裝配圖采礦畢業(yè)設(shè)計論文

裝配圖采礦畢業(yè)設(shè)計論文,裝配,采礦,畢業(yè)設(shè)計,論文 目錄 前言………………………………………………………………………………1 1 礦區(qū)概述及井田特征……………………………………………………2 1.1 礦區(qū)概述……………………………………………………………… 2 1.2 井田及其附近的地質(zhì)特征…………………………………………………3 1.3 煤質(zhì)質(zhì)量及煤質(zhì)特征……………………………………………………6 2 井田境界與儲量……………………………………………………………13 2.1 井田境界……………………………………………………………………13 2.2井田的儲量 …………………………………………………………………14 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度……………………………17 3.1 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限…………………………………………………17 3.2 礦井的一般工作制度…………………………………………………19 4 井田開拓…………………………………………………………………20 4.1 井筒形式及井筒位置的確定………………………………………………20 4.2 開采水平的設(shè)計……………………………………………………………24 4.3帶區(qū)劃分及開采順序………………………………………………………27 4.4 開采水平、回風(fēng)水平及井底車場………………………………………28 4.5 開拓系統(tǒng)綜述………………………………………………………………33 5 帶區(qū)巷道布置………………………………………………………………36 5.1 設(shè)計帶區(qū)的地質(zhì)概況及煤層特征…………………………………………41 5.2 帶區(qū)形式……………………………………………………………………43 5.3 帶區(qū)的劃分及層間聯(lián)………………………………………………………43 5.4帶區(qū)車場及硐室……………………………………………………………43 5.5 采準(zhǔn)系統(tǒng)及生產(chǎn)系統(tǒng)……………………………………………………46 5.6 帶區(qū)開采順序……………………………………………………………46 5.7帶區(qū)巷道斷面尺寸、支護(hù)方式…………………………………………47 5.8 帶區(qū)的巷道掘進(jìn)率、采區(qū)回采率…………………………………………49 6 采煤方法……………………………………………………………………51 6.1采煤方法的選擇……………………………………………………………51 6.2 重點(diǎn)設(shè)計煤層及圍巖條件…………………………………………………51 6.3 工作面長度的確定………………………………………………………51 6.4 采煤機(jī)械的選擇及回采工藝方式的確定 ………………………………53 6.5 循環(huán)方式的選擇及循環(huán)圖表的編制……………………………………62 7 建井工期及開采計劃………………………………………………………66 7.1 建井工期及施工組織設(shè)計…………………………………………………66 7.2 開采順序……………………………………………………………………67 8 礦井通風(fēng)……………………………………………………………………70 8.1 概述………………………………………………………………………70 8.2 礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 ……………………………………70 8.3 總風(fēng)量的計算與風(fēng)量分配 ………………………………………………72 8.4 礦井總風(fēng)壓及等積孔的計算………………………………………………75 8.5 通風(fēng)設(shè)備的選擇……………………………………………………………79 8.6 礦井災(zāi)害防治綜述…………………………………………………………81 9 礦井運(yùn)輸與提升……………………………………………………………85 9.1 概述…………………………………………………………………………85 9.2 帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇……………………………………………………85 9.3 主要巷道運(yùn)輸設(shè)備的選擇………………………………………………85 9.4 提升………………………………………………………………………86 10 排水…………………………………………………………………………92 10.1礦井涌水…………………………………………………………………92 10.2 排水設(shè)備的選擇…………………………………………………………92 10.3 水泵設(shè)計…………………………………………………………………93 10.4 水倉設(shè)計…………………………………………………………………94 11 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)…………………………………………………………96 11.1全礦人員編制……………………………………………………………96 11.2 勞動生產(chǎn)率………………………………………………………………97 11.3 成本………………………………………………………………………97 11.4 全礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)………………………………………………………99 12 結(jié)論…………………………………………………………………………103 13致謝………………………………………………………………………104 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………105 附錄A 譯文……………………………………………………………………106 附錄B 外文文獻(xiàn)………………………………………………………………113 前言 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生鍛煉自己動手操作和理論相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生通過設(shè)計能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識，掌握礦井設(shè)計的方法、步驟及內(nèi)容，培養(yǎng)自己的實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)禁的工作態(tài)度，培養(yǎng)自己的科學(xué)研究能力，提高了編寫技術(shù)文件和運(yùn)算的能力，同時也提高了計算機(jī)應(yīng)用能力及其他方面的能力． 整個畢業(yè)設(shè)計的地質(zhì)資料是在學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)中得到的，鍛煉了學(xué)生收集資料的能力，同時指導(dǎo)教師又對每個學(xué)生的題目做了修改，使每個學(xué)生都有自己的設(shè)計題目，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、獨(dú)立解決問題的能力。 本設(shè)計是鐵法礦務(wù)局大興三礦3.00Mt/a新井設(shè)計．在所收集地質(zhì)材料的前提下，由指導(dǎo)教師給予指導(dǎo)，并合理運(yùn)用平時及課堂上積累的知識，查找有關(guān)資料，力求設(shè)計出一個高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化礦井。 本設(shè)計說明書從礦井的開拓、開采、運(yùn)輸、通風(fēng)、提升及工作面的采煤方法等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，并在很多處進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較．論述了本設(shè)計的合理性，完成了畢業(yè)設(shè)計要求的全部內(nèi)容．同時說明書中要求圖文并茂，使設(shè)計的內(nèi)容更容易被理解、接受．書中有不妥之處請老師提出指正。 1 礦區(qū)概述及井田特征 1.1 礦區(qū)概述 1.1.1 交通位置 大興井田位于鐵法煤田的西南部，隸屬遼寧省鐵嶺市鐵法區(qū)小明、蔡牛鎮(zhèn)所轄，地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 123°33′15″～123°36′35″，北緯 42°21′36″～42°25′27″。 該井田北與大隆井田毗鄰，以Ｆ15、Ｆ16號斷層及7－2煤層－525米等高線為界，東鄰曉南井田以Ｆ3、Ｆ3－1、Ｆ2、Ｆ35號斷層為界，西界為Ｆ55、Ｆ56號斷層，南以煤層最低可采厚度邊界線為界。南北走向長6.4公里，東西寬3.2公里，面積為20.48平方公里。 本區(qū)東部有長（春）－大（連）鐵路，可由鐵嶺車站及沈陽－大青專次列車直通該礦區(qū)，并且在礦區(qū)各井田均有礦用鐵路線相連。另外該區(qū)有瀝青路面公路多條，四通八達(dá)，相距鐵嶺市約32公里，每天有通往沈陽、撫順、彰武等地的客車，另有通往沈陽、遼陽的列車，交通運(yùn)輸十分便利。 1.1.2 自然地理 井田的地貌成因類型可分為剝蝕堆積和沖洪積兩種類型。第一種地貌成因類型，由殘坡積層和坡洪積層組成。位于井田西南角的孤山子一帶。是由殘坡積層所構(gòu)成的低山丘陵，地面標(biāo)高一般為75～104.6米，最大地面相對高差29.6米，而在東北部左家崗子和西南部后孤山子一帶，則由坡洪積層所構(gòu)成的平緩平原，地面標(biāo)高一般70～83.00米左右，最大地面相對高差13.00米。 第二種地貌成因類型，由沖洪積層組成。位于井田中部的四家子一帶，是由該層所構(gòu)成的較高平坦平原，地面標(biāo)高一般64.30～75.00米左右，最大相對高差10.70米?？傊摼锏孛鏄?biāo)高64.30～110.00米，最大相對高差45.7米，平均地面標(biāo)高73.14米，一般相對高差8.84米。該井田內(nèi)無較大河流，僅在井田中部有兩條季節(jié)性小河，一是遼河屯小河，另一個是四家子小河，兩條小河都是雨季河水增多，枯季幾乎斷流。 本區(qū)處于平原內(nèi)，多風(fēng)少雨，春旱冬寒，屬大陸性氣候，一般春、秋、冬三季多風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，春季多西南風(fēng)，大至8～9級，小至2～3級，有“三天不刮，不叫鐵法”之說法。降雨多集中在每年的七、八份，年降雨量最大達(dá)到1065.8毫米（1959年）。蒸發(fā)量最大值達(dá)到2028.4毫米（1962年）。年平均氣溫7度左右，最高達(dá)到35.8℃（1962年6月16日），最低達(dá)到－34.3℃（1965年1月11日）。歷年凍土深度一般在110厘米左右，凍土一般時間為當(dāng)年10月至翌年5月，本區(qū)地震強(qiáng)度6級左右。 1.2 井田及其附近的地質(zhì)特征 1.2.1 井田地層 井田地層皆同區(qū)域地層，地表僅出露有黑云母安山巖，粗面巖，正長斑巖，其它均被第四系所掩覆。 據(jù)鉆孔資料所見有中生界侏羅系、白堊系及新生界第四系，由下而上分述如下： （一）中生界（ＭＺ） 1、侏羅系上統(tǒng)阜新組（Ｊ3ｆ）,為井田內(nèi)唯一含煤地層，本組分為四段： （1）底部砂礫巖段（Ｊ3ｆ１） 該段賦存較深，僅于煤田北部柏家溝及三家子局部地區(qū)有出露。下部以灰綠色、暗褐色砂礫巖為主，分選不好，礫石成分以花崗片麻巖、石英巖礫為多，礫徑一般為20～25厘米，最大1米左右。上部以灰色、深灰色砂巖為主，夾有礫巖，組成成分較雜，礫徑一般0.5～5厘米，具波狀及斜波狀層理。該 段厚約500米左右。 （2）下含煤段（Ｊ３ｆ２） 由灰黑色、灰白色、灰色砂巖、泥巖和煤層、炭泥巖組成。僅在井田西部和南端巖石為雜色，深灰色的粗砂巖，含礫砂巖及砂礫巖和少許泥巖、煤層，其巖石碎屑以長石、石英巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)，并有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入。該段厚約130～200米，一般厚160米。產(chǎn)有Coniopteris（布列雅－錐葉蕨）、Nilssonia（東方焦羽葉）等植物化石。該段共含煤22層，分別為12－1、12－2、12上、12、13－1、13、14－1－1、14－1－2、14－1、14－2、15－2－1、15－2－2、15－2－3、15－2、15－3－1、15－3、16－1、16－2、16上、16、17－1、17－2煤層，其中12、13、14－1、15－2、16層煤為本井田主要可采煤層，其余均為局部可采煤層。 （3）中部砂巖、泥巖段（Ｊ３ｆ３） 本段為灰白色、灰色細(xì)砂巖夾粗砂巖、泥巖組成，層理發(fā)育，膠結(jié)致密，硬度略大，厚度40～70米，一般50米左右。 （4）上含煤段（Ｊ３ｆ４） 由灰、灰白、灰黑色砂巖、泥巖、含礫砂巖、礫巖及煤層組成，夾有菱鐵礦結(jié)核體，具斜波狀層理。局部亦有輝綠巖呈復(fù)式巖床侵入該段。該段厚150～300米，一般約200米左右。產(chǎn)有Coniopteris等化石。該段共含煤23層，分別為2－1、2－2、2－3－1、2－3、3－3、4－2－1、4－2－2、4－2－3、4－2上、4－2、6、7－2－1、7－2－2、7－2－3、7－2上、7－2、8、9－2、9－3、9、10－1、10－2煤層，其中2－3、4－2、7－2、8、9為本井田主要可采煤層，其余均為局部可采煤層。 2、白堊系下統(tǒng)孫家灣組（Ｋ１ｓ）,本組最大特征是以顏色區(qū)分為兩段： （1）下部灰綠色砂巖段（Ｋ１ｓ１） 夾有灰色粗砂巖、泥巖及不等粒砂礫巖層，泥質(zhì)膠結(jié)，厚度300米左右，并與侏羅系呈假整合或平行不整合接觸。 （2）上部紫色砂巖、礫巖段（Ｋ１ｓ２） 本段以紫色為最大特征，以不等粒砂礫巖、礫巖和砂巖組成，間夾薄層泥巖，膠結(jié)為泥質(zhì)松軟。本井田該層多被無芯鉆進(jìn)，厚約150～300米。 （二）新生界 第四系（Ｑ）：上部由黃色或灰褐色的亞粘土所組成，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，全井田皆有分布。下部以砂、砂礫石為主，中夾砂層，底部較粗，一般礫徑5毫米左右，平均厚度15米左右，與白堊系呈不整合接觸。 1.2.3 水文地質(zhì) 一、含水層 該井田可分為三個含水層 1、第四系砂礫孔隙承壓含水層 該層賦存于粘土及亞粘土下部，主要由黃色及灰白色砂及砂礫所組成的沖洪積層。成分以石英、長石、花崗片麻巖礫為主，一般礫徑2～5毫米，最大礫徑20～30毫米。分選性一般，部分帶有棱角，上細(xì)下粗。其分布詳見圖 4－1。 除3線以北的西北角局部存在一般厚2～8米的含水層外，1～5線基本不存在該含水層。主要是在中部5～9線和9～13由西向東呈扁豆?fàn)罘植加谘睾觾蓚?cè)。一般厚度2～18米，最大厚度20.17米（174孔），最小厚度1.90米（622孔），平均厚度8.58米。其底板最大深度27.93米（624孔），最小深度6.76米（173孔），平均深度19.82米。 13線以南的西南角出現(xiàn)局部坡洪積砂礫孔隙承壓含水層，一般厚度2～16米。最大厚度18.10米。 總之，該層最大厚度20.17米（174孔），最小厚度 1.50米 （731孔）， 平均7.75米。 含水性，據(jù)959孔抽水試驗(yàn)ｑ＝0.309公升／秒·米，Ｋ＝13.92米／日。水位標(biāo)高66.55米。水質(zhì)為HCO3—CaKNa型水。該層水主要補(bǔ)給來源為大氣降水，在枯季排泄于地表水。 2、白堊系玄武巖、砂礫巖裂隙承壓弱含水層 該層頂板與第四系底板呈不整合接觸，其底板與侏羅系含煤組頂部泥巖隔水層頂板相接。其巖性上部主要由紫紅色粗砂巖、砂礫巖及中期噴發(fā)玄武巖復(fù)合層所組成。下部則由灰綠色粗砂巖、砂礫巖復(fù)合巖層所組成。而上、下兩部又均夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層。 井田北部（7線以北），基本圍繞3線的473、611兩個孔變厚160～440米。中部（7～12線）東西兩側(cè)較厚，中間較薄，一般在200米左右。南部 （12～15線），向南逐漸增厚80～560米，一般厚400米左右。 總之，該層最大厚度576.28米（南排8號孔），最小厚度1.76米（950孔），平均厚度225.41米。其底板最大深度710.24米（737孔)，最小深度364.90米（989孔）。該含水層之間夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層，起很大相對隔水作用。最大厚度437.29米（628孔），最小厚度21.35米（950孔），平均厚度210.49米。 含水性按垂直分帶： ⑴、上覆40.20～79.03米深的強(qiáng)風(fēng)化帶，簡易水文觀測消耗量比較大，一般大于5M3／H以上，富水性較強(qiáng)。根據(jù)井田抽水試驗(yàn)，其含水性可分為南北兩部，南強(qiáng)北弱。 ⑵、位于強(qiáng)風(fēng)化帶下部，屬于中部的次弱風(fēng)化帶。深度170～260米，含水性較弱。按井田抽水試驗(yàn)鉆孔，其含水性可分為南北兩部，也是南強(qiáng)北弱。 ⑶、位于次弱風(fēng)化帶下部，也就是白堊系含水層下部，深度487.22米。含水性很弱，也同樣可分為南北兩部，南強(qiáng)北弱。 總之，該含水層補(bǔ)給來源主要靠上部水的垂直微弱滲透，排泄趨向深部，逕流條件差。 3、侏羅系含煤組粗砂巖及砂礫巖裂隙承壓微弱直接充水含水層 該層頂板為侏羅系含煤組頂部泥巖隔水層底板，底板為17－1層煤底板。其巖性主要由灰白色粗砂巖、砂礫巖復(fù)合巖層所組成。賦存于4、7、14、15層煤頂板和上、下煤組之間的河床相及粗砂巖,砂礫巖。由井田四周向中南部隨底板加深（630.88～1257.00米）而增厚20～200米。該層最大厚度215.83米，最小厚度1.45米，平均厚度79.87米。最大深度1257.00米，最小深度630.88米。 該含水層之間夾泥巖、粉、細(xì)砂巖復(fù)合隔水夾層，起很大的隔水作用。其最大厚度417.95米，最小厚度32.92米，平均厚度284.67米。 含水性：按井田鉆孔抽水試驗(yàn)，該含水層可分為北部微弱區(qū)和南部強(qiáng)微弱含水區(qū)。 總之，該含水層主要補(bǔ)給來源為白堊系間接充水含水層的微弱垂直滲透，又處于深部閉合、鹽化微循環(huán)環(huán)境中。逕流條件極其微弱，排泄條件極差。 1.3 礦層質(zhì)量及礦層特征 1.3.1 煤層及可采煤層 本井田含煤地層為下二迭系山西組及上石炭系的太原組，計含煤14層。1——7煤層賦存于山西組，8——14層于太原組。4-2煤、7-2煤、12煤、13煤、15-2煤全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，余者皆為沉積不穩(wěn)定的煤層，雖有局部可采點(diǎn)，但因構(gòu)不成大塊段無法開采，現(xiàn)將主要可采煤層自上而下分別敘述如下： 1)4-2煤層：位于山西組底部，為全區(qū)發(fā)育的可采煤層，為簡單結(jié)構(gòu)煤層，煤變化不大，平均厚度為4.3米。頂板厚層狀黑白相間條帶狀細(xì)粉砂巖。其底板為厚層狀粉砂巖。 2)7-2煤層：位于太原組頂部，為全區(qū)發(fā)育的可采煤層，平均厚度3.0米。頂板為粗砂巖，海相泥巖。底板為粘土質(zhì)粉砂巖。 3)12煤層：位于太原組上中部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度3.0米。頂板厚層狀海相泥巖，底板為粘土巖。 4）13煤層：位于太原組下中部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度2.0米。頂板厚層狀細(xì)砂巖，底板為粗砂巖，海相泥巖。 5）15-2煤層：位于太原組下部，全區(qū)發(fā)育，平均厚度2.5米。頂板厚層狀海相泥巖，底板為粘土巖。 1.3.2 瓦斯、煤塵、自然發(fā)火 1、瓦斯成分及自然含量 在精查補(bǔ)充勘探階段，從4－2、7－2、12、13、15－2 等煤層中，采取瓦斯解吸煤樣157個，通過化驗(yàn)和計算，絕對瓦斯涌出量：80m3/min。相對瓦斯涌出量：10m3/t。 2、瓦斯變化的幾點(diǎn)趨勢 ⑴、瓦斯含量相對高出的部位，往往是接觸變質(zhì)煤，特別是天然焦分布的地方。 ⑵、由于輝綠巖的侵入，接觸變質(zhì)作用的影響，隨著煤層賦存深度的增加，而瓦斯含量相對增高的趨勢表現(xiàn)雖然不明顯，但仍有所表現(xiàn)。 ⑶、瓦斯分帶：本井田根據(jù)瓦斯成分（CH4），將瓦斯分成兩個帶，即CH4帶(CH4>80%，N2=20～80%）和N2、CH4帶（N2、CH4均為20～80%）。這兩個帶以CH4帶為主，N2、CH4帶只是呈小片分布于煤層中。 3、大興礦煤與瓦斯突出危險性的測定 在建井階段，撫順煤研所對7煤層進(jìn)行了突出危險性的指標(biāo)測定。測定結(jié)果，煤的突出危險性綜合指標(biāo)ｋ＝36～85，煤層突出 危險綜合指標(biāo)D＝12.8～18.5。因此，撫順煤研所認(rèn)為具有突出危險性。 4、實(shí)際生產(chǎn)情況 在建井和生產(chǎn)過程中，大興礦共發(fā)生4次煤與瓦斯突出現(xiàn)象，如表5－3： 在生產(chǎn)過程中，97 年測得瓦斯相對涌出量為 11.31M3／T，絕對涌出量為 78.8M3／T；98 年測得相對涌出量為15.46M3／T，絕對涌出量為79.88M3／T。造成大興井田瓦斯含量較高的原因?yàn)椋夯鸪蓭r活動頻繁，接觸變質(zhì)煤分布廣泛，煤層埋藏深，透氣性差。因此在生產(chǎn)過程中，對瓦斯的防治工作要給予高度重視。 二、煤塵 在精查階段從947、987、992三個鉆孔中，采取了7－2、12、15－2 三個煤層共5個煤塵煤樣，鑒定結(jié)果：火焰長度約大于400MM，巖粉量約為80％。在生產(chǎn)過程中，96、97、98年測得煤塵爆炸指數(shù)在48.30～55.63％之間。因此本井田各煤層的煤塵，有強(qiáng)爆炸性或有爆炸危險。 三、煤的自燃 通過對九個還原樣與氧化樣的分析，由于著火點(diǎn)之差（ΔT）均大于40℃，因此屬于易自燃煤。在生產(chǎn)過程中就發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象。如S5701等多個工作面出現(xiàn)過CO增大現(xiàn)象。自然發(fā)火期為3～6個月。 1.3.3 煤質(zhì) 一、煤種 大興井田各煤層共有長焰煤、氣煤、不粘煤、弱粘煤、貧煤和天然焦等六個煤種。由于弱粘煤和貧煤零星分布，不成片，故把這兩個零星分布點(diǎn)，并入到不粘煤之中。這樣，煤層中煤種只有四個煤種，即長焰煤、氣煤、不粘煤和天然焦。 1、煤種的變化規(guī)律 大興井田各煤層以區(qū)域變質(zhì)作用為主，但接觸變質(zhì)作用也相當(dāng)嚴(yán)重，它嚴(yán)重地破壞干擾了區(qū)域變質(zhì)作用的規(guī)律性，使煤種界線復(fù)雜化。 ⑴、長焰煤和氣煤的分布規(guī)律 ①、隨著煤層賦存深度的增加，長焰煤分布面積逐漸縮小，而氣煤分布面積逐漸增大。例如2－3煤層，氣煤零星分布，絕大部分為長焰煤；而12煤層長焰煤只在東北角零星分布，絕大部分為氣煤。 就長焰煤和氣煤而言，上煤組以長焰煤為主，下煤組以氣煤為主。 ②、同一煤種隨著煤層賦存深度的增加，而碳含量略有增高。以上兩點(diǎn)變化規(guī)律，得出一個結(jié)論：就是本井田各煤層隨著煤層賦存深度的增加，而煤的變質(zhì)程度相對增高。 ⑵、天然焦變化的幾點(diǎn)規(guī)律 ①、輝綠巖侵入煤層中間，影響煤的接觸變質(zhì)程度最為嚴(yán)重。 ②、輝綠巖侵入煤層底部，輝綠巖與煤層的距離較輝綠巖的厚度影響嚴(yán)重。也就是說輝綠巖離煤層距離越小，煤層易變成天然焦；當(dāng)距離不變，輝綠巖厚度越大，煤層易變成天然焦。 ③、輝綠巖侵入煤層頂部，輝綠巖和煤層的距離對煤層變成天然焦的影響，較輝綠巖的厚度大得多。 通過對接觸變質(zhì)煤的資料分析和研究，得出下面結(jié)論：在影響接觸變質(zhì)程度的三個主要條件中，以輝綠巖對于煤層的空間位置影響最為重要，其次是輝綠巖和煤層的距離，再其次是輝綠巖的厚度。 ⑶、不粘煤的分布規(guī)律 大興井田總的煤層變質(zhì)程度符合希爾特定律，但局部地段、局部煤層變質(zhì)程度異常。分析其原因是火成巖的侵入，造成火成巖發(fā)育區(qū)域煤的熱變質(zhì)程度增高。大興井田的不粘煤主要分布在火成巖巖床附近，該煤種與火成巖有著十分密切的關(guān)系。 二、煤質(zhì)特征 1、煤的物理性質(zhì) ⑴、長焰煤與氣煤 煤為黑色，條痕微帶褐色，瀝青光澤，具參差狀、貝殼狀、階梯狀、眼球狀斷口。8、9、13煤層，眼球狀斷口比較發(fā)育；7－2、12、14－1煤層貝殼狀斷口比較發(fā)育。容重一般為 1.30～1.34，9、15－2、16 煤層等容重較高，一般為1.30～1.36。煤層硬度均不大。各煤層比較，4－2、8、9、13、16等煤層較硬；7－2、12、14－1等煤層較脆。各煤層中有兩組近于垂直煤層的節(jié)理，其中一條節(jié)理發(fā)育，近東西向。 煤層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造：各煤層具線理狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造普遍發(fā)育，塊狀構(gòu)造只有個別煤層局部發(fā)育。 ⑵、天然焦 由于輝綠巖的侵入，煤層部分或全部變成天然焦。天然焦的顏色變淺、灰～淺灰色，光澤增強(qiáng)為金鋼～似金屬光澤，外生裂隙發(fā)育，內(nèi)有方解石充填。粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，比較堅硬。 ⑶、不粘煤 其物理性質(zhì)介于長焰煤、氣煤天然焦之間。 2、煤的化學(xué)性質(zhì) ⑴、水分 各煤層凈煤水分略高于原煤水分，水分含量0.56～15.54％。一般凈煤水分在4.05％左右，原煤水分在3.27％左右。煤層水分含量從長焰煤、氣煤、不粘煤天然焦依次減小，隨著煤層賦存深度的增加，水分含量逐漸減小。 ⑵、灰分 除天然焦外，煤層灰分含量在5.62～39.87％之間，一般灰分含量在17.00～22.73％之間。在10 個主煤層中，7－2、9煤層灰分偏低，4－2、12、14－1、16煤層灰分略高，2－3、8、13、15－2煤層灰分偏高。 ⑶、揮發(fā)分 原煤揮發(fā)分略高于凈煤揮發(fā)分，氣煤揮發(fā)分略高于長焰煤，不粘煤揮發(fā)分則較低，一般低7％，天然焦揮發(fā)分則更低。 ⑷、發(fā)熱量 煤的發(fā)熱量隨著灰分的增高而降低，隨著深度的增加而增高。 ⑸、碳、氫含量 碳含量一般在80.34％左右，氫含量一般在5.1％左右。碳的含量有隨著煤層賦存深度的增加而增高的趨勢。不粘煤這種趨勢不明顯。就全井田而言，長焰煤、氣煤、不粘煤的碳、氫含量比較穩(wěn)定，只是不粘煤氫含量略低些。 ⑹、含焦油率 本井田5個主要可采煤層（4-2、7-2、12、13、15-2）的長焰煤和氣煤平均焦油率，均在8％以上，最高達(dá)13.83％，屬富油煤。10個主要可采煤層不粘煤的焦油產(chǎn)率，除7-2、13煤層為富油煤外，其余均為含油煤。 ⑺、化學(xué)活性 從井田內(nèi)7個鉆孔，4個煤層中，采取10個化學(xué)活性樣。化驗(yàn)結(jié)果為CO2還原率太低，當(dāng)溫度在900℃時，平均僅為4.77％，不能做氣化用煤。 ⑻、灰分結(jié)渣性 從924孔4煤層中，采取1個灰分結(jié)渣樣。試驗(yàn)結(jié)果，屬強(qiáng)結(jié)渣性。 ⑼、灰成分 長焰煤、氣煤的SｉO2、AＩ2Ｏ3的含量較高，而不粘煤、天然焦含量較低；長焰煤、氣煤的Fｅ2O3、CａO、MｇO的含量較低,而不粘煤、天然焦的含量較高。 ⑽、灰熔點(diǎn) 長焰煤、氣煤的灰熔點(diǎn)較高，不粘煤、天然焦的灰熔點(diǎn)較低，這與灰成分有關(guān)。長焰煤、氣煤、不粘煤屬高熔灰分；天然焦屬低熔灰分。 ⑾、硫、磷含量 硫含量上煤組含量比下煤組高；長焰煤、氣煤比不粘煤和天然焦高；原煤硫含量高于凈煤。硫含量（SｇQ%）一般在0.50％，屬特低－低硫煤層。 磷含量(Pg %)原煤高于凈煤，一般為0.007～0.015％，屬低磷煤層。 ⑿、砷（Aｓ2O3）、氯（CI） 砷含量上煤組變化較大，在1.6～10ppm之間，下煤組比較穩(wěn)定，變化小，在5～5.6ppm之間。上煤組氯含量較低；變化在0.0032～0.0068％之間，下煤組氯含量較高，變化 在0.011～0.03％之間。 ⒀、可選性 根據(jù) 我礦洗煤廠提供的原料煤入洗±0.1含量約為10％，屬于易選煤。 ⒁、生產(chǎn)原煤灰分 經(jīng)過對近幾年生產(chǎn)原煤灰分的統(tǒng)計，4－2煤層原煤灰分一般在37％左右，7－2煤層原煤灰分在27％左右。與精查補(bǔ)報告原煤灰分預(yù)計基本一致，略高兩個百分點(diǎn)。 ⒂、煤的工業(yè)用途 綜上煤質(zhì)的指標(biāo)，本井田的長焰煤、氣煤和不粘煤可做動力用煤；長焰煤和氣煤可做煉油用煤；氣煤可做煉焦配煤。 圖1-1綜合柱壯圖 Figure 1 -1-strong comprehensive plan 2 井田境界與儲量 2.1 井田境界 2.1.1 井田境界 井田以南北為走向，東西為傾向。其井田境界：該井田北與大隆井田毗鄰，以Ｆ15、Ｆ16號斷層及7－2煤層－525米等高線為界，東鄰曉南井田以Ｆ3、Ｆ3－1、Ｆ2、Ｆ35號斷層為界，西界為Ｆ55、Ｆ56號斷層，南以煤層最低可采厚度邊界線為界。井田走向長7.5千米，傾向?qū)?.8千米，井田面積約28.5平方公里。邊界煤柱的留法及尺寸： 1)井田邊界礦柱留30米。 2)井田淺部防水煤柱斜長50米。 3)斷層煤柱每側(cè)各為20米。 2.1.2 鄰近井田的開發(fā)情況及與本礦的影響 本井田西部為大隆礦，西南部與曉南礦相鄰，均以斷層或勘探線為界，現(xiàn)分述如下 ： 1） 大隆井田 大隆井田位于小山井田西側(cè)，以斷層F76、F14、F19為界，大隆礦井于1966年9月開始興建，1972年12月開始投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量為92萬噸。后經(jīng)改擴(kuò)建井型為180萬噸的現(xiàn)代化大型礦井，開采4，7兩層煤。由于大隆井田與小山井田邊界斷層的控制程度不同，有待于在今后的生產(chǎn)中進(jìn)一步確定。 2） 曉南井田 曉南井田位于小山西南部，以 F19 斷層為界，曉南礦井1971年10月開始籌建，于1980年9月28日建成投產(chǎn)，礦井設(shè)計年產(chǎn)量為90萬噸，后經(jīng)技術(shù)改進(jìn)，擴(kuò)建成年產(chǎn)量為180萬噸的大型現(xiàn)代化的礦井，進(jìn)入90年代后，逐步實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，現(xiàn)開采煤層為2與4-2兩個煤層。 2.1.3 論述所定邊界的合理性 本井田以斷層為邊界，充分利用自然條件。在井田范圍內(nèi)，儲量、煤層賦存及開采條件均與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。井田內(nèi)有足夠的儲量和合理的服務(wù)年限。井田走向長度大于傾斜長度，有五層煤，可保證礦井各個開采水平有足夠的服務(wù)年限。階段高度及階段斜長適當(dāng)，礦井通風(fēng)、井下運(yùn)輸較容易。 根據(jù)礦井設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，采區(qū)開采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定[7]： 1)首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡單，儲量可靠，開采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場保護(hù)煤柱邊界線。 2)開采煤層群時，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨(dú)布置采區(qū)。 3)開采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開采，一般不得分采分運(yùn)。 綜上所述，礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場的東北部，采區(qū)儲量豐富，有利于運(yùn)輸。東南部劃分為一個采區(qū)，有利于礦井的均衡生產(chǎn)、運(yùn)輸較為集中和減少巷道的開拓費(fèi)用。所以井田劃分是合理的。 2.2 井田的儲量 2.2.1 井田儲量的計算原則[7] 1)按照地下實(shí)際埋藏的煤炭儲量計算，不考慮開采、選礦及加工時的損失。 2)儲量計算的最大垂深與勘探深度一致。對于大、中型礦井，一般不超過1000米。 3)精查階段的煤炭儲量計算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致。 4)凡是分水平開采的井田，在計算儲量時，也應(yīng)該分水平計算儲量。 5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭，如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱，要分別計算儲量。 6)煤層傾角不大于15度時，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計算儲量。 7)煤層中所夾的大于0.05米厚的高灰煤（夾矸）不參與儲量的計算。 8)參與儲量計算的各煤層原煤干燥時的灰分不大于40%。 2.2.2　井田的工業(yè)儲量 礦井的工業(yè)儲量：勘探地質(zhì)報告中提供的能利用儲量中的A、B、C三級儲量。 本井田的工業(yè)儲量的算： Zg =21565969/cos10°×(4.3+3+3+2+2.5) ×1.35=4.396億噸 （2-1） 其中 4-2煤儲量：21565969/cos10°×4.3×1.35=1.277億噸 （2-2） 7-2煤儲量：21565969/cos10°×3×1.35=0.891億噸 （2-3） 12煤儲量： 21565969/cos10°×3×1.35=0.891億噸 （2-4） 13煤儲量：21565969/cos10°×2×1.35=0.594億噸 （2-5） 15-2煤儲量：21565969/cos10°×2.5×1.35=0.742億噸 （2-6） 表2-1工業(yè)儲量計算表 Table 2 -1 industrial reserves calculation table 煤層號 4-2 7-2 12 13 15-2 工業(yè)儲量/億噸 1.277 0.891 0.891 0.594 0.742 總計/億噸 4.396 2.2.3 礦井的地質(zhì)損失和永久礦柱損失 因?yàn)榫飪?nèi)有個大斷層，需要留設(shè)保護(hù)煤柱： Z1=69233/cos10°×14.8×1.35=142.2（萬噸） （2-7） Z2=39292/cos10°×14.8×1.35=80.1（萬噸） （2-8） 因?yàn)檫吔缧枰粼O(shè)邊界保護(hù)煤柱： Z3=623648/cos10°×14.8×1.35=1271.4(萬噸） （2-9） 總計永久煤柱損失： Zy=Z1+Z2+Z3 =1493.7（萬噸） （2-10） 礦井的設(shè)計儲量： Zs=Zg-Zy=4.396-0.14937=4.246(億噸) （2-11） 2.2.4 礦井的設(shè)計可采儲量 礦井的設(shè)計可采儲量是指礦井的設(shè)計儲量減去工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱量后乘以采區(qū)回采率的儲量。 礦井設(shè)計可采儲量的計算 礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失的計算 4-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 912124/cos10○×1.35×4.3=0.05億噸 （2-12） 7-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 923135/cos10○×1.35×3=0.04億噸 （2-13） 12煤層工業(yè)廣場煤柱梯形損失： 1001321/cos10○×1.35×3=0.04億噸 （2-14） 13煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 1015735/cos10○×1.35×2=0.028億噸 （2-15） 15-2煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱梯形損失： 1017625/cos10°×1.35×2.5=0.035億噸 （2-16） 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失量： Zgy=0.05+0.04+0.04+0.028+0.035=0.193億噸 （2-17） 所以礦井的設(shè)計可采儲量為: Zk=(Zs- Zgy) ×C （2-18） 式中：Zk——礦井設(shè)計可采儲量； Zs——礦井可采儲量； Zgy——礦井工業(yè)廣場保護(hù)煤柱損失量； C——礦井采區(qū)的回采率，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。 所以，本礦井設(shè)計可采儲量 Zk=(Zs-Zgy) ×C=（4.246-0.193）×0.75=3.04億噸 （2-19） 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 3.1 礦井的年產(chǎn)量及服務(wù)年限 3.1.1 說明礦井的年產(chǎn)量 礦井的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）確定的合理與否，對保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭儲量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場銷售量等許多因素有關(guān)。經(jīng)分析比較，設(shè)計認(rèn)為礦井的生產(chǎn)能力確定為300萬噸/年不僅是可行的，也是合理的，理由如下： 1)儲量豐富 煤炭儲量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到5層，保有工業(yè)儲量為4.396億噸，按照300萬噸/年的生產(chǎn)能力，能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。 2)開采技術(shù)條件好 本井田煤層賦存穩(wěn)定，井田面積大，煤層埋藏較深，傾角小，結(jié)構(gòu)簡單，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層結(jié)構(gòu)單一，適宜綜合機(jī)械化開采，可采煤層均為厚煤層，適合高產(chǎn)高效工作面開采。 3)具有先進(jìn)的開采經(jīng)驗(yàn) 近年來，“高產(chǎn)高效”工藝在煤礦成產(chǎn)中有了很大發(fā)展，而且該工藝投入少、效率高、成本低、效益好、生產(chǎn)集中簡單、開采技術(shù)基本趨于成熟。 綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件，有利于把本礦井建設(shè)成為一個高產(chǎn)、高效礦井。礦井的生產(chǎn)能力為300萬噸是可行的、合理的。 3.1.2 礦井的服務(wù)年限 礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力宜按工作日330天計算，每天凈提升時間為16小時。根據(jù)設(shè)計，工作面長220米，滾筒采用750毫米，一個工作面生產(chǎn)，一天割10刀，煤的比重為1.35噸/立方米，工作面的采出率為95%。所以礦井的生產(chǎn)能力為： 220×0.75×10×4.3×1.35×95%×330=300萬噸 （3-1） 滿足礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力每年300萬噸。 根據(jù)煤炭設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，在計算礦井服務(wù)年限時，儲量備用系數(shù)宜采用1.3——1.5，本礦井采用1.3。 由礦井的服務(wù)年限計算公式[6]： P=Zk/AK （3-2） 式中： Zk——礦井設(shè)計可采儲量； A——礦井的年產(chǎn)量； K——礦井儲量備用系數(shù)，一般取1.3 P=Zk／AK =3.04／0.03×1.3 =78年 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》關(guān)于礦井設(shè)計服務(wù)年限應(yīng)符合下列規(guī)定，新建礦井及其第一水平的設(shè)計服務(wù)年限不宜小于表內(nèi)各年限值 表3-1新建礦井設(shè)計服務(wù)年限 Table 3 -1 new mine design service life 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（Mt/a） 礦井設(shè)計服務(wù)年限（a） 第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限（a） 煤層傾角＜25° 煤層傾角25°～45° 煤層傾角﹥45° 6.0及以上 70 35 —— —— 3.0～5.0 60 30 —— —— 1.2～2.4 50 25 20 15 0.45～0.9 40 20 15 15 本礦井服務(wù)年限為78年按要求大于其規(guī)定值，所以服務(wù)年限合理。 3.1.3 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性 建井后產(chǎn)量出現(xiàn)增大，其可能性為： 1)因在設(shè)計中考慮90%的面正規(guī)循環(huán)率，投產(chǎn)后，由于技術(shù)管理水平的提高，可突破90%的面正規(guī)循環(huán)率，故產(chǎn)量會增大。 2)礦井的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計能力，提高了年產(chǎn)量。 3)工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下，產(chǎn)量也會增加。 4)采取地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲量及較好的開采條件。 3.2 礦井的一般工作制度 3.2.1 礦井的工作日數(shù) 礦井的年工作日數(shù)為330天。 3.2.2 礦井的工作班數(shù)、落礦班數(shù)、每班工作時數(shù) 礦井實(shí)施“三八”工作制，即每晝夜兩個半采煤工作班和半個檢班。采煤班內(nèi)進(jìn)行“落、裝、運(yùn)、支、移”工序工作，準(zhǔn)備班進(jìn)行回柱放頂，設(shè)備檢修，推移轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸平巷膠帶輸送機(jī)等工作；檢修班內(nèi)進(jìn)行檢修設(shè)備，以提高生產(chǎn)率。出煤班為兩班半，三個班每班工作八個小時。 3.2.3 每晝夜提升時數(shù) 每晝夜凈提升時數(shù)為16小時。 4 井田開拓 4.1 井筒形式及位置的確定 4.1.1 井筒形式的確定 礦井開拓就井筒形式來說，一般有以下幾種形式:平硐、立井、斜井和混合式．下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析，然后進(jìn)行確定采用哪種開拓方式． 平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)是井下出煤不需要提升轉(zhuǎn)載即可由平硐直接外運(yùn)，因而運(yùn)輸環(huán)節(jié)和運(yùn)輸設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低．但一般就適用與煤層埋藏較淺，平硐適合在較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)．很顯然，這種開拓方式不適合本礦井． 斜井與立井相比，井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，速度快、地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單．因而投資較少，建井期較短，斜井適用與煤層埋藏較淺，傾角較大的傾斜煤層．且按照皮帶斜井設(shè)計時，傾角不超過17度的話，此時斜井的長度是非常大的，立井開拓的適用性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯．水文等自然條件的限制，立井井筒短，通風(fēng)阻力小，對深井更為有利。 本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，用立井開拓不會造成影響，再有一大好處就是井筒開鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零．對煤炭提升極為有利。 對于本礦井來說．平硐和斜井都是不適合的，所以混合式就更不能采用。 根據(jù)<<設(shè)計規(guī)范>>[1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲量比較豐富等特點(diǎn)．本設(shè)計采用立井開拓。 4.1.2 井筒的位置 井筒位置與井筒形式，用途是密切聯(lián)系的，確定井筒位置是井田開拓的一個重要問題，合理的井筒位置應(yīng)對井下開采有利，井筒的開掘和使用安全可靠，且地面工業(yè)廣場的布置合理，本設(shè)計井田采用立井井筒，選擇井筒位置主要考慮以下幾個方面的因素[1]： 1)盡可能使井筒煤柱少壓煤，地面工業(yè)廣場要布置合理，少占良田。 2)井筒位置要盡可能在井田儲量中心或盡可能地靠近井田儲量中心。 3)井筒位置的確定應(yīng)首先考慮有利于第一水平的開采，并兼顧下水平的開采，以減少第一水平的工程量，加快建井速度，并保證第一水平有足夠的服務(wù)年限。 4)為了使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難，以及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)及維護(hù)。 5)有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤塊段，首采區(qū)應(yīng)少遷村或不遷村。 6)水源、電源較近，礦井設(shè)在鐵路專用線短，道路布置合理。如圖所示 圖4-1井筒位置剖面圖 Figure 4 -1 shaft location profiles 表4-1井筒斷面及位置 Tablet.4-1 Table of economic comparison 井筒 名稱 井筒 用途 凈斷面 /m2 井筒長 度/m 井口位置坐標(biāo) 經(jīng)緯坐標(biāo) 主 井 提煤進(jìn)風(fēng) 33.17 925 42448---91458 副 井 運(yùn)料、運(yùn)矸 進(jìn)風(fēng)、行人 33.17 905 42540---91342 風(fēng) 井 回風(fēng)兼作安全出口 23.75 885 42781---91284 主井、副井、風(fēng)井?dāng)嗝鎴D見圖4-2、4-3、4-4 主井、副井、風(fēng)井井筒及其裝備技術(shù)特征見表4-2、4-3、4-4 主井、副井、風(fēng)井具體位置參見開拓系統(tǒng)平、剖面圖 圖4-2主井?dāng)嗝鎴D Figure 4 -2 main shaft section map 表4-2 井筒斷面特征 Tablet 4-2The diagram of the feature of wells 凈斷面/m2 掘進(jìn)斷面/m3 掘進(jìn)體積/m3 混凝土消耗/萬噸 33.17 35.1 30682.25 8.4 圖4-3 副井?dāng)嗝嫣卣? Fig.4-3 The diagram of subsidiary biggest feature 表4-3井筒斷面特征 Tablet 4-7The diagram of the feature of wells 井筒直徑/米 用途 井筒長度/米 傾角/?度 提升容器 井筒支護(hù) 6.5 進(jìn)風(fēng)運(yùn)料 905 90 雙層罐籠 混凝土 圖4-4 風(fēng)井?dāng)嗝嫣卣? Fig.4-4 The diagram of wind wells biggest feature 表4-4井筒斷面特征 Tablet 4-4 The diagram of the feature of wells 井筒直徑/米 用途 井筒長度/米 傾角/?度 提升容器 井筒支護(hù) 5.5 回風(fēng) 885 90 無 混凝土 4.1.3 井筒數(shù)目的確定 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，生產(chǎn)礦井必須至少有兩個能行人的通到地面的安全出口，本設(shè)計礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為300萬噸，采用立井開拓，主井使用兩對16噸箕斗提升，副井使用一對雙層四車（1噸）罐籠提升，風(fēng)井內(nèi)設(shè)螺旋梯子間，與副井一起作為安全出口，故開采水平時，井筒數(shù)目有三個，它們是主井、副井、風(fēng)井。 4.2 開采水平的設(shè)計 4.2.1 水平高度的確定 本設(shè)計井田煤層平均傾角為10°，屬近水平煤層，再加之井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，故可采用傾斜長壁采煤法，根據(jù)煤層間距，考慮到井底車場的布置對巖性的要求，煤倉的高度，以及煤層開采時的動壓對大巷維護(hù)的影響，故本井田可劃分為一個水平，即-850水平，用集中大巷布置。如圖所示 圖4-5集中大巷布置剖面圖 Figure 4 -5 concentrated in large roadway layout profiles 4.2.2 設(shè)計水平儲量及服務(wù)年限 本井田設(shè)計水平為-850水平，即劃分為一個水平，該水平的工業(yè)儲量為4.396億噸。設(shè)計水平煤炭損失（注：永久煤柱損失）P為1493.7萬噸。 4.2.3 設(shè)計水平的巷道布置[1] 1）大巷布置方式： 大巷的主要任務(wù)使擔(dān)負(fù)煤矸、物料和人員的運(yùn)輸，以及通風(fēng)、排水、敷設(shè)管線。對大巷的基本要求是便于運(yùn)輸，利于掘進(jìn)和維護(hù)，能滿足礦井通風(fēng)安全的需要。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和地質(zhì)條件的不同，大巷可選用不同的運(yùn)輸方式和設(shè)備，而不同的運(yùn)輸設(shè)備對大巷提出了不同的要求。合理的大巷布置可以節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)，有利于井下運(yùn)輸和巷道維護(hù)，為合理布置采區(qū)和井下生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。 開拓巷道布置應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)條件、開采技術(shù)、條件和礦井開拓、通風(fēng)、運(yùn)輸方式等因素確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）開采近距離多煤層時，宜采用集中或分組運(yùn)輸大巷布置方式；煤層（組）間距大時，宜采用分層運(yùn)輸大巷布置。 （2）開拓巷道不得布置在有煤層與瓦斯突出危險的煤層中和嚴(yán)重沖擊地壓煤層中。 （3）開拓巷道布置應(yīng)避開應(yīng)力集中區(qū)和活動斷層，且不宜沿斷層布置。 （4）近水平多煤層開采，應(yīng)用分層或分組布置運(yùn)輸大巷時，宜將開采水平分層（組）運(yùn)輸大巷重迭布置。 所以，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定；本礦井大巷的布置方式為集中大巷布置：采用集中大巷布置時，井筒開鑿至開采水平之后，掘井底車場、集中運(yùn)輸大巷，到達(dá)帶區(qū)位置后，掘帶（采）區(qū)石門及車場進(jìn)行，帶（采）區(qū)準(zhǔn)備。這種方式的特點(diǎn)是開采水平內(nèi)只布置一條集中運(yùn)輸大巷，故總的大巷開拓工程量、占用軌道管線均減少；且本礦井可采煤層為五層，層間距不大，服務(wù)年限長，巖石底板堅硬，故采用集中運(yùn)輸大巷布置合理。 2）大巷數(shù)目 本井田設(shè)計了兩條大巷，即機(jī)軌合一運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷。 表4-5機(jī)軌合一大巷特征表 Table 4 -5 machine tracks Ecumenical Roadway Characteristics Table 優(yōu)點(diǎn) （1）掘進(jìn)和維護(hù)工程量少，維護(hù)費(fèi)用低 （2）充分利用巷道斷面 （3）膠帶輸送機(jī)的安裝和拆卸等比較方便 缺點(diǎn) （1）巷道斷面大，掘進(jìn)施工比較困難 （2）運(yùn)輸設(shè)備交叉 適用條件 單產(chǎn)高，回采工作面數(shù)目少，煤層底板巖石較好 3）大巷位置 本設(shè)計礦井大巷使用期限長，為便于維護(hù)，減少煤炭損失，以及考慮到采動的影響，將大巷布置在煤層底版巖石中，大巷的具體位置見開拓系統(tǒng)平、剖面圖。 4）大巷用途及規(guī)格 本井田巖石運(yùn)輸大巷主要用來運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)和行人。 回風(fēng)大巷主要用來回風(fēng)、運(yùn)料、出矸、運(yùn)輸設(shè)備。 因?yàn)榇笙锏姆?wù)年限都較長，所以都采用錨噴支護(hù)． 運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷的巷道剖面圖見圖4-6，圖4-7 圖4-6運(yùn)輸大巷 Figure 4 -6Transportation Roadway 圖4-6回風(fēng)大巷 Figure 4 -6 Return Roadway 4.3 帶區(qū)劃分及開采順序 4.3.1 條帶劃分 本設(shè)計井田共賦存有4-2、7-2、12、13、15-2五個煤層，其中各層煤厚度分別為4.3米、3.0米、3.0米、2.0米、2.5米，它們間的層間距分別為8米、10米、10米、12米，它們在整個井田中的賦存垂深大，井田中煤層賦存狀態(tài)規(guī)則，平均傾角為10°，整個井田為背斜構(gòu)造。為了充分利用自然地質(zhì)構(gòu)造，達(dá)到合理開采、開發(fā)煤炭資源的目的，決定以井田中一個斷層為界，將其劃分為兩塊，每塊內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況劃分為帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)均采用傾斜長壁采煤法。帶區(qū)的走向長度及傾斜長度因煤層賦存變化而不同，因此各帶區(qū)的條帶數(shù)及服務(wù)年限不盡相同。(下表列出了各帶區(qū)的特征：) 表4-6各采區(qū)的特征