采礦工程-七臺河精煤集團(tuán)新建二礦18Mta新井設(shè)計

摘要本設(shè)計礦井為七臺河礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司新建二礦1.80Mt/a新井設(shè)計，共有5層可采煤層，煤層平均厚度為1.5m，煤層工業(yè)牌號為1/3焦煤。設(shè)計井田的可采儲量為177.37Mt，服務(wù)年限為70.4年。本設(shè)計礦井采用雙立井開拓方式，劃分兩個開采水平。采用集中大巷布置，大巷采用10噸蓄電池式電機車牽引3.0t底卸式礦車運輸，采煤方法為走向長壁采煤法，采煤工藝為普通機械化采煤工藝，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。提升設(shè)備為主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。由于井田傾斜長度較大，且為緩傾斜煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影響，決定本井田內(nèi)全部采用傾斜長壁采煤法開采。關(guān)鍵詞：開采水平;可采煤層;開拓方式走向長壁Abstract177.37keywords：thelevel;workablecoalseam;developmentmethod;;alignmentlongwall;useablerederves摘要 IAbstract II第1章井田概況及地質(zhì)特征 11.1井田概況 11.1.1交通位置 11.1.2地形地勢 21.1.3氣象地震 21.1.4水源及電源 21.2地質(zhì)特征 21.2.1礦區(qū)內(nèi)的地層情況 21.2.2地質(zhì)構(gòu)造 31.2.3煤層賦存狀況及可采煤層特征 31.2.4巖石性質(zhì)厚度特征 51.2.6沼氣煤塵及煤的自燃性 61.2.7煤質(zhì)牌號及用途 71.3勘探程度及可靠性 8第2章井田境界及儲量 112.1井田境界 112.1.1井田周邊情況 112.1.2確定井田的依據(jù) 112.1.3井田境界 112.1.4井田未來發(fā)展情況 122.2井田儲量 122.2.1井田儲量的計算 122.2.2保安煤柱 132.2.3儲量計算的評價 142.3.1礦井工作制度 142.3.2礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 152.3.3礦井設(shè)計服務(wù)年限 15第3章井田開拓 163.1概述 163.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 163.1.3確定井田開拓方式的原則 173.2礦井開拓方案的選擇 183.2.1井硐形式和井口位置 183.2.2開采水平標(biāo)高 243.2.3開拓巷道的布置 243.3選定開拓方案的系統(tǒng)描述 263.3.1井硐形式和數(shù)目 263.3.2井硐位置及坐標(biāo) 263.3.3水平數(shù)目及高度 273.3.4大巷數(shù)目及布置 283.3.5井底車場形式的選擇 313.3.6煤層群的聯(lián)系 333.3.7帶區(qū)劃分 333.4井筒布置及施工 353.4.1井硐穿過巖層的性質(zhì)及井硐維護(hù) 353.4.2井硐布置及裝備 353.4.3井筒延伸的初步意見 363.5井底車場及硐室 373.5.1井底車場形式的確定及論證 373.5.2井底車場的布置 373.5.3井底車場通過能力驗算 393.5.4井底車場主要硐室 403.6開采順序 403.6.1沿煤層走向的開采順序 413.6.2沿煤層傾斜方向的開采順序 413.6.3帶區(qū)接續(xù)計劃 423.6.4首帶區(qū)選擇及三量計算 42第4章帶區(qū)巷道布置與帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 444.1帶區(qū)概況 444.1.1設(shè)計帶區(qū)的位置、邊界、范圍、帶區(qū)煤柱 444.1.2帶區(qū)地質(zhì)和煤質(zhì)情況 444.2帶區(qū)巷道布置 444.2.1區(qū)段劃分 444.2.2帶區(qū)煤倉形式，容量及支護(hù) 454.2.3采區(qū)硐室簡介 464.2.4帶區(qū)工作面的接續(xù) 474.3帶區(qū)準(zhǔn)備 504.3.1帶區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 504.3.2帶區(qū)主要巷道的斷面及支護(hù)方式 50第5章采煤方法 525.1采煤方法的選擇 525.2回采工藝 525.2.1、選擇和決定回采工作面的工藝過程及使用的機械設(shè)備 525.2.2工作面循環(huán)方式和勞動組織形式 53第6章井下運輸和礦井提升 566.1礦井井下運輸 566.1.1運輸方式和運輸系統(tǒng)的確定 566.1.2礦車的選型及數(shù)量 566.2礦井提升系統(tǒng) 586.2.1礦井主提升設(shè)備的選擇及計算 58第7章礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 607.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 607.1.1概述 607.1.2通風(fēng)系統(tǒng)確定的因素 607.2風(fēng)量計算與風(fēng)量分配 617.2.1風(fēng)量計算 617.2.2風(fēng)量分配 667.2.3風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法與措施 677.2.4風(fēng)速的驗算 687.3礦井通風(fēng)阻力的計算 697.3.1確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 697.3.2礦井等積孔的計算 717.4通風(fēng)設(shè)備的選擇 717.4.1主扇的選擇計算 717.4.2電動機的選擇 727.4.3反風(fēng)措施 727.5 礦井安全技術(shù)措施 72第8章礦井排水 768.1概述 768.1.1礦井水來源及涌水量 768.1.2對排水設(shè)備的要求 768.2礦井主要排水設(shè)備 778.2.1排水系統(tǒng)和排水方式簡介 778.2.2主排水設(shè)備及管路選擇計算 78第9章帶區(qū)供電 819.1礦井供電系統(tǒng)概述 819.1.1電力用戶的分級和電壓等級 819.1.2、地面變電所 819.1.4帶區(qū)供電 819.2帶區(qū)電器設(shè)備的型號及數(shù)目 829.3變壓器容量選擇 839.4電纜選擇計算 83第10章礦井主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 86總結(jié) 88附錄1 91煤礦瓦斯爆炸原因分析 91附錄2 95第1章井田概況及地質(zhì)特征新建二礦位于黑龍江省七臺河礦區(qū)西北部，行政區(qū)屬七臺河市新興區(qū)。礦址距七臺河火車站約2.5公里。東南距七臺河礦務(wù)局15公里。地理坐標(biāo)：東經(jīng)130°53′,北緯45°45′。新興區(qū)內(nèi)有礦區(qū)專用線經(jīng)七臺河站與牡佳線接軌。公路可通往依蘭、佳木斯、雞西、寶清、密山、哈爾濱等市級縣及對蘇口岸。鐵路、公路、交通運輸都很方便。交通位置詳見圖1-1：圖1-1新建二礦交通位置示意圖新建二礦地形屬漫崗及丘陵區(qū)，地勢特點是西高東低，標(biāo)高在160～190米之間，井田內(nèi)有新老兩條七臺河，均為季節(jié)性河流，新七臺河河床寬約20米，平水期流量0.5m3/秒，洪水期流量為10～25m3/秒。老七臺河平水期流量小于0.m3/秒，洪水期流量10～30m3/秒、井田北部有倭肯河，屬常年河流,河寬約30米，水深1～2米，平水期流量10～30m3/秒，洪水期流量達(dá)1000m31、溫度、氣溫、降水量、結(jié)凍期、風(fēng)速屬于亞寒帶，年最高氣溫30.5℃～38.2℃，年最低氣溫-31℃～37.2℃，年平均氣溫1.1℃～5.1℃.年降水量為500mm。年蒸發(fā)量968.8～1635.3mm。凍結(jié)期為11月至翌年4月，最大凍結(jié)深度為1.29～1.96m。年間多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速為2.3～4.4m/s，最大風(fēng)速16～33m/s。2、地震根據(jù)遼寧省地震大隊1964年地震資料本區(qū)地震強烈度為Ⅵ度。1、水源根據(jù)已批準(zhǔn)的七臺河礦區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃，礦井用水取自桃山水庫。2、電源根據(jù)1986年1月3日七臺河礦物局與佳木斯電業(yè)局會談紀(jì)要及達(dá)成協(xié)議，本井電源引自七臺河西部變電所。1.建二礦地層為中生上侏羅統(tǒng)雞西城子河組下部，地層厚度約800米，含煤24層，總厚11.93米，含煤系數(shù)1.9％。2.現(xiàn)將各段地層自下而上分述如下：第一段：上自97層頂板20米處含動物化石，層位往下城子河組，底礫巖，厚約250米，以粉砂巖細(xì)砂巖為主，以底礫巖化石層位，99層頂板淺灰綠色凝灰?guī)r（厚0.4-0.6米）為主要標(biāo)志，含煤五層其中99層局部可采，據(jù)桃山部分鉆孔揭露底礫巖約厚20-30米，再往下是火山碎屑巖，系滴道組。第二段：上限至82層頂板40米處粗砂巖含水層上，厚約300米，以細(xì)、中砂巖為主，巖性往上漸粗，85層直接頂為含云母砂巖，87層直接頂為含粗砂巖。此段含煤5層，其中82#、85#、87#、90#、91#五層煤是新建二礦主要開采煤層。本段含煤系數(shù)高達(dá)4%,是七臺河礦區(qū)主要含煤地層段之一。第三段：上限74層底板到91層頂板40米止，厚約160米，巖性以中粗細(xì)砂巖為主，從下往上漸細(xì)，沉積完整，含煤7層，81、80、79、78、77、76、75層等這些煤層全不可采，供小窯開發(fā)。第四系：松散沖積層不整合覆蓋于煤系地層之上，厚2-20米。：表1-1斷層特征表序號斷層號與煤層走向關(guān)系基本特征控制程度擺動可靠程度走向傾向傾角性質(zhì)落差/m1F4斜交N20°-40°WNE50°正20-7058-11863-23561-13±10可靠2F9斜交N38°-50°WN40°-52°W50°正50-20061-7761-127±30可靠1．煤層對比的方法和依據(jù)：經(jīng)生產(chǎn)實踐和補充勘探證實，原礦井地質(zhì)報告關(guān)于煤層對比方法正確，對比可靠，煤層對比的主要標(biāo)志層：87層頂板含礫粗砂巖石，94層頂板云母粉砂巖，97層頂含動物化石層位。99層頂板淺灰綠色凝灰?guī)r層，100層頂板云母粉砂巖，全區(qū)較發(fā)育。2．煤層組合特征，85與87層，90與91層，95與96層為典型的伴生煤層，層位穩(wěn)定，層間距微變，易于識別和對比。本井田內(nèi)有煤24層，其中可采和局部可采13層，而82#、85#、87#、90#、91#五層煤是新建二礦主要開采煤層。其賦存狀況，各煤層特征及變化規(guī)律見表1-2，及圖1-2：表1-2可采煤層特征表1-2煤巖層綜合柱狀圖1.2.4巖石性質(zhì)厚度特征圖新建二礦區(qū)內(nèi)巖性較細(xì)，主要由粉砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)互層、中砂層及煤層組成，僅有較少的粗砂巖，含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯，各巖層的密度差別較小，γ─γ曲線在各種巖層反應(yīng)平直煤層異常反應(yīng)明顯，巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。各類巖石的物理性質(zhì)詳見表1-3，巖石力學(xué)強度見表1-4：表1-3巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)表3表1-4巖石力學(xué)強度見表巖石名稱抗壓強度σc(MPa)抗拉強度σt(MPa)摩擦角φ(°)內(nèi)聚力C(MPa)砂巖20-2004-2535-508-40泥灰?guī)r10-1002-1015-303-201.2.5井田水文地質(zhì)情況新建二礦地形大部分屬漫崗，標(biāo)高一般在160-200米，井田北部及中部為河谷水文地質(zhì)區(qū)，西部及南部為丘陵水文地質(zhì)區(qū)。巖層的富水性主要決定于構(gòu)造裂隙的發(fā)育和補給條件，我礦深部煤層（100-101層）露頭正處在倭肯河河床下，故補給來源豐富。淺部各煤層，除大氣降水補給地表強風(fēng)化裂隙帶外，沒有其他來源，由于巖層裂隙發(fā)育程度隨著埋藏深度增加而減弱，所以巖層的富水性有明顯的垂直分帶，由于巖性的不同，巖層的含水性極不均勻，不但存在分帶規(guī)律且有分層規(guī)律。82#85#87#90#91#新建二～～歷年來新建二礦所采各煤層多屬低硫、低磷，中低灰分的焦煤和1/3焦煤，其中1/3焦煤占62.3％，發(fā)熱量一般在6500～7500大卡/千克。1．煤層的物理性質(zhì)已開采各煤層多為亮煤，半亮煤或半暗煤，水平層狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)脆，垂直節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤，踞狀或平面斷口，鏡下多見凝膠化基質(zhì)，木質(zhì)鏡煤，絲炭，角質(zhì)化物質(zhì)較少，并以角質(zhì)層為主，樹脂體則少，透明基質(zhì)和形態(tài)分子，含量少等，且發(fā)鮮紅色，形態(tài)分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，鏡下可見無機物，有石英碎屑及菱鐵礦物等。2．化學(xué)性質(zhì)及煤種從生產(chǎn)實際和深部鉆孔看，我礦煤質(zhì)變化規(guī)律符合希爾特定律。A揮發(fā)份隨深度增加而降低，B煤的變質(zhì)程度隨深度增加而提高，如：82#為1/3焦煤，煤層85#、87#、90#、91#均為焦煤?，F(xiàn)將主要開采煤層煤樣分析見表1-5：3．煤的工藝特性現(xiàn)開采煤層多屬中低灰份，灰分多為內(nèi)在灰份。系二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等，氧化鎂、氧化鈣較少，故灰熔點達(dá)1250℃以上。煤的可選性為易選，易選中等煤的可選性灰份與粒度成正比，如層隨著粒度的增大，灰份逐增，是因為結(jié)核狀無機物難破碎而致。煤樣分析詳見表1-5：表1-5煤樣分析表為了更好地滿足煤炭生產(chǎn)的需要，合理利用煤炭資源，為給二水平延深提供可靠的地質(zhì)資料，根據(jù)礦務(wù)局勘探隊1998年提交的新建深部補勘地質(zhì)報告和1991年本科提供的礦井地質(zhì)報告和十余年的井巷工程資料，對1991年提交的原礦井地質(zhì)報告進(jìn)行修改和補充。對以往的采探實際成果及補充勘探成果，全面收集，系統(tǒng)整理，綜合分析。根據(jù)鉆探以及井巷新揭露的地質(zhì)資料，修改構(gòu)造，重新核實儲量，礦井生產(chǎn)，開拓深部和長遠(yuǎn)規(guī)劃提供了可靠的地質(zhì)資料依據(jù)。隨著開采深度增加，煤炭生產(chǎn)對測量精度、地質(zhì)構(gòu)造分析的精度，以及繪圖精度的要求進(jìn)一步提高，本次報告的數(shù)據(jù)資料、圖紙及文字說明均用計算機處理，其精度達(dá)到相當(dāng)高的水平，對生產(chǎn)應(yīng)用既方便又可靠，減少了由于人為因素的影響而造成的誤差，尤其是微機繪圖一項為全國首創(chuàng)。歷次地質(zhì)工作及質(zhì)量評述：1956年108勘探隊在區(qū)內(nèi)進(jìn)行普查找礦工作，并于1957年末提出了西至青龍山，東至新興，面積約204平方公里的概查。1958年204勘探隊在概查報告基礎(chǔ)上，進(jìn)行了七臺河區(qū)（包括勝利深部、淺部)的普查勘探，當(dāng)年提出了中間資料，繼而越過詳查階段，進(jìn)行了精查，1959年末提出精查報告，因勘探深度不夠又繼續(xù)進(jìn)行補充勘探報告，并于1960年5月提出了精補報告。204隊在1964年提交了勝利深部精查補充勘探報告和七臺河勘探區(qū)地質(zhì)最終報告（第二次精查補充）。1958年～1964年204勘探隊在本區(qū)共施工216個孔，工程量67282.82米。1970年局地測處勘探隊在本區(qū)施工一個淺部補勘孔，進(jìn)尺122.0米。1978年～1986年局地測處勘探隊對本區(qū)深部（-400米～800米）進(jìn)行補充勘探，共施工了28個孔，進(jìn)尺21865.79米，其中五個孔在-400米以上，其可采煤層點73個，綜合評級結(jié)果為甲級39個，乙級18個，丙級16個，甲乙級層點率為78％，其中測井甲乙級層點率為100％。新建二礦深部勘探地質(zhì)報告1988年10月提交，于1988年12月經(jīng)東煤公司批準(zhǔn)，共獲B+C級儲量2622.20萬噸，表外儲量424.8萬噸。1991年礦井地質(zhì)報告，經(jīng)東煤公司批準(zhǔn)共獲得A+B級儲量4615.5萬噸C級儲量6866.2萬噸，表外儲量3211.6萬噸。本井田內(nèi)共布有22條勘探線，共施工了245個鉆孔，總工程量89270.61米，平均每平方公里為3.7個鉆孔。本次報告井田利用鉆孔234個，外圍利用11個?？刹擅簩狱c987個，其中甲級642個，乙級204個，丙級141個，甲乙級層率為84.7％質(zhì)層率100%。第2章井田境界及儲量新建二礦與新立、新興相連，與新立礦開采同一組煤層，以七臺河河床中心和+80、-250、-400米標(biāo)高為界分割，與新興礦以74層底板為界，故本礦的安全生產(chǎn)和鄰礦安全生產(chǎn)互為影響，本礦的開采對新興礦工業(yè)廣場及井巷工程有較大的影響，因此本次報告充分考慮這一因素，并留設(shè)永久煤柱。新建二礦井田內(nèi)小窯開采歷史較長，因歷史原因，除早期開采的小煤窯資料收集不全外，近十多年小煤窯資料齊全，現(xiàn)生產(chǎn)的礦務(wù)局系統(tǒng)的3對，市政小井15對。小煤礦開采煤層大都是邊緣三角煤或不計量、灰分超限的煤層，對本礦的安全生產(chǎn)無影響。1.以地理地形,地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù).2.要適于選擇井筒位置,安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物.3.劃分的井田范圍要為礦井發(fā)展留有空間.4.井田要有合理的走向長度,以利于機械化程度的不斷提高.井：東：以右邊界為界；西：以青龍山為界；南：以下邊界為界；北：以98層煤煤層露頭為界；井田走向長度：5800m傾向長度：3600m勘探面積：18.15km2新建二礦井田煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)條件簡單，煤炭資源儲量豐富，有很好的發(fā)展前景，有改擴建的潛力。（一）礦井初步設(shè)計應(yīng)計算以下儲量：1.礦井地質(zhì)儲量：勘探（精查）報告提供的儲量，包括“能利用儲量”和“暫不能利用儲量”；2.礦井工業(yè)儲量：勘探（精查）地質(zhì)報告提供的“能利用儲量”中的A、B、C三級儲量，A、B、C三級儲量的計算方法，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》的規(guī)定；3.礦井設(shè)計儲量：礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和已有的地面建筑物，構(gòu)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量；4.礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地的保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率。（二）礦井工業(yè)儲量是指井田精查地質(zhì)報告提供的平衡表內(nèi)A+B+C級儲量，它是礦井設(shè)計的依據(jù)。井田工業(yè)儲量應(yīng)按儲量塊段法進(jìn)行計算：塊段儲量=塊段面積×段平均厚度×容重/cosθθ——為煤層平均傾角計算得Zc=85.7×250000×1.4×5×104/cos11°=2445.77Mt（三）礦井可采儲量的計算Z=(Zc-P)×C中：Z——可采儲量，Zc——工業(yè)儲量，MtP——永久煤柱損失，MtC——采區(qū)回采率,厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85；地方小煤礦不低于0.7。計算得：Z=（188.5-7.5）×0.98=177.38Mt詳見表2-1。（一）保護(hù)煤柱的留設(shè)方法1.工業(yè)場地及主要井巷保護(hù)煤柱留設(shè)（1）工業(yè)場地保護(hù)煤柱留設(shè)，應(yīng)在確定地面受保護(hù)面積后，用移動角圈定煤柱范圍。移動角數(shù)值應(yīng)采用本礦區(qū)實測數(shù)據(jù)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)的實測數(shù)據(jù)選取。工業(yè)場地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括受保護(hù)對象及圍護(hù)帶，圍護(hù)帶寬度為15m。（2）不包括在工業(yè)場地范圍內(nèi)的立井，圈定其保護(hù)煤柱時，地面受保護(hù)對象應(yīng)包括轎車房，井口房或通風(fēng)機房風(fēng)道等，圍護(hù)寬度為20m。圈定立井保護(hù)煤柱時，應(yīng)根據(jù)井筒深度、巖性、用途、煤層賦存條件及地形特點等因素，按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（3）斜井受保護(hù)對象應(yīng)包括絞車房、井田、斜井井筒及井底車場。井口圍護(hù)寬度應(yīng)為10m。（4）當(dāng)斜井大巷、上、下山位于煤層中時，其保護(hù)煤柱寬度，可按本礦區(qū)或與本礦區(qū)條件類似的礦區(qū)經(jīng)驗確定；或根據(jù)實測資料用分析法確定。斜井或巷道上方的煤層是否留設(shè)保護(hù)煤柱，應(yīng)根據(jù)巷道距地表的垂深，巷道所在的圍巖性質(zhì)，巷道與煤層的法線距離等因素確定。斜井或巷道下方煤層，應(yīng)從巷道保護(hù)煤柱邊界起，用巖層移動角圈定保護(hù)煤柱。2.斷層帶及井田徑界煤柱的留設(shè)斷層帶及井田境界煤柱可按照實習(xí)礦井所留設(shè)煤柱尺寸獲取20～50m的煤柱寬度來計算。并不是所有的地面建筑物、河流等均須留置保護(hù)煤柱，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實習(xí)井的具體情況和“三下”采煤理論進(jìn)行分析。（二）新建二礦井田邊界煤柱留設(shè)及斷層、井筒周邊煤柱的留設(shè)井田邊界煤柱留設(shè)為20m；斷層帶煤柱留設(shè)為20m；井筒周邊煤柱留設(shè)為15m；地面留設(shè)50m煤柱。新建二礦礦井設(shè)計的各類儲量計算嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。由于技術(shù)水平所限，儲量的計算設(shè)計所得到的各種儲量與實際可能有一定誤差。詳情見表2-1表2-12.3礦井工作制度生產(chǎn)能力服務(wù)年限根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：1．礦井年工作日按330天計算；2．礦井每晝夜四班工作，其中三班半進(jìn)行采、掘工作，半班進(jìn)行檢修；3．每日凈提升時間16h小時。一.根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》，礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)為：大型礦井：120、150、180、240、300、400及以上（Mt/a）；中型礦井:45、60、90（Mt/a）；小型礦井：9、15、21、30（Mt/a）；除上述井型以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計生產(chǎn)能力的中間井型。二.礦井設(shè)計生產(chǎn)能力方案比較新建二礦礦井已查明的工業(yè)儲量2445.77Mt，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場煤柱、境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲量的%，各可采層均為薄煤層，按礦井設(shè)計規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為%，由此計算確定本井田的可采儲量為Mt。根據(jù)地質(zhì)報告的資料描述，煤層儲量豐富，煤層生產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用中型礦井設(shè)計。并初步確定三個方案，即礦井生產(chǎn)能力為1.20Mt/a，1.50Mt/a和1.80Mt/a三個方案，分析論證如下：按照公式P=Z/AK式中，P——為礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Z——井田的可采儲量,Mt；A——為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a；K——為礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.4；計算得：P1=；P2=36.2a；P3=34.2a；經(jīng)與《規(guī)程》和采礦設(shè)計手冊相核對，確定70.4a為比較合理的服務(wù)年限，即本礦井的生產(chǎn)能力為1.80Mt/a。礦井設(shè)計服務(wù)年限P=Z/AK式中，P——為礦井設(shè)計服務(wù)年限，a；Z——井田的可采儲量,Mt；A——為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a；K——為礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.4；計算得：p=Z/AK=17737.64.4）=70.4a。第3章井田開拓3.1概述3.1.1井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述新建二礦位于黑龍江省七臺河礦區(qū)西北部，行政區(qū)屬七臺河市新興區(qū)。礦址距七臺河火車站約2.5公里。東南距七臺河礦務(wù)局15公里。地理坐標(biāo)：東經(jīng)130°53′,北緯45°45′。3.1.2影響本礦井開拓方式的因素及其具體情況井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括：1．井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是表土層情況）；2．煤層賦存和開采技術(shù)條件；3．地形地貌和地面外部條件；4．技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件；5．施工技術(shù)和設(shè)備條件；6．總體設(shè)計和礦井生產(chǎn)能力要求等。對以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。影響本設(shè)計井田開拓方式的具體因素如下：a.地表因素本井田屬于緩坡丘陵地形，井田北部及中部皆為平原。地表平均標(biāo)高+67m。b.煤層賦存情況整個井田的煤層上部標(biāo)高在-50m，下部標(biāo)高在-700m，整個礦區(qū)共有5層可采煤層，即82#、85#、87#、90#、91#煤層，五層煤全區(qū)發(fā)育。煤層走向長度為5.8km，傾向3.6km。本井田煤層系緩傾斜中厚煤層，平均傾角在11°左右。(1)貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策,為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低、效率高創(chuàng)造條件。使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量，尢其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建工程量，快礦井建設(shè)。(2)合理集中開拓布置，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。(3)合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。(4)必須慣徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常性保持良好狀態(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)展采煤機械化，自動化創(chuàng)造條件。(6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)將不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采。在一定的井田地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道有多種布置方式，開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般應(yīng)在技術(shù)可行的多種開拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析比較后，才能確定。開拓方式按照井筒的傾角不同（水平、傾斜、垂直）分為平硐開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓方式（平、斜、立井中的任何二或三種形式相結(jié)合進(jìn)行開拓）等四種方式。開拓方式依據(jù)井筒（或平硐）與煤層位置的不同又有若干分類。一、平硐開拓：在侵蝕基準(zhǔn)面以上的山嶺或丘陵地區(qū)的煤層，由地面開鑿?fù)ㄏ蛎簩拥钠巾?，可利用平硐開拓煤田的全部或一部分。二、斜井開拓：對于表土層較薄、煤層賦存較淺、水文地質(zhì)條件簡單的煤田，一般都可以采用斜井開拓。斜井開拓在各種傾角煤層開拓中都得到了廣泛的應(yīng)用。三、立井開拓：適應(yīng)性很強，可用于各種地質(zhì)條件，同時在技術(shù)上也成熟可靠。一般在表土層厚、煤層賦存深時，應(yīng)采用立井開拓。(一)井筒形式平硐開拓是最簡單的開拓方式，有很多突出優(yōu)點。首先我們應(yīng)該考慮平硐開拓方式是否可行。參照平硐開拓方式適用條件，結(jié)合本設(shè)計井田的地形地質(zhì)及煤層賦存特征可知：平硐開拓方式的條件不具備。因此，平硐開拓方式對本設(shè)計井田不適用，排除采用平硐開拓方式。由于本井田地勢平坦，表土較厚，若斜井開拓則傾向過長，不宜采用。所以確定采用立井開拓。依據(jù)本井田的地質(zhì)狀況、煤層賦存情況及井型、服務(wù)年限等要求，對本井田開拓方式選擇提出三種方案：1、方案一：雙立井開拓方式2、方案二：雙立井開拓方式（井筒位于井田中部）3、方案三：雙立井加暗斜井開拓方式井筒布置方案一詳見圖3-1，方案二見圖3-2，方案三見圖3-3：圖3-1雙立井開拓方式圖3-2雙立井開拓方式（井筒位于井田中部）圖3-3雙立井加暗斜井開拓方式(二)技術(shù)比較方案一：雙立井開拓方式優(yōu)點：1．適應(yīng)性強，技術(shù)成熟可靠；2．井筒短，提升速度快，提升能力大；3．通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；4．便于井筒延伸；5．對于開采深部賦存煤層有長處。缺點：1．初期投資大，建井期限稍長；2．需要大型的提升設(shè)備；3．多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費用高。（井筒位于井田中部）1．適應(yīng)性強，技術(shù)成熟可靠；2．井筒短，提升速度快，提升能力大；3．通風(fēng)斷面大，風(fēng)阻小，滿足大風(fēng)量要求；4．便于井筒延伸；5．對于開采深部賦存煤層有長處。缺點：1．初期投資大，建井期限稍長；2．需要大型的提升設(shè)備；3．多水平開拓，立井石門長度大，掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費用高。方案一：雙立井開拓方式方案三：雙立井加暗斜井開拓方式(三)經(jīng)濟比較考慮到各煤層間距較小，一般都在15m左右，宜采用集中大巷布置。為減少煤柱損失和保證大巷維護(hù)條件，大巷設(shè)于82#煤層底板下垂距40m的方案1和方案3的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井還是直接延伸立井。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠。兩方案對比，第一方案多開立井井筒（2×200），階段石門（1050m）和立井井底車場；并相應(yīng)增加了井筒和石門的運輸、提升、排水費用。而第3方案則多開暗斜井井筒（傾角10度，2×1000m）和暗斜井上、下部車場；并相應(yīng)的增加了斜井的提升和排水費用。粗略的估算，工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案3中未計入暗斜井上、下部車場的石門運輸費用，以及方案1在通風(fēng)方面優(yōu)于方案3，所以決定采用方案1。具體方案分析見表3-1、3-2、3-3、3-4：表3-1方案分析表方案方案1方案3基建費/萬元立井開鑿2×200×7298.5×10＝291.94主暗斜井開鑿1000×1230.4×10＝123.4石門開鑿1050×583.2×10＝61.24副暗斜井開鑿1000×1230.4×10＝123.4井底車場1000×598.2×10＝59.82上下斜井車場（300＋500）×593.2×10＝47.4總計小計267.5小計292.2表3-2生產(chǎn)經(jīng)營費用表項目方案1方案2工程量/萬t·km單價/元·（t·km）費用/萬元工程量/萬t·km單價/元·（t·km）費用/萬元大巷及石門運輸（3．75＋1）×7089.4＝33674.650.78426400.9256（3.75＋0.2）×8012.4＝31648.980.7724369.7146表3-3生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案1方案2工程量工程量大巷及石門運輸/萬元·km4.75××7089.4＝33674.654.77×8012.4＝38219.15表3-4生產(chǎn)建設(shè)費用方案方案1方案2費用/萬元百分率/%費用/萬元百分率/%初期建井費267.30267.30基建工程費1201.741201.74總費用27907.2128528.40從以上各表可以看出，方案1的運輸費用低于方案3。另外，從開采水平來看，方案1僅需延伸一次立井，對生產(chǎn)影響少于方案3（因方案3需延伸2次）。因此，確定方案1為最優(yōu)方案。四、井口位置井口位置的選擇是井田開拓的重要組成部分。井口位置與開拓方式要相互協(xié)調(diào)，經(jīng)綜合比選后擇優(yōu)確定，特別是提、運煤炭的主井位置還要與地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)廣場布置相匹配，需要綜合考慮的主要因素和原則如下：(一)井下條件1．井田走向儲量中央或靠近中央位置，使井田兩翼可采儲量基本平衡；2．井筒應(yīng)盡量避開或少穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層或地段；3．勘探程度及初期工程量。(二)地面條件1．井筒位置應(yīng)選在比較平坦的地方，并且滿足防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；2．井口要避開地面滑坡、巖崩、雪崩、泥石流、流砂等危險地區(qū)；3．井口及工業(yè)場地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求；4．工業(yè)場地不占或少占用良田；5．井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、供電、水源、居住區(qū)、輔助企業(yè)等的布局相協(xié)調(diào)，使之有利生產(chǎn)、方便生活。在本設(shè)計井田中，提出三種井筒位置方案，詳見圖3-4、3-5、3-6所示：方案一：井筒位于井田淺部方案二：井筒位于井田中部方案三：井筒位于井田深部圖3-4井筒位于井田淺部圖3-5井筒位于井田中部圖3-6井筒位于井田深部經(jīng)過簡單的技術(shù)比較后認(rèn)為：(1)井筒位于井田淺部，煤柱尺寸最小，壓煤最少，但石門最長；(2)井筒位于井田深部，煤柱尺寸最大，壓煤量最大，且初期工程量大，石門也較長，但對于開采井田深部煤層及井通延伸有利；(3)井筒位于井田中部時，煤柱尺寸稍大，但石門長度較短，且沿石門的運輸工程量也??；(4)本井田煤層均為緩傾斜中厚煤層，井田走向長度不大，但傾斜長度較大，從有利井下運輸和保證初水平合理的服務(wù)年限出發(fā)，也應(yīng)該將井筒布置在井田中部或稍靠上方的位置，由此可初步確定本設(shè)計井田的井筒位置在井田的中部稍靠上方。煤層賦存為傾斜狀態(tài)時，一般由淺部向深部開采，以達(dá)到工程量少、建設(shè)速度快、投資省、成本低的效果。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個開采水平設(shè)井底車場和運輸大巷，供該水平各采區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風(fēng)用。煤礦科技迅猛發(fā)展，高度機械化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個水平，1～3個工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面、采區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源、儲量和較長的服務(wù)年限。水平上、下山開采方式是優(yōu)越的，可保證生產(chǎn)合理集中化，穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)省總井巷工程量，經(jīng)濟效益好。因此使用上俯斜開采的意義很大。在條件適宜時，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用仰俯斜開采。本設(shè)計井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個因素：(1)合理的水平服務(wù)年限；(2)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；(3)生產(chǎn)成本；(4)水平接替；(5)井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出如下兩個水平標(biāo)高劃分方案采用井田劃分兩個開采水平，一水平標(biāo)高-350m，二水平標(biāo)高為-550m。一水平實行仰俯斜開采，二水平實行俯斜開采。開拓巷道是指為全礦井、一個水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道）、主要風(fēng)井等。一．運輸大巷的布置運輸大巷服務(wù)于整個開采水平的煤炭和輔助運輸（人員、矸石、材料、設(shè)備等）以及通風(fēng)、排水和管線敷設(shè)，服務(wù)年限很長。根據(jù)煤層的數(shù)目和間距，大巷的布置方式分為單煤層布置（稱分煤層運輸大巷），分煤組布置（稱分組集中運輸大巷）和全煤組集中布置（稱集中運輸大巷）．采用集中運輸大巷時，各煤層（組）間用采區(qū)石門聯(lián)系。當(dāng)煤層傾角太大時，層間聯(lián)系也可用溜井或斜巷。大巷布置方案比較見3-5：表3-5大巷布置方案比較表(一)分煤層大巷適用條件1．煤層數(shù)不多，層間距大，石門長；2．井田走向長度短，服務(wù)年限不長；3．井底車場或平硐在煤層頂板；4．煤質(zhì)牌號不同，要求分采，分運；5．產(chǎn)量風(fēng)量均大，需要疏解；6．各煤層底板均有堅硬巖層。(二)分組集中大巷適用條件1．煤層數(shù)多，層間距大小懸殊；2．按煤層的特點根據(jù)運輸，通風(fēng)要求組合，經(jīng)濟上有利；3．多水平生產(chǎn)，容易解決運輸與通風(fēng)的干擾問題。(三)集中運輸大巷適用條件1．適用于煤層層數(shù)多，層間距不大的礦井；2．井田走向長度大，服務(wù)年限長；3．下部煤層底板有堅硬巖層，容易維護(hù)；4．煤質(zhì)牌號不相同，要求分采分運；5．自然發(fā)火嚴(yán)重，便于分區(qū)，分段處理事故；6．采區(qū)尺寸大，石門長度短。依據(jù)本井田的地質(zhì)條件及煤層賦存狀況：本井田共有可采煤層5層，即82#、85#、87#、90#、91#五層煤，五層煤間距為70m。針對上述情況，方案二集中大巷布置，方案一采區(qū)大巷長度很大，工程量增加，費用高，經(jīng)濟上不合理。故而采用方案二。本設(shè)計井田采用一對立井開拓，即主井、副井。另外還設(shè)有回風(fēng)井。主井用以提升煤炭，副井用以提矸、升降人員、下放材料和設(shè)備及兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井專門用于回風(fēng)。1．地處井田儲量中央,2．有較好的地形條件：井口處標(biāo)高+67m，地面坡度不足2°，平正土方量?。?．交通條件好：靠近哈同公路。確定井筒坐標(biāo)：①主井井口坐標(biāo)：XA=5070624.05，YA=-88620.4；②副井井口坐標(biāo)：XB=5070594.5，YB=-88718.4；主井井口標(biāo)高為+67m，副井井口標(biāo)高為+68m，擬定二水平為井筒最終水平。主井井深517m，副井井深517m，兩井筒中心線間距為94m，提升方位角為24度主井井筒直徑5.5m，副井井筒直徑6.5m，均采用整體式混凝土井壁，井壁厚度450mm。根據(jù)煤層的賦存條件和傾斜長度，一個井田可以單水平開采，亦可以多水平開采（從上往下逐水平開采）。每個開采水平設(shè)井底車場和運輸大巷，供該水平各帶區(qū)煤的外運、輔助運輸和通風(fēng)用。煤礦科技迅猛發(fā)展，在高度機械化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高度集中化是主要的發(fā)展方向，高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個水平，1～2個工作面生產(chǎn)。這就要求加大工作面、帶區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源儲量。本設(shè)計井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個因素：1．合理的水平服務(wù)年限；2．煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造；3．生產(chǎn)成本；4．水平接替。5．井底車場及其主要硐室的位置應(yīng)盡量處于較好的巖層內(nèi)。根據(jù)上述因素，本設(shè)計井田設(shè)計提出水平劃分方案如下：方案一：井田劃分兩個開采水平；一水平標(biāo)高-350m，二水平標(biāo)高為-550m。一水平實行上下山開采，二水平下山開采。方案二：井田劃分三個開采水平，一水平標(biāo)高-250m，二水平標(biāo)高-400m，三水平標(biāo)高-550m。水平劃分及服務(wù)年限如見表3-6：可采儲量（Mt）服務(wù)年限（a）方案一一水平36.2二水平34.2方案二一水平54.7722二水平53.7921.4三水平68.8030表3-6水平劃分及服務(wù)年限表由該表可知，方案二的一水平服務(wù)年限達(dá)不到規(guī)范要求的服務(wù)年限，水平儲量嚴(yán)重不足，而方案一的水平服務(wù)年限能夠滿足一水平服務(wù)年限不小于30年的基本要求，儲量充足，且有利于帶區(qū)接續(xù)，巷道利用率高，噸煤成本相對較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃分為兩個開采水平，兩個水平標(biāo)高分別為-350m和-550m。一水平采用仰俯斜開采，二水平采用俯斜開采。1．大巷數(shù)目：一條運輸大巷，一條回風(fēng)大巷。2．大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種。(1)煤層大巷當(dāng)煤層頂?shù)装遢^穩(wěn)定，煤層較堅硬，易維護(hù)，煤層起伏和斷層、褶皺比較小時，可保證巷道較為平直，保證運輸設(shè)備運行；沒有瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層大巷。對于新建礦井，在煤層中布置巷道，在建設(shè)期間，還有早出煤，早投產(chǎn)，節(jié)省投資以及探明地質(zhì)情況的優(yōu)點。下列情況宜布置煤層大巷：①單獨開拓的薄煤層或中厚煤層；②煤層群中相距較遠(yuǎn)的單個薄煤層或中厚煤層，走向不大，資源/儲量有限、服務(wù)年限短的；③煤層群（組）下部的薄及中厚煤層中開集中大巷的；④煤質(zhì)堅硬，圍巖穩(wěn)定，維護(hù)簡單，費用不高的煤層；⑤煤系底部有強含水層或富含水的巖溶時，不宜布置底板大巷；⑥煤層堅硬而頂板松軟或膨脹，難以維護(hù)的。(2)巖石大巷優(yōu)點很多，如維護(hù)條件好，費用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運輸?shù)裙δ芤筮x定，而較少受地質(zhì)構(gòu)造的影響?？刹涣艋蛏倭糇o(hù)巷煤柱，煤的損失少，安全條件高，受煤和瓦斯突出以及自燃發(fā)火影響較小。缺點主要為巖石工程量大，掘進(jìn)速度慢，投資費用高，建設(shè)工期長。在具體條件下是采用巖石大巷還是煤層大巷，需要做全面細(xì)致的方案比較才能合理的確定。本設(shè)計井田對大巷布置提出兩種方案，見圖3-7：圖3-7大巷方案比較圖方案一：煤層大巷布置方案二：巖石大巷布置煤層大巷與巖石大巷相比較有下列缺點：①煤層大巷的巷道維護(hù)困難，維護(hù)費用高；②當(dāng)煤層起伏褶曲較多時，巷道彎曲轉(zhuǎn)折多，機車運行速度受到限制，運輸能力降低；③為了便于巷道維護(hù)，巷道維護(hù)留設(shè)保安煤柱增多，煤柱回收困難，資源損失大；④煤層有自燃發(fā)火危險時，一旦發(fā)火就要封閉大巷，導(dǎo)致礦井停產(chǎn)，而且因煤柱受影響破壞，封閉效果不好，處理火災(zāi)困難。綜上所述，煤層大巷與巖石大巷相比缺點大于優(yōu)點，巖層大巷的優(yōu)越性還是主要的。在本設(shè)計井田中，由于煤層間距較小，應(yīng)布置巖石集中大巷。有關(guān)大巷及石門斷面技術(shù)特征詳見圖3-6，3-7，石門斷面見圖3-8，大巷斷面見圖3-9，石門斷面特征見表3-7，大巷斷面特征見表3-8：圖3-8石門斷面圖巷道形狀支護(hù)方式斷面積（m2）設(shè)計尺寸（m）凈周長(m)噴厚(mm)凈掘頂高底寬半圓形錨噴15.016.04.054.313.5100表3-7石門斷面特征表圖3-9大巷斷面圖表3-8大巷斷面特征表巷道形狀支護(hù)方式斷面積（m2）設(shè)計尺寸（m）凈周長(m)噴厚(mm)凈掘頂高底寬半圓形錨噴14.1015.803367410013.1150井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，因此井底車場設(shè)計是否合理直接影響礦井的安全和生產(chǎn)。1．設(shè)計依據(jù)(1)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及工作制度；(2)礦井開拓方式；(3)井筒及數(shù)目；(4)礦井主要運輸巷道的運輸方式；(5)礦井瓦斯等及通風(fēng)方式；(6)礦井地面及井下生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方式；2．設(shè)計要求(1)井底車場富裕通過能力，應(yīng)大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30%；(2)井底車場設(shè)計時，應(yīng)該考慮到增產(chǎn)的可能性；(3)盡可能提高井底車場的機械化水平，簡化調(diào)車作業(yè)，提高井底車場通過能力；(4)應(yīng)該考慮主、副井之間施工時便于貫通；(5)井底車場線路應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)簡單，運行及操作系統(tǒng)安全可靠，管理使用方便，布局合理，注意節(jié)省工程量，便于施工和維護(hù)；(6)為了保護(hù)井底車場的巷道和硐室，在其所在范圍內(nèi)應(yīng)該留設(shè)相應(yīng)的保安煤柱。3．立井井底車場的基本類型(1)環(huán)形式：立式、斜式、臥式(2)折返式：梭式、盡頭式4.井底車場形式選擇：(1)保證礦井生產(chǎn)能力，有足夠的富裕系數(shù)，有增產(chǎn)的可能性；(2)調(diào)車簡單，管理方便，彎道及交岔點少；(3)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范；(4)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低；(5)施工方便，各井筒間、井底車場與主要運輸巷道間能迅速貫通，縮短建井工期；(6)當(dāng)大巷或石門與井筒的距離較大時，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可選擇立式井底車場；(7)井底車場形式也取決于礦車的類型，當(dāng)采用定向卸載的底縱卸式、底側(cè)卸式礦車時，其卸載站（即主井車線）可布置折返式，亦可布置環(huán)形式。但其裝車站的線路布置必須與其相對應(yīng)。綜上所述，根據(jù)井底車場所處的地質(zhì)構(gòu)造，井筒與大巷的相對位置及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置，結(jié)合本設(shè)計礦井的有關(guān)設(shè)計參數(shù)，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點做簡單比較后，初步擬定本設(shè)計井田井底車場形式為環(huán)形立式車場。本設(shè)計井田煤層群開采時的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，即82#、85#、87#、90#、91#五層煤組成一個統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，準(zhǔn)備巷道為五個煤層共用，大巷采用集中布置方式。煤層傾角一般在11°左右。本設(shè)計帶區(qū)斜巷按逆傾向（反傾斜）布置，由于帶區(qū)斜巷要與帶區(qū)下部車場相連，所以注定了帶區(qū)下部車場要向集中運輸大巷的下幫開掘，帶區(qū)下部車場方位與集中運輸大巷垂直，然后施工一個回頭，與帶區(qū)斜巷相連。上述帶區(qū)下部車場、帶區(qū)煤倉和帶區(qū)運輸斜巷的布置方式，是一種最佳組合方式，以最少的工程量實現(xiàn)了集中運輸大巷與各煤層的聯(lián)系并保障了各項功能的完善。帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷傾角相同、層位相同、各自的下部車場工程量相同，從而保證了每層煤仰、俯斜工作面采止線能順暢地貼近，避免了在采止線附近維護(hù)采空區(qū)巷道和Z形通風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。帶區(qū)斜巷的層位按穿過一水平煤層群剖面圖幾何中心點考慮。帶區(qū)斜巷傾角均取最佳角度24°。帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷中的設(shè)備選用鑄石刮板運輸機，投資少，運營費低。帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷中的運輸設(shè)備可選用絞車硐室在斜巷上部的單鉤串車運輸方式，也可采用絞車硐室在斜巷下部的單軌吊車運輸方式，還可以采用內(nèi)燃機車牽引的單軌吊車，實現(xiàn)從帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷的輔助運輸?shù)倪B續(xù)化。帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷和帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷一般是平行交替布置，它們之間的間距是一個工作面的長度。帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷與煤層群最下部煤層有一交點，自交點沿最下部煤層施工一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與處在最下部煤層中的集中回風(fēng)大巷相連，構(gòu)成回風(fēng)回路，這條回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷始終擔(dān)負(fù)回風(fēng)的任務(wù)。同理，帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷在類似位置也有一個回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，其功能是在帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷僅擔(dān)負(fù)掘進(jìn)任務(wù)時為掘進(jìn)工作面回風(fēng)；當(dāng)帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷擔(dān)負(fù)運輸、入風(fēng)和掘進(jìn)任務(wù)時，回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門關(guān)閉，分帶運輸巷的掘進(jìn)工作面的回風(fēng)與兩個回采工作面串聯(lián)，即“半掘串一采”。本設(shè)計井田走向長度較大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，欲從井田邊界沿整個階段前進(jìn)開采，無論從時間、投資和實際開采技術(shù)條件上都要受到限制，勢必按技術(shù)要求將井田沿走向劃分為采區(qū)，并按一定的順序回采，每個采區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括上下山提升、運輸設(shè)備，以便獨立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。將井田劃分為若干采區(qū)時應(yīng)該考慮如下原則：(1)根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，采區(qū)宜雙面布置，當(dāng)受地質(zhì)條件限制時或安全上有特殊要求時，可單面布置；(2)采區(qū)走向長度不大，兩翼均不超過1500m，可以不劃分采區(qū)，直接從井田境界后退式回采；(3)采區(qū)走向長度根據(jù)煤層地質(zhì)條件、開采機械化水平、采區(qū)儲量、生產(chǎn)能力及巷道維護(hù)等因素綜合考慮；(4)初步設(shè)計一般負(fù)責(zé)劃分一水平采區(qū)，需要沿走向全長統(tǒng)一考慮，做到初后期統(tǒng)籌兼顧，全井合理，更有利于初期生產(chǎn)；(5)采區(qū)劃分要考慮采區(qū)接續(xù)關(guān)系，使其適應(yīng)各翼儲量及產(chǎn)量分配；(6)采區(qū)劃分要有意識地縮短大巷，又要充分注意人為境界外延的可能性；(7)煤層穩(wěn)定、開采條件好、生產(chǎn)能力大的采區(qū)，走向長度要適當(dāng)增大；(8)開采多煤層井田，應(yīng)盡量聯(lián)合布置采區(qū)，搞集中生產(chǎn)；(9)初期采區(qū)尺寸要適應(yīng)目前輸送機長度及電壓降的控制范圍，后期采區(qū)尺寸可適當(dāng)加大。結(jié)合上述原則，本設(shè)計井田以井田境界內(nèi)的斷層為界，將整個井田劃分為6個采區(qū)，如圖3-10所示：圖3-10帶區(qū)劃分示意圖本設(shè)計井田采用雙立井開拓方式，布置兩個井筒，井筒穿過的巖石大部分為粉砂巖，有少部分的細(xì)砂巖和中砂巖，詳見綜合柱狀圖。依據(jù)井筒特征及裝備情況，參考地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，對本設(shè)計礦井井硐支護(hù)形式提出以下兩種技術(shù)可行方案：方案一：砌筑式（砂漿砌體）方案二：整體灌注式經(jīng)比較，方案二較方案一相比，有如下優(yōu)點：(1)整體性好，強度較高；(2)防水性能好；(3)便于機械化，施工方便，勞動強度低。所以本設(shè)計井筒支護(hù)形式為混凝土整體灌注式，主副井井壁厚度均為450毫米井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒圍巖性質(zhì)、運輸方式、通風(fēng)安全等因素，具體遵循原則如下：(1)符合《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，對通風(fēng)、運輸、管線布置的要求，滿足施工需要；(2)有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員通行安全；(3)當(dāng)提升容器發(fā)生掉道或跑車事故，對井筒中各種管線或其他設(shè)備的破壞減小到最低程度；(4)合理使用斷面空間，減少井筒工程量。根據(jù)設(shè)計礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、提升方式等實際情況，本設(shè)計礦井井筒按有關(guān)規(guī)定布置運輸設(shè)施及輔助設(shè)施，采用斷面尺寸見圖3—11：圖3-11主副井筒斷面主井：裝備一對12t多繩提升箕斗，擔(dān)任提煤任務(wù)，并兼作采區(qū)及井底車場的回風(fēng)井；井筒凈直徑5.5m，井筒深度398.2m，采用鋼絲繩罐道，井筒內(nèi)不設(shè)梯子間，亦不敷設(shè)管路電纜。副井：裝備一對1t礦車雙層四車多繩罐籠（其中一個為標(biāo)準(zhǔn)罐籠，另一個為非標(biāo)準(zhǔn)的加寬罐籠），并給二水平生產(chǎn)時預(yù)留一個1t礦車雙層四車多繩標(biāo)準(zhǔn)罐籠與平衡錘的位置。副井擔(dān)負(fù)升降人員下放材料及設(shè)備、提升矸石和礦井進(jìn)風(fēng)，井筒凈直徑6.5m，井深400m，采用型鋼組合罐道，井筒內(nèi)設(shè)梯子間，并敷設(shè)有排水、壓風(fēng)、撒水管路和動力、通訊及提升信號電纜等。罐道梁、管子梁、梯子梁等均采用樹脂錨桿與井壁固定。為了保證采區(qū)正常接續(xù)和均衡生產(chǎn)，本礦井將延伸原主副井，從-350水平延伸至-550水平。井筒延伸方案主要有以下兩種：1）方案一：直接延伸原有主副井優(yōu)點：可以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)簡單，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，管理方便；缺點：原有井筒同時擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工和生產(chǎn)相互干擾，接井技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)；延伸兩個井筒的施工組織復(fù)雜，延伸后提升長度增加，提升能力下降；2）方案二：暗斜井延伸（即利用暗斜井或暗立井開拓下一水平，原有主副井不延伸）優(yōu)點：生產(chǎn)與延伸相互干擾小，暗斜井做主井，系統(tǒng)簡單，提升能力大，可充分利用原有井筒能力；缺點：增加了提升、運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜。通過上述兩種方案比較，并參照井筒延伸原則及本井田煤層賦存特征，初步?jīng)Q定采用立井延伸方案。井底車場形式的確定應(yīng)該根據(jù)井田地質(zhì)條件、井型大小、井田開拓方式、大巷運輸方式、地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)等因素來選擇。該礦井井底車場形式的選擇依據(jù)如下：(1)該礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，年工作日330d，實行三八工作制，每日凈提升16小時；(2)礦井采用雙立井開拓方式，兩個開采水平，集中大巷布置，兩翼來煤量基本相等；(3)主要運輸大巷采用10t架線式電機車牽引3.0t底卸式礦車，每列由18輛礦車組成。輔助運輸采用1.0t固定式礦車；矸石掘進(jìn)煤的運輸采用1t固定箱式礦車，運送設(shè)備用1t平板車，運送材料用1t材料車及集裝箱。矸石、掘進(jìn)煤、設(shè)備和材料可采用混合編組列車。列車長為30輛礦車。每個礦車均采用600mm軌距。(4)本設(shè)計礦井屬于高瓦斯、低等涌水量礦井；綜合以上所述，結(jié)合設(shè)計要求，經(jīng)分析比較后，本設(shè)計礦井?dāng)M選用3.0t底卸式礦車環(huán)立式井底車場。1.井底車場線路布置的要求(1)井底車場的線路主要由主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線和回車線組成，由于通過各個井底車場的煤種數(shù)量不同，其各線路的數(shù)目和長度亦相應(yīng)不同；(2)井底車場線路布置時，應(yīng)充分考慮各硐室布置的合理性；(3)井底車場的線路工程量??；(4)為保證運行安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車，機械推車需布置在直線段上；(5)盡量減少道岔和交岔點；(6)線路布置要有利于通風(fēng)；(7)底卸式礦車的井底車場設(shè)計要注意調(diào)頭問題。2.存車線長度的確定確定存車線長度是井底車場設(shè)計中的重要問題，如果存車線長度不足，將會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。根據(jù)我國煤礦多年的實踐經(jīng)驗，各類存車線可以選用下列長度：(1)中小型礦井的主井空、重車線長度各為1.0～1.5列車長；(2)副井空、重車線長度，中小型礦井按0.5～1.0列車長；(3)材料車線長度，中小型礦井應(yīng)能容納5～10個材料車；(4)調(diào)車線長度通常為1.0列車和電機車長度之和。3.存車線長度的計算①主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線長度為L=m×n×Lk+NLj+Lf（3-1）式中L—主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線有效長度，m；m—列車數(shù)目，列；n—每列車的礦車數(shù)，按列車組成計算確定；Lk—每輛礦車帶緩沖器的長度，m；N—機車數(shù),臺；Lj—每臺機車的長度，m；Lf—附加長度，取10m。a.主井m=1列，n＝18輛，L1＝4m，N=1臺，L2＝4.5m，L3＝30m；則L＝1×18×4+1×4.5+10＝85.5，取L＝87mb.副井m=1列，n＝28輛，L1＝2.0m，N=1臺，L2＝4.5m，L3＝15m；則L＝1×28×2.0+1×4.5+15＝75.5，取L＝80m②材料車線有效長度為L=nc×Lc+ns×Ls（3-2）式中L—材料車線有效長度，m；nc—材料車數(shù)，輛；Lc—每輛材料車帶緩沖器的長度，m；ns—設(shè)備車數(shù)，輛；Ls—每輛設(shè)備車帶緩沖器的長度，m；依據(jù)公式（3-2）得L=nc×Lc+ns×Ls=10×2.4=24m；根據(jù)實際需要，開設(shè)水泵硐室和變電所，取材料車線長80m。4.調(diào)車方式3.0t底卸式列車廂采用通過式調(diào)車，1.0t固定式列車采用頂推調(diào)車。各列車運行詳見井底車場運行圖表3-12：圖3-12井底車場運行圖1)按運量和凈載重計算本設(shè)計生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，日產(chǎn)煤6000t，矸石量占15%，日運量為900t；掘進(jìn)煤占6%，日運量為360t；井底車場線路布置采用3.0t底卸礦車運煤，10t架線電機車牽引，每列車內(nèi)由20輛礦車組成；輔助運輸采用1.0t固定式礦車，每日3.0t底卸式列車數(shù)=5640/（3×22）=85.5列；每日煤矸混合列車數(shù)（900＋360）/（13×1.5+9×1.57）＝24.2則列車數(shù)為63.3：24.2＝3：1。每一調(diào)度循環(huán)內(nèi)有3列3.0t底卸式礦車和1列1.0t固定式礦車組成，每一調(diào)度循環(huán)時間192min，列車進(jìn)入井底車場的平均間隔時間=19.2/4=4.8min；列車在井底車場平均運行時間=（3×555.6+751.5）/4=604s。2)井底車場通過能力計算N＝25.2×(3×18×13+1×9×1.5)/（11.5×19.2）=2.304Mt/a；車場通過能力富裕系數(shù)為K＝2.304/1.8=1.33>1.3井底車場通過能力滿足<<規(guī)范>>要求。1．主井系統(tǒng)硐室主井設(shè)有3.0t底卸式礦車卸載站硐室、翻車機硐室、井底煤倉及井底煤倉裝載硐室、清理井底散煤硐室及水窩泵房等。主井井底散煤采用礦車處理，用絞車提升至車場水平。2．副井系統(tǒng)硐室副井系統(tǒng)硐室有副井井筒與井底車場連接處（馬頭門）、主排水泵房（中央水泵房）、水倉及清理水倉硐室、主變電所（中央變電所）及等候室等。主排水泵房和主變電所應(yīng)聯(lián)合布置，以便使主變電所向主排水泵房的供電距離最短。為防止進(jìn)下突然涌水淹沒礦井，變電所與水泵房的底板標(biāo)高應(yīng)高出井筒與井底車場聯(lián)結(jié)處巷道軌面標(biāo)高0.5m，水泵房及變電所通往井底車場的通道應(yīng)設(shè)置閉門。3．其它硐室其它硐室有調(diào)度室、醫(yī)療室、電機車車庫及修理間、以及充電硐室、防火門硐室、防水門硐室、井下火藥庫、消防材料庫、人車站等。其位置應(yīng)根據(jù)線路布置和各自要求確定。開采順序是指礦井采掘工作應(yīng)有計劃、有步驟地按一定順序進(jìn)行，做到采掘并舉，掘進(jìn)先行。因此，要研究采煤和掘進(jìn)安排特點，了解有關(guān)政策與規(guī)程、規(guī)范規(guī)定。合理的開采順序應(yīng)滿足下列要求：(1)保證開采水平、采區(qū)、采煤工作面的生產(chǎn)正常接替，以保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；(2)符合煤層采動影響關(guān)系，最大限度地開采煤炭資源；(3)合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機械設(shè)備的能力，提高礦井的勞動生產(chǎn)率，簡化巷道布置；(4)降低掘進(jìn)率，減少井巷工程量和基建投資。根據(jù)該設(shè)計礦井的煤層分布及采區(qū)劃分的具體情況，采用井田雙翼布置單翼開采，開采順序是采用前進(jìn)式，由靠近井筒的采區(qū)向井田邊界推進(jìn)，采區(qū)內(nèi)的工作面推進(jìn)是后退式，由采區(qū)邊界向采區(qū)上下山推進(jìn)。這樣投資省、出煤快、效益好；有利于礦井的均衡生產(chǎn)和合理配采，確定生產(chǎn)的連續(xù)性；有利于礦井通風(fēng)、運輸?shù)戎饕a(chǎn)系統(tǒng)的管理，依據(jù)本設(shè)計礦井的采區(qū)劃分的具體情況，采用走向長壁開采，以減少初期工程量和基建投資，并且投產(chǎn)快。詳見帶區(qū)接續(xù)表3-9：圖表3-9帶區(qū)接續(xù)圖表在同一煤層內(nèi)，沿傾斜煤層的開采順序，可分般只采用下行式開采順序。本礦屬于緩傾斜煤為上行式和下行式開采。除近水平煤層外，對于緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層，根據(jù)其采動影響關(guān)系，一層，考慮到本設(shè)計井田內(nèi)共有五個可采煤層，即82#、85#、87#、90#、91#煤層。其中82#煤層位于最上部，91#煤層位于最下部，由于五層煤之間的間距總共只有70m，因為宜采用集中開采。根據(jù)井田的地質(zhì)條件，以自然斷層為界，將該井田劃分為12個帶區(qū)，詳見帶區(qū)分布示意圖3-8。合理的采區(qū)接續(xù)應(yīng)有如下要求：1．開采水平、采區(qū)的生產(chǎn)正常接續(xù)，從而保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；2．符合煤層采動影響關(guān)系，最大限度采出煤炭資源；3．合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮機械設(shè)備的能力，減少巷道維護(hù)費；4．便于災(zāi)害防治，有利于巷道維護(hù)。3.6.4首帶區(qū)選擇及三量計算首帶區(qū)選擇為中上帶區(qū)。1.三量包括：開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量，其中回采煤量的可采期限一般為四至六個月以上。（1）開拓煤量：Q開=（L×h×m×D-Q地?fù)p-Q呆滯）×K式中：Q開—開拓煤量；L—煤層兩翼已開拓的走向長度，m；m—開拓區(qū)煤層平均厚度；h—帶區(qū)平均傾斜長，m；D—煤的濕密度，t/m3；Q地?fù)p—地質(zhì)損失量，t；Q呆滯—永久不可采煤量；K—帶區(qū)采出率0.75。（2）準(zhǔn)備煤量Q準(zhǔn)=（L×h×m×D-Q地?fù)p-Q吊滯）×K式中L—帶區(qū)走向長度，m；H—帶區(qū)傾斜長度，m；D—煤的濕密度，t/m3；m—設(shè)計采高，m；K—帶區(qū)的回采率0.75。（3）Q回=L×h×m×D×K式中Q回—回采煤量，t；L—工作面長度，m；h—工作面傾斜長度，m；m—設(shè)計采高，m；K—帶區(qū)的回采率0.75。為了使資源在時間上可靠，經(jīng)濟上合理，煤炭工業(yè)技術(shù)政策對大中型礦井原則上規(guī)定的三量合理可采期為開拓煤量可采3～5年以上，準(zhǔn)備煤量可采12年以上，回采煤量的可采期一般為4—6個月以上。開拓煤量可采期（a）=期末開拓煤量（Mt）/年設(shè)計生產(chǎn)能力或當(dāng)年計劃產(chǎn)量（Mt/a）經(jīng)過計算可得：準(zhǔn)備煤量為25.2Mt開拓煤量為12.6Mt回采煤量為1.35Mt第4章帶區(qū)巷道布置與帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)本設(shè)計帶區(qū)為中二帶區(qū)，位于井田中部。東部以為界，淺部以-50標(biāo)高為界，深部以-700標(biāo)高為界。走向長410米，南北傾斜長1450米。帶區(qū)煤柱包括帶區(qū)范圍內(nèi)的邊界煤柱、斷層煤柱、隔水煤柱等。按其作用和性質(zhì)可分為護(hù)巷煤柱和隔離煤柱兩大類。本帶區(qū)采用傾斜長壁聯(lián)合開采，帶區(qū)煤柱留設(shè)如下：各煤層在帶區(qū)邊界留設(shè)m煤柱，井田境界處留設(shè)30m保護(hù)煤柱。本井田位七臺河礦區(qū)西北部，地層走向總的趨勢為北70°～30°東，5°～15°向南傾斜。本區(qū)地層傾角平緩，走向變化不大，帶區(qū)內(nèi)無斷層，開采煤層主要位于侏羅系下白堊統(tǒng)系城子河含煤組，即82#、85#、87#、90#、91#煤層。各煤層特征詳見。由于采用傾斜長壁開采故不存在區(qū)段劃分和上下山布置，5層煤集中開采。采用中央并列式通風(fēng)。工作面長度的確定：新建二礦礦井設(shè)計產(chǎn)量為1.8M0t/a，兩個工作面達(dá)產(chǎn)，即日產(chǎn)量為6000t。確定工作面長度的公式如下：A0=L×l×M×r×c式中：A0工作面年生產(chǎn)能力，噸；L工作面年推進(jìn)度，m；l工作面長度，m；M煤層厚度，m；r煤的容重，噸/m3；c回采率，取0.93～0.97；即：上式計算得到的L值，還應(yīng)通過下述公式確定的工作面L’來校核，若L＜＝L’則L合理。L’=（60×V×B×Cｆ×M）／（Qb×Sn×P×∮）式中：V――工作面內(nèi)允許的最大風(fēng)速，取4m/sB――工作面最小控頂距，mCｆ－－風(fēng)速收縮系數(shù)0.9-0.95M――工作面采高，mQb――晝夜產(chǎn)煤一噸所需風(fēng)量，m3/tSn――循環(huán)進(jìn)度P――煤層生產(chǎn)率∮――晝夜循環(huán)數(shù)m，工作面長度合理。1．帶區(qū)選用的是垂直式煤倉，主要優(yōu)缺點是倉體受力性能好，較少發(fā)生填塞現(xiàn)象，但受條件限制。2．煤倉容量(1)按采煤機連續(xù)作業(yè)割一刀的容量計算Q＝Qo＋L×m×b×r×Co×Kt式中:Q――采區(qū)煤倉容量Qo――防空倉漏風(fēng)留煤量，一般取5－10噸L――工作面長度，米m――采高，米b――進(jìn)刀深度，米r――煤的容重Co――工作面的回采率Kt――同時生產(chǎn)工作面系數(shù)綜采時取1，普采時取1+0.25nn――采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面數(shù)目一般采區(qū)煤倉容量可按下表4-1?。翰蓞^(qū)生產(chǎn)能力Mt/a煤倉容量（t）0.3以下50～1000.3～0.45100～2000.45～0.60200～3000.60～1.00300～5001.00以上大于500表4-1煤倉容量與采區(qū)生產(chǎn)能力關(guān)系表由上表可知，本設(shè)計選取煤倉容量為600噸。3.煤倉結(jié)構(gòu)及支護(hù)方式煤倉結(jié)構(gòu)包括:煤倉上部收口，倉身，下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)，溜口和閘門裝置。上部收口：為保證煤倉上部收口安全與改善煤倉上口的受力狀況，需以混凝土收口筑成圓臺體。倉身：采用錨噴支護(hù)下口漏斗及溜口閘門基礎(chǔ)；煤倉下口用混凝土砌筑圓臺體收口，收口斗倉可作成曲面圓臺體以解決起拱堵倉問題，為了大巷的安全，煤倉與大巷連接處加強支護(hù)，一般應(yīng)在煤倉下口處四周鋪設(shè)數(shù)根鋼梁灌入混凝土使其與大巷支護(hù)聯(lián)為一體。采區(qū)硐室包括煤倉、變電所、采區(qū)絞車房、采區(qū)井下空氣壓縮機硐室等。1．采區(qū)煤倉本采區(qū)煤倉形式為圓形斷面，斷面直徑為3.5m，煤倉高為45m，容積為600t。2．采區(qū)變電所采區(qū)變電所的位置應(yīng)選擇在底板穩(wěn)定，地壓小，通風(fēng)好無淋水的地點，以便硐室維護(hù)和機器的正常運轉(zhuǎn)，在滿足設(shè)備布置的前提下，應(yīng)盡量減少硐室工程量，降低工程費用，使采區(qū)變電所的位置在采區(qū)變電所負(fù)荷中心，使各翼供電距離相等，保證該區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)距離的機器設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。采區(qū)變電所所采用噴支護(hù)，底板用100#混凝土鋪底，須高出臨近巷道300mm，具有一定的坡度，以防止礦井井水進(jìn)入變電所，硐室內(nèi)不設(shè)電纜線，電纜線沿墻鋪設(shè)。3．采區(qū)絞車房根據(jù)絞車最大的運輸要求，寬度應(yīng)為2000mm,長度不小于5000mm,繩道斷面與連接的巷道斷面一致，便于施工。絞車房的布置原則：在保證安全易于檢修的條件下盡可能布置緊湊，以減少硐室施工量。絞車房的平面尺寸一般根據(jù)絞車基礎(chǔ)尺寸和與四周硐壁的距離確定，絞車基礎(chǔ)前面和右側(cè)與硐壁的距離要考慮能進(jìn)出電機，后面能布置部分電器設(shè)備后尚能適應(yīng)司機活動；并能從后面行人，左側(cè)只考慮行人方便與安全。絞車房的高度確定與絞車的規(guī)格、型號及安裝要求有關(guān)，其高度為4m，絞車房的斷面設(shè)計成半圓拱形，用石拱料面來砌筑。條件允許的地方用錨噴支護(hù)。4．空氣壓縮機硐室空氣壓縮機硐室設(shè)在維巖穩(wěn)定、無淋水、有新鮮風(fēng)流通過的主要巷道內(nèi)。機電硐室的溫度不要超過30。C硐室斷面為半圓拱形，用全料、石拱料面砌筑，條件允許的地方用錨噴支護(hù)。表4-2工作面接續(xù)表4.2.5帶區(qū)下部車場布置1.《煤礦礦井井底車場和硐室設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定：（1）帶區(qū)車場和硐室的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)帶區(qū)巷道布置、帶區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限、運輸方式和礦車類型、地質(zhì)構(gòu)造和圍巖性質(zhì)、煤塵、瓦斯及水文情況等因素進(jìn)行全面考慮確定；（2）帶區(qū)車場和硐室應(yīng)根據(jù)圍巖情況盡量布置在穩(wěn)定巖層或煤層中；（3）帶區(qū)車場巷道斷面應(yīng)根據(jù)圍巖情況確定，可為半圓拱形，跨度大時視圍巖情況也可采用三心拱形，應(yīng)優(yōu)化選擇錨噴支護(hù)，當(dāng)錨噴支護(hù)有困難時，也可采用其他支護(hù)方式。帶區(qū)下部車場多由帶區(qū)裝車站和輔助提升車場組合而成。根據(jù)煤炭裝車地點的不同，可分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式。因為運輸能力的限制不可采用石門裝車式，采用底板繞道大巷裝車式車場。2.裝車站線路設(shè)計下部車場的計算：采用對稱道岔，高道豎曲線半徑RSG=15000mm,存車線坡度iG=0.011,上抬角ΔBG=0，S1=1900mm,低道豎曲線半徑RSD=15000mm，存車線坡度iD=0.009下扎角ΔBD=0，帶區(qū)斜巷傾角B=24o，采用915-3-12道岔。1.斜面分岔點計算L=a+s1/2×cota/2+T=8693mmLcosB=7941T=Rtga/4=993Kp=1982Lb=s1/2sina/2-T=4786LT=a=2000LTcosB=18272.豎曲線計算TG=RSGtg(B-∮G)/2=3102KPG=6118LG=RSG(sinB-sin∮G)=5936hG=RSG(cosB-cos∮G)=1296TD=RSDtg(B+∮D)/2=3259KPD=6418LD=RSD(sinB+sin∮D)=6236H=RSD(cos∮D-cosB)=12963.豎曲線始點、終點、錯距ΔH=LZGiG+LZDiD=500L1=(hG+ΔH+hD)/sinB=1229L1cosB=1123L2=L1cosB+LD-LG=1423L2-LD=-48134.斜面分岔點與高道豎曲線間插入段L5=1500L5cosB5.車場內(nèi)各點標(biāo)高計算△=ZKD=±0.000=ZKD=hD=1296=ZKG=ΔH=500=ZAG=ΔH+hG=1796=+L5sinB=24=+LsinB=5942=+(ΔH-L2iG)iD/(iG+iD)=218采準(zhǔn)工作是由集中運輸大巷開掘帶區(qū)下部車場，再分別開掘帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷及帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷，穿透所有煤層直至煤層群的最上部煤層，然后在最上部煤層內(nèi)分別開掘分帶運輸入風(fēng)巷及分帶運料回風(fēng)巷，最后沿煤層走向掘進(jìn)開切眼即可進(jìn)行回采。圖4—3帶區(qū)運輸入風(fēng)斜巷與帶區(qū)運料回風(fēng)斜巷圖4—4分帶運輸入風(fēng)、運料回風(fēng)巷第5章采煤方法本設(shè)計采區(qū)的煤層賦存狀況良好，五層煤煤厚分別為1.7米、1.6米、1.5米、1.3米、采煤工藝選用目前最先進(jìn)的綜合機械化采煤工藝。1．新建二礦生產(chǎn)能力為1.8Mt/a，用兩個工作達(dá)產(chǎn)，每個工作面日產(chǎn)量為3000t，掘進(jìn)出煤占6％即180t，工作面出煤2820t，采用綜合機械化采煤工藝，每天進(jìn)7刀，截深是1米，日進(jìn)度7米，兩個工作面達(dá)產(chǎn)，計算合理工作面長度2．工作面回采工藝為：采工藝主要包括落煤、裝煤、運煤、工作面支護(hù)和采空區(qū)處理五個方面。根椐本帶區(qū)地質(zhì)情況，礦井生產(chǎn)系統(tǒng)安排回采作業(yè)如下；（1）落煤，采用傾向長壁采煤法，使用雙滾筒采煤機割煤，工作面端頭割三角煤斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤往返一次割兩刀，截深１.０米。（2）裝煤，采煤機落煤以后直接落入刮板輸送機中，浮煤由鏟煤板和人工裝入刮板輸送機中。（3）運煤，由刮板輸?shù)罊C→轉(zhuǎn)載機→分帶運輸入風(fēng)巷的膠帶運輸機→帶區(qū)入風(fēng)鞋巷的鑄石刮板運輸機→帶區(qū)煤倉，然后由帶區(qū)大巷裝車站→井底車場。（4）工作面支護(hù)，工作面內(nèi)部用，工作面端頭支護(hù)用，并采用超前支護(hù)方式，超前２０米左右，主要原因則由于超前支護(hù)對地質(zhì)條件適應(yīng)性強，從而能更好的保證端頭工作人員的安全，而且有利于機頭與支柱的穩(wěn)定。（5）采空區(qū)外理方法有全部垮落法、緩沖法、刀柱法和充填法。本帶區(qū)采用全部垮落法處理采空區(qū)。３．表5—1牽引方式液壓傳動無鏈牽引電動機型號YBCSZ400/400采高(m)牽引力500/250KN功率400×2kw硬度f≤3牽引速度08/15m/min臺數(shù)2煤層傾角≤12滾筒中心距11700mm電壓1140V截深(㎜)630機面高度1980mm廠家太原煤機廠滾筒直徑1.8，2.0m臥底量365mm表5—1煤層頂?shù)装鍘r性為粉砂巖，判斷為中等穩(wěn)定頂板，老頂為Ⅱ級頂板，周期來壓明顯。液壓支架的特征如下表5-2：型號ZZ10000/29/47外形1660×4700×2900支撐高度2.9～4.7m移架步距700mm類型支撐掩護(hù)式廠家鄭州煤機廠表5—2液壓支架特征表表5-3：型號SGB—764/264電動機型號YBSD—400/200—418長度200m功率800KW輸送量1500t/h電壓1140V中部槽1500×880×344鏈速1．1m/s表5-3新建二礦礦井設(shè)計采用三八工作制，兩班半生產(chǎn)，半班準(zhǔn)備，采煤機日進(jìn)7刀。1．工作面概況2．工作面主要設(shè)備見表