27m；</p><p>　　R ——煤的容重，1.35t/ 。</p><p>　　Zi

40、=153.4×9.27×1.35×104＝19197243t</p><p>　　3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p><b>　　3.1礦井工作制度</b></p><p>　　按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日3

41、30天計(jì)算，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時(shí)間為16小時(shí)。</p><p>　　3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　興隆莊井田儲(chǔ)量豐富，煤煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，厚度變化不大，開采條件較簡(jiǎn)單，交通運(yùn)輸便利，宜建大型礦井。</p><p>　　確定興隆

42、莊礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為5.0Mt/a。</p><p>　　井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。</p><p>　　礦井服務(wù)年限的公式為：</p><p>　　其中：T——礦井的服務(wù)年限，年；</p><p>　　——礦井的可采儲(chǔ)量，484.24Mt；</p><p>　　A——礦井

43、的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，5Mt/a；</p><p>　　K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3。</p><p>　　則： T=484.24/（5×1.3）</p><p><b>　　=74.5（年）</b></p><p>　　即本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。</p><p>　　3.2.

44、2第一水平服務(wù)年限校核</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)為第一水平立井單水平開采(見第四章)，水平在-370m，水平服務(wù)年限即為全礦井服務(wù)年限，為74.5年。由表3.1可知，本設(shè)計(jì)第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的的要求。</p><p>　　表3.1 不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)礦井服務(wù)年限表</p><p><b>　　4 井田開拓</b><

45、/p><p>　　4.1井筒形式、位置及數(shù)目</p><p>　　（1）井筒形式的確定</p><p>　　井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡(jiǎn)單，斜井次之，立井最復(fù)雜?？紤]到本礦井煤層傾角小，平均6°，為近水平煤層。地表平坦無起伏，且煤層埋藏較深，平硐開拓沒有條件。而表土層平均厚度184.08m，如果用斜井開拓不僅斜井過長(zhǎng)，而且會(huì)造成運(yùn)輸距

46、離和通風(fēng)路線過長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)上不合理。因此對(duì)該礦設(shè)計(jì)用立井開拓，表土層無強(qiáng)含水層，屬穩(wěn)定表土層，立井井筒表土段施工方法采用普通施工法。立井開拓具有不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制；井筒短，提升速度快，對(duì)輔助提升特別有利；井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）井筒位置的確定</p><p>　　井筒位置選擇要有利于減少

47、初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：</p><p>　　①沿井田走向的有利位置</p><p>　　當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲(chǔ)量的中央，以形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短

48、，通風(fēng)阻力小。</p><p>　?、诰惭鼐飪A斜方向的有利位置</p><p>　　井筒位于井田淺部時(shí)，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時(shí)，石門較短，沿石門的運(yùn)輸工程量較??；井筒位于井田的下部時(shí)，石門長(zhǎng)度和沿石門的運(yùn)輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時(shí)，它可以延深井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱損失

49、看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。</p><p>　?、塾欣诘V井初期開采的井筒位置</p><p>　　盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。</p><p>　　④地質(zhì)及水文條件對(duì)井筒布置影響</p><p>　

50、　要保證井筒，井底車場(chǎng)和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。</p><p>　?、菥谖恢脩?yīng)便于布置工業(yè)廣場(chǎng)</p><p>　　井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國(guó)家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村

51、鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。</p><p>　　⑥井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　附近有河流或水庫(kù)時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。</p><p>　　由于本井田傾角平緩，厚度變化小，津浦鐵路從井田東北貫穿而過。故把井筒置于井田中央，津浦鐵路西側(cè)。</p><

52、p><b>　?。?）井筒數(shù)目</b></p><p>　　為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。礦井瓦斯含量低，但煤層易自燃，且井田面積較大，所以采用兩翼對(duì)角式與采區(qū)式混合通風(fēng)，共計(jì)四個(gè)井筒。</p><p>　　4.2工業(yè)場(chǎng)地的位置</p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。<

53、;/p><p>　　工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表2.3工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為42公頃，形狀為矩形。考慮到西二盤區(qū)邊界鋪?zhàn)又Ф鄬雍痛髰忣^斷層的影響，為了盡量減少開采過程中邊角煤損失，本設(shè)計(jì)確定工業(yè)場(chǎng)地長(zhǎng)邊為南北方向，與煤層的走向夾角約50°；長(zhǎng)軸700 m，短軸600 m；地面標(biāo)高+47.27m。</p><p>　　4.3開采水平及大巷的確定</p

54、><p>　　本礦井主采煤層為 煤，平均傾角為6°，煤層煤層可采線在-160m，最深處到-560m，垂直高度最大達(dá)400m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高宜為200~350m。由于本礦井開采近水平煤層，井下煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車，上下山斜長(zhǎng)限制較少，所以階段垂高可適當(dāng)加長(zhǎng)，只設(shè)一個(gè)水平也在考慮之中。采用兩個(gè)水平劃分時(shí)，立井開拓第一水平，針對(duì)第二水平延深方式的

55、不同，提出不同方案進(jìn)行對(duì)比。</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)資料，本礦井 煤屬易自然發(fā)火煤層，自然發(fā)火傾向性為Ⅱ類，發(fā)火期3～6個(gè)月，煤層平均厚度8.28m。由于大巷服務(wù)年限長(zhǎng)，若采用煤層大巷則維護(hù)困難，且煤層易自燃，一旦發(fā)火則全礦停產(chǎn)。綜合考慮各種因素，確定開拓大巷均為巖層大巷。</p><p><b>　　4.4開拓方案比較</b></p><p

56、><b>　?。?）提出方案</b></p><p>　　方案一：立井單水平上下山開采。主副井都采用立井，在井田中央、 煤的底板巖層中布置兩條-370m水平巖層大巷，大巷距煤層底板30m左右。方案如圖4.1所示。</p><p>　　方案二：一水平立井、二水平暗斜延深。主井采用暗斜井延深，副井直接延深。副立井延深到-410m水平時(shí)，通過石門與二水平輔助運(yùn)輸大巷相

57、連。位于井田走向中央、傾向中央偏上處。方案如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.1 方案一 立井單水平上下山開拓</p><p>　　圖4.2方案二 一水平立井開拓二水平副井直接延深、主井暗斜井延深</p><p><b>　?。?）技術(shù)比較</b></p><p>　　方案一采用立井單水平開拓，主要考慮實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高

58、度集中化、簡(jiǎn)化開采系統(tǒng)、減少開拓工程量，以及首采西六帶區(qū)儲(chǔ)量大、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。</p><p>　　方案二采用兩水平開拓暗斜井延深，初期投資少，能夠迅速地出煤和達(dá)到設(shè)計(jì)能力，工業(yè)場(chǎng)地壓煤量少，以及方案一中長(zhǎng)距離巷道（工作面平巷或斜巷、上下山）掘進(jìn)及維護(hù)帶來的不利因素（如通風(fēng)、電壓降、煤巷自燃問題等）； </p><p><b>　　（3）粗略經(jīng)濟(jì)比較</b></

59、p><p>　　表4.5 方案一 立井單水平上下山開拓基建費(fèi)用計(jì)算表</p><p>　　表4.6 方案三 兩水平開拓副井直接延深、主井暗斜井延深基建費(fèi)用計(jì)算表</p><p>　　由表4.5、4.6可知，方案一的基建費(fèi)用要比方案三少7000萬，考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，本設(shè)計(jì)采用方案一立井單水平上下山開拓作為最終的開拓方案。</p><p>　　4.5

60、井底車場(chǎng)及硐室</p><p>　?。?）井底車場(chǎng)的形式和布置方式</p><p>　　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、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、供電、升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.1要求：</p>

61、<p>　　井底車場(chǎng)布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，通過車場(chǎng)的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場(chǎng)巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，并符合下列規(guī)定：</p><p>　?、俅笙锊捎霉潭ㄊ降V車運(yùn)輸時(shí)，宜采用環(huán)形車場(chǎng)。</p><p>　　②當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式及固定式礦車運(yùn)輸時(shí)，宜采用折返與環(huán)形相結(jié)合形式

62、的車場(chǎng)，并應(yīng)與采區(qū)裝車站形式相協(xié)調(diào)。</p><p>　　③當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車場(chǎng)；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng)，則宜采用環(huán)形形式的車場(chǎng)。</p><p>　?、懿捎镁C合開拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。</p><p>　　根據(jù)礦井開拓方式以及

63、主井、副井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定采用折返式井底車場(chǎng)。其圖如下：</p><p>　　1—主井 2—副井 3—主水泵房 4—中央變電所 5—水倉(cāng) 6—井底煤倉(cāng) 7—等候室 8—調(diào)度室 9—消防材料室 10—輸送機(jī)頭硐室 11—換裝組裝硐室 12—機(jī)車修理和加油硐室 13—無軌膠輪車存放硐室 14—箕斗裝載硐室 15—清理井底灑煤斜巷</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

64、/b></p><p>　　煤炭工業(yè)部.煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　杜計(jì)平.煤礦開采學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1999.</p><p>　　孫寶錚,劉吉昌.礦井開采設(shè)計(jì)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版社,1986.</p><p>　　煤炭工業(yè)部.煤礦安全規(guī)程[M].北京:煤炭