采礦專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)8

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征2</p><p><b>　　1.1井田概況2</b></p><p>　　1.1.1交通位置2</p>&l

2、t;p>　　1.1.2自然地理2</p><p>　　1.1.3煤田開(kāi)發(fā)歷史2</p><p>　　1.1.4附近的廠礦企業(yè)和農(nóng)業(yè)情況4</p><p>　　1.1.5水源、電源、勞動(dòng)力及建材來(lái)源4</p><p>　　1.2井田地質(zhì)特征4</p><p><b>　　1.2.1地層4<

3、;/b></p><p>　　1.2.2地質(zhì)構(gòu)造5</p><p>　　1.2.3煤層及其頂?shù)匕鍘r性特征5</p><p>　　1.2.4水文地質(zhì)特征7</p><p>　　1.2.5瓦斯、煤塵與自然8</p><p>　　1.2.6煤質(zhì)、煤的牌號(hào)與用途11</p><p>　　

4、1.3井田勘探程度12</p><p>　　2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限14</p><p>　　2.1井田境界14</p><p>　　2.2井田儲(chǔ)量14</p><p>　　2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量14</p><p>　　2.2.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量15</p><p>　　2.2

5、.3礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量16</p><p>　　2.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限16</p><p>　　2.3.1礦井工作制度16</p><p>　　2.3.2礦井服務(wù)年限17</p><p>　　3 井田開(kāi)拓19</p><p><b>　　3.1概述19</b></p>

6、<p>　　3.1.1生產(chǎn)礦井的開(kāi)拓方式概述及評(píng)價(jià)19</p><p>　　3.1.2影響立井開(kāi)拓的主要因素分析19</p><p>　　3.2井田開(kāi)拓19</p><p>　　3.2.1對(duì)井田開(kāi)拓中若干問(wèn)題分析19</p><p>　　3.2.2方案的提出及技術(shù)比較20</p><p>　　3.

7、2.3方案經(jīng)濟(jì)比較22</p><p>　　3.2.4確定方案24</p><p>　　3.3井筒特征24</p><p>　　3.3.1主井25</p><p>　　3.3.2副井25</p><p>　　3.3.3風(fēng)井27</p><p>　　3.4井底車(chē)場(chǎng)27</p&g

8、t;<p>　　3.4.1概述27</p><p>　　3.4.2線路總平面布置設(shè)計(jì)28</p><p>　　3.4.3井底車(chē)場(chǎng)各存車(chē)線長(zhǎng)度的確定31</p><p>　　3.4.4井底車(chē)場(chǎng)線路總平面布置如下圖36</p><p>　　3.4.5井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力計(jì)算37</p><p>　　3.

9、4.6確定井底車(chē)場(chǎng)主要巷道斷面41</p><p>　　3.4.7確定各井底車(chē)場(chǎng)硐室位置41</p><p>　　3.5開(kāi)采順序及帶區(qū)、采煤工作面的配置44</p><p>　　3.5.1開(kāi)采順序44</p><p>　　3.5.2保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù)44</p><p>　　3.6井巷工程量和建

10、井周期46</p><p>　　3.6.1概述46</p><p>　　3.6.2井巷工程量和建井周期的各計(jì)算圖表47</p><p>　　4 采煤方法50</p><p>　　4.1采煤方法的選擇50</p><p>　　4.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)50</p><p>　　4.

11、2.1帶區(qū)走向長(zhǎng)度的計(jì)算的確定（以第一水平第一階段內(nèi)帶區(qū)為例）50</p><p>　　4.2.2確定分帶走向長(zhǎng)度及分帶數(shù)目50</p><p>　　4.2.3回采巷道的布置（分帶斜巷的布置）50</p><p>　　4.2.4聯(lián)絡(luò)巷的布置50</p><p>　　4.2.5帶區(qū)硐室51</p><p>　　

12、4.2.6帶區(qū)千噸掘進(jìn)率、帶區(qū)掘進(jìn)出煤率及帶區(qū)回采率52</p><p>　　4.2.7確定帶區(qū)巷道掘進(jìn)方法、設(shè)備數(shù)量及掘進(jìn)工作面數(shù)53</p><p>　　4.2.8帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)54</p><p>　　4.3回采工藝設(shè)計(jì)55</p><p>　　4.3.1綜采工作面的主要設(shè)備(見(jiàn)表4-3)55</p><p&

13、gt;　　4.3.2工作面循環(huán)方式和循環(huán)作業(yè)圖表的編制57</p><p>　　5 礦井運(yùn)輸、提升及排水60</p><p>　　5.1礦井運(yùn)輸60</p><p>　　5.1.1井下運(yùn)輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定60</p><p>　　5.1.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型60</p><p>　　5.1.3大巷運(yùn)輸設(shè)

14、備61</p><p>　　5.1.4列車(chē)組成的計(jì)算61</p><p>　　5.1.5電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)的計(jì)算65</p><p>　　5.2礦井提升67</p><p>　　5.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)67</p><p>　　5.2.2提升設(shè)備的選型計(jì)算68</p><p>　　5.3礦井排水

15、79</p><p>　　5.3.1概述79</p><p>　　5.3.2排水設(shè)備選型計(jì)算80</p><p>　　6 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施89</p><p>　　6.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇89</p><p>　　6.1.1通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)89</p><p>　　6.1.2

16、礦井通風(fēng)系統(tǒng)要符合下列要求：89</p><p>　　6.1.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定90</p><p>　　6.2風(fēng)量機(jī)算及風(fēng)量分配90</p><p>　　6.2.1采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量90</p><p>　　6.2.2掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量92</p><p>　　6.2.3峒室實(shí)際需風(fēng)量92</p

17、><p>　　6.2.4風(fēng)速驗(yàn)算：93</p><p>　　6.3全礦通風(fēng)阻力計(jì)算94</p><p>　　6.3.1計(jì)算原則94</p><p>　　6.3.2計(jì)算方法95</p><p>　　6.3.3計(jì)算礦井的總風(fēng)阻及總等積孔98</p><p>　　6.4扇風(fēng)機(jī)選型99</

18、p><p>　　6.4.1選擇主扇99</p><p>　　6.4.2選擇電動(dòng)機(jī)101</p><p>　　6.5礦井安全技術(shù)措施102</p><p>　　6.5.1預(yù)防瓦斯爆炸的措施102</p><p>　　6.5.2防塵措施103</p><p>　　6.5.3預(yù)防井下火災(zāi)的措施

19、103</p><p>　　6.5.4為防止井下水災(zāi)的措施104</p><p>　　7 礦山環(huán)保105</p><p>　　7.1礦山污染源概述105</p><p>　　7.1.1大氣污染105</p><p>　　7.1.2廢水排放105</p><p>　　7.1.3固體廢棄

20、物排放105</p><p>　　7.1.4噪聲污染105</p><p>　　7.2礦山污染源的防治106</p><p>　　7.2.1大氣污染防治106</p><p>　　7.2.2礦山水污染的防治106</p><p>　　7.2.3礦渣利用107</p><p>　　7.

21、2.4噪聲的控制107</p><p><b>　　結(jié) 論109</b></p><p><b>　　致 謝110</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)111</b></p><p><b>　　附 錄A112</b></p&

22、gt;<p><b>　　附 錄B117</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　采礦畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦專(zhuān)業(yè)全部教學(xué)進(jìn)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。它是在我們完成本專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，通過(guò)綜合運(yùn)用各學(xué)科的理論知識(shí)，根據(jù)某一礦井的實(shí)際情況,對(duì)其進(jìn)行的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，這對(duì)提高我們理論分析和解決采礦工程技術(shù)

23、問(wèn)題的能力有著現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐意義，所以這也是采礦專(zhuān)業(yè)的核心。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)在河南煤化焦煤集團(tuán)演馬莊煤礦進(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)。</p><p>　　設(shè)計(jì)是在我們搜集、整理和運(yùn)用資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)貫徹執(zhí)行《礦產(chǎn)資源法》、《煤炭法》、《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》之后，再進(jìn)行井

24、田開(kāi)拓、準(zhǔn)備方式及采煤方法的選擇和礦山運(yùn)輸、提升、排水及通風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。所有這些都能培養(yǎng)我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力和撰寫(xiě)技術(shù)文件、繪制工程圖件的基本技能。</p><p>　　衷心感謝院領(lǐng)導(dǎo)和采礦教研室的老師的幫助和輔導(dǎo)，尤其要感謝我的導(dǎo)師——xx老師，在這三個(gè)月里，正是他認(rèn)真、耐心、詳細(xì)的輔導(dǎo)，才使我能按時(shí)、按質(zhì)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于本人知識(shí)水平和知識(shí)范圍的限制

25、，設(shè)計(jì)中難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)批評(píng)指正。</p><p>　　1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1井田概況</b></p><p><b>　　1.1.1交通位置</b></p><p>　　演馬莊礦位于焦作市東北部約20公里，隸屬焦作市管轄，地理座標(biāo)：東經(jīng)113&#

26、176;30′，北緯34°09′。</p><p>　　區(qū)內(nèi)有煤礦專(zhuān)用鐵路，南距新（鄉(xiāng)）～焦（作）鐵路待王車(chē)站4公里，東連京廣線，西接焦枝線。二級(jí)公路及鄉(xiāng)村油路相互連通。交通極為方便。見(jiàn)演馬莊礦交通位置示意圖（圖1-1）。</p><p><b>　　1.1.2自然地理</b></p><p><b>　　一、地形地貌<

27、;/b></p><p>　　本區(qū)屬太行山山前平原和沖積、洪積扇的邊緣地帶。地勢(shì)平坦。海拔83~123m，一般在100m左右。全區(qū)地勢(shì)北西高，南東低，最大坡度±2°25′。由于淺部煤層開(kāi)采后地面塌陷，而局部形成低洼帶。</p><p><b>　　二、水系</b></p><p>　　該區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，東部有石門(mén)

28、河，西部有山門(mén)河，均發(fā)源于太行山。且為間歇性河流。據(jù)近年資料表明，除雨季外，平時(shí)河床干枯。河流上游建了不少中、小型水庫(kù)，已無(wú)洪泛危害。</p><p><b>　　三、氣象</b></p><p>　　本區(qū)屬大陸性半干燥氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明，最低氣溫-19.9℃（1971年），最高氣溫43.3℃（1966年），降雨多集中在7~9月份，年降雨量333.3~

29、908.7mm，平均624.9mm，日最大降雨量達(dá)151.8mm（63年8月8日），年蒸發(fā)量為1393.6—2313mm，平均2022.3mm，蒸發(fā)量大于降雨量。常年以北和東北風(fēng)較多，一般風(fēng)速2—3級(jí)，最大11級(jí)（78年6月30日晚）。最大凍土厚為190mm（77年元月）。</p><p><b>　　四、地震</b></p><p>　　據(jù)焦作市地震辦公室匯集的資料

30、，自1038年~1978年6月，發(fā)生的較大地震且對(duì)焦作有影響的共有35次，本區(qū)地震基本烈度為7度。</p><p>　　1.1.3煤田開(kāi)發(fā)歷史</p><p>　　一、演馬莊礦生產(chǎn)建設(shè)概況</p><p>　　演馬莊礦是由武漢煤礦設(shè)計(jì)院于1958年8月提交的水力采煤設(shè)計(jì)，年產(chǎn)60萬(wàn)噸，1959年8月改為旱采，1961年正式投產(chǎn)，年產(chǎn)45萬(wàn)噸，1958年9月開(kāi)工建斜井

31、，因出水報(bào)廢，同年12月1日建豎井，1961年4月移交生產(chǎn)。另外，該礦依據(jù)省煤炭廳（73）豫煤革第2號(hào)文批復(fù)，生產(chǎn)能力擴(kuò)大到90萬(wàn)噸/年，并于同年進(jìn)行了擴(kuò)建工程。1979年和1985年兩次突水淹井。</p><p>　　本礦現(xiàn)開(kāi)采二1煤層，截止2005年末累計(jì)產(chǎn)原煤18771萬(wàn)噸，累計(jì)損失量13178萬(wàn)噸。原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬(wàn)噸，2005年核定生產(chǎn)能力為100萬(wàn)噸，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力90萬(wàn)噸。</p>

32、<p>　　演馬莊礦主、付井均為豎井，建在該井田西部4-3孔附近，井筒直徑均為6m，主井深218m，坐落在C3L9灰?guī)r之下的砂質(zhì)泥巖中，付井深189m，座落在二1煤頂板大占砂巖中。主井坐標(biāo)：X=3904710.35，Y=38441369.87；付井坐標(biāo)：X=3904667.01，Y=38441312.13。</p><p>　　開(kāi)拓方式為豎井開(kāi)拓，采區(qū)前進(jìn)，采面后退，傾斜分層，走向長(zhǎng)臂式分層采煤，全部陷

33、落法管理頂板。分層開(kāi)采厚度一般為2.00m。</p><p>　　通風(fēng)方式為中央、邊界混合式通風(fēng)，局部為局扇壓入式通風(fēng)。</p><p>　　排水泵房現(xiàn)有4座，排水能力241m3/min，供電由馬村和九里山區(qū)域變電站供電全礦總設(shè)備容量42112KW，工作容量25006KW。</p><p>　　全礦井自北向南東劃分三個(gè)水平。一水平范圍：淺部由煤層露頭25~44m防水

34、煤柱線，深止于東一軌道下山下延—F143斷層—F137斷層—1107工作面北緣—F39斷層—F102斷層—1901工作面北緣—井田東邊界一線。標(biāo)高在40—-180m之間。二水平范圍：淺部起于一水平底界，深部到西邊界—F218斷層—F212斷層—F204斷層—東邊界一線；標(biāo)高在-80—-280m之間。二水平底界以下為二水平下山范圍，標(biāo)高在-160—-480m之間。</p><p>　　目前，一水平已基本采完。一水平

35、面積約3.69 km2，探明儲(chǔ)量3833.7萬(wàn)t。平均煤厚6.60m，煤層穩(wěn)定；二水平現(xiàn)主要在22采區(qū)、25采區(qū)和27采區(qū)等開(kāi)采。</p><p>　　本礦是多災(zāi)多難的礦井，曾發(fā)生瓦斯傾出一次，中型突出一次，特大型突出爆炸一次，發(fā)生1m3/min以上突水事故47次，淹地區(qū)2次，淹井2次。該礦既是大水礦井，又是煤與瓦斯突出礦井，這兩災(zāi)害是直接影響煤礦安全生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益不佳，生產(chǎn)進(jìn)度緩慢，水平接替緊張的重要因素。&l

36、t;/p><p>　　1.1.4附近的廠礦企業(yè)和農(nóng)業(yè)情況</p><p><b>　　1．東韓王煤礦</b></p><p>　　東韓王煤礦位于本礦區(qū)內(nèi)北西部邊緣，屬本礦一水平地段，其范圍由前面表1-1需扣除的5個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定。該礦1994年建井，2003年停產(chǎn)，開(kāi)采二1煤層，現(xiàn)已采空。因本礦一水平基本采空，故其對(duì)本礦井以后生產(chǎn)無(wú)甚影響。</

37、p><p><b>　　2．九里山煤礦</b></p><p>　　位于本礦東邊，與本礦接壤，隸屬于焦作煤業(yè)公司主管。1972年7月建井，1983年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為90萬(wàn)t/年，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/年。</p><p>　　開(kāi)采二1煤層。分水平開(kāi)拓，現(xiàn)已開(kāi)拓12、11、13等三個(gè)采區(qū)。</p><p>　　1988年礦

38、井涌水量89m3/min，含水系數(shù)73.40m3/T。</p><p>　　1982年以來(lái)突水24以上次。涌水量0.25～53.76 m3/min ，大于3.5 m3/min 的突水有８次。１２采區(qū)排水后水力坡度較大，漏斗擴(kuò)展慢，在突水點(diǎn)附近40～300米范圍石炭系八灰含水層水位保持+21～+60米，露頭保持在+50～+60米與本井田有水力聯(lián)系。現(xiàn)有排水能力達(dá)到337.5 m3/min。</p>&

39、lt;p>　　另外，瓦斯突出也是該礦生產(chǎn)不安全的因素，1980~1987年間瓦斯突出達(dá)21次之多，最大突出量94t，瓦斯涌出量最大2792.8m3。</p><p>　　該礦與本礦之間留設(shè)了約80米寬的煤柱，一般不會(huì)對(duì)本礦生產(chǎn)造成不利影響。</p><p><b>　　3．韓王礦</b></p><p>　　位于本礦東鄰，面積約3.６km

40、 2，1958年10月1日建成投產(chǎn),原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬(wàn)噸,1997年核定生產(chǎn)能力為21萬(wàn)噸,2004年核定生產(chǎn)能力為16萬(wàn)噸。開(kāi)采二1煤層。采煤方法為走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤方法。分兩個(gè)水平十個(gè)采區(qū)。目前，一水平已經(jīng)采完，二水平也即將采完，全礦資源近于枯竭。</p><p>　　圖1—1 演馬莊礦交通位置圖</p><p>　　該礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井涌水量為40～50 m3/ min,

41、自建井以來(lái)，共發(fā)生幾十次突水。一水平綜合排水能力為36 m3/ min, 二水平綜合排水能力為36 m3/ min,能滿足生產(chǎn)排水的需要。該礦與本礦水力聯(lián)系密切，如果本礦發(fā)生突出水水位上升，則該礦涌水量將有明顯增加。</p><p>　　該礦屬煤與瓦斯突出礦井。1975年1月7日～1982年10月23日間，共發(fā)生瓦斯突出17次，礦井瓦斯絕對(duì)涌出量為3.64～4.53m3/min, 瓦斯相對(duì)涌出量為7.39～9.1

42、5m3/t。</p><p>　　該礦與本礦之間留設(shè)了約80米寬的煤柱，一般不會(huì)對(duì)本礦生產(chǎn)造成不利影響，但對(duì)本礦水文地質(zhì)條件有一定的影響，應(yīng)當(dāng)重視。</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　1.2.1地層</b></p><p>　　本區(qū)為第三、四系全掩蓋

43、區(qū)，據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔揭露，地層由老至新為：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，石炭系中統(tǒng)本溪組，上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組下段、中段及第三、四系。</p><p><b>　　1.2.2 構(gòu)造</b></p><p><b>　　一、區(qū)域構(gòu)造</b></p><p>　　焦作煤田位于太行山隆起帶南端，地層走向NE~

44、NNE，傾向SE，傾角4°~14°，為單斜構(gòu)造，區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，褶曲不甚發(fā)育。該區(qū)主要發(fā)育有東西、北東、北西向、三組斷裂。其中，東西向的鳳凰嶺斷層規(guī)模大，把焦作煤田分割為焦南、焦北兩大部分；北東向斷層最發(fā)育，破壞了各井田的連續(xù)性，分別切割為大小不等的井田斷塊；北西向斷層不發(fā)育，常以中小斷層出現(xiàn)。</p><p>　　區(qū)域斷層一覽表 表3-1</p><

45、;p><b>　　二、井田構(gòu)造</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┗靖艣r</b></p><p>　　本井田位于焦作煤田中部，具體構(gòu)造位置處于九里山、鳳凰嶺、方莊三條斷層所形成的（韓王~演馬~九里山等三井田）三角狀斷塊中部，地層走向N50°~70°E，傾向SE，傾角4-14°，一般9°左右，

46、為單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，褶曲僅有寬緩褶曲或波狀起伏現(xiàn)象出現(xiàn)。井田內(nèi)無(wú)巖漿巖發(fā)育。</p><p>　　井田內(nèi)斷裂全為正斷層，走向多為NE~NEE，傾向SE~SEE，傾角一般為60~70°。規(guī)模以小型斷層為主，多分布于井田東部。據(jù)鉆孔及礦井開(kāi)采資料，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層156條。其中，落差大于100m的斷層3條，均在井田南部邊界附近，且西部落差大，往東逐漸變?。?0~100m的斷層2條；20~50m的斷

47、層5條；5~20m的斷層22條；小于5m的斷層117條，見(jiàn)表3-2。而小于1.5m的斷層多不切穿煤層。深部經(jīng)鉆探、地震和二水平下山巷道揭露，其斷層規(guī)模和頻率有增大的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全區(qū)落差10m以上的20條斷層延伸長(zhǎng)度為36300m，平均密度為1.33條/km2，平均長(zhǎng)度為2420m/km2。</p><p>　　本區(qū)斷裂處在斷塊的不同部位，表現(xiàn)了明顯的規(guī)律性，并嚴(yán)格受到區(qū)域構(gòu)造的控制，縱觀全區(qū)，共發(fā)育三組不同方向

48、的斷裂，即：北東、東西和北西向，淺部構(gòu)造簡(jiǎn)單，深部和東部相對(duì)較復(fù)雜，西部由于受九里山斷層和鳳凰嶺斷層不同方向的構(gòu)造作用，其構(gòu)造，水文地質(zhì)，瓦斯等地質(zhì)條件的復(fù)雜程度表現(xiàn)的更為突出，并給礦井生產(chǎn)帶來(lái)較大困難，該區(qū)斷裂主要受鳳凰斷層的控制。</p><p>　　1.2.3煤層及其頂?shù)装鍘r性特征</p><p>　　二1煤層為本區(qū)主要可采煤層，現(xiàn)正開(kāi)采。賦存于山西組底部，上距砂鍋窯砂巖78m左右，

49、下距山西組底界（L9頂）10m左右，距L8灰?guī)r18m左右。煤層厚1.70~10.60m，平均6.58m，屬厚煤層。煤厚變化不大，薄煤帶（1.70m）僅在7~2孔及11-9孔附近小范圍分布，其它煤厚均在6.00m左右變化。煤層賦存良好，無(wú)分叉尖滅現(xiàn)象，僅局部含有1層泥巖或砂巖夾矸，夾矸厚度0.10~0.70m。煤層直接頂板大部為砂質(zhì)泥巖和泥巖，厚度一般3m左右。少數(shù)鉆孔為細(xì)~中粒砂巖（大占砂巖），厚度一般18m左右。僅局部有小面積炭質(zhì)泥巖

50、偽頂，直接底板為泥巖，砂質(zhì)泥巖和粉砂巖。</p><p>　　一、頂板：二1煤層直接頂板多為層狀、灰黑色砂質(zhì)泥巖，層理明顯，致密性脆，硬度2.5～4級(jí)，厚1.03～1.05m，易維護(hù)。其次為層狀或板狀泥巖與銹結(jié)能力差的砂巖；泥巖與砂質(zhì)泥巖為相變關(guān)系，厚0.7～6.37m，硬度2～3級(jí)，易碎、易冒落，銹結(jié)力強(qiáng)。局部存在有炭質(zhì)泥巖偽頂。</p><p>　　老頂為灰色大占砂巖，厚15～24.5

51、m，泥硅質(zhì)膠結(jié)、較堅(jiān)硬、厚層狀，硬度6級(jí)左右，以中～細(xì)為主，局部直接覆于二1煤層上，不易放頂冒落。該礦在煤層露頭附近曾發(fā)生過(guò)較大冒頂，如老西總回風(fēng)巷、12011工作面等發(fā)生的冒頂事故。</p><p>　　總的來(lái)講，二1煤層上各類(lèi)頂板均較完整（見(jiàn)圖6-1），易于管理，屬一類(lèi)頂板。</p><p>　　二、底板二1煤層底板多為厚7m左右的砂質(zhì)泥巖或泥巖，次為厚0.3～1.5m含炭質(zhì)較高的泥巖

52、，局部有厚0.1～0.7m炭質(zhì)泥巖偽底。</p><p>　　炭質(zhì)泥巖質(zhì)軟易碎，強(qiáng)度極低，支撐力差，底鼓現(xiàn)象較嚴(yán)重，對(duì)巷道維護(hù)不利?？傮w應(yīng)屬I(mǎi)類(lèi)底板。</p><p>　　井 田 斷 層 情 況 統(tǒng) 計(jì) 表 表3-2</p><p>　　1.2.4水文地質(zhì)特征</p><p>　　

53、焦作煤田地處太行山復(fù)背斜隆起帶南段東翼，山前傾斜平原地帶，地層走向N60°E，傾向SE，傾角8～12°，呈地塹、地壘、掀斜斷塊等組合形式，以斷裂構(gòu)造為主。區(qū)內(nèi)寒武系、奧陶系灰?guī)r中巖溶裂隙發(fā)育，為地下水提供了良好的儲(chǔ)水空間和逕流通道。地下水總體流</p><p>　　主要含煤地層含煤性統(tǒng)計(jì)表 表4-1</p><p>　　向受構(gòu)造控制，如峪河斷裂以北為SE、SW方

54、向，以南為SE向，局部受斷層阻水影響流向稍有變化。</p><p>　　另外，在斷裂帶附近巖溶裂隙相對(duì)發(fā)育，常常形成強(qiáng)富水、導(dǎo)水帶，如鳳凰嶺斷層強(qiáng)徑流帶、朱村斷層強(qiáng)徑流帶、方莊斷層強(qiáng)徑流帶、馬坊泉斷層強(qiáng)徑流帶和百泉斷層強(qiáng)徑流帶等，成為焦作煤田內(nèi)諸礦區(qū)、勘查區(qū)的補(bǔ)給邊界。</p><p>　　1.2.5瓦斯、煤塵與自燃</p><p>　　一、礦區(qū)瓦斯地質(zhì)概況<

55、/p><p>　　本礦區(qū)位于九里山—韓王礦中部，為一傾向SE，傾角4～15°的單斜構(gòu)造。其淺部的煤層露頭和深部的鳳凰嶺斷層和王毋泉斷層構(gòu)成了本區(qū)的瓦斯逸散邊界，而其東西邊界雖亦有小斷裂破壞了煤層的連續(xù)性，但不利于瓦斯逸散。上述邊界條件決定了該區(qū)瓦斯成分，含量及其運(yùn)移和分布規(guī)律。</p><p>　　2002~2005年的瓦斯鑒定結(jié)果：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量26.05~46.93m3/mi

56、n，相對(duì)瓦斯涌出量20.40~28.18m3/t，其中2005年瓦斯最大：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量46.93m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量28.18m3/t，二氧化碳絕對(duì)涌出量13.91m3/min，二氧化碳相對(duì)涌出量8.26m3/t。</p><p><b>　　二、礦井瓦斯等級(jí)</b></p><p>　　據(jù)2002~2005年度瓦斯鑒定結(jié)果見(jiàn)表6-3，瓦斯相對(duì)涌出量多大

57、于20m3/t·d，按煤礦安全規(guī)程第133條屬高瓦斯礦井。該礦多次發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出，其中1975年8月4日發(fā)生過(guò)特大型煤與瓦斯突出事故，2004年河南省煤炭工業(yè)廳瓦斯防治小組定為該礦煤與瓦斯突出礦井。2002~2005年瓦斯等級(jí)鑒定表6-4。</p><p>　　瓦 斯 鑒 定 結(jié) 果 表 </p><p><b>　　表6-4</b>

58、;</p><p><b>　　一、煤塵爆炸</b></p><p>　　二1煤層以塊煤為主，煤塵量較小，在鉆探過(guò)程中對(duì)9-13孔取樣進(jìn)行煤塵爆炸性測(cè)試，2002、2003、2005年該礦對(duì)二1煤層取樣進(jìn)行了煤塵爆炸性鑒定，該礦二1煤層無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。結(jié)果見(jiàn)表6-5。</p><p>　　煤塵爆炸性及自燃傾向性鑒定表 </

59、p><p><b>　　表6-5</b></p><p><b>　　二、煤的自燃傾向性</b></p><p>　　在鉆探過(guò)程中對(duì)9-13孔取樣進(jìn)行煤的自燃傾向性測(cè)試，該礦二1煤層取樣進(jìn)行了自燃傾向性鑒定，結(jié)果見(jiàn)表6-5。自投產(chǎn)以來(lái)，從未發(fā)生煤的自燃，因此，該礦二1煤層屬不易自燃發(fā)火煤層。</p><p&

60、gt;　　1.2.6煤質(zhì)、煤的牌號(hào)與用途</p><p><b>　　1、煤質(zhì)</b></p><p>　　二1煤層為灰黑色，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，上部以塊狀為主、具貝殼狀斷口，似金屬光澤，局部為粒狀，下部則多為粉狀，鱗片狀。真密度（TRD）1.60，視密度（ARD）1.47，孔隙率8.12%。</p><p>　　一2煤層為灰黑色，以塊狀為主

61、，內(nèi)生裂隙發(fā)育，貝殼狀斷口，似金屬光澤，下部含較多的黃鐵礦，真密度1.68、視密度1.49，孔裂隙11.31%。</p><p>　　二1煤層以亮煤為主，次為暗煤和鏡煤，煤層中部可見(jiàn)一薄層具纖維狀結(jié)構(gòu)，疏松多孔，光澤較弱絲炭，厚度（0.10m），屬光亮~半亮型煤。</p><p>　　一2煤層煤巖組分和二1煤層相似，屬半亮~光亮型煤。</p><p>　　煤層水分、

62、灰分測(cè)試結(jié)果表 表4-3</p><p>　　煤 層 發(fā) 熱 量 測(cè) 試 結(jié) 果 表 </p><p><b>　　表4-5</b></p><p>　　煤 層 元 素 分 析 結(jié) 果 表 表4-6</p><p>　　煤 中 有 害 元 素 分 析 結(jié) 果 表 表

63、4-7</p><p>　　煤類(lèi)確定結(jié)果表表4-14</p><p><b>　　2、煤的牌號(hào)與用途</b></p><p>　　二1煤為無(wú)煙煤三號(hào)，以低灰、特低硫、低磷、特低氯、一級(jí)含砷、高發(fā)熱量及較高軟化溫度灰、較難磨為主要特征，是良好的動(dòng)力用煤、水煤漿材料和民用燃料。一2煤為無(wú)煙煤二號(hào)，以中灰、高硫、低磷、特低氯、一級(jí)含砷、高發(fā)熱量及中等

64、軟化溫度灰、較難磨為主要特征，經(jīng)脫硫后，可作為動(dòng)力用煤和民用燃料。</p><p><b>　　1.3井田勘探程度</b></p><p>　　該區(qū)的勘探工作始于1955年4月，到1958年9月由中南煤田地質(zhì)局125隊(duì)施工，并提交了《焦作煤田演馬莊第一、二及后夏莊、九里山第一井田區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告》，經(jīng)河南省煤炭工業(yè)局以（58）豫煤總二字第4號(hào)文批準(zhǔn)，1962年元月經(jīng)河南

65、省礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)對(duì)該報(bào)告復(fù)審核實(shí)，其結(jié)論：“原報(bào)告劃分三個(gè)井田，按現(xiàn)行礦產(chǎn)儲(chǔ)量分類(lèi)規(guī)范（暫行）本區(qū)勘探和研究程度……均達(dá)不到精查報(bào)告程度要求，只能做為一般中間性報(bào)告”其中“演馬礦井田只能以可供礦山企業(yè)建設(shè)設(shè)計(jì)中間性報(bào)告核實(shí)儲(chǔ)量，后夏莊井田降為詳查報(bào)告，九里山一井田勘探網(wǎng)度過(guò)稀，作為建井考慮只能達(dá)到普查程度，同時(shí)深部斷層位置控制不夠”。據(jù)上所述，本區(qū)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘探或重新勘探，目前演馬莊礦所屬井田范圍已包括上述三井田。</p>

66、<p>　　本區(qū)的生產(chǎn)補(bǔ)鉆和二水平的延深勘探工作，是在“三邊”工作的條件下分期分批進(jìn)行的，二水平及其以下勘探主要始于1978年春，繼而在1981~1983年，1985年、1988年與2005年等陸續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　1988年，煤炭科學(xué)院西安地勘分院物探所在本區(qū)進(jìn)行了地震勘探，因資料欠佳，又無(wú)文字說(shuō)明。</p><p>　　1989年3月1日，煤炭工業(yè)部物探測(cè)量隊(duì)在該

67、區(qū)東部進(jìn)行了高分辨地震勘探施工，完成地震測(cè)線3條（9、801、802線），實(shí)測(cè)地震時(shí)間剖面長(zhǎng)度7.67公里，獲得物理點(diǎn)325個(gè)，其中一類(lèi)剖面為4625m，約占全剖面的60%，二類(lèi)剖面為2790m，約占36%，三類(lèi)剖面為255m，約占4%，一、二類(lèi)剖面占96%。同年4月提交了《河南省焦作礦務(wù)局演馬莊礦高分辨地震勘探報(bào)告》。</p><p>　　1991年河南煤田地質(zhì)公司三隊(duì)在本區(qū)二水平范圍內(nèi)補(bǔ)鉆3個(gè)孔，計(jì)1170.

68、65m。</p><p>　　同年，河南煤田地質(zhì)公司三隊(duì)和焦作礦務(wù)局地測(cè)處及演馬莊礦共同編制了《河南省焦作礦務(wù)局演馬莊礦生產(chǎn)地質(zhì)和二水平補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告》。該報(bào)告經(jīng)原煤炭工業(yè)部河南煤炭工業(yè)管理局以《（91）豫煤生字第395號(hào)》文予以批復(fù)。該報(bào)告為本次修編報(bào)告的主要參考資料。</p><p>　　2001年8～12月，河南省煤田地質(zhì)局物測(cè)隊(duì)在演馬莊礦西南部二二采區(qū)，進(jìn)行了高分辨三維地震勘探，

69、共完成物理點(diǎn)2396個(gè)，面積1.512.1km2。2002年6月,提交了《河南省焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司演馬莊礦二二采區(qū)三維高分辨地震勘探報(bào)告》。2002年10月11日, 河南省煤炭工業(yè)局以豫煤行[2002]474號(hào)文對(duì)該報(bào)告予以批準(zhǔn)。</p><p>　　2003年1～4月，河南省煤田地質(zhì)局物測(cè)隊(duì)在演馬莊礦二水平下山采區(qū)第8-11勘查線之間，進(jìn)行了高分辨三維地震勘探，共完成物理點(diǎn)2010個(gè)，面積為2.1km2。20

70、03年七月，提交了《焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司演馬莊礦二水平下山采區(qū)三維地震勘探報(bào)告》。2003年11月20日，河南省煤炭工業(yè)局以豫煤行[2003]622號(hào)文對(duì)該報(bào)告予以批準(zhǔn)。</p><p>　　據(jù)以往資料所述，1955年~2005年12月，本區(qū)共施工鉆孔 339個(gè)，工作量 68674.38 m。另外，目前正在進(jìn)行生產(chǎn)補(bǔ)勘施工的鉆孔有 4個(gè)。</p><p>　　本區(qū)總體構(gòu)造形態(tài)為地層走向N5

71、0°~75°E、傾向SE、傾角4°~14°的單斜構(gòu)造。褶曲不發(fā)育，可見(jiàn)寬緩波狀起伏。構(gòu)造以斷裂為主，EW、NE及NW等三組斷層分布全區(qū)，相互交叉和切割，小型斷層比較發(fā)育，尤其是二水平及以深地段，斷層長(zhǎng)度、落差等均有增大。故其構(gòu)造類(lèi)型應(yīng)屬中等類(lèi)。</p><p>　　二1煤層為本區(qū)主要開(kāi)采對(duì)象，厚度1.70~10.60m，平均6.58m，可采性指數(shù)為100，變異系數(shù)在20.8

72、 %以下，屬穩(wěn)定性煤層。</p><p>　　因此，確定本區(qū)勘探類(lèi)型為構(gòu)造中等類(lèi)煤層穩(wěn)定型。</p><p>　　2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限</p><p><b>　　2.1井田境界</b></p><p>　　井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存情況、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)拓方式及地貌、地物等因素進(jìn)行技術(shù)分析

73、后確定。一般以下列情況為界：</p><p>　　1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界；</p><p>　　2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護(hù)煤柱為界；</p><p>　　3．以相鄰的礦井井田境界為界；</p><p>　　4．人為劃分井田境界。</p><p>　　以上原則為指導(dǎo)，根據(jù)演馬莊

74、礦井田地質(zhì)勘探資料，結(jié)合構(gòu)造等因素，現(xiàn)確定演馬莊礦1號(hào)礦井井田境界如下：</p><p>　　西部以韓王礦和本礦間的保護(hù)煤柱為界；</p><p>　　南部以鳳凰嶺斷層為界；</p><p>　　東南部大致以二1煤－250m底板等高線為界；</p><p>　　東北部以自斷層F07和F142的相交點(diǎn)所做的煤層頂板等高線的垂線為邊界。</

75、p><p>　　井田東西走向長(zhǎng)約3.1km，傾斜長(zhǎng)度約1.3km，井田面積約3.5km2。</p><p><b>　　2.2井田儲(chǔ)量</b></p><p>　　2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　礦井儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過(guò)地質(zhì)手段查明的符合國(guó)家煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?chǔ)量，又稱(chēng)礦井總儲(chǔ)量。它不僅反映了煤炭

76、資源的埋藏量，還表達(dá)了煤炭的質(zhì)量。</p><p>　　本井田采用的塊段法計(jì)算的各級(jí)儲(chǔ)量，塊段法是我國(guó)目前廣泛使用的儲(chǔ)量計(jì)算方法之一。</p><p>　　塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個(gè)厚度相近的鉆孔連成塊段，根據(jù)此段的面積、煤的容重、平均厚度計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量，再把各個(gè)計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量。</p><p>　　礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探（精查

77、）地質(zhì)報(bào)告的“能利用儲(chǔ)量”中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量之和，其中高級(jí)儲(chǔ)量A、B之和所占比例應(yīng)符合表2—1的規(guī)定。由煤層底板等高線及儲(chǔ)量計(jì)算圖上提供的資料可計(jì)算出來(lái)設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量。見(jiàn)表2—2礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表。</p><p>　　表2—1 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例</p><p>　　表2—2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表</p><p>　　2.2.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量</p>

78、;<p>　　礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構(gòu)造物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量。</p><p>　　故設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 Zs =Zg－P</p><p><b>　　=4040-819</b></p><p><b>　　=3221萬(wàn)噸</b

79、></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Zs——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量；</p><p>　　Zg ——礦井工業(yè)儲(chǔ)量；</p><p>　　P ——永久煤柱損失量，其中水泥廠保護(hù)煤柱209萬(wàn)噸，斷層和防水煤柱410萬(wàn)噸，井田境界煤柱200萬(wàn)噸；</p><p>　　所以P

80、=209+410+200=819萬(wàn)噸。</p><p>　　圖2－1 礦西南水泥廠保護(hù)煤柱計(jì)算圖</p><p>　?。ㄗⅲ罕硗翆雍窦s30米）</p><p>　　由上圖可算得水泥廠保護(hù)煤柱量約為209萬(wàn)噸。</p><p>　　2.2.3礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地

81、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)回采率所得到的儲(chǔ)量。由于工業(yè)廣場(chǎng)和各種主要巷道與井田開(kāi)拓方式、采煤方法有關(guān)，其煤柱損失量要待第三章井田開(kāi)拓、第四章采煤方法確定后才能確定。為便于利用礦井可采儲(chǔ)量初步確定礦井井型，可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的5％－7％計(jì)入，本設(shè)計(jì)取5％；各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見(jiàn)表2—3井可采儲(chǔ)量匯總表；工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表2—4業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表(設(shè)計(jì)采出率為80%)。</p>

82、<p>　　表2—3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表</p><p>　　表2—4 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表</p><p>　　2.3礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限</p><p>　　2.3.1礦井工作制度</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實(shí)際情況，規(guī)定該設(shè)計(jì)礦井年工作日為330d，每天凈提升16h,每天三班工作。</p

83、><p>　　2.3.2礦井服務(wù)年限</p><p>　　初步設(shè)計(jì)該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為0.45Mt/a，根據(jù)公式： </p><p><b>　　式中</b></p><p>　　T——礦井服務(wù)年限，</p><p>　　Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)

84、噸；</p><p>　　A——礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸/年；</p><p>　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3～1.5，此處取1.3。</p><p>　　由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下：</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　3 井田開(kāi)拓 </b&g

85、t;</p><p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　3.1.1生產(chǎn)礦井的開(kāi)拓方式概述及評(píng)價(jià)</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)生產(chǎn)礦井采用的是立井開(kāi)拓方式，暗斜井延伸。由于本礦井表土沖積層厚，含水豐富，并有流沙層，礦井走向短等特點(diǎn)，所以井筒施工方式采用立井開(kāi)拓。立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限

86、制。立井的井筒短、提升能力大、對(duì)輔助提升特別有利。對(duì)于表土層厚、水文情況比較復(fù)雜、井筒需要特殊法施工的礦井，一般都應(yīng)該采用立井開(kāi)拓。</p><p>　　3.1.2影響立井開(kāi)拓的主要因素分析</p><p>　　影響設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的主要因素包括精查地質(zhì)報(bào)告、所確定的煤層自然產(chǎn)狀、構(gòu)造要素、頂?shù)装鍡l件、沖積層結(jié)構(gòu)、地形以及水文地質(zhì)條件等。其中以沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)拓方式的影響最大（備注

87、：雖然演馬莊礦煤層賦存較淺，但水文地質(zhì)條件非常復(fù)雜，在1958年設(shè)計(jì)時(shí)曾嘗試采用斜井，后因出水報(bào)廢，所以放棄斜井開(kāi)拓方案）。</p><p><b>　　3.2井田開(kāi)拓</b></p><p>　　3.2.1對(duì)井田開(kāi)拓中若干問(wèn)題分析</p><p><b>　?、啪镩_(kāi)拓方式</b></p><p>

88、;　　由于本井田地勢(shì)平坦，表土層厚且有流沙層，所以確定采用立井開(kāi)拓方式，并按照工業(yè)廣場(chǎng)少壓煤，至少不壓好煤和井下生產(chǎn)費(fèi)用較低的原則確定了主、副井筒位于井田偏西南部的井田走向中央。</p><p>　　通風(fēng)方式為中央、邊界混合式通風(fēng)，局部為局扇壓入式通風(fēng)，四個(gè)風(fēng)井位于北部井田邊界附近，這樣由于有井田邊界煤柱的保護(hù)，風(fēng)井就不需要單獨(dú)留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。</p><p>　　根據(jù)演馬

89、莊礦一號(hào)礦井二1煤層賦存條件和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可以劃分為1－2個(gè)水平（即2－3個(gè)階段）；階段內(nèi)采用帶區(qū)式或采區(qū)式準(zhǔn)備。水平劃分及位置在后面的方案中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。</p><p>　?、凭闲问?、數(shù)目及其配置</p><p><b>　　①井硐形式選擇</b></p><p>　　由于演馬莊礦區(qū)地勢(shì)平坦，表土層較厚，流沙層較多井筒需要特

90、殊鑿巖法施工，從而確定采用立井開(kāi)拓方式。立井開(kāi)拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通風(fēng)有效斷面大，能夠滿足礦井通風(fēng)的需要。</p><p><b>　?、诰矓?shù)目</b></p><p>　　因?yàn)檠蓠R莊一號(hào)礦井井田走向和傾向長(zhǎng)度都不大，為煤與瓦斯突出礦井，前面已經(jīng)確定采用立井開(kāi)拓方式，故初步規(guī)劃開(kāi)鑿一對(duì)提升井筒和一個(gè)風(fēng)井。</p><p><

91、;b>　?、劬参恢眠x擇</b></p><p>　　根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，從首先滿足第一水平的開(kāi)采，縮短貫通距離，減少井巷工程量考慮，將主、副井筒設(shè)置在井田走向的中央處。風(fēng)井設(shè)在走向中央偏北部邊界。</p><p>　?、苓\(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置</p><p>　　為了避免巷道突水，決定將運(yùn)輸大巷布置在距離二1煤層10m左右的煤層頂板大占砂巖

92、或砂質(zhì)泥巖中。布置巖石大巷時(shí)，應(yīng)避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖石中布置。</p><p>　　考慮到二1煤層煤質(zhì)松軟，將巷道布置在煤層中維護(hù)困難。所以將回風(fēng)大巷布置在二1煤層頂板的偏北部井田邊界附近。</p><p>　　3.2.2方案的提出及技術(shù)比較</p><p>　　根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案有下列兩種：</p><p

93、>　　方案一：立井加暗斜井多水平上山式開(kāi)拓，見(jiàn)圖3－1；</p><p>　　圖3—1 立井加暗斜井多水平上山式開(kāi)拓（單位：米）</p><p>　　方案二：立井加暗斜井多水平上山及上下山混合式，見(jiàn)圖3－2；</p><p>　　圖3—2 立井加暗斜井多水平上山及上下山混合式（單位：米）</p><p>　　從以上方案的簡(jiǎn)圖可以對(duì)方

94、案一和方案二進(jìn)行比較，方案一比方案二多開(kāi)設(shè)斜井井筒（461m），但方案二要進(jìn)行下山式回采且本礦區(qū)含水層豐富，其通風(fēng)和排水費(fèi)用勢(shì)必增加；還需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。</p><p>　　3.2.3方案經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　由于方案一和方案二在第一水平內(nèi)的準(zhǔn)備方式和采煤方法都完全相同，方案比較法在對(duì)不同的開(kāi)拓方案進(jìn)行比較時(shí)，一些相同的部分可以不進(jìn)行比較，于是我們?cè)趯?duì)方案一和方案二兩個(gè)方案進(jìn)行比較

95、時(shí)，可以只將兩個(gè)方案中有差別的基建工程量、基建費(fèi)用、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用及費(fèi)用匯總表分別計(jì)算匯總于表3－1、表3－2、表3－3和表3－4。通過(guò)費(fèi)用匯總表在經(jīng)濟(jì)上來(lái)比較兩方案的優(yōu)劣。</p><p>　　表3－1 基建工程量（演馬)</p><p>　　由于早期各項(xiàng)工程量完全相同，所以不再對(duì)早期各項(xiàng)費(fèi)用進(jìn)行比較，僅對(duì)后期進(jìn)行比較。</p><p>　　表3－2 有差別部

96、分基建費(fèi)用表</p><p>　　生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用中只有方案二中二水平下山部分的排水費(fèi)用有較明顯差別，僅需對(duì)其比較即可。</p><p>　　表3－3 有差別部分生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用</p><p>　　表3－4 有差別部分費(fèi)用匯總表</p><p>　　從前面表格中的計(jì)算可以看出，兩方案的有差別總費(fèi)用相比較，方案一要比方案二的高出16％，很明顯方案

97、二要比方案一優(yōu)越的多，故決定采用方案二。</p><p><b>　　3.2.4確定方案</b></p><p>　　綜上比較可知方案一的總費(fèi)用超過(guò)了方案二的16％，故決定采用方案二。即采用立井加暗斜井多水平上山及上下山混合式：第一水平位于-140m，采取上山開(kāi)采；第二水平位于-210m，采取上下山開(kāi)采。</p><p><b>　　

98、3.3井筒特征</b></p><p>　　在礦井開(kāi)拓方式確定以后，還應(yīng)對(duì)礦井主要井筒（包括主井、副井、風(fēng)井）的橫斷面布置形式、井筒裝備、井筒斷面尺寸、井筒支護(hù)材料等特征進(jìn)行說(shuō)明。</p><p><b>　　3.3.1主井</b></p><p>　　主井主要用于提煤。井筒直徑4.5m，采用4t多繩摩擦式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提升。支護(hù)

99、材料采用砼支護(hù)；井壁厚度為300mm。井筒裝備有鋼絲繩罐道，井深254m。</p><p>　　主井井筒斷面布置如下：</p><p>　　圖3－4 主井?dāng)嗝娌贾脠D</p><p><b>　　3.3.2副井</b></p><p>　　井筒直徑6.0m，用作全礦井升降人員、下材料、設(shè)備及作為輔助提升。亦作為全礦井新鮮

100、風(fēng)流入口，井筒裝備一對(duì)一噸雙層四車(chē)罐籠，并兼作排水。為防止斷繩事故，設(shè)有防墜器。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1000mm。井筒內(nèi)裝備有鋼絲繩罐道、梯子間、電纜線和水管管道等。井深為254m。</p><p>　　副井井筒斷面布置如下：</p><p>　　圖3－5 副井?dāng)嗝娌贾脠D</p><p><

101、b>　　副井風(fēng)速校核：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——通過(guò)井筒的風(fēng)速，m/s；</p><p>　　——通過(guò)井筒的風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　——井筒凈斷面積，m2；</p><p>　　——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井取0.

102、8；</p><p>　　——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速；</p><p><b>　　由此：</b></p><p>　?。?.5m/s<8m/s</p><p>　　所以井筒選擇符合要求。</p><p><b>　　3.3.3風(fēng)井</b></p>

103、<p>　　風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口。配備有梯子間及管路、電纜等。直徑5m，采用砼支護(hù)，井壁厚度為300mm，井深163m。</p><p>　　風(fēng)井井筒斷面布置如下：</p><p>　　圖3－6 風(fēng)井?dāng)嗝娌贾脠D</p><p><b>　　3.4井底車(chē)場(chǎng)</b></p><p><b&g

104、t;　　3.4.1概述</b></p><p>　　井底車(chē)場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下物料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。它是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。</p><p>　　表3－5 井筒特征表</p><p>　　3.4.2線路總平面布置設(shè)計(jì)</

105、p><p>　　1.井筒相互位置的確定</p><p>　　本礦井所在地地形平坦，井筒位置不受地面限制，主井中心坐標(biāo)為（38441475.428，3904370.600），副井中心坐標(biāo)為（38441416.091，3904361.368），兩井筒垂直于存車(chē)線方向的距離H為59m，平行于存車(chē)線方向的距離L為9m。如圖3－7所示：</p><p>　　圖3-4-2井筒相互位

106、置示意圖</p><p>　　1—主井中心線；2—副井中心線；3—副井儲(chǔ)車(chē)線</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)：</b></p><p>　?、旁O(shè)計(jì)礦井基本概況，見(jiàn)表3－6</p><p><b>　?、浦鞲本奶嵘艣r</b></p><p><b>　　提升

107、設(shè)備：</b></p><p>　　主井：4t箕斗一對(duì)。</p><p>　　副井：1t礦車(chē)雙層四車(chē)普通罐籠一對(duì)。</p><p>　　表3－6 設(shè)計(jì)礦井基本概況</p><p>　　⑶大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸</p><p>　　本設(shè)計(jì)礦井大巷主要布置運(yùn)輸、軌道大巷。大巷布置在煤層的頂板巖層中，有利

108、于布置巷道的方向，大巷盡量布置直線，大巷坡度要符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。</p><p>　　大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸見(jiàn)下表3－7所示</p><p>　　2.地面布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　地面工業(yè)場(chǎng)地比較平坦時(shí)，車(chē)場(chǎng)形式的選擇主要取決于井下的條件。</p><p>　　表3－7 設(shè)備型號(hào)及外形尺寸</p>&l

109、t;p>　　根據(jù)以上車(chē)場(chǎng)形式選擇的原則和本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況。確定礦井的井底車(chē)場(chǎng)形式為立井刀式環(huán)形井底車(chē)場(chǎng)，車(chē)場(chǎng)形式見(jiàn)圖3－8所示:</p><p>　　圖3－8 車(chē)場(chǎng)形式圖</p><p>　　3.4.3設(shè)計(jì)基本參數(shù)</p><p>　　主井凈直徑4.5m，裝備有一對(duì)4t箕斗，副井凈直徑6m，裝備一對(duì)1t雙層四車(chē)罐籠。</p><p&g

110、t;　　井下主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車(chē)運(yùn)煤，8t蓄電池式電機(jī)車(chē)牽引（每列車(chē)由10輛礦車(chē)組成）。輔助運(yùn)輸采用1t固定式礦車(chē)組成，煤矸混合列車(chē)由20輛礦車(chē)組成，其中煤車(chē)5輛，矸石車(chē)15輛。井底車(chē)場(chǎng)設(shè)1t翻車(chē)機(jī)處理掘進(jìn)煤。矸石輛占礦井產(chǎn)量的20％，由副井提升。掘進(jìn)煤輛占5％，由翻車(chē)機(jī)翻入井底煤倉(cāng)從主井提升。礦井總進(jìn)風(fēng)量79.7m3/s，主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。</p><p>　　3.4.4一些基本問(wèn)題的確定<

111、;/p><p><b>　　1）、車(chē)場(chǎng)形式</b></p><p>　　初步設(shè)計(jì)已確定為立井刀式環(huán)形，東西兩翼來(lái)車(chē)均由主石門(mén)進(jìn)入井底車(chē)場(chǎng)。</p><p>　　2）、井底車(chē)場(chǎng)各存車(chē)線長(zhǎng)度的確定</p><p>　　井底車(chē)場(chǎng)線路包括存車(chē)線和行車(chē)線。存車(chē)線為存放空、重車(chē)輛的線路，它由主井重車(chē)線、主井空車(chē)線、副井重車(chē)線、副井空車(chē)線

112、及材料車(chē)線組成。 </p><p>　　行車(chē)線為調(diào)度空、重車(chē)輛的線路，如連接主、副井空、重車(chē)線的繞道和調(diào)車(chē)線。副井馬頭門(mén)線路也用于行車(chē)線。</p><p>　　除上述主要線路外，在井底車(chē)場(chǎng)內(nèi)還有一些輔助線路，如通往各硐室的專(zhuān)用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路。</p><p>　　井底車(chē)場(chǎng)線路由直線線路和連接部分所組成，連接部分包括曲線線路和道岔。直線線路就是指存車(chē)

113、線和行車(chē)線以及調(diào)車(chē)線。本礦井主要運(yùn)輸大巷采用3t底卸式礦車(chē)運(yùn)煤， 當(dāng)運(yùn)輸大巷采用列車(chē)運(yùn)行時(shí)，主、副井空重車(chē)線長(zhǎng)度應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：主井空、重車(chē)線長(zhǎng)度應(yīng)能夠容納1.5～2列車(chē)，副井進(jìn)、出車(chē)線長(zhǎng)度，應(yīng)能夠容納1～1.5列車(chē)。材料車(chē)線應(yīng)能夠容納10個(gè)以上材料車(chē)到一列車(chē)。</p><p>　　主要計(jì)算公式：主井重空車(chē)線的長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>　　副井進(jìn)出車(chē)線的長(zhǎng)度計(jì)算：</p>

114、;<p>　　調(diào)車(chē)線有效長(zhǎng)度計(jì)算：</p><p>　　L—主井空，重車(chē)線；副井進(jìn)，出車(chē)線有效長(zhǎng)度</p><p><b>　　m—列車(chē)數(shù)目</b></p><p><b>　　n—每列車(chē)的礦車(chē)數(shù)</b></p><p>　　—每輛礦車(chē)帶緩沖器的長(zhǎng)度</p><p&

115、gt;<b>　　N—機(jī)車(chē)數(shù)</b></p><p><b>　　—每臺(tái)機(jī)車(chē)的長(zhǎng)度</b></p><p>　　—附加長(zhǎng)度，一般取10000</p><p><b>　　3）、材料車(chē)線長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　L=10L材</b></

116、p><p>　　式中：L—材料車(chē)線長(zhǎng)度，m；</p><p>　　L材—一輛材料車(chē)長(zhǎng)度，2000mm；</p><p>　　本礦井選用1t材料車(chē)，型號(hào)為MC1--6A A，外形尺寸2000×880×1150。</p><p>　　L=10L材=10×2000=20000mm 取L=20 m 。</p>

117、<p>　　3）、馬頭門(mén)線路長(zhǎng)度</p><p>　　馬頭門(mén)線路指副井重車(chē)線的末端至材料車(chē)線進(jìn)口變正常軌距的一段線路，</p><p>　　路布置圖如下圖3－4－3所示：</p><p>　　圖3－4－2 馬頭門(mén)線路布置</p><p>　　馬頭門(mén)線路L0可有下式進(jìn)行計(jì)算確定：</p><p>　　L0＝

118、a＋2b＋c＋d＋e＋f＋e′＋g＋h＋i＝Ls＋Ln</p><p>　　式中：L0—馬頭門(mén)線長(zhǎng)度，m；</p><p>　　Ls—馬頭門(mén)重車(chē)線長(zhǎng)度，m；</p><p>　　Ln—馬頭門(mén)空車(chē)線長(zhǎng)度，m；</p><p>　　a—從復(fù)式阻車(chē)器的前輪擋到對(duì)稱(chēng)道岔基本軌起點(diǎn)之間的距離，取3.0m；</p><p>　　b

119、—基本軌起點(diǎn)至對(duì)稱(chēng)道岔連接系統(tǒng)末端之間的距離，其長(zhǎng)度取決于對(duì)稱(chēng)道岔的型號(hào),。</p><p>　　c—對(duì)稱(chēng)道岔連接系統(tǒng)的末端與單式阻車(chē)器輪擋面之間的距離。取兩輛礦車(chē)長(zhǎng)，4.0m；</p><p>　　d—單式阻車(chē)器輪擋面至搖臂中心線間距離。一般取2.0～3.0m，取3.0m；</p><p>　　e、 e′—搖臺(tái)的搖臂長(zhǎng)度。600mm軌距搖臂長(zhǎng)度;e＝2.3m，e′

120、＝2.8m；</p><p>　　f—罐籠長(zhǎng)度，取2.8m；</p><p>　　g—出車(chē)方向搖臺(tái)搖臂軸中心線至對(duì)稱(chēng)道岔連接系統(tǒng)的末端之間的距離，取3.0m；</p><p>　　h—緩和線長(zhǎng)度，取2.0m；</p><p>　　i—基本軌起點(diǎn)到單開(kāi)道岔平行線路連接系統(tǒng)終點(diǎn)的長(zhǎng)度，從《窄軌道岔線路連接手冊(cè)》中查得i＝6.0m;</p&g