采礦工程設(shè)計(jì)平頂山煤礦

摘要平煤八礦位于河南省平頂山市境內(nèi)，為平煤集團(tuán)的大型現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井之一。井田走向長(zhǎng)5.5km，傾向長(zhǎng)3.4km,最小3.00km，平均為3.2km,井田面積17.6km2。礦區(qū)內(nèi)各礦歷年瓦斯鑒定結(jié)果,瓦斯絕對(duì)涌出量為16m3/min,相對(duì)涌出量為6.4m3/t.煤層煤塵爆炸指度為23.4～26%，有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，煤塵自燃發(fā)火期為6井田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開(kāi)采的戊9-10煤層賦存比較穩(wěn)定，淺部煤層傾角大約為12°,深部為近水平煤層，煤層平均厚度3.5m。礦井的生產(chǎn)能力為0.9Mt/a，服務(wù)年限為47a。根據(jù)平煤八礦井田的實(shí)際情況，確定礦井的開(kāi)拓方式為立井兩水平開(kāi)拓，采區(qū)式準(zhǔn)備，走向長(zhǎng)壁采煤法，綜合機(jī)械化采煤工藝，礦井工作制度為兩班采煤，一班準(zhǔn)備。礦井采用大型現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行礦井的采煤、運(yùn)輸、提升、排水和通風(fēng)，以科技進(jìn)步推動(dòng)礦井的現(xiàn)代化發(fā)展。礦區(qū)的環(huán)境保護(hù)對(duì)礦井的發(fā)展有著重要的影響，因此本礦結(jié)合實(shí)際情況采取有效措施來(lái)保護(hù)環(huán)境。關(guān)鍵詞:立井開(kāi)拓；走向長(zhǎng)壁采煤法；綜合機(jī)械化采煤目錄TOC\o"1-3"\h\z摘要 1前言 11.礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 21.1礦區(qū)概況 2地理位置與交通 2地形、地勢(shì) 2河流 3氣象 31.2井田地質(zhì)特征 3井田內(nèi)的地層情況 31.2.2主要地質(zhì)構(gòu)造 5煤層及其頂?shù)装鍘r石特性 5水文地質(zhì)特征 6瓦斯、煤塵及自燃 7地溫 7煤質(zhì)、煤的牌號(hào)與用途 71.3井田勘探程度 8勘探程度 8地質(zhì)勘探程度及精查勘探地質(zhì)報(bào)告的評(píng)價(jià) 82.礦井儲(chǔ)量年產(chǎn)量及服務(wù)年限 102.1井田境界 102.2井田儲(chǔ)量 11礦井工業(yè)儲(chǔ)量 11礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 12礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 122.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 16礦井工作制度 16礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 16礦井服務(wù)年限 163.井田開(kāi)拓 183.1概述 183.2井田開(kāi)拓 18井田的劃分 18立井方案比較 19方案比較 203.2.4確定方案 243.3井筒特征 24井筒數(shù)目 24井筒特征的確定 25井底車(chē)場(chǎng) 283.4開(kāi)采順序及采區(qū)工作面的布置 29開(kāi)采順序 29同采區(qū)數(shù)目和回采工作面 303.5井巷工程和建井工程 32井巷工程計(jì)算 32巷道斷面及支護(hù)形式 324.采煤方法 354.1采煤方法的選擇 35概述 35采煤方法的確定 354.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 36采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定 36確定區(qū)段斜長(zhǎng)及區(qū)段數(shù)目 37煤柱尺寸 38采區(qū)上山布置 38區(qū)段平巷的布置 384.2.6聯(lián)絡(luò)巷的布置 39采區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)及位置 39采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式選擇 39采區(qū)硐室 41采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 434.3采煤工藝設(shè)計(jì) 43首采工作面概況 44綜采工作面采煤工藝設(shè)計(jì) 44確定工作支護(hù)方式和采空區(qū)處理 45工作面循環(huán)方式及循環(huán)作業(yè)圖表 455礦井通風(fēng)與安全技術(shù) 515.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 51選擇原則及要求 51選擇礦井主扇的工作方法： 53選擇礦井通風(fēng)方式 535.2風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配 55風(fēng)量計(jì)算 555.3全礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 605.4風(fēng)機(jī)選型 635.5礦井安全技術(shù)措施 675.5.1概述 67預(yù)防井下火災(zāi)的措施 68粉塵的綜合防治 68預(yù)防井下水災(zāi)的措施 69結(jié)論 72致謝 74參考文獻(xiàn) 75前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是據(jù)河南省平煤集團(tuán)八礦進(jìn)行的畢業(yè)實(shí)習(xí)中所收集的礦井生產(chǎn)圖紙和地質(zhì)資料,并作了一些改動(dòng)以后,對(duì)礦井進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)。采礦工程設(shè)計(jì)是采礦工程專(zhuān)業(yè)全部教學(xué)進(jìn)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié).作為對(duì)大學(xué)生在學(xué)校的最后一次綜合性的知識(shí)技能考查,它主要是考查大學(xué)生在校期間對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況,使學(xué)生自我思考,自行設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中,把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合起來(lái)應(yīng)用。這樣達(dá)到了對(duì)理論知識(shí)“溫故而知新”的作用,同時(shí)也學(xué)到了一些實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的過(guò)程就是一個(gè)不斷認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)的過(guò)程.在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中認(rèn)真貫徹<<礦山資源法>>、<<煤炭法煤炭工業(yè)技術(shù)政策>>、<<煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范>>以及國(guó)家其它發(fā)展煤炭工業(yè)的方針政策,積極采用切實(shí)可行高產(chǎn)高效的先進(jìn)技術(shù)與工藝,力爭(zhēng)自己的設(shè)計(jì)成果達(dá)到較高水平。本次設(shè)計(jì)以<<實(shí)踐教學(xué)大綱及指導(dǎo)書(shū)>>為依據(jù),嚴(yán)格按照<<煤礦安全規(guī)程>>的要求,采用工得技術(shù)語(yǔ)言,對(duì)礦井的開(kāi)拓,準(zhǔn)備運(yùn)輸、排水通風(fēng)等各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。由于時(shí)間關(guān)系和設(shè)計(jì)水平有限,設(shè)計(jì)中失誤之處在所難免，敬請(qǐng)審閱老師給予批評(píng)指正!1.礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概況1.1.1地理位置與交通平頂山礦區(qū)位于河南省西部.平煤天安八礦位于平頂山礦區(qū)東南部,西距平頂山市15km.其地理坐標(biāo)為東徑113°22′9″～113°30′14″，北緯33°45′13″～33°47′26″，屬平頂山衛(wèi)東區(qū)管轄。東距京廣鐵路線孟廟車(chē)站58km.孟平支線(孟廟~平頂山站)斜穿井田,往西與焦枝鐵路寶豐站相接。許南（許昌~南陽(yáng)）公路南北縱貫井田中部，至市區(qū)的程平路，在井田中部與許南公路相接，交通十分便利。礦區(qū)面積41.42km2。優(yōu)越的地理位置為煤炭市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的條件。圖1-1-1交通位置1.1.本井田東部和南部為開(kāi)闊的沖積—洪積平原，沖積層厚度300～400m，地面標(biāo)高+75～+80m，北部為丘陵及山地，由紫紅色石千峰和灰白色平頂山砂巖組成，呈北西—南東走向，標(biāo)高+200～+399.5m，相對(duì)高差130～305m，最大坡度40度，山區(qū)溝谷發(fā)育，地形復(fù)雜，呈西北高東南低的地勢(shì)。1.1.本區(qū)河流屬淮河支流沙河水系，湛河流經(jīng)井田東南部，最大寬度50m，流量0.08～7.8m3/s；沙河流經(jīng)南及東部，河寬50～250m，流量0.8～5210m1.1.本地區(qū)屬大陸性半干燥濕度不足帶,年降雨量平均94.6mm,最大降雨量1323.6mm,年最小降雨量373.9mm。最大蒸發(fā)量2825mm,最小蒸發(fā)量1490.5mm,平均絕對(duì)濕度13.5mm,平均相對(duì)濕度67％,冰凍期一般為11月至次年3月。平均氣溫15℃，最高42.2℃，最低-15．3℃。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1寒武系崮山組：為灰至深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，厚度大于68米2石炭系上統(tǒng)太原組，厚度62～92m，一般80m左右。該段為一套以海相沉積為主的含煤巖系可分四段：第一段鞏縣段，灰至深灰色鋁土質(zhì)泥巖，間夾砂質(zhì)泥巖。局部相變?yōu)樯皫r。頂部含煤一層（庚23），厚度0.05～2.33m，偶見(jiàn)可采點(diǎn)。本段厚2～14m，平均8m。第二段下部灰?guī)r段，厚14～26m，一般為19m，以灰至深灰色中厚層狀石灰?guī)r（L6、L7）為主，間夾砂質(zhì)泥巖及煤線。第三段中部泥砂巖段，厚23~29m，一般為25m，以深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖為主，間夾石灰?guī)r（L4、L5），及薄煤七層。第四段上部灰?guī)r段。厚24～31m，一般為27m，以灰及深灰色厚層細(xì)晶質(zhì)石灰?guī)r及薄層泥灰?guī)r（L1～L3）為主，夾泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、薄層細(xì)砂巖及薄煤四層。L1灰?guī)r厚m。一般2m左右，該層灰?guī)r距己16-17煤層0.9～29.51m，一般為5～8m。L2灰?guī)r厚0.4～14.9m，一般為9m，其與L1灰?guī)r之間距為0.6～14.6m。一般3～5m，該層灰?guī)r有時(shí)有分叉合并現(xiàn)象，一般為不分層變薄至尖滅。L3灰?guī)r較穩(wěn)定，一般4m左右。3二疊系下統(tǒng)山西組（P11S）該組厚度29-43米，平均38米，分三段：第一段己煤段，灰至深灰色粉砂泥巖，己154二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P21sh）該組厚約120m左右，分五段：第一段香炭砂巖段，第二段小紫斑泥巖段，第三段砂鍋窯段，第四段大紫斑泥巖段，第五段戊煤下段，含薄煤三層。5二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P12sh）該組厚約550m，分七段：第一段戊煤段含戊11、戊9-10、戊8三至四層煤，戊9-10為主采煤層，煤厚4.5m。第二段戊煤上段，第三段丁煤段，夾丁3~丁7五層煤，丁5.6為主采煤層，厚度2.0m，第四段丙煤段，第五段乙煤上段，第六段乙煤下段，第七段甲煤段。6二疊系上統(tǒng)平頂山組（P22P），厚度90~120m，灰白色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖。7二疊系上統(tǒng)石千峰組（P22sh）厚度300m，灰綠至綠色粉砂巖與細(xì)砂巖互層，局部紫紅色。8新生界第三系（N）灰白色泥質(zhì)灰?guī)r沉積不穩(wěn)定，厚4.4-13.7米9第四系（Q）厚度0～450m，第四系沉積最厚部位在礦井東部，主要為棕黃色，砂質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土。此外，近代沉積包括坡積、殘積、堆積的巖塊、粘土質(zhì)砂、沖積砂卵石等。1.2.井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，井田內(nèi)無(wú)褶曲和斷層，其本上是一個(gè)走向北西，傾北東，傾角平緩的單斜構(gòu)造。地層傾角1°～33°。16號(hào)勘探線以西，淺部較陡11°～15°，深部漸趨平緩約6°～8°。煤層及其頂?shù)装鍘r石特性煤系地層內(nèi)所含煤層為戊8煤、戊9-10煤和戊11煤。可采煤層為戊9-10煤一層。所采煤層頂板為一、二級(jí)老頂，直接頂?shù)装鏋橹写稚皫r，無(wú)偽頂，無(wú)三軟煤層，無(wú)沖擊地壓。煤層風(fēng)化帶深度為128m.水文地質(zhì)特征根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，本井田屬礦區(qū)內(nèi)水文條件較簡(jiǎn)單地區(qū)，其特點(diǎn)是表土后達(dá)10-450m其中厚的沾土隔水層。煤系地層的地下水位均高于本水層露頭，為承壓水，有水力聯(lián)系，故涌水量較大，正常涌水。表1-2-4-1涌水量1涌水涌水方式水質(zhì)（PH）正常涌水量（m3/h）最大涌水量（m3/h）頂板滴淋水中性30－50862老空水無(wú)3鉆空水裂隙水裂隙較發(fā)育，賦存有承壓裂隙水，富水程度中等瓦斯、煤塵及自燃礦區(qū)內(nèi)各礦歷年瓦斯鑒定結(jié)果,瓦斯絕對(duì)涌出量為16.3m3/min,相對(duì)涌出量為6.4m3/t.暫按三級(jí)瓦斯礦管理,通風(fēng)按二級(jí)考慮.煤層煤塵爆炸指度為23.4～26%，有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火期為6個(gè)月，有自燃發(fā)火的傾向。地溫在地表以下700m處地溫為31℃.平均每100m增高2℃——3℃.井下地溫高,為一級(jí)礦井.煤質(zhì)、煤的牌號(hào)與用途全區(qū)的煤層的變質(zhì)程度,按層位排列,由上而下變低,同一煤層由淺而深增高,符合煤的變質(zhì)規(guī)律,煤質(zhì)牌號(hào)中灰低硫貧瘦煤.煤質(zhì)松軟,遇水易泥化,適用于作動(dòng)力煤.表1-2-1煤層特性煤層名稱(chēng)煤層厚度（m）傾角圍巖性質(zhì)容重最小最大平均頂板底板戊9-103.13.73.515°中粗砂巖砂巖1.4表1-2-2煤的工業(yè)分析煤層名稱(chēng)水份（％）M灰分（％）A揮發(fā)分（％）V含磷量（％）P含硫量（％）S膠質(zhì)層厚（m）Y發(fā)熱量（j/g）Q戊9-1024.1910.50.60.50.563151.3井田勘探程度勘探程度地質(zhì)勘探是省勘探隊(duì)對(duì)煤田進(jìn)行鉆探工作，研究整個(gè)煤田，地質(zhì)報(bào)告對(duì)煤層對(duì)比清楚，結(jié)果可靠，煤層厚度，結(jié)構(gòu)，媒質(zhì)牌號(hào)均已查明，主要結(jié)構(gòu)基本控制。地質(zhì)勘探程度及精查勘探地質(zhì)報(bào)告的評(píng)價(jià)本區(qū)勘探工作是在文革時(shí)期完成的，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及地質(zhì)資料分析：1）地質(zhì)勘探線垂直煤層走向的布置，勘探線間距及鉆孔間距合理。2）八礦井田內(nèi)高級(jí)儲(chǔ)量比例合理，但深部鉆孔較稀疏，可靠程度較差。3）水文地質(zhì)條件復(fù)雜，涌水量受季節(jié)性氣候影響，應(yīng)長(zhǎng)期作好水文地質(zhì)工作。4）瓦斯及風(fēng)化帶分布范圍等資料精確程度高，地質(zhì)構(gòu)造的控制程度好。5）深部鉆孔密度，從整體看有大的地質(zhì)構(gòu)造變化，煤層較穩(wěn)定，厚度變化不大。2.礦井儲(chǔ)量年產(chǎn)量及服務(wù)年限2.1井田境界井田境界的確定主要是根據(jù)礦井的勘探線和煤層底板等高線，煤層露頭劃分，并無(wú)擴(kuò)大的可能性。井田范圍：該礦井東部以14號(hào)勘探線為界，與襄縣城相鄰，西以距20號(hào)勘探線以西225m為界，與十礦相鄰，西南邊界處與十二礦相鄰，南以煤層露頭為界，與葉縣稱(chēng)相鄰，北以戊9-10煤-400m等高線以北500m為界。井田走向長(zhǎng)5.5km，傾向長(zhǎng)3.4km,最小3.00km，平均為3.2km,井田面積17.6km2。如圖2-1-1圖2-1-1井田范圍2.2井田儲(chǔ)量根據(jù)八礦地質(zhì)精查報(bào)告組織的資料，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行A、B、C三級(jí)儲(chǔ)精查報(bào)告組織的資料量的計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探（精查）報(bào)告組織的“能利用儲(chǔ)量”中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量之和。儲(chǔ)量計(jì)算的方法采用地質(zhì)塊段法和煤層底板等高線綜合方法計(jì)算。儲(chǔ)量計(jì)算公式為：Z工業(yè)=∑s.d.γ.cosα式中：Z工業(yè)——礦井工業(yè)儲(chǔ)量s——塊段水平面積d——塊段采用煤層的平均厚度γ——煤的容重，取γ=1.4t/m3α——每一塊段的平均傾角Z工業(yè)=7244.16萬(wàn)t如表2-2-1礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表地質(zhì)開(kāi)采條件儲(chǔ)量級(jí)別比例（﹪）井型簡(jiǎn)單中等復(fù)雜大型中型小型大型中型小型中型小型井田內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的比例4035253540202515第一水平內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量比例70604060503040不作具體規(guī)定第一水平內(nèi)A級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例4030153020不作具體規(guī)定不要求表2-2-1礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例2-2-2礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表煤層名稱(chēng)工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）備注ABA+BCA+B+C戊9-103769.922735.046504.96739.27244.16符合總計(jì)3769.922735.046504.96739.27244.16符合礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量既為工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和地面建筑物、構(gòu)筑物的保護(hù)煤柱，所占煤柱損失后的儲(chǔ)量。因礦區(qū)內(nèi)村莊全部搬遷，無(wú)須保護(hù)煤柱，故儲(chǔ)量為：Z設(shè)計(jì)=Z工業(yè)-Z斷層-Z防水境界保護(hù)煤柱一般為20～30m，取20m，Z境界=93.24萬(wàn)t防水煤柱：由于南部露頭處風(fēng)化帶深128m，故風(fēng)化帶可兼作安全防水煤柱，另留2m煤柱隔離風(fēng)化帶、煤層與可采煤層。Z防水=308.49萬(wàn)t礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(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)煤柱后乘以采區(qū)回采率即是礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量。礦井中設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z可采=（Z工業(yè)-P）×C式中：Z可采——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn)tZ工業(yè)——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)tP——永久煤柱，工業(yè)場(chǎng)地，主要巷道保護(hù)煤柱之和，萬(wàn)tC——采區(qū)采出率，取0.95工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算：根據(jù)?采礦工程專(zhuān)業(yè)實(shí)際教學(xué)大綱及指導(dǎo)書(shū)?表2-2礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)，年產(chǎn)90萬(wàn)t的礦井，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)為1.2公頃。則工業(yè)廣場(chǎng)長(zhǎng)310m,寬350m，根據(jù)《測(cè)量學(xué)》、《采礦學(xué)》、《開(kāi)采損害學(xué)》有關(guān)知識(shí)及查《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》，利用垂直剖面法計(jì)算煤柱保護(hù)煤柱計(jì)算公式：P工業(yè)=A平×m×γ/cosα式中P工業(yè)——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱石，萬(wàn)tA平——煤柱平面面積m2m——煤層厚度，mγ——煤的容重1.4t/m3α——煤層傾角α=50查得平煤集團(tuán)八礦有關(guān)移動(dòng)角分別為：下山移動(dòng)角β=550，上山移動(dòng)角ν=730，走向移動(dòng)角δ=730，松散層移動(dòng)角Ф=450，松散層厚度為15m。如下表：表2-2-3-1工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表煤層傾角煤厚（m）φγ°βδ（°）埋深（m）51545735573210長(zhǎng)方形abcd的面積為工業(yè)廣場(chǎng)總占地面積，為310×350=108500m2煤層在保護(hù)范圍中央處的埋藏深度450m,地面標(biāo)高為零，松散層厚h=15m,煤層厚度3.0m，查表確定護(hù)圍帶厚度為15m。作圖如下：確定梯形ABCD的面積為保護(hù)煤柱壓煤面積確定AD=720m，BC=640m，MN=920m,計(jì)算得保護(hù)煤柱計(jì)算壓煤儲(chǔ)量為：P工業(yè)=（720+60）×920×1/2×3×1.4×1/cosα=263.75萬(wàn)噸工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖2-2-3-2因工業(yè)場(chǎng)地，礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開(kāi)拓方式，采煤方法有關(guān)，起煤柱損失量待第三章井田開(kāi)拓，第四章采煤方法缺點(diǎn)后才能確定。為了方便利用礦井可采儲(chǔ)量初步確定礦井井型，上述永久煤柱損失與工業(yè)場(chǎng)地，井下蜘蛛眼巷道煤柱損失等可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的5～7%計(jì)算，本次設(shè)計(jì)取6%。所以井下主要巷道保護(hù)煤柱壓煤儲(chǔ)量為：P巷道=Z工業(yè)×6%-P工業(yè)式中：P巷道——巷道壓煤儲(chǔ)量萬(wàn)tZ工業(yè)——礦井工業(yè)儲(chǔ)量萬(wàn)tP工業(yè)——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤儲(chǔ)量萬(wàn)t代入數(shù)據(jù)得：P巷道=7244.16×6%-263.75=170.90萬(wàn)t礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z可采=（Z工業(yè)-P）×CZ可采=（）×0.93=6332.84萬(wàn)t如圖礦井可采儲(chǔ)量匯總表開(kāi)采水平煤層名稱(chēng)工業(yè)儲(chǔ)量（A+B+C）（萬(wàn)噸）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）礦井可采儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）永久性煤柱損失設(shè)計(jì)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)煤柱損失可采儲(chǔ)量斷層境界工業(yè)廣場(chǎng)井下巷道其他1戊9-107244.16無(wú)93.249681.15263.75170.9無(wú)9246.7表礦井可采儲(chǔ)量匯總表2.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限礦井工作制度根據(jù)《技術(shù)政策》第14條規(guī)定上，礦井工作日330天，每天凈提升時(shí)間為14小時(shí)，其中兩班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備，每班工作8個(gè)小時(shí)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力主要依據(jù)礦井地質(zhì)條件，煤層賦存情況，處理開(kāi)采條件，設(shè)備供應(yīng)以及國(guó)家需煤等因素確定。對(duì)于儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層生產(chǎn)能力大、開(kāi)采條件好的礦井應(yīng)建設(shè)大型礦井。當(dāng)煤層賦存深，表土層很厚，井筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大井田開(kāi)采范圍，減少開(kāi)鑿井筒數(shù)具節(jié)約建井工程和降低噸煤設(shè)資，以建設(shè)大型礦井為宜，而對(duì)于條件稍差的情況應(yīng)考慮設(shè)計(jì)中型礦井。依據(jù)井田資源條件和對(duì)資源的分析，具備中型礦井開(kāi)發(fā)條件，同時(shí)結(jié)合按期生產(chǎn)，采掘接替應(yīng)變能力，穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，為保障可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)造條件，綜合評(píng)價(jià)初期投資少，噸煤投資和萬(wàn)噸掘進(jìn)率低，經(jīng)濟(jì)效率好等技術(shù)條件，參考《煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》各類(lèi)礦井型特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a.礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=Z可采/KA式中：T——礦井服務(wù)年限，aZ可采——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)tA——礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)tK——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=1.4代入數(shù)據(jù)得：T=6332.84/（1.4×90）=46.91a按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型90萬(wàn)a/t的礦井的服務(wù)年限至少40a,T=46.91＞40a，故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，初步確定該礦井生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a.符合要求3.井田開(kāi)拓3.1概述八礦位于河南省平頂山市境內(nèi),該礦井位于李口向斜的西南部,郭莊背斜的東北翼。煤層賦存的特點(diǎn),基本上是一個(gè)走向北西,傾向北東,傾角較平緩的單斜構(gòu)造。15號(hào)勘探線以西,淺部較陡,約11°～15°,深部漸趨平緩,約6°～8°.大部分煤都賦存于地面以下400m,因此,本井田用立井開(kāi)拓方式。3.2井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓方式是礦井設(shè)計(jì)的核心,內(nèi)容涉及面寬,可變因素多.由于本設(shè)計(jì)為原礦井范圍的一部分,其境界做了合理的調(diào)整,局部條件由指導(dǎo)老師根據(jù)教學(xué)研究的需要做了適當(dāng)?shù)母淖?與原礦井有一定的不同,故本礦井初步設(shè)計(jì)與原礦井在一定程度上略有不同。為使礦井兩翼生產(chǎn)均衡,應(yīng)將井筒布置在井田的中央,位于16號(hào)和17號(hào)勘探線之間。井田的劃分根據(jù)目前開(kāi)采水平,一般小型礦井走向長(zhǎng)度不小于1500m,中型礦井走向長(zhǎng)度不小于4000m,大型礦井走向長(zhǎng)度不小于7000m。井田劃分階段時(shí),階段斜長(zhǎng)要利于運(yùn)輸,通風(fēng),巷道維護(hù)等。在井田范圍內(nèi),沿著煤層傾向,按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的長(zhǎng)條部分,每個(gè)長(zhǎng)條部分成為一個(gè)階段。通常將設(shè)有井底車(chē)場(chǎng),階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平稱(chēng)“開(kāi)采水平”,簡(jiǎn)稱(chēng)水平。 根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)長(zhǎng)期條件,煤層賦存狀態(tài)等因素,由于本礦煤層傾角南部較大為11°～15°，而背部較為平緩，為6°左右。故將礦區(qū)初步劃分為二個(gè)水平，第一水平垂高200m，含二個(gè)階段，采用采區(qū)上下山開(kāi)采，上山傾斜長(zhǎng)910m10～80m,下山斜長(zhǎng)750m，每個(gè)采區(qū)布置若干區(qū)段。第二水平垂高400m，包含一個(gè)階段，采用條帶式傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜開(kāi)采。條帶斜長(zhǎng)上山部分一般1180m～1470m。在階段內(nèi)沿煤層走向劃分若干個(gè)具有獨(dú)立的生產(chǎn)系的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)劃分若干個(gè)傾向分帶，每個(gè)分帶布置一個(gè)工作面，一個(gè)帶區(qū)由兩個(gè)分帶組成。初步設(shè)定第一水平服務(wù)年限的計(jì)算如下，根據(jù)公式：T1水平=ZK1/（A.K）式中：T——第一水平服務(wù)年限，a；——第一水平可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；A——礦井生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3～1.5，取1.4。由此；驗(yàn)算服務(wù)年限如下：T1水平=ZK1/（A.K）ZK1=3776.85×0.95=3588.01萬(wàn)tT1水平=ZK1/（A.K）=3588.01/（90×1.4）=28.47>20a第一水平服務(wù)年限符合要求。立井方案比較根據(jù)以上地質(zhì)資料的分析,以及現(xiàn)有的生產(chǎn)開(kāi)采技術(shù),綜合本礦的實(shí)際情況,提出以下兩種的技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案。如圖3-1立井兩水平（立井延深）如圖3-2立井兩水平（暗斜井延深）方案比較1.分析：方案一：兩水平延深開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：1）以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施；2）提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，管理方便；3）經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低；缺點(diǎn)：1）原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延深任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾；2）主井接井時(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；3）延深兩個(gè)井筒，施工組織復(fù)雜；4）為延深井筒需鑿一些臨時(shí)工程；5）延深提升長(zhǎng)度增加，能力下降，可能需更換提升設(shè)備；方案二：立井兩水平暗斜井延伸開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：1）生產(chǎn)與延伸相互不影響；2）暗斜井的位置，方向，傾角及提升方式均可不受原井筒限制；缺點(diǎn)：1）增加了提升，運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；2）通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜；3）不便管理；4）運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多；一般適用于：1）受地質(zhì)及水文條件限制，向下延伸井筒不符合；2）原有提升設(shè)備不能滿(mǎn)足要求，又沒(méi)條件更換提升設(shè)備；3）延伸原井筒在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上不合理；綜合各方面情況，確定第二種方案比第一種方案在技術(shù)上難度上太大，不予考慮，重點(diǎn)對(duì)第一種方案和第二種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。2．方案的經(jīng)濟(jì)比較：經(jīng)濟(jì)合理是指所選的方案，噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少，特別是初期投資少，特別是初期投資少，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井建設(shè)時(shí)間短，投資效益好，投資回收期短，利潤(rùn)高。計(jì)算各方案不同項(xiàng)目包括：基本建設(shè)費(fèi)用，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用建井工程量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量。在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下說(shuō)明:1)兩種方案第一水平開(kāi)拓幾乎相同，故只對(duì)第二水平開(kāi)拓（立井延伸和暗斜井延伸）不同項(xiàng)目進(jìn)行比較。2)兩種方案的各斜井巷布置基本相同，且這些斜井的掘進(jìn)單價(jià)近似相同，即兩方案條帶斜長(zhǎng)下山的巷道掘進(jìn)費(fèi)用相同，因此不作比較。3)立井﹑大巷、石門(mén)以及斜巷下山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按運(yùn)輸費(fèi)的20%進(jìn)行估算。各方案工程量計(jì)算表方案項(xiàng)目方案1方案2工程量/m工程量/m初期主井井筒445445副井井筒415415井底車(chē)場(chǎng)350350運(yùn)輸大巷13301330主要石門(mén)6060后期主井井筒230820（暗斜井）副井井筒200820（暗斜井）石門(mén)850——井底車(chē)場(chǎng)1000——運(yùn)輸大巷10001000基建費(fèi)用表方案項(xiàng)目方案1方案2工程量/m單價(jià)/元每米費(fèi)用/萬(wàn)元工程量/m單價(jià)/元/米費(fèi)用/萬(wàn)元初期主井井筒4508294379.84508294379.83副井井筒4158294344.24158294344.2井底車(chē)場(chǎng)360239986.36360239986.36運(yùn)輸大巷9302249209.19302249209.1主要石門(mén)6020001260200012后期主井井筒23010000230820（暗斜井）4560373.9副井井筒23010000230820（暗斜井）4560373.9井底車(chē)場(chǎng)8503500297.5——3500——石門(mén)1602500250——2500——運(yùn)輸大巷26002983328.111002983328.1生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量表3-2-3方案項(xiàng)目方案2工程量工程量立井二水平提升/萬(wàn)t·km1.20.2530001.20.823000（暗斜井）石門(mén)運(yùn)輸/萬(wàn)t·km1.20.853000排水/萬(wàn)m31000×24×365×25×1000×24×365×25×確定方案經(jīng)過(guò)計(jì)算，從表中可知：方案1費(fèi)用與方案2費(fèi)用多用了322萬(wàn)元，又考慮到，該礦井田下部有有含水層，暗斜井生產(chǎn)與延伸相互干擾少；系統(tǒng)簡(jiǎn)單且能力較大，可充分利用原有井筒的能力。因此，本設(shè)計(jì)最終確定選用方案2的開(kāi)拓系統(tǒng)，即立井加暗斜井采區(qū)式開(kāi)拓。3.3井筒特征井筒斷面尺寸，主要是根據(jù)提升容器的種類(lèi)、數(shù)量及外形尺寸；井筒裝備的類(lèi)型、規(guī)格、最小允許間隙；井筒的用途、管路、電纜、梯子間的平面尺寸來(lái)確定。畢業(yè)設(shè)計(jì)井筒斷面，一般是根據(jù)本章第二節(jié)初步確定的提升機(jī)的類(lèi)型及數(shù)量，結(jié)合井筒的其它用途，從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面圖中或有關(guān)資料中選取。井筒直徑確定后，即可計(jì)算井筒的凈斷面及根據(jù)砌壁厚度計(jì)算井筒掘進(jìn)斷面，掘進(jìn)斷面應(yīng)考慮50～100mm壁后充填值。井筒數(shù)目 根據(jù)井田地質(zhì)的特征，及開(kāi)拓概況，由于井田大部分位于平坦地帶，且在北西山嶺地區(qū)的煤層埋藏更深，不可能采用平硐開(kāi)拓。在井田范圍內(nèi)地面標(biāo)高+70～390m，表土層厚16m，煤層埋深在中部450m處，故本礦不宜采用斜井開(kāi)拓。因此確定對(duì)主副井都采用立井開(kāi)拓。 風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全通風(fēng)要求和經(jīng)濟(jì)效益的原則合理確定?？紤]到本設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)瓦斯含量較大。地溫較高的實(shí)際情況，且南部邊界較淺在設(shè)計(jì)初期，采用中央?yún)^(qū)對(duì)角通風(fēng)方式，副井主進(jìn)風(fēng)，主井進(jìn)少量風(fēng)，第一水平回采期間使用，可先建一個(gè)采區(qū)風(fēng)井，在準(zhǔn)備另一個(gè)采區(qū)時(shí)再建一個(gè)風(fēng)井。后期可考慮共用主井兼回風(fēng)。該設(shè)計(jì)礦井在服務(wù)年限內(nèi)有四個(gè)井筒，主井、副井和兩個(gè)回風(fēng)井。井筒名稱(chēng)主井副井井口坐標(biāo)X(m)37385223738520Y(m)3844344738443470Z(m)+105+105用途提煤運(yùn)料、下人、運(yùn)矸、通風(fēng)提升設(shè)備JDG4/55×YB74-316.33GDG1.5/6/2/2井筒傾角(°)9090斷面形狀圓形圓形支護(hù)方式料石料石井筒壁厚(mm)350400提升方位角(°)3737井筒深度(m)445415斷面積凈（m2)19.633.16掘（m2)22.4637.37井筒特征的確定1主井：主井主要用于提煤。井筒直徑5．0m，采用9t多繩摩擦式提升煤箕斗進(jìn)行煤炭提升。其技術(shù)規(guī)格：其型號(hào)圖號(hào)：JDG9/110×4B74-316.24，同側(cè)裝卸式、名義載煤量9噸；有效容積10m3最大終載荷440KN；最大提升高度1300m；箕斗自重11.6噸。長(zhǎng)2400mm，寬1300mm。設(shè)梯子間。支護(hù)材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖段350m，凍結(jié)段700mm，井筒裝備有鋼絲繩罐道。1梯子間2罐梁3鋼性罐道4箕斗斷面示意圖3-3-2-12副井主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等。并兼作通風(fēng)、排水，為防止斷繩事故設(shè)有防墜器。井筒直徑6．5m。設(shè)梯子間。配罐籠型號(hào)：GDG1/6/2/2K；礦車(chē)型號(hào)MG1.6-6B,一層面積2.52m2；總面積5.04m2；乘人數(shù)28人；乘車(chē)輛2輛；罐籠總載重4.37t；罐體自重4.911t；最大終載荷275KN；罐籠長(zhǎng)和寬2550×1504mm；鋼罐道2300mm。支護(hù)材料：基巖段采用單層砼結(jié)構(gòu)，凍結(jié)段采用雙層砼結(jié)構(gòu)；井壁厚度：基巖段400mm，凍結(jié)段800mm。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道、梯子間、電纜線和水管管道。斷面示意圖1罐籠2梯子間3罐梁4管路電線間5鋼性罐道斷面示意圖圖3-3-2-23風(fēng)井主要用于礦井回風(fēng)，兼作安全出口，裝備有梯子間和管道電纜等。井筒直徑5.0m。采用砼砌硐壁，砌硐壁厚度為350mm.斷面示意圖3-3-2-3斷面示意圖圖3-3-2-3確定出的凈斷面，還需進(jìn)行風(fēng)速校核，使井筒的最大風(fēng)速不超過(guò)《安全規(guī)程》第101條的規(guī)定。校核公式如下：Ｖ=Ｑ/ＭＳ≤Ｖmax式中：Ｖ——通過(guò)井筒的風(fēng)速，m/s；Ｑ——通過(guò)井筒的風(fēng)量，m３/s；Ｓ——井筒的凈斷面積，m2；Ｍ——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井為0.8；Ｖmax——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速。副井：Ｖ=Ｑ/ＭＳ=118.69/0.8×33.1=4.48m３/s≤Ｖmax=8m３/s風(fēng)井：Ｖ=Ｑ/ＭＳ=118.69/0.8×19.62=7.5m３/s≤Ｖmax=8m３/s井底車(chē)場(chǎng)井底車(chē)場(chǎng)上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(chēng)。它是聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸?shù)膬纱笊a(chǎn)環(huán)節(jié)，完成提煤，提矸石，下物料，通風(fēng)，排水，供電和升降人員等各項(xiàng)工作任務(wù)，它是井下運(yùn)輸?shù)臉屑~。井底車(chē)場(chǎng)首先保證礦井生產(chǎn)所需要的運(yùn)輸能力，并應(yīng)滿(mǎn)足礦井不斷持續(xù)增產(chǎn)的需要，其設(shè)計(jì)要通過(guò)能力應(yīng)大于全礦井生產(chǎn)能力的30%～50%，其次應(yīng)滿(mǎn)足增產(chǎn)的能性，并且盡量減少掘砌工程量。本礦井屬中型礦井，考慮井筒距大巷較遠(yuǎn)，且與下一水平暗斜井的聯(lián)系，采用立井刀式環(huán)行車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)。如圖3-3-31——主井2——副井3——煤倉(cāng)4——水泵房5——中央變電所3.4開(kāi)采順序及采區(qū)工作面的布置開(kāi)采順序在井田的范圍內(nèi)，采區(qū)的開(kāi)采順序采用前進(jìn)式開(kāi)采，從井田中央開(kāi)始向井田兩翼推進(jìn)，采用上（下）山開(kāi)采時(shí)，先開(kāi)采上山部分煤層，后開(kāi)采下山部分煤層。對(duì)于煤層先開(kāi)采淺部煤層，后開(kāi)采深部煤層。先開(kāi)采優(yōu)質(zhì)煤，再開(kāi)采次品煤。根據(jù)以上所述原則，結(jié)合本礦井情況，確定先開(kāi)采第一水平西翼上山部分的淺部煤層，然后開(kāi)采東翼上山部分煤層，再開(kāi)采西翼下山部分煤層，最后開(kāi)采東翼下山部分煤層。第一水平煤層快開(kāi)采完閉后，提前準(zhǔn)備第二水平煤層，以保證工作面的接替的礦井的穩(wěn)產(chǎn)，第二水平采用條帶式開(kāi)采，采用后退式開(kāi)采即從邊界向中央推進(jìn)。3.4.1．采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)礦井的地質(zhì)條件、煤層厚度，機(jī)械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接通替關(guān)系等因素確定。本設(shè)計(jì)采用綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)能力可達(dá)到95萬(wàn)t/a.查表：礦生產(chǎn)能力（mt/a）采區(qū)個(gè)數(shù)（個(gè)）2.43.02～31.51.82～31.2以下1～2根據(jù)表得出。本礦井同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)一個(gè)即可保證年產(chǎn)量2確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線長(zhǎng)：B=A.x/(∑m×r×L×K3)式中：B——采區(qū)工作面長(zhǎng)，mA——礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/aX——回采出率?？扇?.9∑m——同采出煤數(shù)厚度，mr——煤層容重KФФФ——工作面采出率，取0.95%L——年推進(jìn)度L=330式中L=330×n×I×Ф330——礦井年工作日，天n——晶循環(huán)數(shù)，個(gè)I——循環(huán)進(jìn)度，M由此：L=330n×I×Ф=1222.65所以：B=A×X/∑m×r×L×K3=169.6m確定同采工作面?zhèn)€數(shù)N=B×n/L式中:N——同采工作面?zhèn)€數(shù)B——工作面總長(zhǎng)n——同采煤層數(shù)L——回采工作面長(zhǎng)度，mN=Bn×/L=169.6×1/170≈1因此，可確定同采區(qū)工作面為1個(gè)3工作面配置采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件特征，所確定回采工藝等確定。同時(shí)還應(yīng)符合合理的開(kāi)采順序，保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則，采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個(gè)：普采工作面為兩個(gè)，不應(yīng)該超過(guò)三個(gè)。因此，本礦設(shè)計(jì)同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)一個(gè)，同時(shí)生產(chǎn)工作面為一個(gè)，采用綜合機(jī)械化采煤方式進(jìn)行回采。4礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算式中：An—礦井同采工作面產(chǎn)量總和，萬(wàn)t；mi—第i號(hào)工作面采高，m；Li—第i號(hào)工作面年推進(jìn)度，m；Ii—第i號(hào)工作面長(zhǎng)，m；γi—第i號(hào)工作面煤的容重，t/m3；n—同采工作面數(shù)，個(gè)；Ki—回采工作面采出率；所以：An=3×170×1222.65×1.4×0.95=87.81萬(wàn)/t掘進(jìn)煤量：An×10%=8.78則實(shí)際產(chǎn)量為：96.59萬(wàn)/t大于A，小于1.15A符合要求確定同采工作面為一個(gè)，工作面總長(zhǎng)為177m。3.5井巷工程和建井工程3.5.設(shè)計(jì)中的井筒：主井井筒直徑5.0m,井筒斷面19.63m2,副井井筒直徑6.5m,井筒斷面33.16m2,兩個(gè)風(fēng)井井筒直徑5.0m,井筒斷面19.63m2。鑿井采用普通方法施工，月進(jìn)度50m。巷道斷面及支護(hù)形式礦井主要巷道有：井底車(chē)場(chǎng)、運(yùn)輸大巷、軌道上山、運(yùn)輸上山、開(kāi)切眼。井底車(chē)場(chǎng)，運(yùn)輸大巷，軌道上山、運(yùn)輸上山及工作面巷道斷面均按通過(guò)設(shè)備最大尺寸和通風(fēng)行人的安全尺寸設(shè)計(jì)。表3-5-1巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)表井巷道工程名稱(chēng)圍巖類(lèi)別掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)（m/月）立井井筒巖石50運(yùn)輸大巷，巖石120硐室工程巖石600m回風(fēng)大巷巖石120井底車(chē)場(chǎng)巖石120斜巷及橫貫煤巷400開(kāi)切眼煤巷400區(qū)段平巷煤巷400表3-5-2礦井巷道類(lèi)別表序號(hào)工程名稱(chēng)斷面形狀煤巖類(lèi)別掘進(jìn)機(jī)械化程度1主井圓形巖巷普通法施工2副井圓形巖巷普通法施工3風(fēng)井圓形巖巷普通法施工4井底車(chē)場(chǎng)半圓形巖巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工6運(yùn)輸大巷半圓形巖巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工7回風(fēng)大巷半圓形巖巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工8硐室半圓形巖巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工9斜巷及橫貫半圓形煤巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工10開(kāi)切眼梯形煤巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工11區(qū)段平巷梯形巖巷液壓鑿巖機(jī)機(jī)械化施工由施工進(jìn)度表可知，兩個(gè)施工隊(duì)同時(shí)施工，施工過(guò)程中如無(wú)重大地質(zhì)問(wèn)題影響施工的正常進(jìn)行.按期可完成任務(wù).4.采煤方法4.1采煤方法的選擇概述為了對(duì)各煤層選擇合理的采煤方法，必須詳細(xì)研究煤層的賦存條件和地質(zhì)特征，并參考實(shí)習(xí)礦井或礦區(qū)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，可參照下列各點(diǎn)選擇采煤方法。1)對(duì)緩斜，傾斜及中厚煤層，一般采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，傾角小于12°時(shí)，可考慮采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。采用走向長(zhǎng)壁采煤法，一般采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法2)對(duì)煤層賦存穩(wěn)定頂?shù)装鍡l件較好的中厚煤層，大中型礦井一般采用綜合機(jī)械化采煤工藝方式。根據(jù)以上原則，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，本設(shè)計(jì)采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，綜合機(jī)械化的采煤工藝，以及采用自然跨落法處理采空區(qū)。采煤方法的確定本礦單一煤層厚3.5m,在南部?jī)A角較大11°～15°，北部?jī)A角較小6°～8°。f=1.4,q=6.4m3/t,煤塵爆炸性指數(shù)為23.4～26%，自然發(fā)火期6個(gè)月，直接頂為2類(lèi)，老頂為5級(jí)，底板比壓17.52Mpa，涌水量不大，最大涌水量51m3/h.根據(jù)本礦地質(zhì)情況，結(jié)合上述可參照的采煤方法，確定在第一水平采用采區(qū)式單一走向長(zhǎng)壁采煤法，在第二水平采用條帶式采煤法。兩個(gè)水平都采用一次采全部綜合機(jī)械化開(kāi)采，采空區(qū)用全部垮落法處理。4.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面，礦井主要開(kāi)拓巷道聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)成運(yùn)輸、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)、材料供應(yīng)等系統(tǒng)，保證工作面連續(xù)不斷的生產(chǎn)。采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定在本節(jié)僅對(duì)礦井首采區(qū)的位置、邊界范圍、地質(zhì)特征、煤層埋藏條件、儲(chǔ)量、采區(qū)生產(chǎn)能力進(jìn)行敘述。本礦首采區(qū)位于第一水平西翼上山部分，走向基本上在16號(hào)勘探線和20號(hào)之間，東部以16號(hào)勘探線往西500米為界，西到井田邊界，南以煤層露頭線為界，北以一水平西翼大巷為界，采區(qū)走向長(zhǎng)2810m，傾斜長(zhǎng)962m。采區(qū)內(nèi)可采煤層為戊9-10煤層，煤層賦存較穩(wěn)定，平均厚度3.5m，傾角為11°～15°，平均12°，采區(qū)煤層埋藏較淺，最深在采區(qū)北部邊界處為-250m，采區(qū)內(nèi)無(wú)大的地質(zhì)斷層，水文地質(zhì)簡(jiǎn)單，采區(qū)儲(chǔ)量1233.31萬(wàn)噸，基本上均為A級(jí)儲(chǔ)量。1.采區(qū)生產(chǎn)能力：按下列公式計(jì)算：A采區(qū)=K1×K2×εAi式中：A采區(qū)——采區(qū)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/aK1?——采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取K1=1.1K2——工作面之間影響系數(shù)，取K2=1Ai——各采區(qū)的生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/aAi=L×Vd×m×γ×k3式中：L——采煤工作面長(zhǎng)度，L=170mVd——工作面推進(jìn)度，m/dm——采煤高度，m=3.5mγ——煤的容重，γ=1.4t/m3k3——工作面采出率。本礦井設(shè)計(jì)一個(gè)采區(qū)一個(gè)工作面，所以：Ai=170×(0.65×6)×3.5×1.4×0.95=2925.907t/d=96.81萬(wàn)t/aA采區(qū)=1.1Ai=106.4萬(wàn)t/a2采區(qū)服務(wù)年限:T采區(qū)=Z采區(qū)/A采區(qū)式中：T采區(qū)——采區(qū)服務(wù)年數(shù)，aZ采區(qū)——采區(qū)儲(chǔ)量，萬(wàn)tA采區(qū)——采區(qū)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a所以：T采區(qū)=1233.31/106.4=11.59a確定區(qū)段斜長(zhǎng)及區(qū)段數(shù)目戊9-10煤層屬中厚煤層，煤層節(jié)理較發(fā)育，直接頂，底板巖性較好，老頂，底均為砂巖，煤層平均3.50m，可考慮采用無(wú)煤柱護(hù)巷技術(shù)，不留設(shè)區(qū)段護(hù)巷煤柱，區(qū)段運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷取3.5m，工作面為170m，故區(qū)段斜長(zhǎng)設(shè)為177m，采區(qū)斜長(zhǎng)962m,則區(qū)段數(shù)目為：962/170=5.6個(gè)再減去運(yùn)輸大巷保護(hù)煤柱，調(diào)整各區(qū)段長(zhǎng)度，取區(qū)段數(shù)目為5×2=10個(gè)，沿采區(qū)上山兩邊對(duì)稱(chēng)布置。煤柱尺寸為了保護(hù)采區(qū)內(nèi)各種煤層巷道處于良好狀態(tài)，常設(shè)一定尺寸的保護(hù)煤柱。所留煤柱尺寸，主要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。本采區(qū)煤層為緩傾斜煤層，參考《設(shè)計(jì)大綱》的《采區(qū)煤層巷道護(hù)巷煤柱尺寸表》確定各巷道留設(shè)保護(hù)煤柱尺寸如下：回風(fēng)大巷取20m，水平巷取30m，采區(qū)上（下）山巷道取30m，區(qū)段平巷不留煤柱或反留1m小煤柱，采區(qū)東部邊界取5m。采區(qū)上山布置采區(qū)上山數(shù)目可根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)能力和礦井地質(zhì)條件確定，一般情況下兩條，當(dāng)采區(qū)生產(chǎn)能力較大，瓦斯涌出量較大的情況下，也可設(shè)置三條或四條。本礦井為低瓦斯礦井，該采區(qū)生產(chǎn)能力較大，故設(shè)計(jì)二條上山（軌道上山，運(yùn)輸上山）。本采區(qū)只有一組開(kāi)采煤層，開(kāi)采深度小，頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)定，硬質(zhì)屬中硬，用水量小，可考慮將回風(fēng)上山布置在煤層中。煤層底板屬中粗砂巖，將軌道上山和運(yùn)輸上山布置在煤層底板中，以保證巷道的搭接，便于物料和煤炭的運(yùn)輸。兩條巷道都布置在采區(qū)中央。上山布置的傾角與煤層傾角基本一致，為12°，巷道斷面形狀為半圓拱形，采用錨噴支護(hù)，凈斷面積為16.17m2。區(qū)段平巷的布置設(shè)計(jì)采區(qū)擬采用綜采一次采全高，只需在區(qū)段煤層底板布置兩條區(qū)段平巷，一條布置膠帶運(yùn)輸機(jī)，負(fù)責(zé)運(yùn)輸工作面落煤，兼作進(jìn)風(fēng)巷，一條布置900mm標(biāo)準(zhǔn)軌道，負(fù)責(zé)輔助運(yùn)輸、行人兼作回風(fēng)巷，區(qū)段平巷斷面面積為梯形，采用錨網(wǎng)支護(hù)，凈斷面積為10.4m2。聯(lián)絡(luò)巷的布置采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷主要用于采區(qū)上山與區(qū)段平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷道。(1)采區(qū)軌道上山與區(qū)段回風(fēng)平巷之間用采區(qū)車(chē)場(chǎng)和石門(mén)聯(lián)絡(luò)。(2)運(yùn)輸上山與區(qū)段運(yùn)輸平巷之間用溜煤眼聯(lián)絡(luò)。(3)采區(qū)軌道上山與區(qū)段運(yùn)輸平巷之間用采區(qū)車(chē)場(chǎng)和石門(mén)聯(lián)絡(luò)，但在石門(mén)中必須裝設(shè)相互連鎖的兩道雙向風(fēng)門(mén)。(4)聯(lián)絡(luò)巷道斷面形狀為半圓拱形，采用錨噴支護(hù)方式，凈斷面積為6.17m2采區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)及位置在首采區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)一個(gè)采煤工作面即可滿(mǎn)足整個(gè)礦井的產(chǎn)量。首采工作面位于首采區(qū)的左翼最上部，西、南面均為井田邊界，所采煤層為全礦井最淺部分，首采工作面投產(chǎn)的同時(shí)，開(kāi)始準(zhǔn)備右翼的工作面，一般應(yīng)按對(duì)角跳采的順序安排，工作面的總長(zhǎng)度為177m。采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式選擇1.采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)形式選擇采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)的選擇，主要是根據(jù)絞車(chē)房的布置和維護(hù)條件，當(dāng)階段回風(fēng)巷以上為采空區(qū)和松軟風(fēng)化帶時(shí)，采用平車(chē)場(chǎng)。設(shè)計(jì)采區(qū)緊鄰松軟風(fēng)化帶，可采用平車(chē)場(chǎng)作為采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)。如圖.1所示1——運(yùn)輸上山2——軌道上山3——回風(fēng)石門(mén)4——回風(fēng)大巷5——絞車(chē)房6——甩車(chē)場(chǎng)圖.1采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)示意圖2.采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)形式的選擇開(kāi)采單一薄及中厚煤層，多用繞道式車(chē)場(chǎng)，故本設(shè)計(jì)采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)采用繞道式車(chē)場(chǎng)。如圖4-2-8-21—軌道上山2——運(yùn)輸上山3——區(qū)段回風(fēng)巷4——繞道5——風(fēng)門(mén)如圖4-2-8-2采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)3.采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)形式的選擇采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)由采區(qū)裝車(chē)部和輔助提升下部車(chē)場(chǎng)組合而成，本設(shè)計(jì)采區(qū)在大巷運(yùn)輸采用裝車(chē)線路通過(guò)式下部車(chē)場(chǎng)，輔助提升下部車(chē)場(chǎng)采用臥式底板繞道車(chē)場(chǎng)。如圖4-2-8-3采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)1——軌道上山2——運(yùn)輸上山3——下部車(chē)場(chǎng)（繞道）4——運(yùn)輸大巷5——采區(qū)煤倉(cāng)圖4-2-8-3采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)采區(qū)硐室采區(qū)硐室包括：采區(qū)煤倉(cāng)、采區(qū)絞車(chē)房和采區(qū)變電所1）采區(qū)煤倉(cāng)采面煤倉(cāng)選擇井巷式的垂直式煤倉(cāng)，圓形斷面，直徑4m，高度為26m，確定其合理的煤倉(cāng)容積，煤倉(cāng)容量取決于采區(qū)生產(chǎn)能力，而采區(qū)生產(chǎn)能力為103.3t/a，故采區(qū)煤倉(cāng)的容積擬定為450t。煤倉(cāng)的支護(hù)方式：煤倉(cāng)與大巷連接處必須加強(qiáng)支護(hù)，在煤倉(cāng)下部收口處四周敷設(shè)數(shù)根鋼梁，灌入混凝土與大巷支護(hù)連為一體。煤倉(cāng)硐室采用混凝土砌壁，壁厚為400mm。如圖4-2-9-1采區(qū)煤倉(cāng)1——上部收口2——倉(cāng)身3——下口漏斗4——溜吸閘門(mén)圖4-2-9-1：采區(qū)煤倉(cāng)2絞車(chē)房應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定，無(wú)淋水，礦壓小和容易維護(hù)的地點(diǎn)。在滿(mǎn)足施工安裝和提升運(yùn)輸要求前提下，絞車(chē)房應(yīng)盡量靠近變坡點(diǎn)，以減少工程量。絞車(chē)房的高度為3.5m，斷面形狀和支護(hù)設(shè)計(jì)為半圓拱型。采用錨噴支護(hù)，噴厚100㎜。3.采區(qū)變電所采區(qū)變電所是采區(qū)供電的樞紐，合理確定采區(qū)變電所位置及尺寸是保證采區(qū)正常生產(chǎn)，減少工程費(fèi)用的措施，變室應(yīng)設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷的中心，并靠近有軌道運(yùn)輸?shù)南锏?。同時(shí)采區(qū)的工作面應(yīng)采用移動(dòng)變電站。采區(qū)變電所采用不可燃材料支護(hù)，且采用錨噴支護(hù)的形式，地板采用水泥混凝土。高出鄰近巷道200m～300m,要有3%的坡度，以防礦井水流入室內(nèi)，硐室內(nèi)一般不設(shè)電纜鉤，電纜沿墻敷設(shè)，電纜穿過(guò)密閉門(mén)處需要套管保護(hù)。采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)包括：采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)、供電系統(tǒng)及選用設(shè)備型號(hào)。1）采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤路線：工作面——刮板輸送機(jī)——轉(zhuǎn)載機(jī)——區(qū)段運(yùn)輸平巷——區(qū)段溜煤眼——運(yùn)輸上山——采區(qū)煤倉(cāng)——運(yùn)輸大巷——井底車(chē)場(chǎng)——主井——地面。運(yùn)料及設(shè)備路線：地面——副井——井底車(chē)場(chǎng)——石門(mén)——運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——軌道上山——上部車(chē)場(chǎng)——工作面。新鮮風(fēng)流路線——副井——井底車(chē)場(chǎng)——石門(mén)——運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——運(yùn)輸上山——區(qū)段運(yùn)輸平巷——工作面。乏風(fēng)路線——工作面——區(qū)段回風(fēng)巷——回風(fēng)石門(mén)——總回風(fēng)大巷——風(fēng)井掘進(jìn)工作面所需風(fēng)流由局部風(fēng)扇供給。2）供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所經(jīng)運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——軌道上山——采區(qū)變電所——供給移動(dòng)變電站——各點(diǎn)用電設(shè)備3）供水系統(tǒng)采掘工作面平巷及上山輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)所需的防塵噴霧用水分別有地面儲(chǔ)水池以專(zhuān)用管路供4.3采煤工藝設(shè)計(jì)在確定采煤方法及回采工藝的類(lèi)型的基礎(chǔ)上，對(duì)首采采區(qū)首先投產(chǎn)的工作面回采工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。回采工藝設(shè)計(jì)包括機(jī)械設(shè)備選型，確定作業(yè)方式，確定支護(hù)和采空區(qū)處理方法。編制圖表及工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。首采工作面概況首采采區(qū)只有一個(gè)可采煤層戊9-10，厚度平均為3.5m，傾角為11°～15°，局部范圍內(nèi)達(dá)到13°，采區(qū)布置一個(gè)首采工作面，編號(hào)為戊9-10-11010工作面，在首采工作面的上山的另一側(cè)布置一個(gè)準(zhǔn)備工作面為戊9-10-11014工作面，以完成采煤的連續(xù)接替工作。4.3.1）機(jī)械設(shè)備選型工作面煤層傾角為12°，煤層厚度為3.5m，頂?shù)装鍖僦械确€(wěn)定類(lèi)型。根據(jù)煤層和頂板條件，選擇合理型號(hào)的采煤機(jī)，運(yùn)輸機(jī)和液壓支架。在選擇的時(shí)候注意三大設(shè)備以及運(yùn)輸順槽的運(yùn)輸和其他設(shè)備在生產(chǎn)能力和空間上的配合。根據(jù)本采面的具體情況，選擇設(shè)備如下：采煤機(jī)參數(shù)表4-3-1型號(hào)采高（m）截深（mm）傾角（°）滾筒直徑（m）功率（kw）MXA-300/3.51.6～3.56000～251.4300刮板輸送機(jī)參數(shù)表4-3-2型號(hào)長(zhǎng)度（m）運(yùn)輸能力（t/h）刮板鏈速（m/s）鏈條形式SGD-730/3201707000.92中雙鏈壓支架參數(shù)表4-3-3型號(hào)支撐高度（m）中心距（mm）工作阻力/初撐力（kw）適應(yīng)傾角（°）ZZ4000/17/351.7～3.515004000<15SZZ—730/160型轉(zhuǎn)載機(jī)SDJ—150型可伸縮式膠帶輸送機(jī)PCM132輪式破碎機(jī)KSGZY—300/4型移動(dòng)變電站2回采工藝采煤機(jī)進(jìn)刀方式：雙向割煤往返一次割兩刀，完成兩個(gè)循環(huán)。整個(gè)工作面傾向長(zhǎng)170m.進(jìn)刀方式：工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀方式。3作業(yè)方式:兩班出煤,一班檢修,一天共割煤六刀，日推進(jìn)度3.6m。4采區(qū)采掘配比:采區(qū)內(nèi)只有一個(gè)回采工作面，根據(jù)礦井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)配備,一掘進(jìn)隊(duì)，兩個(gè)煤巷掘進(jìn)隊(duì)，采用綜掘，即比例為1：2。確定工作支護(hù)方式和采空區(qū)處理工作面頂板采用支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)，兩端頭使用外掛式單體液壓支柱。與金屬絞接頂梁，配合使用進(jìn)行支護(hù)。采空區(qū)則采用全部跨落法處理。4.3.4綜采工作面以采煤割煤為主，其他各工序與之配合，即割煤——裝煤——運(yùn)煤——伸前梁——推溜——拉架——清煤——端部斜切進(jìn)刀——割煤。各工序在時(shí)間上依次安排進(jìn)行，或在空間上相互錯(cuò)平，平行作業(yè)。設(shè)計(jì)回采工作面實(shí)行“兩采一準(zhǔn)”的作業(yè)方式，即兩班生產(chǎn)一班維修。表4-3-4-1勞動(dòng)組織表如下：序號(hào)工種班次合計(jì)一班二班檢修班1機(jī)組司機(jī)3322移架工66123泵站司機(jī)1124電工2245機(jī)組檢修556支架檢修557泵站檢修228電檢修669端頭工33610溜子檢修3311維修工5512記錄員112413送料工225914班長(zhǎng)111315井下保管112416材料員223717隊(duì)長(zhǎng)1113合計(jì)22224286圖4-3-4-2正規(guī)作業(yè)循環(huán)圖表4-3-4-3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)順序名稱(chēng)單位指標(biāo)1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力⑴年產(chǎn)量Mt0.90⑵日產(chǎn)量t3000.02礦井服務(wù)年限a46.913礦井設(shè)計(jì)工作制度⑴年工作天數(shù)天330⑵日工作班數(shù)班24煤質(zhì)⑴牌號(hào)中灰低硫貧瘦煤⑵灰分A%⑶揮發(fā)分V%0.5⑷硫分S%0.5⑸水分W%⑹發(fā)熱量QJ/g63155儲(chǔ)量⑴地質(zhì)儲(chǔ)量萬(wàn)t7244.16⑵可采儲(chǔ)量萬(wàn)t6332.846煤層情況⑴可采煤層層1.00⑵可采煤層總厚度m平均3.5⑶煤層傾角度11～15⑷煤的容重t/m31.47井田范圍⑴走向長(zhǎng)度km5.5⑵傾斜寬度km3.2⑶井田面積km217.68開(kāi)拓方式立井多水平開(kāi)拓圖4-3-4-1工作面布置圖5礦井通風(fēng)與安全技術(shù)5.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇選擇原則及要求結(jié)合第三章和第四章所確定的井田開(kāi)拓、采區(qū)巷道布置、回采工藝，選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)。要求要符合安全可靠、技術(shù)先進(jìn)合理、經(jīng)濟(jì)、投產(chǎn)快等原則。礦井通風(fēng)系統(tǒng)要符合下列要求。1每一個(gè)生產(chǎn)礦井，必須至少有兩個(gè)能行人的通達(dá)地面的安全出口。各個(gè)出口之的距離不得小平30m。如果采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，還要在井田境界附近設(shè)置安全出口。井下每一個(gè)水平到上水平和每個(gè)采區(qū)至少都要有兩個(gè)便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相連通。保證有一個(gè)井筒進(jìn)新鮮空氣，另一個(gè)井筒排出污濁的空氣。2進(jìn)風(fēng)井口，必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵入的地方。進(jìn)風(fēng)井冬季結(jié)冰，對(duì)工人身體健康、提升和其它設(shè)施有危害時(shí)，必須裝設(shè)暖風(fēng)設(shè)備，保持進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度在2℃3箕斗提升或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井。如果兼作風(fēng)井使用時(shí)，必須遵守下列規(guī)定：（1）箕斗提升兼作回風(fēng)井時(shí)，井上下裝、卸井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不超過(guò)15％，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施，但裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；（2）箕斗提升并或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，箕斗提升井筒中的風(fēng)速不得超過(guò)6m/s；裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒中的風(fēng)速不得超過(guò)4m/s，并都應(yīng)有可靠的防塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒中還應(yīng)裝有專(zhuān)用的消防管路。4所有礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)，主要扇風(fēng)機(jī)(供全礦、一翼或一個(gè)分區(qū)使用)必須安裝在地面。同一井口不宜選用幾臺(tái)主扇并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，主扇要有符合要求的防爆門(mén)，反風(fēng)設(shè)備和專(zhuān)用的供電線路。5每一個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，不宜把兩個(gè)可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井合并一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)，若有兩個(gè)出風(fēng)井，則自采區(qū)流到各個(gè)出風(fēng)井的風(fēng)流需保持獨(dú)立；各工作面的回風(fēng)在進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)道之前，各采區(qū)的回風(fēng)在進(jìn)入回風(fēng)水平之前都不能任意貫通，下水平的回風(fēng)流和上水平的進(jìn)風(fēng)流必須嚴(yán)格隔開(kāi)，在條件允許時(shí)，要盡量使總進(jìn)風(fēng)早分開(kāi)，總回風(fēng)晚匯合。采用多臺(tái)分區(qū)主扇通風(fēng)時(shí)，為了保持聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過(guò)小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻；各分區(qū)主扇的回風(fēng)流，中央主扇和每一翼主扇的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開(kāi)。7回采工作面的掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)?；夭晒ぷ髅婧推湎噙B接的掘進(jìn)工作面，在布置獨(dú)立通風(fēng)有困難時(shí)，可采用串聯(lián)通風(fēng)，但必須符合《煤炭安全規(guī)程》第114條的有關(guān)規(guī)定。8井下火藥庫(kù)必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)道或主要回風(fēng)道，井下充電硐室必須有單獨(dú)的風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流可以引入采區(qū)回風(fēng)道中。選擇礦井主扇的工作方法：1抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓人式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。2采用壓人式通風(fēng)時(shí)，須使礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作較困難，漏風(fēng)較大。根據(jù)以上兩點(diǎn)，結(jié)合礦井實(shí)際情況，選擇抽出式通風(fēng)。選擇礦井通風(fēng)方式1中央并列式的適用條件煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度不大(井田走向長(zhǎng)度小于4km)，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井，采用中央并列式是較合理的。2中央分列式的適用條件煤層傾角較小、埋藏較淺、走向長(zhǎng)度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重的礦井，采用中央分列式是較合理的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對(duì)于瓦斯、自然發(fā)火的管理工作是較有利的，且工業(yè)廣場(chǎng)沒(méi)有主扇噪音的影響。3兩翼對(duì)角式的適用條件煤層走向長(zhǎng)度超過(guò)4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井，采用兩翼對(duì)角式比較適宜。4分區(qū)對(duì)角式的適用條件煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)掘淺部的總回風(fēng)巷，在此條件下開(kāi)掘第一水平時(shí)，只能用這種小風(fēng)井分區(qū)通風(fēng)的布置方式。5混合式的適用條件井型大、走向長(zhǎng)，為了縮短基建時(shí)間，在初期采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，當(dāng)開(kāi)采到兩翼邊界附近時(shí)，再建立對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)確定的基礎(chǔ)上，繪制礦井最容易時(shí)期與最困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，圖中應(yīng)標(biāo)明巷道長(zhǎng)度，通過(guò)風(fēng)量，通風(fēng)構(gòu)筑物位置，新、乏風(fēng)流方向等。根據(jù)前面確定的井田開(kāi)拓,采區(qū)巷道布置,回采工藝,本礦井是低瓦斯,煤自然發(fā)火期為3～6個(gè)月,可采用對(duì)角式通風(fēng),。在確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，由于風(fēng)井的風(fēng)機(jī)是服務(wù)于第一水平西翼的上下山兩個(gè)采區(qū)，所以通風(fēng)容易時(shí)期為開(kāi)采第一水平西翼的上山采區(qū)首采工作面的停采線處。困難通風(fēng)時(shí)期為第一水平西翼的下山采區(qū)最下部邊界的工作面開(kāi)切眼處。如圖所示繪制礦井最容易時(shí)期與最困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)示意。1——主井2——副井3——井底車(chē)場(chǎng)4——主石門(mén)5——運(yùn)輸大巷6——軌道上(下)山7——區(qū)段運(yùn)輸平巷8——工作面9——區(qū)段回風(fēng)平巷10——回風(fēng)上山11——回風(fēng)井圖5-1-3-1礦井最容易時(shí)期與最困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)示意圖5.2風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配風(fēng)量計(jì)算生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中沼氣、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動(dòng)環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在收集實(shí)習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計(jì)算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實(shí)際資料，分別計(jì)算設(shè)計(jì)礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室等所需風(fēng)量，得出全礦井需風(fēng)量，即“由里往外”計(jì)算方法。礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算：QKj=（ΣQcj+ΣQjj+ΣQdj+ΣQgj）×KKj式中：QKj——礦井總供風(fēng)量，m3/min；ΣQcj——回采工作面所需風(fēng)量之和，m3/min；ΣQjj——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min；ΣQdj——獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量之和，m3/min；ΣQgj——其它用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m3/min；KKj——礦井內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)，取1.15。礦井布置一個(gè)采煤工作面和一個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)生產(chǎn)，保持礦井90萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力。1、采煤工作面風(fēng)量采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量按礦井各個(gè)采煤工作面實(shí)際風(fēng)量的總和計(jì)算即:Q礦進(jìn)=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐室+∑Q其他）×k式中：Q礦進(jìn)——礦井總供風(fēng)量，m3/min∑Q采——采煤工作面所需風(fēng)量之和，m3/min∑Q掘——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min∑Q硐室——獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量之和，m3/min∑Q其他——其他用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，m3/minK——礦井內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)，取1.152.綜采工作面實(shí)際需風(fēng)量根據(jù)瓦斯涌出量和開(kāi)采方法不同分別計(jì)算：綜采工作面和高瓦斯礦回采工作面(綜采工作面)所需風(fēng)量的計(jì)算。按瓦斯涌出量計(jì)算：Q綜采=100?Q綜瓦式中：Q綜采——綜采工作面所需的風(fēng)量，m3/min；Q綜瓦=（Ｑ瓦×Ｔ綜采×K瓦）/24×60=（13.3×2800×1.15）/24×60=29.81m3式中：Q綜瓦——綜采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量；6.4m3/min；T綜采——綜采工作面平均日產(chǎn)量;3000t/d；K瓦——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，對(duì)低沼氣礦則取K瓦=1.15；100——按回采工作面的沼氣濃度不超過(guò)1/100計(jì)算。Q綜采=100?Q綜瓦=1431m33.掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)需要獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即∑Q掘=(nQ煤掘+nQ巖掘)K掘備，m3/min式中：Q煤掘——每個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面所需要的風(fēng)量，一般取150～200m3/min；Ｑ巖掘——每個(gè)巖石掘進(jìn)工作面(開(kāi)拓巖巷)所需要的風(fēng)量；一般取200～300m3/min；n——需獨(dú)立通風(fēng)的煤巷、巖巷數(shù)；K掘備——掘進(jìn)工作面?zhèn)溆孟禂?shù)，一般取1.20。∑Q掘=(nQ煤掘+nQ巖掘)K掘備=（2×150+2×200）×1.2=840m34.硐室實(shí)際需要風(fēng)量硐室實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即∑Q硐=Q火+Q充+Q機(jī)+Q采硐+Q其它m3/min式中：Q火——火藥庫(kù)實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時(shí)4次換氣量計(jì)算，即Q火=80m3/minV——包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫(kù)的空間總體積(m3)或按經(jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量，大型火藥庫(kù)供風(fēng)100～150m3/min；中小型火藥庫(kù)供風(fēng)60～100m3Q充——充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計(jì)算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗(yàn)值給定100～200m3/min；取150m3Q機(jī)=150(m3/min)Q采硐——采區(qū)絞車(chē)房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量60～80m3/min；取60m3Q其它硐——其它硐室所需風(fēng)量，∑Q硐=80+150+150+60=440m3/minQkj=(∑Qcj+∑Qjj+∑Qdj+∑Qgj)Kkj式中：Qkj——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/min;