礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)--煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是針對于鄧家莊煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，內(nèi)容涉及較多，設(shè)計(jì)時(shí)間較短，對于我來說，設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，更是一個(gè)把所有知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的一個(gè)過程。再此設(shè)計(jì)過程中，通過查閱資料和在老師的幫助下對全礦有了較為全面的認(rèn)識(shí)和了解，其中以前的礦井開拓設(shè)計(jì)也為本次設(shè)計(jì)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)涉及的參考文獻(xiàn)較多，由于參考資料

2、層次不齊，難免存在一些錯(cuò)誤，還望大家見諒。根據(jù)設(shè)計(jì)大綱所要求內(nèi)容，將設(shè)計(jì)分為五章，內(nèi)容主要有三部分，第一部分主要是對于鄧家莊煤礦的地質(zhì)條件和水文、煤層情況進(jìn)行分析，從而合理的對煤田進(jìn)行劃分，內(nèi)容涉及第一章。二到四章為設(shè)計(jì)的第二部分，也是本次設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，主要是對礦井的開拓和通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，選擇合理的通風(fēng)方式和方法，并計(jì)算出容易時(shí)期和困難時(shí)期的風(fēng)阻，最后選擇出適合的風(fēng)機(jī)和對通風(fēng)費(fèi)用進(jìn)行概算。第五章介紹了礦用設(shè)備的選擇。</p

3、><p>　　由于時(shí)間緊迫，加之所學(xué)知識(shí)有限，本設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，歡迎大家批評指正。</p><p>　　2013年12月23號</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>

4、;　　目 錄2</b></p><p>　　第一章 井田地質(zhì)條件3</p><p>　　1.1 井田概況3</p><p>　　1.2 水文和地質(zhì)條件4</p><p>　　1.3 煤層及煤質(zhì)7</p><p>　　第二章 井田開拓12</p><p>

5、　　2.1 井田再劃分12</p><p>　　2.2 井田開拓方式17</p><p>　　2.3 主要巷道設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.4 井底車場設(shè)計(jì)26</p><p>　　第三章 采煤方法29</p><p>　　3.1 采煤方法選擇29</p><p>　　3.

6、2 采區(qū)巷道布置及回采工藝31</p><p>　　3.3 采區(qū)車場選擇32</p><p>　　3.4采區(qū)生產(chǎn)能力確定34</p><p>　　第四章 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)36</p><p>　　4.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)36</p><p>　　4.2 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37</p><p

7、>　　4.3 風(fēng)量計(jì)算與分配43</p><p>　　4.4 計(jì)算礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力49</p><p>　　第五章 礦井通風(fēng)設(shè)備選擇54</p><p>　　5.1主要通風(fēng)機(jī)的選擇54</p><p>　　5.2電動(dòng)機(jī)的選擇60</p><p>　　5.3礦井通風(fēng)費(fèi)用計(jì)算61</p>

8、<p><b>　　致 謝63</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)64</b></p><p>　　第一章 井田地質(zhì)條件</p><p>　　本章主要介紹井田的地理概況以及井田煤系地層、開采賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件、煤層瓦斯涌出規(guī)律等地質(zhì)概況。</p><p&

9、gt;<b>　　1.1 井田概況</b></p><p><b>　　1）地理?xiàng)l件</b></p><p>　　鄧家莊煤礦位于北京市市北偏東約12km處，南距馬樂溝礦6km，距原京山鐵路開山車站19km，東距殺河發(fā)電廠5.5km。行政區(qū)域?qū)俦本┦惺虚_山區(qū)管轄。</p><p>　　本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸

10、是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北—西南方向起伏伸展的低山丘陵。從東往西有巍山（+290m）、鳳山（+180m）、小梁山（+100m）和菀豆山（+38m），由菀豆山向西南傾沒于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢逐漸增高，直到青龍山標(biāo)高達(dá)+493.01m。在井田北約7km為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成的低山丘陵，東西方向橫伏，這兩條低山丘陵在井田東面的青龍山一帶相匯合。低山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢平坦，但北部稍高，向南低下，北部

11、地面標(biāo)高為+38.8m，南端標(biāo)高為+23.85m，傾向陡河。</p><p><b>　　2）地形地貌</b></p><p>　　流經(jīng)本區(qū)東南邊的陡河，發(fā)源于北部山區(qū)，上游由二支匯成，東支稱管河，發(fā)源于豐潤縣福山寺管泉，西支稱泉水河，發(fā)源于豐潤縣趙莊上水路。二支水流在雙橋村北側(cè)匯合，向南流經(jīng)唐山市區(qū)，下游匯集石榴河，向南流入渤海。河北省水利廳于1965年在雙橋村一帶

12、修建了陡河水庫，水庫大壩距井田東端的最近距離為2200m。陡河及陡河水庫雖然距井田區(qū)較近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀(jì)松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對本礦充水沒有直接的影響。</p><p><b>　　3）氣象及條件</b></p><p>　　鄧家莊煤礦氣候?qū)侔氪箨懶?，夏季炎熱多雨，冬季?yán)寒凜烈，氣溫變化較大。降水一般集中在七、八、九月份。氣象資料

13、統(tǒng)計(jì)：年降水量最大值為899.6mm（1987年），最小值為317.45mm（1997年），平均值為596.85mm。最大凍土深度0.5m，年降雨量一般520-680mm，年蒸發(fā)量1670mm，春冬季節(jié)多西北風(fēng)，夏秋季節(jié)多東南風(fēng)，一般風(fēng)力3-4級，最大風(fēng)力6級。</p><p><b>　　4）礦井其他概況</b></p><p>　　1995年開始建礦，采用凍結(jié)鑿井

14、法進(jìn)行沖積層的鑿掘與砌筑，當(dāng)鑿至188.55m時(shí)（煤5頂板中粗粒砂巖），涌水量達(dá)到每小時(shí)258m³，由于涌水水源、途徑及充水的其它因素不清，1998年對原精查地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行了復(fù)審，重新評價(jià)了地質(zhì)資料的成就與不足，1999年停建，2000年進(jìn)行補(bǔ)充勘探工作，對水文地質(zhì)情況基本查清。礦井設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)180萬噸。</p><p>　　礦井開拓方式為中央立井多水平上山方式，第一水平標(biāo)高為-271.5m，以中央石

15、門為主巷，分東翼和西翼，在煤層底板砂巖中各開拓兩條大巷，分別為軌道運(yùn)輸巷和皮帶運(yùn)輸巷。</p><p>　　采掘方式為大巷盤區(qū)和集中上山開采，目前井田共分兩個(gè)采區(qū)，即：東翼采區(qū)、西翼采區(qū)。</p><p>　　本礦井為高瓦斯礦井，并有煤塵爆炸危險(xiǎn)。相對涌出量為：12m³/t，絕對涌出量為28m³/min；二氧化碳相對涌出量為1.5～2.85m³/t，絕對涌出量

16、為4.95～9.24m³/min。煤塵爆炸指數(shù)為38.42％～64.2％。</p><p>　　礦井通風(fēng)采用中央分列抽出式，由副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)?；仫L(fēng)水平標(biāo)高為-140m。</p><p>　　1.2 水文和地質(zhì)條件</p><p>　　井田地理為一向斜，煤系地層為石炭系和二疊系以及其他系組成，所含煤層總共有5層，其中可供開采的煤層有2層，這些煤層上部都

17、覆蓋有厚度為100～380m的第四系沖積物。</p><p>　　1.2.1 礦井水文地質(zhì)</p><p>　　礦井最大涌水量為5.20m³/min，一般涌水量為3.73m³/min，至1998年底測得其涌水量為5.12m³/min。疏水中心排放的清水通過管路抽到地面供生活用水，其它質(zhì)量低于清水質(zhì)量的一些涌水排到-360m水倉通過有效的排水系統(tǒng)將這些涌水排至地

18、面，以方便其灌溉農(nóng)田，最后途經(jīng)東翼塌陷坑進(jìn)行沉淀，然后經(jīng)過環(huán)游后通過后屯大渠將其流入陡河。</p><p>　　鄧家莊煤礦的水文地質(zhì)條件屬簡單型，有三個(gè)含水層，自下而上分別為：</p><p>　　1）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ）</p><p>　　2）煤3以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ）</p><p>　　3）風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含

19、水層（Ⅲ）</p><p>　　其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅱ。</p><p>　　補(bǔ)給關(guān)系是：大氣降水→Ⅰ、Ⅱ等各基巖含水層。礦井主要充水水源有：含水層水、斷層水、老空水。</p><p><b>　?。?）含水層水</b></p><p>　　礦井含水層充水水源主要是煤3以上砂巖裂隙承壓含水層水，含水層的水可通過巖

20、石裂隙滲透到主大巷和工作面，對礦井正常生產(chǎn)造成一定影響。</p><p><b>　　（2）斷層水</b></p><p>　　斷層水作為充水水源主要是通過斷層導(dǎo)通含水層水而形成的。斷層的性質(zhì)及圍巖的破壞程度是斷層充水的主要因素。張性正斷層、落差大、圍巖破壞嚴(yán)重便形成了良好的斷層充水條件。</p><p><b>　?。?）老空水&l

21、t;/b></p><p>　　由于煤層的開采方法和煤層本身的賦存狀態(tài)不同，所以工作面回采后隨著煤巖層垮落形成許多松散空隙，使工作面涌出的水積存在低洼的老空區(qū)內(nèi)，形成老空水。在高處的工作面采后形成老空水對相鄰低處的工作面產(chǎn)生影響。</p><p>　　礦井充水通道有自然通道和人為因素造成的充水，自然通道主要是巖石的孔隙、裂痕和斷層；而人為因素主要是采掘活動(dòng)，因?yàn)椴删蚧顒?dòng)可使隔水層遭到

22、破壞，產(chǎn)生冒落裂隙，溝通含水層水。礦井首采的2煤層，其頂板灰白色中粗粒砂巖為一隔水層，擋住了2煤層上方的頂板砂巖裂隙含水層水，由于采掘活動(dòng)，灰白色中粗粒砂巖經(jīng)常冒落，使隔水層遭破壞而導(dǎo)致上部含水層水下泄。</p><p>　　1.2.2 礦井地質(zhì)構(gòu)造</p><p><b>　　1）地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　鄧家莊煤礦井田位于開平向

23、斜的西北側(cè)，南北長約2.8km，東西寬約5.4km，北端閉合，南端開放，面積約15.12km²。地質(zhì)構(gòu)造簡單，向斜角度不大，平均為8°。只在井田四周有較大斷層。</p><p><b>　　2）煤系地層</b></p><p><b>　　（1）地層層組劃分</b></p><p>　　鄧家莊煤礦井田位

24、于開平向斜西北側(cè)，煤系地層的形成時(shí)代屬于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。煤系基底地層為中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r。</p><p>　　本井田與開平煤田其它構(gòu)造單元的地層特征基本相似。</p><p>　?。?）石炭系上統(tǒng)（C3）</p><p>　　趙各莊組C3，該組是鄧家莊煤礦井田當(dāng)中一個(gè)重要的含煤地層，本組含煤地層一般厚度為135m。本組含煤地層以粉砂巖為主，其次為砂巖，其中各種

25、巖石所占百分比如下所示：粉砂巖類為38.3％，砂巖類為29.5％，煤層為17.4％，粘土巖為14.8％。巖相組合主要是瀉湖海灣相和泥巖沼澤相相互交替沉積，同時(shí)在瀉湖海灣相之后出現(xiàn)有湖濱三角洲相。</p><p>　?。?）二疊系下統(tǒng)P1</p><p>　　下界為煤5頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為礬土質(zhì)粘土巖之頂板，井田內(nèi)該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)地層一般厚度為235.76m，分上下兩組

26、，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。</p><p>　　本組一般厚度為90.36m，最小厚度為65m。本組地層以粉砂巖和砂巖為主，粘土巖也較多，巖石大致百分比為：粉砂巖類占36.2％，砂巖類占30.2％，粘土巖類占19.2％，煤占14.4％。巖相組合主要是瀉湖海灣相、三角洲相及泥炭沼澤相沉積。在本組頂部出現(xiàn)了大陸河流沖積相沉積。</p><p><b&g

27、t;　?。?）風(fēng)化殼</b></p><p>　　巖石特點(diǎn)：巖層顯著變色，粘土巖和砂巖均變成淺黃色、灰白色或其它雜色；巖石硬度降低，產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黃色充填物；巖石礦物發(fā)生淋濾分解作用。在垂直方向上，區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼具有分帶性：上部強(qiáng)風(fēng)化帶和下部弱風(fēng)化帶。</p><p><b>　　1.3 煤層及煤質(zhì)</b></p><p&

28、gt;<b>　　1.3.1 概述</b></p><p>　　井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)地層組成，煤系地層總厚度約150m，共含大小煤層3～5層，煤層總厚度7m，含煤系數(shù)為5.7％，其中可采煤層共2層，即煤2、煤5。煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖1-1：</p><p>　　圖1-1煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.3.2 可采煤層厚度、

29、結(jié)構(gòu)及變化</p><p>　　1）煤2：為礦井的主采煤層，厚度為0.00～5.21m，平均厚度為2.5m。傾角為7°～9°，平均傾角為8°。煤層為黑色、條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮煤為主，間夾暗色條帶，局部含絲炭，偶含黃鐵礦膜，半亮～光亮型。</p><p>　　2）煤5：為礦井的主采煤層，厚度為1.27～5.80m，平均厚度為3m，煤層傾角為0～30

30、6;，平均傾角為10°。煤層為黑色，塊狀構(gòu)造，下部為條帶狀構(gòu)造，質(zhì)硬，玻璃光澤～暗淡光澤，半亮～半暗型，含夾石1～2層，最多達(dá)3層，為簡單結(jié)構(gòu)煤層，其中下部含一層分布極穩(wěn)定的細(xì)砂巖夾矸，灰白色或淺灰色，條帶狀，致密堅(jiān)硬，厚度0.02～0.78m，平均0.39m。煤層的容重為1.35t/m³。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大。（詳見下表1-1）</p><p>　　表1-1煤層地質(zhì)特征表</p>

31、<p>　　1.3.3 煤層的穩(wěn)定性和煤質(zhì)</p><p>　　井田內(nèi)共有可采煤層兩層，煤2、煤5為穩(wěn)定煤層。</p><p><b>　　1）煤的化學(xué)分析</b></p><p>　　（1）硫份：各煤層全硫平均含量為0.25％～3.66％，其中煤5含量低于1％，屬低硫煤；煤2含硫量最高為3.66％，平均為3.07％，屬富硫煤，其

32、所含硫量分為：黃鐵礦硫占59％，有機(jī)硫占36％，硫酸鹽硫占2.5％。</p><p>　?。?）磷份：磷份平均含量最大0.0825％，最小0.008％，其中煤5為特低磷煤，煤2為中磷煤。</p><p>　　（3）發(fā)熱量：各可采煤層發(fā)熱量變化范圍在18.01～24.18MJ/kg之間，各煤層發(fā)熱量由大至小為：煤2＞煤5。一般情況是煤層灰分高的發(fā)熱量低，而煤層灰分低的其發(fā)熱量高。</p

33、><p>　　2）煤的工業(yè)用途評價(jià)</p><p>　　井田內(nèi)各煤層均屬氣煤類，結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦，可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，發(fā)熱量均在18.01～24.18MJ/Kg，主要為動(dòng)力用煤</p><p>　　1.3.4 煤層頂?shù)装?lt;/p><p><b>　　1）煤2&

34、lt;/b></p><p>　　偽頂：暗灰色泥巖或粉砂巖，厚0～0.08m，隨采隨落，區(qū)內(nèi)大部分缺失。</p><p>　　直接頂：灰色粉砂巖，有明顯水平層理或波狀層理，塊狀，含有豐富的植物葉片化石，偶見淺褐色結(jié)核，厚度變化較大，極不穩(wěn)定，厚0～3.86m，平均1.97m。</p><p>　　老頂：灰白色中砂巖，夾粉砂巖，厚層狀；巖石成分為石英及泥質(zhì)巖屑，

35、次為暗色燧石，并含有紫紅色的礦物細(xì)粒；膠結(jié)物為高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，占30％，極易風(fēng)化，遇水澎漲，厚10.43～39.2m，平均12.00m。</p><p>　　底板：灰黑色泥巖，致密塊狀，斷口呈貝殼狀或參差狀，含菱鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦散晶體，結(jié)核大小不一，扁球狀成層狀分布，含大量植物根化石，厚4.51～8.60m，平均6.44m。</p><p><b>　　2）煤5</b&

36、gt;</p><p>　　直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀結(jié)核及黃鐵礦聚集體，含海相動(dòng)物化石(在西翼曾采到完整的動(dòng)物介殼化石)層厚3.96～9.47m，平均6.65m。</p><p>　　老頂：淺灰色～灰白色細(xì)砂巖，塊狀，鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，成分以石英為主，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，一般在0.65～8.23m之間，平均2.69m。</p><p&

37、gt;　　直接底：灰～灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造，含大量植物根化石，厚0.53～3.87m，平均1.85m。</p><p>　　1.3.5 瓦斯、煤塵及煤的自燃傾向性</p><p>　　根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查分析，本礦煤層平均瓦斯相對涌出量12m³/t，絕對涌出量為25m³/min；二氧化碳相對涌出量為1.5～2.85m³

38、;/t，絕對涌出量為4.95～9.24m³/min。煤塵爆炸指數(shù)為38.42％～64.2％。屬高瓦斯礦井。</p><p>　　根據(jù)鉆孔煤樣和周圍礦井生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查分析，本礦井煤5煤塵有爆炸危險(xiǎn)性外，煤2有自燃傾向性。本區(qū)屬地溫正常區(qū)，地溫梯度0.6-2.9℃/hm，恒溫帶深45m左右。</p><p>　　第二章 井田開拓</p><p>　　煤田劃分

39、為井田，是井田開拓所要解決的一個(gè)主要問題。本章主要內(nèi)容為：進(jìn)行井田再劃分、礦井產(chǎn)能力的核定、設(shè)計(jì)開拓方式和煤層群開拓方式、階段大巷井設(shè)計(jì)、井底車場設(shè)計(jì)等。</p><p><b>　　2.1 井田再劃分</b></p><p>　　2.1.1 井田邊界</p><p><b>　　礦井井田范圍：</b></p>

40、<p>　　井田東西走向長5.4km，南北傾斜寬2.8km，井田面積15.12km²，除去井田內(nèi)未搬走的村莊，扣除0.05km²實(shí)際井田可開采面積15.07km²。</p><p>　　2.1.2 礦井儲(chǔ)量</p><p>　　1）礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算</p><p>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算可用下式計(jì)算：</p>

41、<p>　　Zg= （2-1）</p><p>　　式中 Zg—礦井工業(yè)儲(chǔ)量，t；</p><p>　　Si—計(jì)算塊段的平均走向長度，m；</p><p>　　Li—計(jì)算塊段的平均傾斜長度，m；</p><p>　　Mi—計(jì)算塊

42、段的平均煤厚，m；</p><p>　　R—煤的容重，t/m³，經(jīng)實(shí)測取1.2857/m³。</p><p>　　故礦井工業(yè)儲(chǔ)量為：Zg==5400×2800×(2.5+3)×1.2857</p><p><b>　　=10692萬t</b></p><p><b&

43、gt;　　2）可采儲(chǔ)量計(jì)算</b></p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量可用下式計(jì)算：</p><p>　　Zk=（Zg-P）×C （2-2）</p><p>　　式中 Zk—可采儲(chǔ)量，t；</p><p>　　P—固定

44、煤柱損失，t；固定煤柱損失系指為保護(hù)工業(yè)廣場、井筒、建筑物、</p><p>　　鐵路、超高壓輸電線路等而留的保護(hù)煤柱，以及為了安全生產(chǎn)而留設(shè)的</p><p>　　井田邊界、斷層、河流、湖泊等隔離煤柱；</p><p>　　C—采區(qū)回采率，C值的大小取決于不同的開采方法。為了提高資源的回收率，</p><p>　　減少煤炭損失，國家規(guī)定采區(qū)

45、回采率一般不應(yīng)小于以下數(shù)值：</p><p>　　厚煤層：75%；中厚煤：80%；薄煤層：85%</p><p>　　所以，礦井可采儲(chǔ)量可進(jìn)行如下計(jì)算：</p><p>　　固定煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的5%計(jì)算，本礦井可采的2、5號煤層均屬中厚煤層，采區(qū)回采率取80%，故有：</p><p>　　P=Zg×5%=534.6萬t；<

46、/p><p>　　Zk=（Zg-P）×C=（10692-534.6）×80%=8125.92萬t</p><p>　　各煤層儲(chǔ)量見下表2-1</p><p><b>　　表2-1儲(chǔ)量分配表</b></p><p>　　3）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限</p><p>　　礦井服務(wù)年限

47、要和礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。大型礦井建設(shè)工期長，需要裝備大型固定設(shè)備，基建工程量大。所以，建設(shè)投資較高。為了充分發(fā)揮投資效果，礦井股務(wù)年限應(yīng)該長些。反之，小型礦井的礦井服務(wù)年限應(yīng)短些。</p><p>　　礦井服務(wù)年限與礦井生產(chǎn)能力存在一個(gè)技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上都比較合理的關(guān)系。當(dāng)?shù)V井儲(chǔ)量一定時(shí)，井型增加，投資增加，噸煤投資成本增加。另一方面，井型增加，生產(chǎn)集中，機(jī)械化水平和勞動(dòng)效率高，噸煤的生產(chǎn)成本減少。</p>

48、<p>　　礦井服務(wù)年限可用下式計(jì)算：</p><p>　　T=Zk/(A×K) （2-3）</p><p>　　式中 T—服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk—可采儲(chǔ)量，t；</p><p>　　A—礦

49、井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/a；</p><p>　　K—儲(chǔ)量備用系數(shù)。（《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定儲(chǔ)量備用系數(shù)一般取1.3-1.5，按本礦井地質(zhì)條件取中間值1.4）</p><p>　　由于煤層賦存條件較好，根據(jù)儲(chǔ)量情況，可預(yù)設(shè)礦井為大型礦井。按大型礦井服務(wù)年限下限要求[2]，T取60年，儲(chǔ)量備用系數(shù)K取1.4，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A：</p><p>　　A=Zk/（T&#

50、215;K）[1]=8125.92/(60×1.4)=96.74萬t/a；</p><p>　　可見，不能保證大型礦井的產(chǎn)量，設(shè)計(jì)為大型礦井不合理?？紤]改設(shè)為中型礦井。同理，按中型礦井服務(wù)年限下限要求[2]，T取50年，儲(chǔ)量備用系數(shù)K取1.4，現(xiàn)求礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A：</p><p>　　A=Zk/（T×K）=8125.92/(50×1.4)=116.1萬t/

51、a；</p><p>　　根據(jù)煤層賦存情況和礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，按煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A確定為90萬t/a，計(jì)算服務(wù)年限：</p><p>　　T=Zk/(A×K)=8125.92/(90×1.4)=64.5a</p><p>　　通過上述計(jì)算，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A確定為90萬t/a時(shí)，服務(wù)年限T=64.5a>50a符

52、合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，因此設(shè)計(jì)本礦井產(chǎn)量為90萬t/a。</p><p><b>　　4）井田再劃分</b></p><p>　?。?）井田階段劃分和開采水平設(shè)置</p><p>　　一般情況下井田的范圍都比較大，為了有計(jì)劃、按順序、安全合理地開采井田內(nèi)的煤層，以獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，必須將井田劃分為若干個(gè)小的部分，然后有序地進(jìn)行開采。&

53、lt;/p><p><b>　　基本概念：</b></p><p><b>　　②階段</b></p><p>　　在井田的范圍內(nèi)沿傾斜方向，按一定標(biāo)高將井田劃分成若干長條部分以便開采，這樣的長條部分稱為階段。階段的走向長度等于井田走向全長。階段的傾斜長度由階段的垂直高度決定，一般可以走一百米到一千米以上。</p>

54、<p><b>　?、谒?lt;/b></p><p>　　通過運(yùn)輸或通風(fēng)平巷的某一標(biāo)高的水平面稱為水平。水平通常以標(biāo)高、用途、開采順序來表示。開采水平是指具有井底車場及主要運(yùn)輸大巷的水平，稱為開采水平，簡稱水平。一般研究和討論的水平主要是指開采水平。</p><p>　　一個(gè)井田可以用一個(gè)水平開采或者用幾個(gè)水平開采，前者稱為單水平開拓，后者稱為多水平開拓。

55、</p><p><b>　　③單水平開拓</b></p><p>　　用一個(gè)開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個(gè)階段，水平以上稱為上山階段，水平以下稱為下山階段。單水平開拓一般用在煤層傾角較?。?6°以下），井田傾斜長度也比較小的地方。</p><p>　　如果本井田用單水平開拓，就需要有下山階段，而由于下山開拓的防治水害工程量大，且不易

56、開展；另外有下山階段的話，容易造成跑車事故。故本井田不采用單水平開拓。</p><p><b>　　④多水平開拓</b></p><p>　　用兩個(gè)以上開采水平來開采整個(gè)井田的，稱為多水平開拓。按開采水平服務(wù)的階段布置方式的不同，可分為多水平上山開拓、多水平上、下山開拓和多水平混和開拓。多水平開拓一般用在井田的傾斜長度比較大或者煤層傾角大的地方。由于本礦井的傾角是8&

57、#176;，所以可以采用多水平開拓的方式。</p><p>　　所以一個(gè)礦井的水平數(shù)和階段數(shù)是不一定相等的，因?yàn)橐粋€(gè)水平既可以為一個(gè)階段服務(wù)，也可以為兩個(gè)階段服務(wù)。因?yàn)椴捎脙蓚€(gè)水平的開拓方式，避免了下山開拓，井田的管理和生產(chǎn)更為安全，所以本礦采用了兩個(gè)水平的多水平開拓方式。</p><p>　　現(xiàn)對本井田進(jìn)行再劃分：</p><p>　　由于井田走向長5.4km，傾

58、斜長2.8km，又煤層傾角約為在8°，計(jì)算得煤層最高端與最低端高差△H，計(jì)算公式如下：</p><p>　　△H=2800×sin8°=389.6m</p><p>　　根據(jù)井田條件，考慮將本井田劃分為三個(gè)階段，設(shè)置兩個(gè)水平，階段垂高△H’=△H/3=129.9m。由此得斜長L=129/tan8°=924m，所以階段斜長為924m。</p>

59、;<p>　　因井田內(nèi)瓦斯和涌水量問題，若采用上下山開采，開采下山部分在技術(shù)上困難較多，故決定階段內(nèi)均采用上山開采。由于井田斜長較大，傾角在8°左右，因此排除了單水平上下山開采的開拓方案。這樣，井田階段劃分和開采水平設(shè)置采用三個(gè)階段，兩個(gè)水平方案，即每階段傾斜長924m。</p><p><b>　?。?）階段內(nèi)布置</b></p><p>　

60、　井田劃分成階段后，階段內(nèi)范圍仍然較大，一般情況下井田范圍內(nèi)整階段開采在技術(shù)有一定難度，通常階段內(nèi)要再劃分，以適應(yīng)開采技術(shù)的要求。</p><p>　　由于井田走向較長，故每個(gè)階段又可劃分為若干采區(qū)，根據(jù)井田范圍，初步設(shè)計(jì)每個(gè)階段為四個(gè)采區(qū)，除去工業(yè)廣場和井田邊界固定煤柱，則單向開采的采區(qū)走向長度為800m，雙向開采為1600m，傾斜長924m。本礦井的東一、二，西一、二均為單翼開采，東三、四、五、六，西三、四、

61、五、六均為雙翼開采。因?yàn)樵谶@些采區(qū)上面的地質(zhì)情況不好，而且上面還有村莊等建筑，不適宜開采。</p><p>　?。?）階段和開采水平參數(shù)</p><p><b>　?、匐A段垂高</b></p><p>　　△H’=△H/2=129m；</p><p><b>　?、陔A段服務(wù)年限</b></p&

62、gt;<p>　　第一、第二、第三階段64.5/3=21.5a</p><p>　?、蹍^(qū)段數(shù)目及區(qū)段斜長</p><p>　　每個(gè)采區(qū)劃分為6個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長為：924/6=154m</p><p>　　2.2 井田開拓方式</p><p><b>　　1）井田開拓方案</b></p><

63、;p>　　開拓方式是指進(jìn)入礦體的方式、井田及階段內(nèi)的劃分方式。如用立井—單水平—分區(qū)式、斜井—多水平—分段式等表示井田開拓方式。通常以井峒形式把井田開拓方式分成平峒開拓、斜井開拓、立井開拓和綜合開拓四種形式。</p><p>　　根據(jù)本礦的地質(zhì)等條件，正對選定的工業(yè)場地，和既有的井下工程設(shè)施，結(jié)合礦井的建設(shè)規(guī)模、煤層賦存條件、井筒提升方式和建設(shè)投資等因素，采用立井兩水平分區(qū)是開拓方式，即：</p>

64、;<p>　　全井田采用主立井、副立井、回風(fēng)立井多水平分區(qū)式開拓。且井田劃為三個(gè)個(gè)階段，每個(gè)階段又劃分為四個(gè)采區(qū)。該種方式不受表土、煤層、地質(zhì)構(gòu)造等條件限制，適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)，井筒斷面大，可以滿足通風(fēng)的要求，尤其對深井更有煤柱丟失少，鑿井施工難度小，投資少，系統(tǒng)簡單，主提升時(shí)間短。其缺點(diǎn)是施工技術(shù)、井筒裝備復(fù)雜，不能躲開煤層頂板的含水層及流沙層，施工困難，掘進(jìn)速度慢。</p><p><b&g

65、t;　　2）煤層開采順序</b></p><p>　　（1）沿煤層傾斜方向的開采順序</p><p>　　沿煤層傾斜方向，一般是自上而下按階段依次進(jìn)行回采，稱為下行開采順序。反之，則為上行開采。下行開采順序，由于它的開采順序是由淺及深，初期工程量小，投資低，建井快，開采技術(shù)上也比較簡單。</p><p>　　在階段內(nèi)部不論分區(qū)式或分段式一般也采用下行開采

66、順序，因?yàn)槠洳还苁羌夹g(shù)上和在安全維護(hù)上，都較為可行。而當(dāng)在近水平煤層開采時(shí)，上、下行開采均可以。</p><p>　?。?）沿煤層走向的開采順序</p><p>　　在井田內(nèi)，由于主井在煤層沿其走向方向的位置不同，可將井田分為雙翼井田與單翼井田。</p><p>　　一般將井筒所處的位置看作后，而將井田邊界的位置看作前。在井田的一翼內(nèi)無論是分區(qū)式開采或者是分段式開采

67、，由于沿煤層走向開采方向不同可分為前進(jìn)式和后退式的開采順序。</p><p>　　前進(jìn)式具有初期工程量小，建井期短，出煤快，初期投資小等優(yōu)點(diǎn)。對于上山階段來說，一般都采用前進(jìn)式。而對于采區(qū)內(nèi)部來說，一般都采用后退式，即所謂采區(qū)前進(jìn)式、區(qū)內(nèi)后退式。對于下山階段可以采用前進(jìn)式也可以采用后退式。</p><p>　　據(jù)此，可將本礦井設(shè)計(jì)為沿煤層走向的開采順序?yàn)椋翰蓞^(qū)前進(jìn)式，采面后退式。</

68、p><p><b>　　3）煤層群開拓</b></p><p>　　當(dāng)若干煤層或煤組由一個(gè)礦井開采時(shí)，稱為煤層群開拓。</p><p>　　為了盡量減少開拓工程量，改善開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通常根據(jù)煤種、煤質(zhì)、厚度及層間距等因素，按照開采技術(shù)的要求，將煤層群劃分為若干煤層組。</p><p>　　煤層群的分組要盡量為了便于煤質(zhì)

69、管理，同組煤組的煤種和煤質(zhì)應(yīng)盡可能相同；同組煤層的層間距應(yīng)當(dāng)較小，以便于生產(chǎn)管理和減少石門的掘進(jìn)量；力求各煤組煤層的有利于配采和均衡生產(chǎn)；將含沼氣等級相同或相近的煤層盡量劃分為一組，以便于通風(fēng)管理；應(yīng)考慮同組煤采用相同采煤方法的可能性；煤層間的聯(lián)系方式。</p><p>　　開拓煤層群時(shí)，無論是煤組或是煤層之間都需要用巷道聯(lián)系，以構(gòu)成全礦完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。煤層之間的聯(lián)系方式可以利用直立的溜井或暗井、傾斜的巖石巷道或

70、水平的石門等。這些方式的選擇主要取決于煤層傾角和煤層層間距離。層間距不變時(shí)，溜井的長度隨煤層傾角的增大而增長，而石門長度則隨傾角增大而縮短，傾斜巷道的長度介于溜井與石門之間。</p><p>　　根據(jù)本礦的地質(zhì)條件和煤層賦存條件，本礦煤層群開拓選用石門聯(lián)系的煤層群分組聯(lián)合開拓。兩煤層為一組采用共用運(yùn)輸上山的聯(lián)合開拓。</p><p>　　4）主、副井及風(fēng)井設(shè)計(jì)</p><

71、;p>　?。?）井筒數(shù)目位置的確定</p><p><b>　　①井筒數(shù)目</b></p><p>　　鄧家莊煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬噸/年，生產(chǎn)能力大，服務(wù)年限長，因而，在投產(chǎn)初期確定一個(gè)主井，擔(dān)負(fù)礦井的主提升；一個(gè)副井，擔(dān)負(fù)礦井的輔助運(yùn)輸及升降人員。為了滿足通風(fēng)及輔助運(yùn)輸?shù)男枰骤徱恍嘛L(fēng)井，同時(shí)兼作副提。</p><p><b

72、>　?、诰参恢?lt;/b></p><p>　　為了使井下各翼儲(chǔ)量分布均衡，減少運(yùn)輸費(fèi)用和通風(fēng)阻力， 將主副井筒布置在井田中央。這種布局有以下優(yōu)點(diǎn)：工業(yè)廣場煤柱損失比布置在井田中央少；投產(chǎn)初期開拓工程量少；投產(chǎn)后短期內(nèi)能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，使運(yùn)輸、通風(fēng)、井巷維護(hù)等費(fèi)用最低。</p><p>　?。?）井筒斷面與提升能力</p><p>　?、僦骶矁?/p>

73、斷面面積 19.64m²</p><p>　　主井提升能力 447.3噸/時(shí)</p><p>　?、诟本矁魯嗝婷娣e 28.27m²</p><p>　　副井提升能力 3.4噸/次</p><p>　　

74、③風(fēng)井?dāng)嗝婷娣e、提升能力與副井相同</p><p><b>　　（3）井筒裝備</b></p><p>　　主井凈直徑5m，安裝金屬罐道、罐道梁、一對10m³箕斗和通訊電纜一條，通風(fēng)水平以上，設(shè)行人梯子間。安裝480mm（外徑）排水管三條。動(dòng)力電纜兩條，并予留1條管路和兩條動(dòng)力電纜的位置。</p><p>　　副井凈直徑6m，安裝金屬

75、罐道、罐道梁、行人梯子間。一對滾動(dòng)罐耳3T。單層普通罐籠，鋼絲繩防墜器，準(zhǔn)備改鋁合金雙層罐籠，以便雙層提升人員，單層絞材料及矸石。外徑419mm，排水管路3條，動(dòng)力電纜4條和通訊電纜一條，并予留后期排水管路1條和動(dòng)力電纜的位置兩條。</p><p>　　井筒特征、用途及裝備見表2-1井筒特征表。</p><p>　　表2-1 井筒特征表</p><p>　　2.3

76、主要巷道設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 運(yùn)輸大巷設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）巷道位置</b></p><p>　　主要運(yùn)輸大巷一般布置在最下一個(gè)可采煤層底板下不受開采影響的較堅(jiān)硬的巖石中以保證開采水平和采區(qū)有一定的儲(chǔ)量。</p><p>　　鄧家莊煤礦煤層有自然發(fā)火傾向，因此采用了集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布

77、置方式，將運(yùn)輸大巷均布置在最下一個(gè)可采煤層底巖石中，這種布置方式有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）大巷布置在底板巖石中，可以避免支承壓力對大巷在影響，大大改善了巷道維護(hù)條件，降低了生產(chǎn)期間的維護(hù)費(fèi)用。</p><p>　?。?）集中開拓可采煤層，生產(chǎn)能力大。</p><p>　?。?）大巷布置在巖石中，不受煤層起伏及走向變化的影響，可按開采技術(shù)要求直線掘進(jìn)，易

78、于掌握工程質(zhì)量，便于采用大型運(yùn)輸設(shè)備，特別是皮帶運(yùn)輸。</p><p>　　（4）各煤層可同時(shí)進(jìn)行回采準(zhǔn)備，開采順序靈活，開采強(qiáng)度大。</p><p>　?。?）煤層內(nèi)可不留煤柱，煤柱損失少，提高了回收率。</p><p>　?。?）便于布置采區(qū)煤倉，有利于均衡生產(chǎn)。</p><p><b>　　2）巷道選型</b>&l

79、t;/p><p>　　根據(jù)礦井產(chǎn)量和地質(zhì)條件仍選巷道斷面形狀為半圓拱形，支護(hù)方式為噴漿支護(hù)，其斷面圖如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 巷道斷面形狀</p><p>　　3）巷道的高度和寬度</p><p>　　H0=h0+h2 （

80、2-4）</p><p>　　式中 H0—巷道的凈高度（指除去支護(hù)厚度后，可能利用的最大空間高度），</p><p>　　設(shè)計(jì)規(guī)定，運(yùn)輸巷道的凈高度不小于1900mm；</p><p><b>　　h0—為拱的高度；</b></p><p><b>　　h2—巷道的墻高。</b></p>

81、;<p>　　取h0為2.2m，h2為1.9m，則H0為4.1m；由于巷道為半圓拱形，拱高h(yuǎn)0=2.2m，則寬度B=4.4m。</p><p><b>　　4）巷道的凈斷面積</b></p><p>　　巷道的凈斷面積可用公式：S凈=B×（h2+0.39×B）

82、 （2-5）</p><p>　　可得：S凈=B×（h2+0.39×B）=15.91m²</p><p>　　2.3.2 井底車場巷道</p><p><b>　　1）巷道選型</b></p><p>　　由于井底車場為環(huán)行臥式井底車場，故可設(shè)計(jì)其巷道斷面形狀為半圓拱形形狀，

83、支護(hù)方式為噴漿支護(hù)。其斷面圖如圖2-1巷道斷面形狀所示。</p><p>　　2）巷道的高度和寬度：</p><p>　　利用公式（2-4）計(jì)算，取h0為2.0m，h2為2.0m，則H0為4.0m；由于巷道為半圓拱形，拱高h(yuǎn)0=2.0m，則寬度B=4.0m。</p><p><b>　　3）巷道的凈斷面積</b></p><

84、p>　　巷道的凈斷面積可用公式（2-5）計(jì)算</p><p>　　可得：S凈=B×（h2+0.39B）=4×（2+0.39×4）=14.24m2</p><p>　　2.3.3 采區(qū)上山（軌道上山、運(yùn)輸上山、回風(fēng)上山）</p><p><b>　　1）巷道選型</b></p><p>

85、　　根據(jù)鄧家莊煤礦地質(zhì)條件和礦井生產(chǎn)能力，可仍選采區(qū)上山斷面形狀為半圓拱形形狀，支護(hù)方式為噴漿支護(hù)，其斷面圖如圖2-1。</p><p>　　2）巷道的高度和寬度</p><p>　　根據(jù)公式（2-4）：H0=h0+h2計(jì)算</p><p>　　式中：H0—巷道的凈高度（指除去支護(hù)厚度后，可能利用的最大空間高度），按設(shè)計(jì)規(guī)定，運(yùn)輸巷道的凈高度不小于1900mm；&l

86、t;/p><p><b>　　h0—為拱的高度；</b></p><p><b>　　h2—巷道的墻高。</b></p><p>　　取h0為2.0m，h2為1.5m，則H0為3.5m；由于巷道為半圓拱形，拱高h(yuǎn)0=2.0m，則寬度B=4.0m。</p><p><b>　　3）巷道的凈斷面積

87、</b></p><p>　　巷道的凈斷面積可用公式（2-5）：S凈=B×（h2+0.39×B）計(jì)算</p><p>　　可得：S凈=B×（h2+0.39×B）=12.24m²</p><p>　　2.3.4 區(qū)段進(jìn)回風(fēng)巷</p><p><b>　　1）巷道選型<

88、/b></p><p>　　由于巷道不屬于永久性支護(hù)，故選擇巷道形狀為梯形斷面，支護(hù)形式為工字鋼支護(hù)。其斷面形狀如圖2-2區(qū)段進(jìn)回風(fēng)巷斷面形狀所示。</p><p>　　圖2-2 區(qū)段進(jìn)、回風(fēng)巷斷面形狀</p><p>　　2）巷道的高度和寬度</p><p>　　巷道的高度h=2.8m，上底寬a=2.6m，下底寬b=3.4m。<

89、/p><p><b>　　3）巷道的凈斷面積</b></p><p>　　根據(jù)公式：S凈=h×（a+b）/2 （2-6）</p><p>　　計(jì)算出梯形的凈斷面積S凈=h×（a+b）/2</p><p>　　=2.8×（2

90、.6+3.4）/2</p><p><b>　　=8.4m²</b></p><p>　　2.3.5 回風(fēng)大巷及回風(fēng)石門</p><p><b>　　1）巷道選型</b></p><p>　　由礦井地質(zhì)條件選回風(fēng)大巷和回風(fēng)石門斷面形狀為半圓拱形狀，斷面形狀圖如</p><

91、;p>　　圖2-3回風(fēng)大巷及回風(fēng)石門形狀所示。</p><p>　　圖2-3 回風(fēng)大巷及回風(fēng)石門形狀</p><p>　　圖2-3 回風(fēng)大巷及回風(fēng)石門形狀</p><p>　　2）巷道的高度和寬度</p><p>　　根據(jù)公式（2-3-1）：H0=h0+h2</p><p>　　式中 H0—巷道的凈高度（指除去

92、支護(hù)厚度后，可能利用的最大空間高度），按設(shè)計(jì)規(guī)定，運(yùn)輸巷道的凈高度不小于1900mm；</p><p><b>　　h0—為拱的高度；</b></p><p>　　h2—為巷道的墻高。</p><p>　　取h0為2.0m，h2為1.5m，則H0為3.5m；由于巷道為半圓拱形，拱高h(yuǎn)0=2.0m，則寬度B=4.0m。</p>&l

93、t;p><b>　　3）巷道的凈斷面積</b></p><p>　　巷道的凈斷面積可用公式：S凈=B（h2+0.39B）計(jì)算</p><p>　　由上式可得：S凈=B（h2+0.39B）=4.0（1.5+0.39×4.0）=12.24m²</p><p>　　2.4 井底車場設(shè)計(jì)</p><p>

94、;　　1）井底車場的形式和選型</p><p>　　井底車場是井硐與井下主要巷道連接處的一組巷道和硐室的總稱。它擔(dān)負(fù)著礦井煤、矸石、物料、設(shè)備、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)，并為礦井的通風(fēng)、排水、供電服務(wù)，是連接井下運(yùn)輸和井筒提升的樞紐。</p><p>　　根據(jù)礦車在井底車場內(nèi)運(yùn)行的特點(diǎn)，井底車場又可分為環(huán)行井底車場和折返式井底車場兩大類。</p><p><b>　　（

95、1）環(huán)行井底車場</b></p><p>　　環(huán)行井底車場的特點(diǎn)是重列車在車場內(nèi)總是單向運(yùn)行，因而調(diào)車工作簡單，可以達(dá)到較大的通過能力，但車場的開拓工程量較大。</p><p>　　按照井底車場空重車線與運(yùn)輸大巷或主要石門的相對位置關(guān)系，環(huán)行井底車場又可分為臥式（a）斜式（b）和立式（c）三種（詳見圖2-4）?，F(xiàn)分別敘述如下：</p><p>　　（a）

96、 （b） （c）</p><p>　　圖2-4 環(huán)行井底車場</p><p>　　當(dāng)井筒位置與主要運(yùn)輸大巷和石門較近時(shí)，主副井儲(chǔ)車線與運(yùn)輸大巷或石門可平行布置，稱為臥式井底車場。</p><p>　　主副井儲(chǔ)車線與運(yùn)輸大巷或石門斜交稱為斜式井底車場。</p><p>　　環(huán)行立式

97、井底車場的主副井儲(chǔ)車線垂直于運(yùn)輸大巷或石門。</p><p>　?。?）折返式井底車場</p><p>　　折返式井底車場的特點(diǎn)是空重車在車場內(nèi)有折返運(yùn)行，根據(jù)車場兩端是否可以出車，折返式井底車場又可以分為梭式和盡頭式兩種。</p><p>　　梭式井底車場：其主要特點(diǎn)是主井儲(chǔ)車線完全布置在主要運(yùn)輸巷道上，列車往返運(yùn)行需經(jīng)翻籠一側(cè)的軌道。這種車場的優(yōu)點(diǎn)是：開拓工程量

98、小，車場彎道少。</p><p>　　盡頭式井底車場：與梭式井底車場的線路布置基本相似。但空重列車只從車場的一端出入，另一端為車場的盡頭。（附圖2-5梭式井底車場）</p><p>　　由上面的對比，本礦采用環(huán)形井底車場。因?yàn)樗倪\(yùn)輸簡單，而且其運(yùn)輸能力也很大，有較大的通過能力。</p><p>　　圖2-5 梭式井底車場</p><p>　

99、　2）井底車場內(nèi)的各種硐室</p><p>　　井底車場內(nèi)的主要硐室有：中央變電所、水泵房、水倉、裝煤設(shè)備硐室、電機(jī)車庫及修理間等。</p><p>　　第三章 采煤方法</p><p>　　本章主要內(nèi)容為：采煤方法選擇，采煤機(jī)械、支護(hù)設(shè)備選擇及其主要特性參數(shù)，主要巷斷面形狀、道斷面積、支護(hù)方式設(shè)計(jì)，采區(qū)巷道布置及回采工藝，采區(qū)上部、中部、下部車場選擇。<

100、;/p><p>　　3.1 采煤方法選擇</p><p><b>　　1）采煤方法選擇</b></p><p>　　由于礦井各個(gè)煤層賦存條件較好，煤層厚度適中，傾角較小，一般8°至10°之間，頂?shù)装寰鶎僦械葓?jiān)硬巖石，較易管理，加之井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，適合于機(jī)械化集中開采。</p><p>　　根據(jù)各煤層的賦

101、存條件和目前開采技術(shù)條件及管理水平，可供選用的采煤方法有高檔普采、綜合機(jī)械化采煤和放頂煤綜采三種方法。</p><p>　　由于2號、5號煤層較厚，賦存條件較好，煤層傾角較小，故2號煤層開采使用走向長壁高檔普采采煤方法；由于5號煤層厚度較大，煤層傾角較小，賦存條件也較好，故5號煤層開采使用走向長壁綜合機(jī)械化采煤方法。</p><p>　　2）回采工作面長度和采高</p>&l

102、t;p>　　結(jié)合本礦煤層賦存條件，及大型煤礦開采技術(shù)水平，確定工作面長度為125m，采高為一次采全高。</p><p><b>　　3）采場支護(hù)方式</b></p><p>　　由于是綜合機(jī)械化采煤，故采場支護(hù)方式選用掩護(hù)式液壓支架，支架型號見下表3-1 采煤機(jī)與液壓支架型號表。</p><p>　　表3-1 采煤機(jī)與液壓支架型號表<

103、;/p><p>　　液壓支架的主要特征：</p><p>　　（1）ZYX3400/23/45</p><p>　　支撐高度：2.3～4.5m；</p><p>　　適用條件：煤層厚度〈4.3m，煤層傾角〈25°；</p><p>　　工作阻力：3600kN；</p><p>　　初撐力：

104、2608kN；</p><p>　　外形尺寸：5470×1430×2500（長×寬×高，單位：mm）</p><p><b>　　操作方式：鄰架；</b></p><p>　?。?）ZY3000-12/28</p><p>　　支撐高度：1.2～2.8m；</p>&

105、lt;p>　　適用條件：煤層厚度1.4～2.6m，煤層傾角〈25°；</p><p>　　工作阻力：2060～2854kN；</p><p>　　初撐力：1355～1877kN；</p><p>　　外形尺寸：4030×1420×1200（長×寬×高，單位：mm）；</p><p>&l

106、t;b>　　操作方式：本架。</b></p><p><b>　　4）運(yùn)輸方式</b></p><p>　　采面采用刮板式輸送機(jī)，區(qū)段運(yùn)輸巷用膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸上山用膠帶輸送機(jī)，軌道上山采用蓄電電機(jī)車，礦車類型選用3t底卸式礦車。</p><p><b>　　5）采空區(qū)處理</b></p>&

107、lt;p>　　由于是綜合機(jī)械化采煤，又根據(jù)煤層頂板巖層的性質(zhì)（直接頂?shù)暮穸容^大，且強(qiáng)度為2～3），故采空區(qū)處理采用全部垮落法處理。</p><p><b>　　6）采煤機(jī)選擇</b></p><p>　　采煤機(jī)選用雙滾筒采煤機(jī)，割煤方式為雙向割煤，往返兩刀。各煤層采煤機(jī)型號及數(shù)量如表3-1。采煤機(jī)的主要特征如下：</p><p>　?。?

108、）MG375-GW</p><p>　　采高：2.3～4.5m；</p><p>　　煤層傾角：〈35°；</p><p><b>　　截深：630mm；</b></p><p>　　滾筒直徑：2.3m；</p><p>　　牽引力：500kN；</p><p>

109、　　牽引速度：0～6.1m/min；</p><p>　　控頂距：2250～2450mm；</p><p>　?。?）MG375-AW</p><p>　　采高：1.5～2.6m；</p><p>　　煤層傾角：〈35°；</p><p><b>　　截深：630mm；</b></

110、p><p>　　滾筒直徑：1.3m；</p><p>　　牽引力：500kN；</p><p>　　牽引速度：0～6.1m/min；</p><p>　　控頂距：2200～2450mm。</p><p>　　3.2 采區(qū)巷道布置及回采工藝</p><p><b>　　1）采區(qū)巷道布置<

111、;/b></p><p>　　回采工作面采用一面兩巷布置，進(jìn)風(fēng)順槽與軌道上山相連，回風(fēng)順槽與回風(fēng)上山相連，進(jìn)回風(fēng)順槽在區(qū)段邊界構(gòu)成回采工作面，進(jìn)回風(fēng)順槽均沿煤層底板布置，采用共用采區(qū)上山的巷道聯(lián)合布置方式，詳見圖3-1采區(qū)上山的巷道布置。</p><p>　　圖3-1 采區(qū)上山的巷道布置圖</p><p>　　1—運(yùn)輸大巷；2—軌道大巷；3—運(yùn)輸上山</

112、p><p>　　4—軌道上山；5—回風(fēng)上山；6—回風(fēng)大巷</p><p><b>　　2）回采方式</b></p><p>　　在井田范圍內(nèi)，采用采區(qū)前進(jìn)式開采，工作面采用后退式開采。</p><p>　　3）回采工作面循環(huán)工作組織</p><p>　　回采工作面的工作“循環(huán)”，即完成落煤、裝煤、運(yùn)煤

113、、工作面支護(hù)及采空區(qū)處理等全部工序的整個(gè)過程。本礦井每年工作日為330天，回采工作面循環(huán)工作組織為“三八”工作制度，即把每晝夜為三班，兩班生產(chǎn)一班檢修，每班工作時(shí)間為八小時(shí)，日進(jìn)十刀每刀0.6m的作業(yè)方式。</p><p>　　3.3 采區(qū)車場選擇</p><p><b>　　1）采區(qū)上部車場</b></p><p>　　由地質(zhì)條件選采區(qū)上部車

114、場為順式平車場，其俯視圖如圖3-3采區(qū)上部車場所示。</p><p>　　圖3-3 采區(qū)上部車場</p><p>　　1—回風(fēng)大巷；2—回風(fēng)上山；3—軌道上山；</p><p>　　4—區(qū)段回風(fēng)平巷；5—絞車房</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：車輛運(yùn)輸順當(dāng)，調(diào)車方便，回風(fēng)巷短，通過能力大；</p><p>　　缺點(diǎn)：車場巷道

115、斷面積大。</p><p><b>　　2）采區(qū)中部車場</b></p><p>　　由于采區(qū)為單面上山，故選擇采區(qū)中部車場為單側(cè)甩車場，其俯視圖如圖3-4 采區(qū)中部車場所示。</p><p>　　圖3-4 采區(qū)中部車場</p><p>　　1—軌道上山；2—運(yùn)輸上山；3—回風(fēng)上山</p><p>

116、;　　優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車方便，搬道岔工程量?。?lt;/p><p>　　缺點(diǎn)：推車勞動(dòng)量大，易磨損鋼絲繩，人員來往困難，工程量大。</p><p><b>　　3）采區(qū)下部車場</b></p><p>　　由于運(yùn)輸上山采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，故采區(qū)下部車場選用大巷裝車式的臥式繞道車場，其俯視圖如圖3-5采區(qū)下部車場所示。</p><p>

117、;　　圖3-5 采區(qū)下部車場</p><p>　　1—軌道大巷；2—運(yùn)輸大巷；3—回風(fēng)上山；4—運(yùn)輸上山；</p><p>　　5—軌道上山；6—下部車場繞道</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車方便；缺點(diǎn)：工程量大。</p><p>　　3.4采區(qū)生產(chǎn)能力確定</p><p>　　采區(qū)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，煤層生產(chǎn)能力，

118、采掘機(jī)械化程度和采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)及其接替關(guān)系等因素來確定。其中掘進(jìn)出煤率為年產(chǎn)量的10%</p><p>　　本礦井兩翼布置，單面開采，同采工作面只有一個(gè)，因而本礦井的生產(chǎn)能力由該采區(qū)生產(chǎn)能力決定。</p><p>　　1）采煤工作面計(jì)算：</p><p>　　A＝LL1MγC （3-1）<

119、;/p><p>　　式中：A——工作面日產(chǎn)量，t/d；</p><p>　　L——工作面長度，m；</p><p>　　L1——工作面日進(jìn)度，m/d；</p><p><b>　　M——采高，m；</b></p><p>　　γ——煤的容度,1.4t/m3；</p><p>　

120、　C——工作面回采率，取93％。</p><p>　　日產(chǎn)量A＝125×6×2.5×1.4×93％</p><p><b>　　＝2441.25t</b></p><p>　　2）采區(qū)日生產(chǎn)能力計(jì)算公式：</p><p>　　AB＝K1K2ZA

121、 (3-2)</p><p>　　式中：AB——采區(qū)生產(chǎn)能力；</p><p>　　K1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù)，只有一個(gè)工作面，取1；</p><p>　　K2——采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.1；</p><p>　　ZA——采區(qū)內(nèi)同采工作面日產(chǎn)量之和；</p><p>　　故AB

122、＝1.1×2441.25＝2685.4t</p><p>　　第四章 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)合理與否對全礦井安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益具有長遠(yuǎn)而重要的影響。礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是礦井設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，是反映礦井設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平的主要因素。本章討論通風(fēng)系統(tǒng)的類型及適用條件，選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量計(jì)算與分配，計(jì)算礦井通