許廠煤礦3.0Mta新井設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,煤礦,mta,設(shè)計,cad,圖紙,文檔 摘 要 本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。 一般部分為許廠礦3.0 Mt/a新井設(shè)計。許廠礦位于濟(jì)寧市濟(jì)寧煤田的東北部，交通較為便利。井田傾向（東西）長約4 km，走向（南北）長約8 km，井田總面積為32.3 km2。主采煤層為3下煤層，平均傾角為10°，煤層平均厚度為8.8 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。 井田工業(yè)儲量為357.33 Mt，礦井可采儲量262.4 Mt 。該礦井服務(wù)年限為62.5 a，礦井正常涌水量為1387m3/h，最大涌水量為1928 m3/h。礦井瓦斯相對涌出量為0.49m3/t，屬低瓦斯礦井。 井田為立井兩水平開拓加暗斜井延伸；長壁放頂煤采煤法；礦井通風(fēng)方式為前期中央并列式，后期 兩翼對角式。 礦井年工作日為330d，工作制度為“三八”制。 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.礦井工作制度及設(shè)計生 產(chǎn)能力、服務(wù)年限；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式- 盤區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運(yùn)輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)與安全技術(shù)；10.礦井基本技術(shù)經(jīng) 濟(jì)指標(biāo)。 專題部分的題目為煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)研究，主要針對國內(nèi)外錨桿支護(hù)現(xiàn)狀及其支護(hù)理論的一些探討 研究。 翻譯部分主要內(nèi)容為煤礦井下瓦斯涌出控制的一些內(nèi)容，英文題目為：Control of gas emissions in underground coal mines。 關(guān)鍵詞：許廠礦井；兩水平開拓；錨桿支護(hù)；瓦斯涌出 ABSTRACT This design includes of three parts: the general part, special subject part and translated part. The general part is a new design of Xuchang mine which designed productive capacity is 3.0 Mt percent year. Xuchang mine lines in north-east of Jining , Shandong province. The traffic of road and railway is convenience to the mine. The width of the minefield is 4 km and the width is about 8 km, the well farmland total area is 32.3km2.The three is the main coal seam, and its average dip angle is 10 degree. The thickness of the mine is about 8.8 m in all. The proved reserves of the minefield are 357.33 Mt. The recoverable reserves are 262.4 Mt. The service life of the mine is 62.5 years. The normal flow of the mine is 1387 m3 percent hour and the max flow of the mine is 1928 m3 percent hour. The mine gas emission rate is 0.49 m3/t which can be recognized as low gas mine. The well farmland is two levels in combined development of vertical shaft and later slope; the cole mine is the longwall mining; the way of mine ventilation for the central paratactic type, later two wings diagonal type The working system “three-eight” is used in the Xuchang mine. It produced 330 d/a. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms. The topic of Special subject parts is bolt-anchor cable technology research. Mainly aims at the bolt support in our country and abroad present situation and some theory research of supporting. The main content of translation is the control of coal mine underground gas emission somet .English topic is: Control of gas emissions in underground coal mines. Keyword: Xuchang mine; two levels; Bolt support; Gas emission 目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1 1.1礦區(qū)概述 .1 1.2 井田地質(zhì)特征 2 1.3 煤層特征 4 2 井田境界與儲量 .8 2.1井田境界 .8 2.2 礦井工業(yè)儲量 8 2.3 礦井可采儲量 10 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 13 3.1礦井工作制度 .13 3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 .13 3.3井型校核 .14 4 井田開拓 15 4.1井田開拓的基本問題 .15 4.2 礦井基本巷道 22 5 準(zhǔn)備方式—— 采區(qū)巷道布置 .30 5.1煤層地質(zhì)特征 .30 5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) .30 5.3采區(qū)車場選型設(shè)計 .33 6 采煤方法 35 6.1采煤工藝方式 .35 6.2設(shè)備 .39 6.3頂板管理 .44 6.4勞動組織和工作面成本 .46 6.5回采巷道布置 .48 7 井下運(yùn)輸 50 7.1概述 .50 7.2煤炭運(yùn)輸方式和設(shè)備選擇 .50 7.3輔助運(yùn)輸方式和設(shè)備選擇 .51 8 礦井提升 53 8.1礦井提升的原始數(shù)據(jù)和地質(zhì)條件 .53 8.2主副井提升 .53 9 礦井通風(fēng)及安全 .57 9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 .57 9.2采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 .61 9.3礦井通風(fēng)總阻力計算 .64 9.4選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 .69 9.5防止特殊災(zāi)害的安全措施 .73 10 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 75 專題部分 煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)研究 .77 翻譯部分 CONTROL OF GAS EMISSIONS IN UNDERGROUND COAL MINES .100 煤礦井下瓦斯涌出控制 .108 致謝 .113 第1頁 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1 礦區(qū)地理位置 許廠煤礦位于濟(jì)寧煤田的東北部，行政區(qū)劃屬山東省濟(jì)寧市高新區(qū)所轄。地理坐標(biāo) 為東經(jīng)116?36 ?00“～116?43?00“ ，北緯35?24?00“～35? 31?00“。礦井東及東北部以孫氏店斷 層及煤層露頭為界，西及西北部淄礦集團(tuán)岱莊煤礦及何崗煤礦相鄰，南到兗新鐵路與兗 礦集團(tuán)濟(jì)寧二號井煤礦相連。 1.1.2 礦區(qū)交通條件 許廠煤礦距濟(jì)寧市8km。連接京滬、京九兩大南北鐵路干線的新 (鄉(xiāng))～菏(澤)～兗(州) ～石( 臼港 )鐵路，從本區(qū)南側(cè)通過，區(qū)內(nèi)有孫氏店及兗州西站。由濟(jì)寧市東行30km至兗州 ，與京滬鐵路相接，向西109km至菏澤站與京九鐵路相接，菏澤至新鄉(xiāng) 190km與京廣鐵路 相連。濟(jì)北礦區(qū)鐵路專用線從本區(qū)中部通過，在兗州西站與京滬鐵路接軌。327國道及日 荷高速公路分別從礦區(qū)南北側(cè)通過。京杭大運(yùn)河由北向南流經(jīng)濟(jì)寧市構(gòu)成重要的水上運(yùn) 輸要道。 第2頁 1.1.3地形地貌及水系 井田所在地區(qū)為沖積、湖積平原，地形平坦，地勢東北高、西南低，自然地形坡度 為0.4‰，地面標(biāo)高為+35.20～+41.44m 。區(qū)內(nèi)河流稀少，水系不甚發(fā)育，只有兩條河流。 一條為洸府河，位于本區(qū)的西部，由北向南流入南陽湖；另一條是其支流楊家河。它們 均系季節(jié)性人工河流，汛期洸府河的最高洪水位標(biāo)高為39.30m ，最大流量為400 m3/s(1964年9月1日)，枯水季節(jié)河水減少甚至斷流。本區(qū)中心南距南陽湖20km，最高湖水 位標(biāo)高為36.86m(1957年7月15日)。 1.1.4 氣象及地震 1）氣象：本區(qū)氣候溫和，屬溫帶季風(fēng)區(qū)海洋~大陸性氣候。年平均氣溫13 ℃，月平均最高氣溫34 ℃，最低氣溫-9 ℃，日最高氣溫41 ℃，最低氣溫-19 ℃，平均最高氣溫月份為 7月，平均最低氣溫月份為 1月。年平均降雨量701 mm，年最大降雨量為1186 mm，年最小降雨量441 mm，降雨多集中7、8月份，年平均蒸發(fā)量為1790 mm，年最大蒸發(fā)量2228 mm，年最低蒸發(fā)量1493 mm。春夏兩季多東及東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，平均風(fēng)速為2 m/s，歷年最大積雪厚度為0.15 m，最大凍土深度0.31 m 。 2）地震烈度：根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）》確定，本礦井工業(yè)場地范圍地 震基本烈度為七度。 1.1.5礦井電源 本礦井電源取自接莊220區(qū)域變電站，該站位于本礦井以南12 km處，設(shè)計裝有120變壓器兩臺，電壓為220/110/35 。第二電源來自濟(jì)北礦區(qū)岱莊礦井110 變電所，岱莊礦井110電源取自濟(jì)寧東北郊220變電所。 1.2 井田地質(zhì)特征 1.2.1地層 井田內(nèi)地層包括中、下奧陶統(tǒng)，中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西 組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，上侏羅統(tǒng)蒙陰組及第四系。在礦井的中、南部 ，即第4～16線之間，地層產(chǎn)狀變化較小，其走向一般為北東30°左右，孫氏店支2斷層西 側(cè)則為東傾，孫氏店支2斷層以東則為西傾，地層傾角一般為2～8°。在第16線以南地層走 向逐漸轉(zhuǎn)成東西向。在礦井的北部，即第4勘探線以北由于受次一級褶曲的影響，致使地 層走向變化較大，即北東～南北～北西向，地層傾角變化較大，局部塊段地層傾角可達(dá)2 0～32°。 1.2.2含煤地層 本區(qū)含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組及下二疊統(tǒng)山西組。 1）上石炭統(tǒng)太原組(C3t) 本組地層厚141.70～176.20m，平均162.66m，地層厚度變化不大。主要由深灰、灰黑 色粉砂巖、泥巖、粘土巖、灰色細(xì)砂巖、夾薄層灰?guī)r及煤層組成。泥質(zhì)含量較高，砂巖 比率較低，屬海陸交互相沉積。為太原組主要含煤段，以深灰、灰黑色粉砂巖、泥巖及 粘土巖為主，夾11層石灰?guī)r（十一、十下、十上、九、八、七、六、五、四、三、二） 及22層煤（18下、18中、18上、17、16下、16上、15下、15上、14、12下、12中、12上 、11、10下、10中、10上、9、8下、8上、6、5、4），16上、17煤層為穩(wěn)定可采煤層，1 第3頁 5上煤層屬局部可采煤層；其余為不穩(wěn)定煤層，均不可采。 2）下二疊統(tǒng)山西組(P1s) 本組地層厚59.90～114.70m，局部有剝蝕現(xiàn)象，平均 78.57m，為含煤地層中的主要含 煤組，具有經(jīng)濟(jì)價值的3上、3下煤層就賦存于本組的中上部及下部。本組由砂巖、粉砂 巖、粉、細(xì)砂巖互層、粘土巖、煤層組成，以灰～灰白色、灰綠色砂巖為主，砂巖含量 高，多以厚層狀分布于煤層的頂板及底板，以3上與3下煤層間的砂巖最為發(fā)育，該砂巖 為淺灰～灰白色、灰綠色，厚層狀，以石英為主，長石次之，分選中等至較好，次棱角 狀～次園狀，孔隙式～接觸式膠結(jié)，以硅質(zhì)、粘土質(zhì)膠結(jié)為主，局部為鈣質(zhì)膠結(jié)，具交 錯層理、斜層理及韻律層理，含大量粉砂巖、泥巖包裹體及鏡煤屑。 1.2.3地質(zhì)構(gòu)造 構(gòu)造中等，局部偏復(fù)雜或偏簡單。位于南北向的濟(jì)寧地塹構(gòu)造內(nèi)，孫氏店斷層構(gòu)成 礦井的東部及東北部邊界。區(qū)內(nèi)發(fā)育一組走向北東、向南西傾伏的寬緩褶曲及走向近南 北的西傾高角度正斷層組，使煤系地層向西呈階梯式下降。 1）褶曲 區(qū)內(nèi)褶曲可明顯的分為兩組，一組為北東向褶曲，一組為北西向褶曲，以北東向一 組為主，該組褶曲延展距離長，是區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造組，控制著本區(qū)的構(gòu)造形態(tài)。 2）斷層 區(qū)域性大斷裂對礦井內(nèi)的斷層起著明顯的控制作用，礦井內(nèi)斷層不論是在方向上還 是在形成時間、形成次序上均與區(qū)域斷裂一致，具有區(qū)域斷裂的特點(diǎn)，燕山運(yùn)動第一幕 在區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了北東向斷層組，主要分布于礦井的北部及東北部；燕山運(yùn)動第二幕產(chǎn)生了 近南北向的西傾正斷層，如孫氏店斷層、孫氏店支1、孫氏店支2斷層等，該組斷層在礦 井內(nèi)起主要控制作用，具有延展距離長、落差及走向變化大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、附生斷層發(fā)育 的特點(diǎn)；燕山運(yùn)動第三幕使上述斷層復(fù)活，并受到改造，使近南北向的大斷層在局部塊 斷內(nèi)向北西方向偏轉(zhuǎn)，形成S形扭曲，在扭曲部位派生出北西方向的次一級斷層，與主斷 層多呈“×” 形相交或切割前期斷層。 1.2.4水文地質(zhì)條件 1）水文地質(zhì)概況 上組煤（3下煤）的水文地質(zhì)類型為中等型，下組煤（16上煤）的水文地質(zhì)類型為復(fù) 雜型。 礦井主要含水層有第四系孔隙含水層、山西組3下煤層頂、底板砂巖裂隙承壓含水層 、太原組第三層石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層、太原組第十下層石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水 層、本溪組第十三層石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層、奧陶系石灰?guī)r巖溶、裂隙承壓含水層 。 2）礦井涌水量 礦井現(xiàn)在實(shí)測涌水量610～695m 3/h。根據(jù)《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》，開采上組煤預(yù)計最 大涌水量為988m 3/h，下組煤首采區(qū)正常涌水量為865m 3/h，最大涌水量為940m 3/h，全礦井 正常涌水量為1387m 3/h，最大涌水量為1928m 3/h。 第4頁 1.3 煤層特征 1.3.1煤層 井田內(nèi)主要可采煤層有5層，分別為3上、3下、15上、16上、17煤層。 3上煤層：煤厚0～2.71m，平均0.75m，屬不穩(wěn)定煤層，位于山西組的中上部，上距P2底 界52.38m～85.92m，平均64.49m，下距3下煤層11.70 ～67.31m，平均41.08m 。煤層厚為本煤 層在原始沉積時成煤條件不利，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)沉積缺失或不可采，煤層主要賦存于第10勘 探線以西，煤層的可采性指數(shù)為15%，煤層厚度的變異系數(shù)為166.8%。 3下煤層：煤厚0～9.04m，可采范圍內(nèi)，平均厚8.8m，結(jié)構(gòu)較簡單，一般不含夾石，個 別點(diǎn)含1～3層夾石，夾石多為炭質(zhì)泥巖或粉砂巖，屬較穩(wěn)定煤層，位于山西組的下部，下距 太原組第三層石灰?guī)r39.61～73.92m，平均49.60m。煤層主要賦存于礦井的東部及東北部， 西部出現(xiàn)了無煤區(qū)及煤層不可采區(qū)。全區(qū)煤層厚度變化不大，呈均厚分布，南北厚度基本不 變。 15上煤層：煤厚0～1.41m，平均0.63m，屬不穩(wěn)定煤層，位于太原組的中部，上距3下煤 層平均間距108.52m，下距16上煤層為24.76～44.58m，平均35.50m?？刹珊穸鹊姆秶柿阈?分布，可采范圍內(nèi)，煤層厚度為0.70～1.41m，平均厚 0.79m，煤層厚度的變異系數(shù)為9%。 16上煤層：煤厚0.39～2.67m，平均1.24m，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含夾石見煤點(diǎn)占55%，含夾石0 ～3層，夾石巖性為炭質(zhì)砂巖和泥巖或粘土巖，屬穩(wěn)定煤層，位于太原組的下部，上距15上 煤層平均間距35.50m，十下灰為其直接頂板。煤層可采性指數(shù)為 0.96，煤層厚度變異系數(shù)為 28.1%。 17煤層：煤厚0.60～1.61m，平均0.90m，結(jié)構(gòu)簡單，含夾石0～1層，夾石為泥巖或粉砂 巖，屬穩(wěn)定煤層，位于太原組下部，上距16上煤層1.01～10.35m ，平均4.53m ，下距十二灰7. 85～21.65m，平均13.65m，十一灰為其直接頂板。煤層可采性指數(shù)為0.96，煤層厚度的變異 系數(shù)為14.96% 。 上述各可采煤層特征見表1.4。 表1.4 可采煤層特征 厚度（m ） 間距（m） 煤層結(jié)構(gòu) 頂?shù)装鍘r性煤層 名稱 最小~最 大 平均 最小 ~最大 平均 夾石 層數(shù) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 頂板 底板 3下 0~98.8 0~1 簡單 穩(wěn)定 中砂巖粉砂巖 泥質(zhì)巖及粉砂巖109.61~142.58 118.8015上 0~1.41 0.52 0~1 簡單 不穩(wěn)定 石灰?guī)r 粘土巖24.76~44.58 35.5016 0.52~1.51 0.80 0~3 較簡單 穩(wěn)定 石灰?guī)r 泥質(zhì)巖及粉砂巖 17 0.50~1.890.97 1.01~10.35 4.35 0~1 簡單 穩(wěn)定 薄層石灰?guī)r泥巖及粉砂 泥質(zhì)巖及粉砂巖 第5頁 巖 第6頁 第7頁 1.3.2煤質(zhì) 井田內(nèi)各煤層煤質(zhì)特征見表1.5。 表1.5 煤層煤質(zhì)特征表 煤層項目 3上 3下 15上 16 17 原煤 0.68~3.282.46（12） 1.19~3.372.36（55） 1.03~2.61.93（35） 0.8~2.241.71（73） 1.24~2.541.88（58）水份Wf （%） 精煤 1.85~2.92 2.49（12） 1.48~3.04 2.44（55） 1.35~2.70 2.06（32） 1.07~2.44 1.78（74） 1.18~2.69 1.91（58） 原煤 11.58~39.3422.72（12） 9.07~24.5513.78（55） 7.17~32.5413.88（34） 5.26~24.5312.50（74） 3.79~21.8710.07（57）灰份Aｇ （%） 精煤 5.95~9.80 7.80（12） 4.29~8.55 5.98（55） 3.38~8.58 5.37（32） 2.48~8.74 4.50（74） 1.93~5.69 3.21（57） 原煤 37.92~48.1140.94（11） 32.14~40.9836.53（51） 39.82~45.0742.64（33） 40.05~47.7243.70（72） 41.91~46.2243.90（56）揮發(fā)份V／（ %） 精煤 38.69~41.86 40.38（12） 34.90~43.93 38.32（54） 40.76~46.28 43.32（32） 42.29~46.52 44.34（73） 42.61~46.78 44.48（58） 原煤 0.61~1.701.12（12） 0.36~0.960.53（54） 1.92~7.613.51（33） 2.52~6.913.64（69） 2.26~7.203.70（57）硫SｇQ （%） 精煤 0.60~1.20 0.92（10） 0.33~0.75 0.49（51） 1.31~2.83 1.83（31） 2.51~4.14 3.06（69） 2.02~3.62 2.67（57） 焦油產(chǎn)率 Tg（%） 10.72~12.25 11.48（2） 8.86~12.91 11.27（15） 12.68~17.92 15.64（8） 13.85~18.68 15.81（21） 14.49~18.97 16.62（20） 煤灰熔融性 T2（%） 1500（2） 1320~＞1500 1443（17） 1085~1250 1142（7） 1065~1380 1230（21） 1060~1225 1151（16） 粘結(jié)指數(shù) GRI 67.8~88.4 76.7（8） 43.5~86.3 71.4（43） 71.1~95.7 88.0（23） 90.4~103.0 76.7（55） 91.9~99.9 96.8（45） 3上煤屬中灰、高揮發(fā)分、低中硫，3下煤屬低中灰、高揮發(fā)分、低硫，15上煤屬低中灰 、高揮發(fā)分、高硫，16上煤屬特低灰、高揮發(fā)分、高硫，17煤屬特低灰、高揮發(fā)分、高硫。 3上煤層為氣煤(QM45)；3下煤類較為復(fù)雜，有1/2中粘煤(1/2ZN33) 、氣煤(QM34、44、 45)、1/3 焦煤(1/3JM35)，但以氣煤(QM45)為主，其余煤類只零星分布；15上煤層也以氣煤( QM45)為主，少許氣肥煤(QF46)；16上、17煤層均以氣肥煤(QF46)為主，次為氣煤(QM45)。 1.3.3可采煤層頂?shù)装鍘r性 （1） 煤層頂?shù)装鍘r石的力學(xué)性質(zhì)，見表1.6。 （2）頂?shù)装鍘r性及穩(wěn)定性。3下煤層直接頂板主要為中砂巖，次為粉砂巖，零星分布有細(xì) 砂巖、泥巖； 3上煤直接頂板以泥質(zhì)巖類和粉砂巖為主、次為砂巖，底板以泥質(zhì)巖類和粉砂巖為主，零星 分布有細(xì)砂巖。3下煤直接頂板主要為中砂巖，次為粉砂巖，零星分布有細(xì)砂巖、泥巖，局 第8頁 部有粉砂巖偽頂。底板以泥質(zhì)巖類為主，零星分布有細(xì)砂巖。 第9頁表1.6 煤層頂?shù)装鍘r石等級劃分 巖石等級 巖性 抗拉強(qiáng)度（kg/cm3） 容重（g/cm3） 普氏硬度 不堅固巖石 Ⅰ 粘土巖、粉砂 巖 800 2.5~3.0 9 據(jù)此分類，本井田主采煤層中，3 下 煤頂板以堅固巖石為主，次為中等堅固巖石；地板 以泥巖為主。 各主要煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)及分類見表1.7。 表1.7 主要煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)及分類 抗剪強(qiáng)度 正應(yīng)力巖層層位 巖石名稱（點(diǎn)數(shù)） 抗壓強(qiáng)度（ kg/cm3） 抗拉強(qiáng)度（ kg/cm3） 容重（g/c m3） 普氏系 數(shù) （ f） 30° 45° 內(nèi)摩 擦角 分類級 別 粉砂巖（4） 474 13 2.56 23 74 35 Ⅱ3下頂 砂巖（10） 637 26 2.48 90 154 30 Ⅲ 泥巖（7） 90 8 2.55 2.7 Ⅰ 粉砂巖（6） 186 14 2.57 2.8 Ⅰ 泥巖（4） 96 8.6 2.65 2.7 Ⅰ3下底 粉砂巖（5） 190 15 2.59 3.0 Ⅰ 15上煤直接頂板以石灰?guī)r（九）為主，局部相變?yōu)槟噘|(zhì)巖類、粉砂巖，泥質(zhì)巖類偽頂較 普遍，為較穩(wěn)定頂板。底板巖性以粉砂巖為主，其次為砂巖及粘土巖。 16上煤直接頂板為石灰?guī)r(十下)，底板巖性以泥質(zhì)巖類為主，次為粉砂巖。 17煤直接頂板主要為薄層石灰?guī)r(十一)，部分地區(qū)相變?yōu)槟鄮r、粉砂巖。底板巖性以泥 質(zhì)巖類為主，次為粉砂巖。 1.3.4礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃、地溫及沖擊地壓 1）瓦斯 2010年鑒定為低瓦斯、低二氧化碳礦井。瓦斯絕對涌出量為3.18m 3/min，二氧化碳絕對 涌出量為15.46m 3/min，瓦斯相對涌出量為0.49m 3/t，二氧化碳相對涌出量為2.36m 3/t。 2）煤塵與煤的自燃 3下煤層煤塵爆炸指數(shù)為36.18%，16上煤層為43.06%，具有強(qiáng)爆炸性。3下煤層自然發(fā) 火期為3~6個月，最短發(fā)火期20±3天，具有自然發(fā)火傾向性，屬自燃煤層。 3）地溫及地壓 地溫梯度2.3℃/100m，屬地溫正常區(qū)。 無沖擊地壓現(xiàn)象。隨開采深度增加，礦山壓力顯現(xiàn)明顯。 第10頁 2 井田境界與儲量 2.1井田境界 許廠煤礦位于濟(jì)寧煤田的東北部，行政區(qū)劃屬山東省濟(jì)寧市高新區(qū)所轄,距濟(jì)寧市8km 。 井田南北長約8km，東西寬約4km，井田面積為約32km 2，開采深度為-150m～-350m。 由于本礦井的煤層傾角為煤層傾角為1°～13° ，平均傾角為 10°，屬于緩傾斜煤層，除去 井田內(nèi)有一大的斷層影響，煤層賦存基本穩(wěn)定。 2.2 礦井工業(yè)儲量 2.2.1構(gòu)造類型 煤層內(nèi)傾角為1°~13°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二 類。 2.2.2 礦井工業(yè)儲量 許礦總體范圍較大，煤層較厚。井田內(nèi)可采煤層有5層，分別為3上、3下、15上、16上 、17煤層。其中3上、15上煤層賦存不穩(wěn)定，16上、17煤層屬于薄煤層，且16上煤層結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜，因此本設(shè)計主要是對3 下 煤層進(jìn)行設(shè)計。煤層平均總厚8.8m ，井田內(nèi)有最大落差較大 的孫氏店斷層，煤層傾角平均α=10o，大部分標(biāo)高位于-330～-150m 之間。煤層平均容重 。1.4/tm 在1：10000的開拓圖上1mm 2表示100m 2。煤容重取 ，煤層傾角平均10°，煤厚平31.4/tm 均為8.8m。采用塊段法計算工業(yè)儲量。 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)平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和。塊段劃 分如圖2-1 所示。 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值： 1）礦井地質(zhì)資源量 資源量可由以下等式計算： （2-1）0.1zZmF??? 式中： ——礦井地質(zhì)資源量， ；z Mt ——煤層平均厚度， ；m ——煤層底面面積， ；3/t ——煤容重， 。?3/t 將各參數(shù)代入（2-1）式中可得表2-2， 所以地質(zhì)儲量為： =364.62MtzZ 2）礦井工業(yè)儲量 根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%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)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì) 的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。 第11頁 圖2-1 塊段劃分示意圖 表2-2 地質(zhì)儲量計算表 塊 段 傾角/(°) 塊段面積/ 2km煤厚/ 容重/ 3tm儲量 / Mt煤層總儲 量/ t 1 1.6 7.5 8.8 1.4 92.44 2 4.0 9.7 8.8 1.4 119.8 3 12.9 6.0 8.8 1.4 75.83 4 3.8 6.2 8.8 1.4 76.55 364.62 第12頁 井工業(yè)儲量可用下式計算： （2-2）12123gbmZZk??? 式中： ——礦井工業(yè)資源/ 儲量； gZ ——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；1b ——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；2 ——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；m ——制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；Z ——推斷的資源量；3 ——k 可信度系數(shù)，取0.7~0.9 。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井， 值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、k 煤層賦存較穩(wěn)定的礦井， 取0.7。該式取0.8。k 153.141*60%7bzZ??Mt 76.5723 65.63mz t 32.82 29.173*10zZkk?t 因此將各數(shù)代入式2-2得： 357.33gt 2.3 礦井可采儲量 計算可采儲量時，必須要考慮以下儲量損失： 1）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱； 2）井田邊界煤柱損失； 3）采煤方法所產(chǎn)生煤柱損失和斷層煤柱損失； 4）建筑物、河流、鐵路等壓煤損失； 5）其它各種損失。 2.3.1井田邊界保護(hù)煤柱 根據(jù)許廠礦的實(shí)際情況，井田邊界保護(hù)煤柱取30m 寬，則井田邊界保護(hù)煤柱的損失按下式計算。 1QHLmr?? 式中： —— 井田邊界保護(hù)煤柱損失，萬t；1Q —— 井田邊界煤柱寬度，30m；H —— 井田邊界長度，25292m；L —— 煤層厚度，3下 煤層平均為8.8m；m —— 煤層容重， 。r31.4/tm 則井田邊界壓煤量為： 412598.01.4/cos09.21Qt??????萬 第13頁 2.3.2工業(yè)廣場煤柱 圖2-2 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱示意圖 根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表2-3。第5- 22條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為0.8- 1.1平方公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為300萬噸 /年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為500m×60 0m的長方形。工業(yè)廣場所在位置煤層傾角4°，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向 中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為- 210m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場留寬度為 20m的維護(hù)帶。本 礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表2-4。 表2-3 工業(yè)場地占地面積指標(biāo) 井 型（萬t/a ） 占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t） 240及以上 1.0 120-180 1.2 45-90 1.5 9-30 1.8 表2-4 巖層移動角 廣場中心深度/m 煤層傾角 煤層厚度/m 沖擊層厚度/m ф δ γ β -210 4° 8.8 40 45 75 75 71 由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸： 由CAD量的梯形的面積是： ，則保護(hù)煤柱的實(shí)際面積為：26897m2/cos463051Sm??? 工業(yè)廣場的煤柱量按下式計算。 2QSr? 第14頁 式中： ——工業(yè)廣場煤柱量， ； ——工業(yè)廣場壓煤面積，2Q萬 tS2m ——煤層厚度，8.8m； ——煤的容重， 。mr31.4/t 則工業(yè)廣場的壓煤量為： 2630518.076.9Q????萬 t 2.3.3斷層保護(hù)煤柱 我國井工開采時斷層保護(hù)煤柱留設(shè)經(jīng)驗(yàn)匯總見表2.4。 表2.4 斷層保護(hù)煤柱留設(shè)方法 斷層落差H 留設(shè)尺寸50m? 50m3? 3? 不留設(shè)煤柱 由于斷層落差較大，貫穿整個井田，長度為9611m ，斷層兩邊各留煤柱50m ， 斷層保護(hù)煤柱量按下式計算。 3Qldmr?? 式中： ——斷層保護(hù) 煤柱量， ；3Q萬 t ——斷層長度， ；l961m ——斷層留設(shè)煤柱寬度， ；d0 ——煤層厚度，8.8m；m ——煤的容重， 。r3.4/t 則斷層保護(hù)煤柱損失為： 439618.01.4/cos012.3Qt??????萬 由于主副井筒在工業(yè)廣場內(nèi)，不需要另外留設(shè)保護(hù)煤柱；綜上可得礦井的永久保護(hù)煤柱 損失量為： 123Q?? 代入數(shù)據(jù)得： 94.276.90.498.t萬 2.3.4礦井可采儲量 礦井設(shè)計可采儲量 ()kgZQC?? 式中： ——礦井可采儲量； ——礦井工業(yè)儲量， ；kZg 357.Mt ——Q 保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失 量，萬t； 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0.8。 第15頁()(357.29.8)0.26.4ksZPCMt????? 第16頁 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1礦井工作制度 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》2.2.3條規(guī)定，礦井設(shè)計宜按年工作日330天計算，每天 凈提升時間宜為16小時。礦井工作制度采用“三八制 ”作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修。 3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.1確定依據(jù) 《煤炭工業(yè)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、開采 條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定： 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)模定得太大； 2）開發(fā)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），交通（鐵路、公 路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和 礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模； 3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的 一個重要依據(jù)； 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)加大礦區(qū)規(guī) 模，反之則縮小規(guī)模。 3.2.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 許廠礦的實(shí)際情況：地質(zhì)構(gòu)造相對較簡單，儲量豐富，煤層賦存較穩(wěn)定，為緩傾斜煤 層（傾角10° ），兩水平開拓，主采 3下煤層，平均厚度為8.8m；瓦斯和水涌出量較小，采用 綜采放頂煤的開采方法。所以根據(jù)以上條件和許廠煤礦的最初設(shè)計，確定本礦井的年設(shè)計生 產(chǎn)能力為300萬t。 3.2.3礦井服務(wù)年限 礦井可采儲量ZK、設(shè)計生產(chǎn)能力 A和礦井服務(wù)年限T 三者之間的關(guān)系為：??KAZT?? 式中：T —— 礦井服務(wù)年限，a； ZK —— 礦井可采儲量，26240萬 t； A —— 設(shè)計生產(chǎn)能力，300萬t/a； K —— 礦井儲量備用系數(shù)。 礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲備能力。例如局部地質(zhì)條 件變化，使儲量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲量。因此，需 要考慮儲量備用系數(shù)。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第2.2.6條規(guī)定：計算礦井及第一開采水平 設(shè)計服務(wù)年限時，儲量備用系數(shù)宜采用1.3～1.5。結(jié)合本設(shè)計礦井的具體情況，礦井儲量備 用系數(shù)選定為1.4。 把數(shù)據(jù)代入公式3-1得礦井服務(wù)年限： ??264031.62.5aT??? 第17頁 3.3井型校核 按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核 ： 1）煤層開采能力 井田內(nèi)3下煤層為主采煤層，煤厚8.8m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度基本無變化。煤層 傾角1~13°，平均10?，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面” 的發(fā)展模式，可以布 置一個綜采放頂煤工作面。 2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核 設(shè)計的礦井為大型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。主井采用箕斗運(yùn)輸煤炭，工作面 生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)運(yùn)達(dá)運(yùn)輸大巷，再由運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)達(dá)井底，井底設(shè)置 煤倉，經(jīng)箕斗運(yùn)輸至地面，運(yùn)輸能力大，自動化程度高；副井采用罐籠運(yùn)輸人員和材料。運(yùn) 煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。大巷輔助運(yùn)輸及順槽輔助運(yùn)輸采用礦車 ，調(diào)度方便靈活。 3）通風(fēng)安全條件的校核 本礦井屬于低瓦斯礦井。煤塵具有一定爆炸性危險。水文地質(zhì)條件簡單，涌水量較小。 礦井采用分區(qū)對角式通風(fēng)，輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U 型 通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計知可以滿足通風(fēng)需要。井田內(nèi)斷層較少，只有一個較大的斷層 ，對于開拓有一定的影響，但是，對于影響生產(chǎn)的小斷層較少。所以，各項安全條件均可得 到保證，不會影響礦井的年生產(chǎn)能力。 4）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！睹禾抗I(yè) 礦 井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求。礦井可采儲量262.4Mt，礦井服務(wù)年 限62.5a，符合 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 》的要求。 第18頁 4 井田開拓 4.1井田開拓的基本問題 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(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。 1）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； 2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置； 3）布置大巷及井底車場； 4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替； 5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造； 6）合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 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。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則： 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)約基建投資，加 快礦井建設(shè)； 2）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)； 3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失； 4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng) 造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)； 5）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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件； 6）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，以及其它有益礦物的綜 合開采。 本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素： 1）主采煤層為緩傾斜煤層（平均傾角10°）； 2）表層土較薄，平均為40m，風(fēng)化不太嚴(yán)重； 3）地勢起伏不平，地面標(biāo)高平均+40左右，煤層埋藏較淺，距地面垂深在150～350m之 間； 4）本礦井為低瓦斯礦井； 5）礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為300萬t/a，為大型礦井。 4.1.1 井筒形式的確定 1）井筒形式的確定 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。具體見表4-1。 本礦井煤層傾角小，平均10°，為近水平煤層；表土層厚約40 第19頁 m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，涌水量不大；井筒需要特殊施工 — 凍結(jié)法建井，因此需采用立井開拓。 表4-1 井筒形式比較 井筒形式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平硐 1運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低。 2工業(yè)設(shè)施簡單。 3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少 了排水費(fèi)用。 4施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期 。5煤炭損失少。 受地形影響特別 大 有足夠儲量 的山嶺地帶 斜井 與立井相比： 1井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘 進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少。 2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單 、延深方便。 3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿足 特大型礦井的提升需要。 4斜井井筒可作為安全出口。 與立井相比： 1井筒長，輔助提 升能力小，提升 深度有限。 2通風(fēng)線路長、阻 力大、管線長度 大。 3斜井井筒通過富 含水層，流沙層 施工復(fù)雜。 井田內(nèi)煤層 埋藏不深， 表土層厚， 水文地質(zhì)條 件簡單，井 筒不需要特 殊法施工的 緩斜和傾斜 煤層。 立井 1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。 2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有 利。 3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時 ，井筒容易施工。 4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。 1井筒施工技術(shù)復(fù) 雜，設(shè)備多，要 求有較高的技術(shù) 水平。 2井筒裝備復(fù)雜， 掘進(jìn)速度慢，基 建投資大。 對不利于平 硐和斜井的 地形地質(zhì)條 件都可考慮 立井。 2）井筒位置的確定 井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，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： a.沿井田走向的有利位置 當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田 儲量呈不均勻分布時，應(yīng)布置在儲量的中央，以形成兩翼儲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，通風(fēng)阻力小。 b.井筒沿井田傾斜方向的有利位置 井筒位于井田淺部時，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，石門較短，沿石門的運(yùn)輸工程量較?。痪参挥诰锏南虏繒r，石門長度和 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，它可以延深井 第20頁 筒到深部，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱損失看，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。 c.有利于礦井初期開采的井筒位置 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。 d.地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響 要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(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) 。 e.井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場 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家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿 過村鎮(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。 f.井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。 由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。故把井筒置于井田中央，即工 業(yè)場地之中。 3）井筒數(shù)目 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。因?yàn)榈屯咚沟V 井，井田面積較小，表土層厚度大，不宜用邊界式通風(fēng)，所以不再另設(shè)風(fēng)井，可用主井回風(fēng) 。共計兩個井筒。 4.1.2 井筒位置的確定 1）井筒位置的確定原則 a.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(yùn)輸大巷的布置， 石門的工程量要盡量少； b.有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村； c.井田兩翼的儲量基本平衡； d.井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層； e.工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不 受崖崩滑坡和洪水的威脅； f.工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤； g.水源、電源較進(jìn)，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。 2）井筒位置的確定 a.井筒沿井田走向方向的有利位置 本井田形狀比較對稱，儲量分布比較均勻，在井田中上部存在一條落差比較大橫穿井田 的孫氏店斷層，將井田天然地分為上下兩翼，故井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲量中央， 以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可以使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較 第21頁 短，通風(fēng)阻力較小。 b.井筒沿井田傾斜方向的有利位置 立井開拓時，考慮到孫氏店斷層橫穿井田，初期應(yīng)先采斷層上盤的儲量，所以井筒應(yīng)沿 傾向偏下部布置，立井井筒位于井田傾斜方向的中部略靠下部。 c.盡量不壓煤或少壓煤合理布置井筒 確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱。為了減少工業(yè)廣場所壓煤柱 ，使斷層煤柱和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱有一部分重合會減少保護(hù)煤柱的面積。所以工業(yè)廣場可布 置在斷層附近，并且可以保證在井田走向的中央。 d.地質(zhì)及水文地質(zhì)條件對井筒布置的影響 要保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)使井筒盡量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、煤與瓦斯突出煤層、較軟煤層及高應(yīng)力區(qū)。 e.井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地 井口附近要布置主、副生產(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 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。 綜合以上五方面的因素，結(jié)合礦井實(shí)際情況，提出本礦井井筒布置位置見開拓平面圖。 4.1.3開拓方案及其比較 1）開拓方案 根據(jù)地質(zhì)勘探資料，本井田3下煤層為主采煤層，煤層主要分布在-150~- 350左右，傾角在1° ～13°之間，平均10°，為緩傾斜煤層?？紤]到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性，以 及斷層影響,本設(shè)計采用兩水平開拓 煤層平均厚度為8.8m，且煤質(zhì)較軟，所以布置煤層大巷較困難，特別是以后的維護(hù)，且 需要較大的保護(hù)煤柱，所以采用巖巷布置。 綜上，提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案： 方案一：立井兩水平加暗斜井延深；方案二：立井兩水平直接延深； 方案三：斜井兩水平直接延深；方案四：斜井兩水平加暗立井延深。 2）方案比較 四種開拓方案的示意圖如下圖4-1： （a）方案1（立井兩水平加暗斜井延深）；（b）方案2（立井兩水平直接延深）； （c）方案3（斜井兩水平直接延深）；（d）方案4（斜井兩水平加暗立井延深） 第22頁 圖4-1 技術(shù)上可行的四種開拓方案 這四種方案在技術(shù)上都是可行的，所以要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能確定其可行性，下面先進(jìn)行 粗略的經(jīng)濟(jì)比較，淘汰掉兩個方案，然后進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。 方案1和方案2的區(qū)別在于是采用暗斜井延深還是直接延深立井。粗略的估算結(jié)果如表4- 1，方案2總費(fèi)用比方案1高2.97%?？紤]到斜井井筒施工延伸更為簡單，對生產(chǎn)干擾小所以決 定選用方案1。方案3和方案4的區(qū)別也僅在于第二水平是用立井直接延深還是采用暗斜井延 深。粗略估計計算與方案1和方案2相似?？紤]到方案3的提升及對生產(chǎn)干擾等生產(chǎn)環(huán)節(jié)都比 方案4少，即所以決定采用方案3。對1，3方案有差別的建井工程量，基建費(fèi)，生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和 經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果如表4-2～表4-5，并匯總于表4-6。 表4-1 方案1和方案2粗略估算費(fèi)用 方案 方案1 方案2 基建費(fèi) （萬元 ） 暗斜井開 鑿 上、下斜 井車場 2×1798×1050×10-4=377.0 （300+500）×900×10 -4=72.0 立井開 鑿 井底車 場 石門開 鑿 2×135×3000×10-4=78.0 1000×900×10-4=90.0 1700×800=136.0 小計 449 小計 304 生產(chǎn)費(fèi) （萬元 ） 暗斜井提 升 立井提升 排水（斜 、立井） 1.2×11240×1.55×0.58=12125. 7 1.2×11240×0.22×1.02=3026.7 1387×24×365×39××10- 4（0.063+0.127 ）=9003.2 立井提 升 石門運(yùn) 輸 立井排 1.2×11240×0.62×0.85=7108.2 1.2×11240×1.8×0.381=9250.1 1387×24×365×39×0.1525×10-4=7226.2 第23頁 水 小計 24155 小計 23584 費(fèi)用?萬 元 24604 費(fèi)用?萬 元 23889合計 百分率 102.97% 百分率 100% 表4-2 開拓方案1和3的建井工程量 期間 項目 方案1 方案3 前期 主井井筒?m 副井井筒?m 井底車場?m 主石門?m 運(yùn)輸大巷?m 250 215 1000 1870 1860 768 722 300+500 1870 1860 后期 主井井筒?m 副井井筒?m 井底車場?m 主石門?m 135 135 1000 1700 1798 1798 300+500 0 表4-3 開拓方案1和3的生產(chǎn)經(jīng)營工程量 項目 方案1 項目 方案3 運(yùn)輸提升?萬t·km 工程量 運(yùn)輸提升?萬t·km 工程量 大巷及石門運(yùn)輸 二水平 立井提升 二水平 1.2×11240×5.1=68788.8 1.2×11240×0.62=8362.6 斜井提升 二水平 1.2×11240×1.55=20906.4 排水?萬m 3 二水平 1387×24×365×39×10-4=47385.5 排水?萬m 3 二水平 1387×24×365×19.5×10-4=23692.7 表4-4 開拓方案1和3的基建費(fèi) 方案1 方案3項目 工程量?m 單價?元·m -1 費(fèi)用 ?萬元 工程量?m 單價?元·m -1 費(fèi)用 ?萬元 前期 主井井筒 副井井筒 井底車場 主石門 運(yùn)輸大巷 250 215 1000 1870 1860 3000 3000 900 800 800 75 58.5 90 150 149 768 722 800 1870 1860 1050 1050 900 800 800 80.6 75.8 72 150 149 第24頁 小計 522 527 后期 主井井筒 副井井筒 井底車場 主石門 135 135 1000 1700 3000 3000 900 800 40.5 40.5 90 136 1798 1798 800 0 1050 1050 900 800 189 189 72 0 小計 313 450 共計 835 977 表4-5 開拓方案1和3的生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用 方案1 方案3 項目 工程量?m 單價?元·m - 1 費(fèi)用?萬 元