某煤礦新井的井田開拓方案設(shè)計(jì)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u16599某煤礦新井的井田開拓方案設(shè)計(jì)綜述 1142991.1井田儲(chǔ)量和能力的計(jì)算 127111.1.1井田范圍 1195171.1.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 1302461.1.3華錦工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 257721.1.4可采儲(chǔ)量的確認(rèn) 2232741.1.煤礦生產(chǎn)能力和開采年限 3238821.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 3264171.1.2生產(chǎn)礦井的開采年限 3225581.3井田開拓 4216001.3.1井筒布置方式 4168111.3.2盤區(qū)劃分 497321.3.3礦井工業(yè)場(chǎng)地位置選擇 4156091.3.4選取開拓類型 446161.3.5井田的開采步驟 7213151.3.6大巷的開拓設(shè)立 7255491.4井筒 7136131.4.1井筒斷面設(shè)計(jì) 7309861.5井底車場(chǎng)及硐室 96801.5.1井底車場(chǎng) 9141061.5.2井底車場(chǎng)的硐室支撐 101.1井田儲(chǔ)量和能力的計(jì)算1.1.1井田范圍由地質(zhì)資料可知其境界如表2-1所示：表2-1井田境界表華錦所在井田東西走向長(zhǎng)3.4千米井田南北傾向4.4千米井田總面積14.96平方公里1.1.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量本次設(shè)計(jì)的華錦礦礦井的儲(chǔ)量?jī)H計(jì)算5-2煤，煤層的可采厚度處于1.9到3.83米左右，厚度達(dá)到了3.6米，按照規(guī)定，井田內(nèi)的工業(yè)儲(chǔ)量符合開采規(guī)定。1.1.3華錦工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算計(jì)算數(shù)據(jù)的依據(jù)和方法：首先參考煤厚以及煤層的傾角，然后根據(jù)地質(zhì)資料得出煤的容重為1.33t/m3。根據(jù)要求，華錦設(shè)計(jì)回采率為百分之八十五。可采煤層的厚度是3.6m，通過計(jì)算，得出面積約為14.96km2，接下來(lái)可以計(jì)算得出工業(yè)儲(chǔ)量：算式中，代入公式計(jì)算得出：=71.7Mt1.1.4可采儲(chǔ)量的確認(rèn)華錦礦的保護(hù)煤柱可以得到有鐵路、公路以及工業(yè)場(chǎng)地。保護(hù)煤柱尺寸目前主要參考?xì)v年設(shè)計(jì)及實(shí)地測(cè)量距離確定；《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明》要工業(yè)場(chǎng)地占地面積在井型0.45-0.9（Mt/a）的占地面積指標(biāo)取1.2。工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)華錦礦0.9Mt/a，按照要求，華錦礦的工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)根據(jù)設(shè)計(jì)的井型我選取的是1.2，因此接下來(lái)就可以按照步驟得出華錦礦工業(yè)場(chǎng)地占地面積的值：（2-2）算式中：根據(jù)帶入，計(jì)算出了工業(yè)場(chǎng)地安全煤柱的損失為574560t。（2）井田邊緣的安全煤柱（2-3）算式中：。從地質(zhì)資料中得出了井田的斷層保護(hù)煤柱損失為0。（3）根據(jù)地質(zhì)資料然后得出保護(hù)煤柱的損失達(dá)到了1.6Mt。（4）可采儲(chǔ)量的確認(rèn)根據(jù)地質(zhì)資料我們可以得出華錦礦井為中厚煤層的礦井，根據(jù)規(guī)范要求其采出率為81%。（2-4）得。1.1.煤礦生產(chǎn)能力和開采年限1.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力華錦煤礦儲(chǔ)量豐富，開采條件好，機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性高，著火點(diǎn)低，煤質(zhì)好，主要是無(wú)煙煤。根據(jù)以上分析，無(wú)論是礦產(chǎn)資源條件或外部開發(fā)條件狀態(tài)下，都適合本次設(shè)計(jì)建造一個(gè)0.9Mt/a的中型礦井。1.1.2生產(chǎn)礦井的開采年限（2-5）算式中：T?礦井的服務(wù)年限，a；通過上述計(jì)算得出華錦礦的開采年限為41.5a，設(shè)計(jì)開采42a。符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的設(shè)計(jì)要求。1.3井田開拓1.3.1井筒布置方式通過借鑒以往的和同類型礦井的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)的井筒有立井、斜井和平硐三種形式。根據(jù)資料我們也可以發(fā)現(xiàn)華錦礦的可采煤層傾角均在1°左右，是近水平煤層。礦井建立好以后有三個(gè)井筒，主井、副井、回風(fēng)井。1.3.2盤區(qū)劃分根據(jù)地質(zhì)記錄，煤層的平均傾角約為1°，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，因此采用盤區(qū)布置，在此設(shè)計(jì)中，分為三個(gè)大的盤區(qū)，結(jié)合了優(yōu)缺點(diǎn)和適合實(shí)際生產(chǎn)的條件。1.3.3礦井工業(yè)場(chǎng)地位置選擇（一）園中圓場(chǎng)地方案擬建的工業(yè)區(qū)位于井田制北界40米內(nèi)，距離二級(jí)公路260米，距離神朔鐵路330米，豎井底部無(wú)煤壓。在礦山生產(chǎn)期間，基地的天然地貌相對(duì)開闊，南北長(zhǎng)大約為385米，東西寬大概為265米，天然高度約1146米。煤層穩(wěn)定，開采深度在105到150m左右，建設(shè)周期的時(shí)間少，投資小。（二）平中坪場(chǎng)地方案該計(jì)劃的工業(yè)區(qū)位于井田東部邊界580米范圍內(nèi)。初期建設(shè)費(fèi)用大，場(chǎng)地在一個(gè)平坦的地方，海拔在+1131米左右。在這個(gè)發(fā)展項(xiàng)目?jī)?nèi)，進(jìn)行防洪工程的地點(diǎn)。距二級(jí)公路1240米，距神朔鐵路1190米。該場(chǎng)地距離井田制中心約1000米，兩翼的保護(hù)區(qū)不均衡。根據(jù)對(duì)兩個(gè)方案的對(duì)比，設(shè)計(jì)最后采用園中圓場(chǎng)地方案，1.3.4選取開拓類型方案一：通過設(shè)計(jì)和使用開發(fā)斜井。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布置主斜井，副斜井和通風(fēng)斜井。詳細(xì)見表2-3-1。表2-3-1主斜井副斜井回風(fēng)井地面上標(biāo)高（米）1146米1145米1165米底部的標(biāo)高（米）1091.7米1092米1093米井筒的傾角（米）16度6度25度井筒坡長(zhǎng)（米）182米502米174米方案一主井在運(yùn)輸方面設(shè)計(jì)選用的是帶式輸送機(jī)。副斜井我設(shè)計(jì)采用的是無(wú)軌膠輪車負(fù)責(zé)輔助任務(wù)。方案二詳細(xì)情況見下表2-3-1.表2-3-2主斜井副斜井回風(fēng)井地面上標(biāo)高（米）1146米1165米1165米底部的標(biāo)高（米）1091.7米1093米1093米井筒的傾角（米）16度90度25度井筒坡長(zhǎng)（米）182米502米174米該設(shè)計(jì)用無(wú)軌橡膠輪胎車輛，可以負(fù)責(zé)華錦礦的輔助運(yùn)輸石料，人員，設(shè)備和材料。其他與方案一相同。方案二方案一與方案二在副井這方面差異設(shè)計(jì)的比較大，采用方案二，這樣的話華錦礦副立井井筒短，不符合常理，然后它的井底硐室還非常的復(fù)雜。所以只對(duì)方案一中的副斜井和方案二中副立井比較，比較的數(shù)據(jù)見下表2-3-3：表2-3-3副斜井副立井長(zhǎng)度（米）502米53米掘進(jìn)面(平方米)18.45平方米53.6平方米工程量地表面長(zhǎng)度（米）81.5米11.6米工程量（立方米）1549.82立方米521.65立方米巖石長(zhǎng)度（米）416.92米41.15米工程量（立方米）7710.65立方米2156.94立方米井底硐室（m3）6030.0立方米15300.0立方米設(shè)備費(fèi)用（萬(wàn)元）320.6萬(wàn)元總花費(fèi)（萬(wàn)元）520萬(wàn)元1523.6萬(wàn)元對(duì)比以后高出789萬(wàn)元從表中可以看出，兩種開發(fā)方式的初始投資差額超過700萬(wàn)元，斜井運(yùn)輸不需要下放材料和設(shè)備這個(gè)復(fù)雜的過程。它具有連續(xù)性和高效率的優(yōu)點(diǎn)，可以直接到達(dá)地面上的各個(gè)目的地，方便快捷。因此，輔助井用于斜井的開發(fā)。1.3.5井田的開采步驟在具有穩(wěn)定儲(chǔ)量的煤層中開采，水平標(biāo)高（高度為1,093.15m）。分為三個(gè)盤區(qū)，府店二級(jí)公路的北部分為三盤區(qū)，而神朔鐵路的南部是分為第一盤區(qū)和二盤區(qū)，從北向南開采第一和第二盤區(qū)要求的是順序開采，而使用其他特殊的開采方法來(lái)開采剩余的角煤。這三個(gè)盤區(qū)被公路所包圍，形狀非常不規(guī)則，地質(zhì)儲(chǔ)量最小，為6.5Mt，因此最終采用了一種特殊的開采方法。1.3.6大巷的開拓設(shè)立大巷呈南北向依次順序設(shè)計(jì)。有帶式輸送機(jī)大巷、無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷，它們之間要留設(shè)30m煤柱，煤巷它的形成是比較快的，而且還有成本低的優(yōu)點(diǎn)，因此三條大巷均沿煤層布置。由于設(shè)計(jì)選用的大巷開采時(shí)間長(zhǎng)遠(yuǎn)，為了它的穩(wěn)定性，以及可靠性，斷面的形式我設(shè)計(jì)采用的是半圓拱。參數(shù)如下表2-3-4：表2-3-4寬度（m）高度（m）斷面積大小(m2)華錦運(yùn)輸大巷3.8米3.5米11.50平方米輔助運(yùn)輸大巷5.3米4.0米21.60平方米華錦回風(fēng)大巷4.0米3.6米11.40平方米1.4井筒1.4.1井筒斷面設(shè)計(jì)1、主斜井主井它是負(fù)責(zé)煤的運(yùn)出功能。設(shè)計(jì)的高程為1146m，地面高程為193m，傾斜角為16°，傾斜長(zhǎng)為180米。在巷中安裝1000mm皮帶輸送機(jī)。豎井部分采用半圓拱形部分，表土和風(fēng)化巖石部分由混凝土磚支撐，巖石部分由螺栓和噴漿混凝土支撐。凈截面積為13.30m2，3.8m的寬，3.5m的高。在井中布置并安裝灑水管。2、副斜井副斜井負(fù)責(zé)的是煤礦的輔助運(yùn)輸。設(shè)計(jì)的井口高程為1145米，底部高程為+193米，坡度為5°，坡長(zhǎng)為501米。無(wú)軌橡膠輪胎機(jī)車在巷道中行駛，并將250毫米厚的混凝土融入保護(hù)層中去。采用半圓拱形截面。表土和風(fēng)化的基巖段根據(jù)需要用混凝土支撐，基巖段用螺栓固定和噴射混凝土。確定寬度為5.3m，確定高度為4.0m，確定橫截面積為21.2m2。并且還要在華錦礦安裝排水和地下消防噴灑設(shè)備。3、斜風(fēng)井它主要負(fù)責(zé)井下的通風(fēng)，供人員呼吸。設(shè)計(jì)的華錦礦斜井高度為+1166m，地平面為+193m，傾斜角為23°，斜長(zhǎng)為173m。從圖中我們也可以看到支撐的軸上面是半圓形拱形截面，凈寬度為4米，凈高度為3.6米，凈截面積為14.4平方米。剖視圖見下。1.4.2井筒參數(shù)的確定主斜井的表面部分由混凝土支撐，支撐層的厚度選用為350mm，華錦礦井下的基巖部分由噴射混凝土支撐，噴射混凝土的厚度為120mm，鋪好的混凝土是100mm。設(shè)計(jì)的華錦礦巖石部分由噴漿支撐，噴漿厚度為150mm，地面混凝土厚度為300mm。通風(fēng)井的頂土部分由450mm厚的混凝土砌體支撐，基巖部分由錨網(wǎng)和噴漿混凝土支撐，噴漿厚度為150mm。參數(shù)設(shè)計(jì)見下表2-4-1：表2-4-1井筒設(shè)計(jì)表名稱井筒名字坐標(biāo)標(biāo)高（米）傾角（o）井筒長(zhǎng)（m）作用井口井底1主斜井X:4327391.25Y:3747231.24Z:+1146.5+1146.5米+1091.71米16.1度181.2米負(fù)責(zé)煤炭外運(yùn)2副斜井X:43276131.53Y:3747189.25Z:+1146.1+1146.1米+1093.25米6.2度501.3米運(yùn)輸材料和其他3回風(fēng)井X:4327337.04Y:3747258.03Z:+1166.7+1166.7米+1093.21米25.6度174.2米新風(fēng)進(jìn)入1.5井底車場(chǎng)及硐室1.5.1井底車場(chǎng)華錦礦設(shè)計(jì)斜井布置，煤炭經(jīng)過龐大的主井中的輸送機(jī)搬運(yùn)到了井上負(fù)責(zé)銷售。無(wú)軌膠輪胎車通過輔助運(yùn)輸將設(shè)備，材料和人員運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)地下礦區(qū)。因此，地面到地下的主輔運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)輸，沒有中間環(huán)節(jié)，地下沒有空車道、重車道和調(diào)車道，地下停車場(chǎng)僅由硐室和連接巷道組成。副斜井和輔助運(yùn)輸使用的是無(wú)軌膠輪車。一般而言，設(shè)計(jì)的華錦礦的材料、物資和人員車輛是直接運(yùn)輸?shù)模囕v可以通過輔助運(yùn)輸主道設(shè)置的車道行走。在輔助運(yùn)輸巷道的末端建立底坑、主排水泵房和變電站。1.5.2井底車場(chǎng)的硐室支撐根據(jù)井底部硐室的地理位置，除煤層底部集水區(qū)外，應(yīng)將中央變電站底部附近的泵房沿煤層鋪設(shè)，而且它們所采用截面的形狀為半圓形拱形，支撐形式為混凝土砌體支撐，華