開灤集團(tuán)呂家坨礦240萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,開灤,集團(tuán),團(tuán)體,呂家坨礦,萬噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 摘 要 本設(shè)計(jì)是根據(jù)河北省開灤集團(tuán)呂家坨礦的實(shí)際情況進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的井田面積為41平方公里，礦井年產(chǎn)240萬噸，井田內(nèi)煤層賦層較深，傾角不大，平均厚3.83m，瓦斯涌出量相對(duì)較小，煤層有自然發(fā)火傾向，礦井涌水量一般。 設(shè)計(jì)采用立井兩水平暗斜井延深開采的開拓方式，采用條帶式準(zhǔn)備方式，采用傾斜長(zhǎng)壁采煤方法，綜合機(jī)械化一次采全高的回采工藝，用全部跨落法處理采空區(qū)，主要對(duì)礦井開拓方式、準(zhǔn)備方式、采煤方法進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，對(duì)礦井運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)備選型計(jì)算，對(duì)礦井各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程進(jìn)行了描述，并對(duì)礦井各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系進(jìn)行了有關(guān)說明。在設(shè)計(jì)過程中，盡量采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，礦井全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，采用先進(jìn)技術(shù)和借鑒已實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一礦一面高產(chǎn)高效礦井從而達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 關(guān)鍵詞：開拓方式 準(zhǔn)備方式 采煤方法 綜合機(jī)械化 高產(chǎn)高效 ABSTRACT The designation is based on actual situation of Lu Jiatou pit of the Kailuan Mining Group in Hu beifor the the preliminary design. There are 41 square kilometres of well field area and 2，400,000 tons of coal annually to be designed, whose coal bed gives deeper layer and inclination is not lager, the average thick is about 3.83m, geological structure is simple, the volume of gas poures out relatively larger, coal bed has natural fireing tendency, and the colliery water is middle in cacity . This design adopts the erected sheft mining method and belt-ready way. In addition to using skewed towards long walland methods, integrating mechanized stoping techniques, That is the main way to open up the pit, preparing forms, coal mining methods for preliminary design. As well as transport, ventilation, drainage systems and other production equipment models calculated to pit various production systems described in the production process, Besides, I want to describe various production systems of the pit and the interlinkages between the production relations and the constraints on the statement. In the design process, both shaft whole realize mechanization，adopt advanced techniques and use for reference afterwards realize high yield highly active modernization shaft 'experience，realize one mine not both high yield highly active shaft thereby run up to favorable economic benefit and social benefit. Keywords: explore ways preparation ways coal mining methods mechanization comprehensive high yield highly active 目錄 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 2 1.1概況 2 1.1.1地理位置與交通 2 1.1.2自然環(huán)境 2 1.1.3礦井附近的工農(nóng)業(yè)情況 3 1.1.4水源、電源、勞動(dòng)力及建材來源 3 1.2井田地質(zhì)特征 4 1.2.1地層 5 1.2.2構(gòu)造 6 1.2.3煤層及其頂?shù)装鍘r性特征 6 1.2.4水文地質(zhì)特征 7 1.2.5沼氣、煤塵和自燃 11 2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 13 2.1 井田境界 13 2.2 井田儲(chǔ)量 13 2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量 13 2.2.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 14 2.2.3礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 15 2.3 礦井年儲(chǔ)量及服務(wù)年限 17 2.3.1礦井工業(yè)制度 17 2.3.2礦井服務(wù)年限 17 3 井田開拓 18 3.1概述 18 3.1.1開拓方式選擇 18 3.1.2影響立井開拓的主要因素分析 18 3.2井田開拓 18 3.2.1對(duì)井田開拓中若干問題分析 18 3.2.2方案的提出及技術(shù)比較 19 3.2.3方案經(jīng)濟(jì)比較 20 3.2.4確定方案 23 3.3井筒特征 23 3.3.1主井 23 3.3.2副井 24 3.3.3風(fēng)井 26 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度： 26 井筒深度： 27 3.4井底車場(chǎng) 27 3.4.1設(shè)計(jì)基本參數(shù) 28 3.4.2井筒相互位置的計(jì)算 28 3.4.3井底車場(chǎng)各存車線長(zhǎng)度的確定 29 3.4.4線路聯(lián)接計(jì)算 31 3.4.5軌道線路平面布置 36 3.4.6 井底車場(chǎng)通過能力計(jì)算 36 3.4.6 井底車場(chǎng)主要巷道斷面及支護(hù)形式 38 3.5開采順序及采區(qū)回采工作面的配置 43 3.5.1開采順序 43 3.5.2保證年產(chǎn)量的同采采區(qū)數(shù)和工作面數(shù) 43 3.6井巷工程量和建井周期 45 3.6.1概述 45 3.6.2井巷工程量和建井周期的各計(jì)算圖表 46 4 采煤方法 50 4.1采煤方法的選擇 50 4.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 50 4.2.1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 4.2.2確定分帶走向長(zhǎng)度及分帶數(shù)目 50 4.2.3回采巷道的布置（分帶斜巷的布置） 51 4.2.4聯(lián)絡(luò)巷的布置 51 4.2.5帶區(qū)硐室 51 4.2.6帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 52 4.3回采工藝設(shè)計(jì) 52 4.3.1概述 52 4.3.2綜采工作面回采工藝設(shè)計(jì) 54 5 礦井運(yùn)輸、提升及排水 63 5.1礦井運(yùn)輸 63 5.1.1井下運(yùn)輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定 63 5.1.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型 63 5.2礦井提升 64 5.2.1礦井提升概述 64 5.2.2礦井提升設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和原始資料 64 5.2.3提升設(shè)備的選型計(jì)算 64 5.3礦井排水 74 5.3.1概述 74 5.3.2排水設(shè)備選型計(jì)算 74 6 礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施 82 6.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 82 6.1.1選擇原則 82 6.1.2選擇礦井主通風(fēng)機(jī)的工作方法： 83 6.1.3選擇礦井通風(fēng)方式 83 6.2 風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配 84 6.2.1、風(fēng)量計(jì)算 84 6.2.2風(fēng)速驗(yàn)算 87 6.3全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 87 6.3.1計(jì)算原則 87 6.3.2計(jì)算方法 88 6.3.3計(jì)算礦井總風(fēng)阻及等積孔 91 6.4主通風(fēng)機(jī)選型 91 6.4.1選擇主通風(fēng)機(jī) 91 6.4.2 選擇電動(dòng)機(jī) 93 6.5礦井安全技術(shù)措施 94 6.5.1概述 94 6.5.2瓦斯爆炸的預(yù)防措施 94 6.5.3礦井火災(zāi)的預(yù)防措施 96 6.5.4井下水災(zāi)的預(yù)防措施 97 6.5.5粉塵的綜合防治 97 7 礦山環(huán)保 101 7.1礦山污染源概述 101 7.1.1大氣污染 102 7.1.2廢水排放 102 7.1.3固體廢棄物排放 102 7.1.4噪聲污染 102 7.2礦山污染源的防治 103 7.2.1大氣污染防治 103 7.2.2礦山水污染的防治 103 7.2.3礦渣利用 103 7.2.4噪聲的控制 104 結(jié)論 105 致謝 107 參考文獻(xiàn) 108 附 錄A 109 附 錄B 116 前 言 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)河北省開灤集團(tuán)呂家坨礦進(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)。 采礦工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦專業(yè)全部教學(xué)進(jìn)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。它是我們?cè)谕瓿杀緦I(yè)教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，通過綜合運(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)問題的能力有著現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐意義，所以這也是采礦專業(yè)的核心。 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)行井田開拓、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)我們分析問題、解決問題的綜合能力和撰寫技術(shù)文件、繪制工程圖件的基本技能。 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——勾攀峰院長(zhǎng)，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)。 由于本人知識(shí)水平和知識(shí)范圍的限制，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。 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1.1概況 1.1.1地理位置與交通 開灤礦務(wù)局呂家坨礦位于河北省唐山市古冶區(qū)境內(nèi)，西距唐山18km，北距古冶9km。地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°24'，北緯39°40'。 礦區(qū)交通便利。古呂錢公路南接唐港公路，北通205國(guó)道，津唐、唐港、京沈高速公路正在修建；礦區(qū)鐵路專線呂古鐵路和呂陡鐵路與京山線接軌；水路運(yùn)輸東有秦皇島港，西有天津新港，南有新近建成的京唐港；水、陸交通發(fā)達(dá)，煤炭外銷十分方便(見圖1－1) 1.1.2自然環(huán)境 井田內(nèi)地勢(shì)平坦，略向南傾斜，地形呈東北高西南低。沙河從采區(qū)地表流過,廠區(qū)排水溝均由廠房向四周道路降坡5‰，雨水溝多南北向，東西向水溝與礦井雨水溝相接。最高洪水位為29.57 m。 本區(qū)氣候?qū)儆诖箨懶詺夂?，最高氣溫?7.6℃，風(fēng)向多為東風(fēng)，冬季為偏北風(fēng)，年最大風(fēng)速20m/s，冰凍期由每年12月初至翌年3月初，土壤凍結(jié)深度為0.8m。年平均降雨量630mm，年最大降雨量1007.7mm，最熱月份平均濕度79%，最大凍結(jié)深度為0.80m。 按國(guó)家地震局地震地質(zhì)大隊(duì)提供資料，本區(qū)處于強(qiáng)烈地震活動(dòng)地帶，地震基本烈度為8級(jí)。 1.1.3礦井附近的工農(nóng)業(yè)情況 呂家坨莊礦附近地主要廠礦企業(yè)有：呂家坨礦北接林西礦，南、東分別與錢家營(yíng)礦和范各莊礦相鄰。礦井所在地為第四紀(jì)沖積平原，地勢(shì)平坦，農(nóng)業(yè)比較發(fā)達(dá)，主要農(nóng)作物為：主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。 1.1.4水源、電源、勞動(dòng)力及建材來源 我礦采用自備水源井供水，目前正在使用的供水井共有9眼，其中黑鴨子4眼，工業(yè)廣場(chǎng)3眼，南小區(qū)2眼。各井參數(shù)見表1—1 這些井形成兩套供水系統(tǒng)，一是黑鴨子至礦區(qū)的集中管路供水系統(tǒng)，包括黑鴨子及工業(yè)廣場(chǎng)的水井，最大供水能力1100m3/h，供礦生產(chǎn)和東工房、小樓生活區(qū)及黑鴨子、北安各莊、南安各莊、大安各莊、呂家坨村生活用水（見圖8-1）。二是南小區(qū)獨(dú)立供水系統(tǒng)，最大供水能力100m3/h，供小區(qū)內(nèi)居民生活用水。 礦井采用雙回路供電，一路來自唐山電廠，另一路來自古冶變電站。礦區(qū)位于華東大平原上的人口稠密區(qū)，勞動(dòng)力資源比較豐富。土產(chǎn)建筑材料磚、瓦、石子和料石均可就地供應(yīng)，鋼材、木材和水泥等物資可經(jīng)公路及鐵路直接運(yùn)至礦井工業(yè)廣場(chǎng)。 表1—1 目前礦正使用中的供水孔有關(guān)參數(shù)一覽表 供水孔 名稱 孔口坐標(biāo) 成井 時(shí)間 原始 靜水位 m 單位 涌水量 l/s.m 取水 層位 井管 直徑 mm 井管 深度 m 井深 m 供水 能力 m3/h X Y Z 呂水07 395282.2 89337.5 32.9 73.10 25.10 43.788 O2 230 100 235.71 230 呂水06 394400.5 94644.8 32.3 66.02 29.58 32.567 O2 325 37.6 183.03 230 更新1號(hào) 394840.2 94510.9 31.8 82.12 20.90 O2 377 60.0 241.00 230 備用2號(hào) 394606.6 94789.6 31.4 83.02 21.24 O2 377 62.5 219.90 230 呂觀01 392808.9 91226.7 28.6 78.03 17.14 2.240 O2 245 80.5 421.12 80 鍋爐房井 Q 273 66.9 66.86 50 營(yíng)運(yùn)科井 Q 273 50 南小區(qū)5號(hào) 390369.5 89337.5 27.0 89.05 11.32 1.918 Q 273 66.0 66.00 50 磚廠1號(hào) 390353.4 89831.0 80.08 11.00 Q 273 73.8 73.80 50 1.2井田地質(zhì)特征 礦區(qū)地表為第四紀(jì)沖積平原，地面標(biāo)高介于+22～+31m之間。地形總趨勢(shì)北高南低，沙河由井田東部自東北流向西南。沙河屬季節(jié)性河流，旱季有時(shí)斷流，雨季流量較大，最高洪水位+30m。境內(nèi)有村莊18個(gè)。主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。 采礦活動(dòng)引起地表沉陷，使礦井周圍形成塌陷坑。1998年實(shí)測(cè)塌陷坑積水面積1.9km2，最大積水深度3m，積水量121萬m3。積水范圍主要分布在井田東翼。呂范公路東坑，林西發(fā)電廠以粉煤灰造地還田；呂范公路以西至工業(yè)廣場(chǎng)之間的塌陷區(qū)域已成為古冶區(qū)國(guó)家級(jí)農(nóng)副漁業(yè)開發(fā)區(qū)；礦醫(yī)院南塌陷波及區(qū)采用抗變形技術(shù)，興建職工住宅樓23棟；井田西翼塌陷坑現(xiàn)作排矸場(chǎng)，為村莊搬遷準(zhǔn)備場(chǎng)地。所有這些工作，使塌陷坑治理初見成效。 1.2.1地層 呂家坨礦煤系地層屬于典型的華北區(qū)石炭二疊紀(jì)含煤巖系，其上界為唐家莊組A層鐵鋁質(zhì)粘土巖頂面，下界為唐山組G層鐵鋁質(zhì)粘土巖底面。根據(jù)兩個(gè)鉆孔實(shí)際控制，煤系地層厚度分別為480.35m和486.26m，按分組段厚度累計(jì)，煤系地層厚度為489m。 表1－2地層劃分明細(xì)表 地層 層組起止層位 地層厚度m 所 含 系 統(tǒng) 組 煤層（編號(hào)） 標(biāo)志層 第 四 系 由地表至基巖 頂面 10.0-103.50 ───── 61.38 二 迭 系 上統(tǒng) 洼里組 下界為紅色砂 巖層底礫巖。 >300.00 古冶組 由紅砂巖底礫 巖底面至A層鋁土巖頂界面 338.02-434.7 ───── 377.83 A0 下統(tǒng) 唐家莊組 A層鋁土巖頂面至煤5頂板頂界面。 177.0-238.0 ───── 217.0 3、4 A 大苗莊組 煤5頂板頂界面至煤11頂板腐－泥巖頂面 45.93-96.11 ───── 67.57 5-1、5-2、6 、7-1、7-2、 8、9、 煤6頂板 石 炭 系 上統(tǒng) 趙各莊組 煤11頂板腐－泥巖頂面至K6石灰?guī)r頂界面 44.05-91.01 ───── 69.46 11、12-1、12 -2、12下 K8、K7 開平組 K6灰?guī)r頂界面至K3(唐山灰?guī)r)頂界面。 49.99-79.14 ───── 70.00 13、14、15、 16、17 K6、K5、 K4 中統(tǒng) 唐山組 K3頂界面至奧陶系馬家溝組灰?guī)r頂界面。 65.70-76.99 ───── 70.04 K3、K2、 K1、G 奧 陶 系 中統(tǒng) 馬家溝組 400± 1.2.2構(gòu)造 呂家坨井田位于開平向斜東南翼中段，其主體構(gòu)造是呂家坨背斜。開平向斜是一賦煤向斜構(gòu)造，煤系地層為石炭二迭系。向斜軸的總體方向約NE40°，北部受青龍山背斜等北西－南東向構(gòu)造的影響，自古冶至唐家莊逐漸變?yōu)闁|西向，形成一弧形構(gòu)造。向斜的兩翼不對(duì)稱：西北翼巖層傾角陡，甚至局部倒轉(zhuǎn)，并伴隨出現(xiàn)了一組與向斜軸大致平行的斷層和短軸褶皺構(gòu)造。東南翼巖層傾角相對(duì)平緩，向斜邊緣出現(xiàn)兩組短軸邊幕狀褶皺，軸向與開平向斜軸直交或斜交，并沿傾伏方向逐漸消失。其中一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜及南陽莊－嶺上背斜組成；另外一組在宋家營(yíng)以南，規(guī)模不如前一組。東南翼斷層的發(fā)育程度相對(duì)西北翼較低，且斷層常分布在軸部附近，方向常斜交地層走向或平行褶曲的軸向，正斷層為主，逆斷層較少，落差一般小于30米。 1.2.3煤層及其頂?shù)装鍘r性特征 本井田煤系地層總厚760m，含煤27層。其中可采煤層為山西組二2煤、下石盒子組的三2、三3、三5煤，共計(jì)四層。山西組含煤系數(shù)3.24％，下石盒子組含煤系數(shù)3.3％。共劃六個(gè)煤組：一煤組位于太原群，含煤多達(dá)10層，一般5－7層；二煤組位于山西組中部，含煤最多4層，一般2層；三煤組位于下石盒子組，最多7層，一般2－5層；四煤組位于上石盒子組下部，含煤最多3層，一般2層；五、六煤組均位于上石盒子組中部，五煤組含煤最多3層，六煤組含煤1層。普遍可采者二2煤及三2煤層局部可采者一4煤，三3、三5煤層局部不可采。余者偶見可采點(diǎn)，多屬不可采煤層。其中三2煤層為本設(shè)計(jì)的主采煤層。 井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層間距及厚度穩(wěn)定，標(biāo)志層明顯。 三2煤層：頂部為灰白色細(xì)砂巖，在1線－3線間厚度變化在3.5m－12m左右，4線－5線間厚度變化在9.7m－18m左右，中央薄層深灰色泥巖，形成明顯的沉積韻律和條帶狀層理，沿走向及傾向?qū)游环€(wěn)定，易于辨認(rèn)，是控制該煤層的良好輔助標(biāo)志。有個(gè)別地段相變?yōu)樯百|(zhì)夾薄層泥巖，但其條帶狀層理仍然顯而易見。有的地段厚度變薄多為三煤組沉積發(fā)育所致。該煤層下距三1煤層7m左右，距K4標(biāo)志層34m左右，上距三3煤層8m左右。偶有尖滅和變薄。厚度變化0－2.8m，一般厚度1.5－1.8m，在1線－2線-300m水平以上有增厚之勢(shì)（2.4－2.8m），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。主要煤層特征表見表1－2－3。 表1－3 煤組 煤層 一般厚度（m） 煤層結(jié)構(gòu) 頂?shù)装鍘r性 穩(wěn)定性 可采程度 傾角（°） 容重（t/m3） 夾石層數(shù) 夾石厚度 頂板 底板 下石盒子組 三5 0－1.90 普遍含一層夾石 一般為0.3m左右 泥巖或砂質(zhì)泥巖 泥巖 較穩(wěn)定 局部不可采 5°左右，近露頭處變陡，為10°左右 1.43 1.11 三3 0－1.70 一般含一層夾石 厚0.3m左右 泥巖 泥巖 不穩(wěn)定 局部可采 5°左右，近露頭處變陡，為10°左右 1.43 1.01 三2 0－2.80 無夾石 砂巖 泥巖和砂質(zhì)泥巖 較穩(wěn)定 可采 5°左右，近露頭處變陡，為10°左右 1.43 3．6 山西組 二2 0.88－4.43 無夾石 泥巖、砂質(zhì)泥巖有時(shí)為砂巖 泥巖和砂質(zhì)泥巖 不穩(wěn)定 可采 5°左右，近露頭處變陡，為10°左右 1.43 3.06 1.2.4水文地質(zhì)特征 (1)地表水特征 井田內(nèi)地形平坦，地面標(biāo)高介于＋22～+31m之間。地面徑流不發(fā)育，降水大部分滲入地下補(bǔ)給潛水，只有大雨或暴雨才形成地表徑流，流入附近的塌陷坑、沙河、幸福河或低洼地帶。 沙河為季節(jié)性河流，當(dāng)上游普降暴雨時(shí)，第二天洪峰到達(dá)礦區(qū)。1977年7月27日，北部山區(qū)暴雨過后，在大安各莊東沙河壩處測(cè)得洪水位＋30m，這是建礦以來沙河的最高洪水位。為防止洪水泛濫，1986年加固了沙河大壩。但近年來大壩北端人為損壞嚴(yán)重，一旦發(fā)生大的降雨，洪水可能溢出河道，危及附近村莊和農(nóng)田。 受礦井開采活動(dòng)的影響，造成地面塌陷，使井田兩翼形成塌陷積水坑。到1997年底，塌陷坑積水總面積2500000m2，積水總體積1781000m3。其中，東翼塌陷坑積水面積2429000m2，積水量1725000m3，西翼塌陷坑積水面積71000m2，積水量56000m3。塌陷坑積水面積和積水量每年隨季節(jié)的變化而變化，6、7、8、9月份為蓄水期，到10月初積水量最大；汛期過后，由于蒸發(fā)、地下滲透和農(nóng)村灌溉，塌陷坑積水量減少，每年五月末六月初積水量最少。十年來塌陷坑積水面積及積水量變化情況見表1-4。 表1-4 塌陷坑積水面積和積水體積統(tǒng)計(jì)表 時(shí)間 東翼 西翼 全礦 面積(m2) 體積(m3) 面積(m2) 體積(m3) 面積(m2) 體積(m3) 1988 280.5 285.7 53.7 48.0 334.2 333.7 1989 267.9 230.8 27.9 13.2 295.8 244.0 1990 267.1 200.3 37.4 21.1 304.5 221.4 1991 284.0 330.8 34.2 6.2 318.2 280.3 1992 278.3 326.9 6.4 2.4 284.7 329.3 1993 272.8 182.3 6.5 3.3 279.3 185.3 1994 250.2 156.7 6.3 5.6 256.5 162.3 1995 282.9 198.6 26.6 18.4 309.5 217.3 1996 283.7 197.6 29.0 27.1 312.7 224.7 1997 242.9 172.5 7.1 5.6 250.0 178.1 采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，利用表1—4中的數(shù)據(jù)，對(duì)塌陷坑積水和-425水平涌水量關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出積水面積與涌水量的關(guān)聯(lián)度為0.52，積水體積與涌水量的關(guān)聯(lián)度為0.63。所以，塌陷坑積水面積和積水體積與井下涌水量關(guān)系不密切。分析其原因，大致有以下幾點(diǎn)： 1、礦區(qū)內(nèi)基巖上部覆蓋有較厚的沖積層，大氣降水量主要補(bǔ)給潛水。 2、沖積層與基巖呈不整合接觸，基巖風(fēng)化帶平均厚20m左右，風(fēng)化帶巖石松軟，裂隙彌合，透水性較弱，對(duì)上下含水層水的溝通起到了一定的阻滯作用。 3、煤系地層頂部平均厚9.67m的A層粘土巖隔水性良好。 4、深部采空冒落裂隙帶高度達(dá)不到地表，沒有良好的導(dǎo)水通道。 (2)含水層的水文地質(zhì)特征 根據(jù)開灤礦務(wù)局統(tǒng)一的含水層劃分標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)內(nèi)的地層劃分為七個(gè)含水層（見表1-5）。其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水層對(duì)礦井涌水量影響較大，為直接充水含水層，其它為間接充水含水層。 表1-5 含水層劃分表 含水層 所處 層位 含水 層厚 含水層 巖性 含水性 水質(zhì)特征 編號(hào) 名稱 Ⅶ 第四系沖積 層含水層組 第四系 沖積層 34 卵石，粗、中細(xì)沙 弱—中等 上HCO3-—Cl-—Ca2+—Mg2+ 下HCO3-—Ca2+—Mg2+ Ⅵ 古冶組砂巖 含水層組 二迭系上統(tǒng) 古冶組 130 粗、中 砂巖 中等 Ⅴ 5煤層頂板 含水層組 二迭系下統(tǒng) 唐家莊組 190 砂巖 中等 HCO3-—SO42-— Na+—Ca2+ Ⅳ 7煤層頂板 含水層組 二迭系下統(tǒng) 大苗莊組 30 砂巖 弱 HCO3-—Ca2+—Mg2+ Ⅲ 12—14煤層 砂巖含水層組 石炭系上統(tǒng) 趙各莊組 60 石灰?guī)r 砂巖 弱—強(qiáng) 上HCO3-—Na+—Ca2+ 下HCO3-—SO42-—Ca2+—Na+ Ⅱ 唐山灰?guī)r 含水層組 石炭系中統(tǒng) 唐山組 19 石灰?guī)r 中等 HCO3-—SO42- —Ca2+—Mg2+ Ⅰ 奧陶系灰?guī)r 含水層組 奧陶系中統(tǒng) 馬家溝組 420 石灰?guī)r 極強(qiáng) HCO3-—Ca2+—Mg2+ 井田綜合柱狀圖見圖1—2 圖1－2 鉆孔綜合柱狀圖 1.2.5沼氣、煤塵和自燃 由于礦井開采時(shí)間不常，瓦斯含量基礎(chǔ)資料不足，加之采區(qū)局部瓦斯含量較高，礦井瓦斯含量較低，因此難以準(zhǔn)確推導(dǎo)出瓦斯風(fēng)化帶深度和梯度。以往曾采用林西礦瓦斯風(fēng)化帶深度（-449m）和梯度(33m)預(yù)計(jì)礦井-800水平的瓦斯相對(duì)涌出量為12.64m3/d.t，屬高沼氣礦井。但近年來開采實(shí)踐證實(shí)，瓦斯涌出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該值。 1997年實(shí)測(cè)最大瓦斯相對(duì)涌出量為4.377m3／d.t，但-800水平各采區(qū)瓦斯含量不均衡，在掘進(jìn)或回采時(shí)遇到地質(zhì)構(gòu)造異常時(shí)常出現(xiàn)瓦斯涌出量增高現(xiàn)象。根據(jù)“開局風(fēng)[1997]681號(hào)”文下發(fā)的《1997年礦井瓦斯鑒定報(bào)告》，將呂家坨礦定為低沼氣礦井，-800水平按高瓦斯區(qū)管理。 呂家坨礦各可采煤層均有自燃傾向性，但自68年投產(chǎn)至96年11月均未發(fā)生煤層自燃災(zāi)害。1996年11月25日，由于宏運(yùn)煤礦12煤層?xùn)|運(yùn)輸?shù)谰蛲竻渭役绲V3320老風(fēng)道，造成采空區(qū)漏風(fēng)，使4720回采工作面一氧化碳超限，形成了自燃發(fā)火隱患。根據(jù)“開局風(fēng)[1997]681號(hào)”文，呂家坨礦12煤層按自燃發(fā)火煤層管理，礦井自燃危險(xiǎn)程度定為Ⅳ級(jí)。 根據(jù)井田開采范圍內(nèi)煤層煤樣的化驗(yàn)結(jié)果和中深部鉆孔的煤芯分析資料，我礦設(shè)計(jì)開采的5、7、8、9、11、12煤層均屬肥煤和焦煤類，在井田淺部，煤層多屬肥煤類，在井田深部多屬焦煤類。在背斜軸部巖漿巖床和東翼巖漿巖墻附近，煤的揮發(fā)份降低，粘結(jié)性變差，煤質(zhì)多屬焦煤類，局部變?yōu)槭菝夯驘o煙煤。 1、開采煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)的等級(jí) 5煤層：高灰（25—40）、低硫（1.5—2.5）、中磷（0.01—0.1）。 7煤層：高灰（25—40）、特低硫（≤0.5）、中磷（0.01—0.1）。 8煤層：高灰（25—40）、特低硫（≤0.5）、中磷（0.01—0.1）。 9煤層：中灰（15—25）、低硫（1.5—2.5）、中磷（0.01—0.1）。 11煤層：低灰（8—15）、高硫（>4.0）、中磷（0.01—0.1）。 12煤層：中灰（15—25）、高硫（>4.0）、中磷（0.01—0.1） 2、開采煤層灰分成分及煤灰熔融性 7、8、9、12煤層的SiO2的含量在45%左右，5煤層略高，為52.34%，11煤層略低，為39.82%；5、7、8、9、12煤層的Al2O3的含量在36%左右，只是11煤層較低，為21.53%；5、7、8煤層的Fe2O3的含量都在5%以下，9、11、12煤層的Fe2O3的含量較高；各煤層CaO的含量均在5%以下。 各煤層煤灰均屬難融熔灰，相對(duì)來說11煤層的灰融點(diǎn)較低，主要是因?yàn)槠涿夯抑蠥l2O3的含量較低。 3、微量元素 煤層中含有鍺、釩、鈦、鎵等微量元素，但均達(dá)不到可采品位。 2 礦井儲(chǔ)量、年產(chǎn)量及服務(wù)年限 2.1 井田境界 井田境界應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)量、水文、煤層賦存情況、開采技術(shù)條件、開拓方式及地貌、地物等因素，進(jìn)行技術(shù)分析后確定。一般以下列情況為界： 1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界； 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； 3．以相鄰的礦井井田境界煤柱為界； 4．人為劃分井田境界。 呂家坨煤礦井田境界，北部以林西礦為界，南、東分別與錢家營(yíng)礦和范各莊礦為界，礦井淺部以12煤層露頭為界，深部至5煤層-1000米底板等高線為界。井田平均走向長(zhǎng)7.5km，傾斜長(zhǎng)5.472km，面積41km2 2.2 井田儲(chǔ)量 礦井儲(chǔ)量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(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，又稱礦井總儲(chǔ)量。它不僅反映了煤炭資源的埋藏量，還表示了煤炭的質(zhì)量。 本井田采用塊段法計(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。 塊段法是根據(jù)井田內(nèi)鉆孔勘探情況，由幾個(gè)煤厚相近鉆孔連成塊段。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計(jì)算此塊段的煤的儲(chǔ)量，再把各個(gè)經(jīng)過計(jì)算的塊段儲(chǔ)量取和即為全礦井的井田儲(chǔ)量。 2.2.1礦井工業(yè)儲(chǔ)量 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“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級(jí)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)算出來設(shè)計(jì)礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表見2－2。 表2－1 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例 地質(zhì)開采條件 儲(chǔ)量級(jí) 別比例（％） 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 40 35 25 35 40 20 25 15 第一水平內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占本水平儲(chǔ)量的比例 70 60 40 60 50 30 40 不作具體規(guī)定 第一水平內(nèi)A級(jí)儲(chǔ)量占本水平內(nèi)儲(chǔ)量的比例 40 30 15 30 20 不作具體規(guī)定 不要求 表2－2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量（萬噸） 備注 A B A+B C A+B+C 7-1煤層 6073 7302.25 13375.25 9551.13 22926.38 符合 總計(jì) 6073 7302.25 13375.25 9551.13 22926.38 符合 2.2.2礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 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)筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量。而在該井田范圍內(nèi)只有煤田境界煤柱和斷層煤柱。可暫時(shí)按工業(yè)儲(chǔ)量的5％－7％計(jì)入，本設(shè)計(jì)取6％，故： ＝－P 式中： Z——礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量； Z——礦井工業(yè)儲(chǔ)量； P ——永久煤柱損失量，可暫按工業(yè)儲(chǔ)量的5％－7％計(jì)入，本設(shè)計(jì)取6％； 由此： 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量Z＝22926.38×（1－6％） ＝21550.8萬噸 2.2.3礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 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。各種主要巷道的保護(hù)煤柱及可采儲(chǔ)量見表2－3；礦井工業(yè)廣場(chǎng)地保護(hù)煤柱留設(shè)見圖2－1；工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見表2－4。 表2－3 礦井可采儲(chǔ)量匯總表 開采水平 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量(A+B+C) (萬噸) 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量（萬噸） 礦井可采儲(chǔ)量（萬噸） 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 Ⅰ 7-1 22926.38 21.5 22926.38 21550.8 1293.048 3017.11 無 17240.64 表2－4 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） Φ（°） γ（°） β（°） δ（°） 埋深（m） 12 3.83 45 75 69 75 600 圖2－1 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖 2.3 礦井年儲(chǔ)量及服務(wù)年限 2.3.1礦井工業(yè)制度 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330天，每日三班工作，每日工作8小時(shí)，每日凈提升時(shí)間數(shù)為16小時(shí)。 2.3.2礦井服務(wù)年限 初步設(shè)定該礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為2.40Mt/a，根據(jù)公式： 式中： T——礦井服務(wù)年限，年； Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬噸； 　 A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年； 　　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，K=1.3～1.5，此處取1.4。 由此驗(yàn)算服務(wù)年限如下： =51.3>50年 符合要求。 3 井田開拓 3.1概述 3.1.1開拓方式選擇 原礦井采用的是立井開拓方式，暗斜井延伸。由于呂家坨煤礦井田表土層厚，流沙層較多，所以井筒施工方式采用立井開拓。立井開拓的適應(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)于煤層賦存較深、表土層厚、水文情況比較復(fù)雜、井筒需要特殊法施工或多水平開采急斜煤層的礦井，一般都應(yīng)該采用立井開拓。 3.1.2影響立井開拓的主要因素分析 影響設(shè)計(jì)礦井開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。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對(duì)開拓方式的影響最大。 3.2井田開拓 3.2.1對(duì)井田開拓中若干問題分析 1、井田開拓方式 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、副井筒位于井田偏南部的井田走向中央。 為了避免采用箕斗井通風(fēng)時(shí)封閉井塔困難和減少穿越流沙層，決定開鑿一個(gè)風(fēng)井。開采前期采用中央并列式通風(fēng)方式，后期采用中央邊界式通風(fēng)方式，在井田西翼和中部各布置一個(gè)風(fēng)井，以滿足生產(chǎn)需要。風(fēng)井就不需要留設(shè)保護(hù)煤柱，減少了煤柱的損失。同時(shí)為了減少煤柱損失和保護(hù)大巷維護(hù)條件，把運(yùn)輸大巷設(shè)在煤層底板下垂距為30m的巖層中。 根據(jù)呂家坨井田7-1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2－3個(gè)水平（即3－4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)說明。 .2、井硐形式、數(shù)目及其配置 ⑴.井硐形式選擇 由于呂家坨礦區(qū)地勢(shì)平坦，表土層較厚，流沙層較多井筒需要特殊鑿巖法施工，從而確定采用立井開拓方式。立井開拓井筒短，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。 ⑵井筒數(shù)目 因?yàn)樾虑f井田走向長(zhǎng)度不大，且為低瓦斯礦井，前面已經(jīng)確定采用立井開拓方式，故只需開鑿一對(duì)提升井筒和一個(gè)風(fēng)井即可。后期可以在下一水平的上方東西邊界開設(shè)一個(gè)風(fēng)井用于第二水平的回風(fēng)。 ⑶井筒位置選擇 根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，從首先滿足第一水平的開采，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。該處的地質(zhì)構(gòu)造清楚、簡(jiǎn)單、開采條件好。 3.2.2方案的提出及技術(shù)比較 根據(jù)前述各項(xiàng)決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列三種： ⑴立井三水平，見圖3－2－1； 圖3－1 立井三水平立井延伸開拓 ⑵立井兩水平暗斜井延伸，見圖3－2－2； 圖3－2 立井兩水平暗斜井延伸 ⑶立井一水平加暗斜井二水平延伸，見圖3－2－3。 圖3－3 立井一水平加暗斜井二水平延伸 從以上方案的簡(jiǎn)圖可以對(duì)方案Ⅱ和Ⅲ方案進(jìn)行比較，兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)均簡(jiǎn)單可靠，但是方案Ⅲ比方案Ⅱ多開階段石門（1850m）且相應(yīng)的增加了暗斜井角度的抬高，使井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)用增大，所以在方案Ⅱ和方案Ⅲ中決定選擇方案Ⅰ。 余下的Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求（大型礦井第一水平服務(wù)年限應(yīng)大于25年）。兩者相比，雖然方案Ⅱ的總投資要比方案Ⅰ高些，但是其初期投資較少，因此兩方案要通過經(jīng)濟(jì)比較才能夠確定其優(yōu)劣。Ⅰ 3.2.3方案經(jīng)濟(jì)比較 由于方案Ⅰ和方案Ⅱ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Ⅰ和方案Ⅲ兩個(gè)方案進(jìn)行比較時(shí)，可以只將兩個(gè)方案中有差 表3-1 基建工程量 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工程量 /m 工程量 /m 初期 主井井筒 870 870 副井井筒 870 870 風(fēng)井井筒 650 650 井底車場(chǎng) 910 910 后期 主井井筒 200 3300（暗斜井） 副井井筒 200 3300（暗斜井） 風(fēng)井井筒 1000 1000（暗斜井） 井底車場(chǎng) 910 130 石 門 4000 表3-2 基建費(fèi) 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工程量/m 單價(jià)元/米 費(fèi)用/萬元 工程量/m 單價(jià)元/米 費(fèi)用/萬元 初期 主井井筒 870 9468.91 823.8 870 9468.91 823.8 副井井筒 870 9468.91 823.8 870 9468.91 823.8 風(fēng)井井筒 650 9468.91 615.5 650 9468.91 615.5 井底車場(chǎng) 910 7546.09 686.7 910 7546.09 686.7 后期 主井井筒 200 11828.06 236.6 3300 3415 1127 副井井筒 200 11828.06 236.6 3300 3415 1127 風(fēng)井井筒 1000 9672.85 967.3 1000 9672.85 967.3 井底車場(chǎng) 910 4526.34 411.9 石 門 4000 3440.52 1376.2 130 4526.34 58.8 總計(jì) 6178.4 6229.9 表3-3 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工程量 工程量 立井提升/萬t·km 二水平 1.2×6898×0.02 1.2×6898×0.33 石門運(yùn)輸/萬t·km 二水平 1.2×6898×4 排水/萬立方米 二水平 618×24×365×28.7× 618×24×365×28.7× 表3-4 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi) 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工程量 /萬t·km 單價(jià) /元/（t·km） 費(fèi)用 /萬元 工程量 /萬t·km 單價(jià) /元/（t·km） 費(fèi)用 /萬元 立井 提升 165.5 4.867 805.5 2730.8 1.346 3675.7 石門 運(yùn)輸 33100.8 1.234 40846 排水費(fèi) 15537 2.256 36605 15537 0.526 8172.462 總計(jì) 18256.5 11848.162 表3-5 綜合比較 方案 項(xiàng)目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 費(fèi)用（萬元） 百分率（﹪） 費(fèi)用（萬元） 百分率（﹪） 基建 工程費(fèi) 6178.4 100 6229.9 100.84 生產(chǎn) 經(jīng)營(yíng)費(fèi) 18256.5 154.09 11848.162 100 總費(fèi)用 24434.9 135.63 18078.1 100 從前面表格中的計(jì)算可以看出，方案Ⅰ的總費(fèi)用要比方案Ⅱ的高出10.1％，很明顯方案Ⅱ要比方案Ⅰ優(yōu)越的多，故決定采用方案Ⅱ。 3.2.4確定方案 綜上比較可知方案Ⅰ的總費(fèi)用超過了方案Ⅱ的10％，故決定采用方案Ⅱ。即采用立井兩水平加暗斜井延伸。第一水平位于-600m，采取上下山開采；第二水平位于-800m，采取上山開采。 3.3井筒特征 在礦井開拓方式確定以后，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)行說明。 3.3.1主井 主井主要用于提煤。井筒直徑6.5.0m，采用1對(duì)32t多繩摩擦式提煤箕斗進(jìn)行煤炭提升。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400mm，充填混泥土50mm井筒裝備有鋼絲繩罐道。主井井筒斷面布置如下 圖3－4 主井?dāng)嗝娌贾脠D 3.3.2副井 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。井筒凈直徑8米，采用混凝土支護(hù)，充填混泥土50mm，井筒壁厚500mm，采用1.5噸礦車雙層四車普通罐籠。井筒內(nèi)還設(shè)有玻璃鋼梯子間，并敷設(shè)有排水管、消防灑水管、壓風(fēng)管、動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜。井筒斷面布置如下： 圖3－5 副井?dāng)嗝娌贾脠D 副井風(fēng)速校核： 式中： ——通過井筒的風(fēng)速，m/s； ——通過井筒的風(fēng)量，m3/s； ——井筒凈斷面積，m2； ——井筒的有效斷面系數(shù)，圓形井取0.8； ——《安全規(guī)程》規(guī)定的允許最大風(fēng)速； 由此： ＝1.53m/s<8m/s 所以井筒選擇符合要求。 3.3.3風(fēng)井 風(fēng)井主要用于回風(fēng)或兼作礦井安全出口。配備有玻璃鋼梯子間及管路、電纜等。采用混凝土砌碹壁，井筒直徑5.0米，井壁厚度400mm。風(fēng)井?dāng)嗝鎴D如下： 圖3-6風(fēng)井井筒斷面圖 井壁的支護(hù)材料及井壁厚度： 為了防止井筒圍巖風(fēng)化及承受地壓，保證井筒的形狀，必需對(duì)井筒進(jìn)行支護(hù)。根據(jù)井壁厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇井壁的支護(hù)材料為混凝土支護(hù)，以節(jié)約原材料、降低成本、保證安全生產(chǎn)、加快建井速度為依據(jù)，結(jié)合本礦井筒斷面尺寸。設(shè)計(jì)本礦主井井壁厚度為400mm，副井井壁厚度為500mm，風(fēng)井井壁厚度為400mm。 井筒深度： 井筒深度除自井口至開采水平的井筒長(zhǎng)度外，還需要加井窩的深度。 井窩深度：箕斗井為清理井底撒煤，平臺(tái)下再設(shè)≥4m井底水窩。故一般井筒需要開挖到井底車場(chǎng)水平以下30-40m。如井底裝載硐室設(shè)于開采水平以上時(shí)，可以不設(shè)水窩，編制井筒特征表如下表3-3-1所示： 表3－6 井筒特征 井筒名稱 主井 副井 風(fēng)井 井口坐標(biāo) X（m） 392066.500 392026.975 392954.005 Y（m） 89961.821 90029.237 91677.999 用途 提煤 提料、矸、人、進(jìn)風(fēng) 回風(fēng) 提升設(shè)備 一對(duì)16t箕斗 1.5t雙層四車罐籠 —— 井筒傾角（°） 90 90 90 斷面形狀 圓 圓 圓 支護(hù)方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（mm） 400 500 400 提升方位角（°） 140 140 —— 井筒深度（m） 650 650 650 斷面積 凈（） 33.183 50.265 19.625 掘（） 41.854 63.617 26.407 3.4井底車場(chǎng) 井底車場(chǎng)是連接礦井主要提升井簡(jiǎn)和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井簡(jiǎn)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)工作任務(wù)。它是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。 設(shè)計(jì)依據(jù)： 1、設(shè)計(jì)礦井基本概況：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，年工作日330天，日提升時(shí)間16小時(shí)，矸石系數(shù)為20%。 2 主井采用16t箕斗，副井采用罐籠提升。 3、大巷運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)及外形尺寸 設(shè)計(jì)要求： 1． 井底車場(chǎng)富裕通過能力，一般大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%。 2． 設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)時(shí)，應(yīng)考慮增產(chǎn)的可能性。 3． 盡可能地提高井底車場(chǎng)的機(jī)械化水平，簡(jiǎn)化調(diào)車作業(yè)。 4． 應(yīng)考慮主、副井筒之間的施工時(shí)短路貫通。 5． 在確定井筒位置和水平標(biāo)高時(shí)，要注意井底車場(chǎng)所處的圍巖情況及巖層的含水情況，一般應(yīng)避開破碎帶或強(qiáng)含水層。 6． 對(duì)于大型礦井或高瓦斯含量礦井在確定井底車場(chǎng)型式時(shí)，應(yīng)盡量減少交岔點(diǎn)的數(shù)量和減少跨度，并考慮施工和維護(hù)方便。 7． 井底車場(chǎng)布置應(yīng)緊湊，應(yīng)注意節(jié)省工程量。 3.4.1設(shè)計(jì)基本參數(shù) 主井凈直徑6.5.0m，裝備有一對(duì)16t箕斗，副井凈直徑8.0m，裝備一對(duì)1.5t雙層四車罐籠。 井下輔助運(yùn)輸采用3t固定式礦車（掘進(jìn)煤列車由37輛礦車組成），煤矸混合列車由28輛礦車組成，其中煤車9輛，矸石車19輛。井底車場(chǎng)設(shè)1t翻車機(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％，由翻車機(jī)翻入井底煤倉(cāng)從主井提升。礦井為低沼氣礦井，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。 3.4.2井筒相互位置的計(jì)算 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（392066.500，89961.821），副井中心坐標(biāo)為（392026.975，90029.237），兩井筒垂直于存車線方向的距離H為40m，平行于存車線方向的距離L為67.4m。如下圖所示： 1— 主井中心線；2—副井中心線；3—副井儲(chǔ)車線 圖3-7 井筒相互位置圖 兩井筒中心點(diǎn)間的直線距離C為： C＝＝78.4m 3.4.3井底車場(chǎng)各存車線長(zhǎng)度的確定 井底車場(chǎng)線路包括存車線和行車線。存車線為存放空、重車輛的線路，它由主井重車線、主井空車線、副井重車線、副井空車線及材料車線組成。 行車線為調(diào)度空、重車輛的線路，如連接主、副井空、重車線的繞道和調(diào)車線。副井馬頭門線路也用于行車線。 除上述主要線路外，在井底車場(chǎng)內(nèi)還有一些輔助線路，如通往各硐室的專用線路和硐室內(nèi)鋪設(shè)的線路。 當(dāng)運(yùn)輸大巷采用列車運(yùn)行時(shí)，主、副井空重車線長(zhǎng)度應(yīng)符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：主井空、重車線長(zhǎng)度應(yīng)能夠容納1.5～2列車，副井進(jìn)、出車線長(zhǎng)度，應(yīng)能夠容納1～1.5列車。材料車線應(yīng)能夠容納10個(gè)以上材料車到一列車。 井底車場(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線和行車線以及調(diào)車線。本礦井運(yùn)煤直接由膠帶輸送機(jī)運(yùn)往煤倉(cāng)，故無需計(jì)算主井空、重車線長(zhǎng)度。 1） 副井空、重車線長(zhǎng)度 L＝mnL1＋L2＋L3 式中：L—副井空、重車線長(zhǎng)度，m m—列車數(shù)目，列數(shù)，取1列； n—每列礦車數(shù)，輛，取22輛； L1—一個(gè)礦車長(zhǎng)度，m，3450mm； L2—電機(jī)車長(zhǎng)度，m，4900mm； L3—電機(jī)車制動(dòng)距離，m，取15m； 副井輔助運(yùn)輸采用3t固定礦車，型號(hào)為MG－3.3－9B，外形尺寸3450×1320×1300mm，自重974kg。電機(jī)車選用XK8－6/140KBT,外形尺寸4490×1044×1600 mm。 L＝mnL1＋L2＋L3＝1×22×3450＋4900＋15000 ＝95800m，取L＝96m； 2） 材料車線長(zhǎng)度 L＝10L材 式中：L