1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述交通位置扎賚諾爾礦務(wù)局鐵北礦井，位于扎賚諾爾煤田的西北部。地理坐標(biāo)：東經(jīng)117。45，30：～46，40：；北緯49。26，15～27，30：。行政區(qū)局內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟滿洲里市扎賚諾爾區(qū)。西距滿洲里市29KM，東距海拉爾市160KM，至哈爾濱市908KM。濱州鐵路橫貫井田南側(cè)。礦區(qū)內(nèi)設(shè)有專用鐵路與濱洲線連接。至各旗（縣）均有公路相通，交通方便。1.1交通位置圖地形、地貌該區(qū)位于大興安嶺西坡之內(nèi)蒙古高原，但區(qū)內(nèi)地形平坦，一般標(biāo)高在+544.30m～544.60m之間。東西面環(huán)山，多為15～30。左右的緩坡狀丘陵。南北方向?yàn)槠教共菰：恿髅禾飪?nèi)水體頗多，木得那亞舊河床在煤層露頭以外僅200～500m。井田南、西側(cè)并流經(jīng)井田之上的人工河（達(dá)賚湖淺水渠、即木得那亞河改道工程），南通達(dá)賚湖，北入海拉爾河，流經(jīng)中蘇邊界，最后注入黑龍江。海拉爾河床平坦，汛期河水有時出槽，有時使工人河逆向流動。氣象與地震該區(qū)屬大陸性氣候，冬寒夏熱，溫差變化大，最低氣溫-42.7。C。最高氣溫37.4。C。結(jié)冰期長達(dá)7個月，凍結(jié)深度一般為2.5～3m。積雪厚度一般在5～12㎜。雨量多集中在六、七、八月份，年最大降雨量371.4㎜。一般為250～330㎜，年蒸發(fā)量1200～1500㎜，為降雨量的4.5倍。全年最大頻率風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，一般風(fēng)速為２～５m/s，最大為、２０m/s，風(fēng)力一般為２－３級，最大為８級。根據(jù)中國科學(xué)院出版刊物報(bào)導(dǎo)，本區(qū)為無震區(qū)。過去十多年只憑感覺發(fā)生過５次地震。1979年2月6日地震部門報(bào)導(dǎo)，在達(dá)賚湖地區(qū)發(fā)生過5.3級地震，震中在達(dá)賚湖西岸。最近呼盟地區(qū)地震局圖件表明，本區(qū)為6度震區(qū)。礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況該區(qū)以煤炭工業(yè)為主，無其他重要工業(yè)。礦區(qū)內(nèi)除蔬菜種植外，多為草原畜牧業(yè)。礦區(qū)職工待業(yè)子弟較多，勞動力來源比較充裕。礦務(wù)局有磚瓦廠一處，年生產(chǎn)能力1000萬塊，基本滿足礦區(qū)發(fā)展需要。另外扎賚諾爾礦區(qū)有煤矸石磚瓦廠一處，也可以為礦區(qū)所用。礦區(qū)周圍多為火成巖無石場。水源及電源礦區(qū)無論地表水，地下水均比較豐富，建設(shè)水源比較方便。礦區(qū)已建成達(dá)賚湖水源日產(chǎn)量13000噸供全礦區(qū)工、農(nóng)業(yè)用水。主要電源為靈泉二電廠，發(fā)電機(jī)組能力為25000KW，基本滿足礦區(qū)及呼盟地區(qū)用電電量。產(chǎn)品銷售，主要為富拉爾基二電廠，靈泉二電廠，少量為地區(qū)所用。1.2井田地質(zhì)特征井田地質(zhì)構(gòu)造扎賚諾爾煤田位于新華夏系第二沉降帶額爾古納隆起帶和海拉爾沉降帶的接壤帶上，屬晚侏羅紀(jì)含煤組扎賚諾爾群。煤田為一地塹式斷陷盆地。煤田東側(cè)為落差500m的阿爾公特山斷裂（原名磋崗斷層），西以落差300m的扎賚諾爾斷裂為界，南至達(dá)賚湖，北至中蘇邊界，面積為1035KM2。盆地內(nèi)煤系地層呈寬緩向斜構(gòu)造，是以大陸相沉積為主的斷線盆地。兩條斷裂均具有相同沉積性質(zhì)和多期活動特點(diǎn)，控制了盆地的形成，演化和含煤地層的沉積。煤田為一不對稱的寬緩向斜構(gòu)造，局部有起伏，軸向呈NE20o-30o，北部略抬起，向南傾沒于達(dá)賚湖。向斜西翼地層傾角東緩西陡，東翼傾角3o-5o，西翼傾角5o-10o，本井田位于向斜西翼北側(cè)，為單斜構(gòu)造，煤層穩(wěn)定。扎賚諾爾煤田地層由老至新為：1.遠(yuǎn)古界前寒武系：主要由~灰綠色片巖，花崗片麻巖夾石英巖組成。2.古生界：1）泥盆系中統(tǒng)：上部為酸性綠色火成巖及凝灰?guī)r，泥灰?guī)r，下部為千枚頁巖，粉砂巖及薄層灰?guī)r。2）石炭二疊系：上部為中酸性火成巖，下部為凝灰質(zhì)砂礫巖，泥巖等組成。3.中生界侏羅系1）興安嶺群：由中酸性火成巖及火山碎硝巖組成，上部為甘河組，由玄武巖、安山巖、凝灰?guī)r等火山碎硝屑組成，厚度大約500m，下部為龍口組，由粗面巖、流紋巖組成，厚度大約800m。2）扎賚諾爾群：為本煤田的含煤地層，由上至下：A、大磨拐河組：由砂巖，砂質(zhì)泥巖、砂礫巖及煤層組成。厚度為800多米，巖層顏色多為灰、灰白色，粒度為一膠結(jié)較好，含有3、4、煤層群。動物化石比較豐富，與下伏甘河組是不整合接觸的。B、伊敏組：由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤層組成，粒度無規(guī)律，砂質(zhì)膠結(jié)程度差，松散易碎，含水性，透水性良好。該組含有1、2、煤層群及動物化石，厚度在500m左右，與下伏大磨拐河組在2、每層地板下10-20m處呈不整合接觸。4、新生界第四季：地層由砂、粘土、砂質(zhì)粘土、腐植土、植物根及砂礫石組成，厚度10-25m，由猛犸象等古生物化石出土，與下伏底層整合接觸。地質(zhì)綜合柱狀圖1.2井田水文地質(zhì)本井田第四紀(jì)沖擊層表土厚系數(shù)9.978m/d，平均涌水量1.808l/s。影響半徑100m。水力性質(zhì)為半承壓水，0.5m，以下由粉砂、細(xì)砂、粘土沙礫組成，廣布全區(qū)，厚度10～24m，工業(yè)場地為15～16m砂層中夾透鏡體粘土層，透水性較差，下部的沙礫、礫石，在煤系地層之上，厚度變化在1.00～5.15m，透水性較好。根據(jù)工業(yè)場地81——水文1號孔，對第四紀(jì)曾綜合抽水資料，其靜水位標(biāo)高為+541.12m，（地面標(biāo)高+544.30m）滲水并和煤系化帶有水力聯(lián)系。該井田沒有進(jìn)行全區(qū)水文勘探工程，而是借助鄰近礦井特別是露天礦的水文資料綜合分析提供的。上部粉砂、細(xì)砂含水層按露天坑排水疏干時的最大涌水量1272～1467m3/d，按露天坑邊長2046米計(jì)算，單位長度涌水量為0.63m3/d。推定影響半徑為320m。滲透系數(shù)為7.2m/d。據(jù)鄰區(qū)62-3號孔，單位涌水量0.3～0.5l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)為56.77m2/d。下部沙礫，礫石含水量，據(jù)58-6號孔，單位涌水量0.3～0.781l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)544.77m2/d，水力性質(zhì)為半承壓水，和煤層風(fēng)化帶有水力聯(lián)系。第四紀(jì)沖積層以下孔隙含水層，根據(jù)已開采的礦井和巖性分析大致可分為3段。頂板含水段：有粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖組成為風(fēng)化裂隙帶，厚度70.34～72.29m，單位涌水量0.3l/s.m，導(dǎo)水系數(shù)33.51m2/d。煤層含水段，以細(xì)砂巖及煤層為主，夾泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度42.95～103.74m。其中煤層厚度8.6～37.48m，煤層占含水段總厚度的31%。根據(jù)鄰近礦井資料，單位涌水量隨采深的加大而減少。煤層底板含水段，由砂巖、粉砂巖組成，局部夾有薄煤層，厚度12.68～57.19m。單位涌水量0.115～0.152l/s.m。通過鄰近礦井的水文資料分析，本礦井充水特征是：礦井充水來源于靜儲量的消耗和動出儲量的補(bǔ)充。淺部風(fēng)化裂隙帶的靜儲量是礦井充水的最大來源。礦井的涌水量隨采掘深度的增加而減少。礦井的涌水量季節(jié)性變化不大。礦井涌水量根據(jù)鄰近礦井資料，用相關(guān)分析法計(jì)算，預(yù)計(jì)投產(chǎn)時的平均涌水量335.45m3/h，最大涌水量389.6m3/h。根據(jù)鄰近礦井的觀察，斷層的導(dǎo)水性隨巖性的不同有多差異，但多數(shù)因斷裂的錯動而水量減少。水質(zhì)類型為重碳酸——硫酸——鉀鈉鎂水。PH值最小5.8，最大7.4，一般7.0～7.2，呈堿性。地質(zhì)勘探程度基本滿足設(shè)計(jì)要求，高級儲量占94.2%，但沒有進(jìn)行專門的水文工作。內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)管理局在精查地質(zhì)報(bào)告審批決議中認(rèn)為計(jì)算的涌水量偏小，對此設(shè)計(jì)中給予采取措施。地質(zhì)勘探程度鐵北礦井田于1979年開始普勘，1980年精查勘探結(jié)束，并提交了精查報(bào)告。在國家計(jì)委1981年《關(guān)于呼倫貝爾地區(qū)煤炭規(guī)劃的初步意見》中，重新劃分了鐵北礦井為了適應(yīng)新井田的劃分和對勘探程度的新要求，86年6月，因礦建施工中實(shí)見的斷層與原地質(zhì)報(bào)告中所提供的幾條斷層出入較大，扎局地測部門進(jìn)行了補(bǔ)充勘探。87年2月提出了補(bǔ)充勘探地質(zhì)資料，《鐵北勘探區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告》，報(bào)告于同年3月經(jīng)內(nèi)蒙古煤炭管理局審查批準(zhǔn)通過，批準(zhǔn)決議書第12800號，該報(bào)告為井田最終勘探報(bào)告。1.3煤層特征煤層煤層發(fā)育總的趨勢是由淺至深逐漸變厚，由西向東逐漸分岔變薄。比重1.2～1.25t/m3。2號煤層為全區(qū)發(fā)育其余局部可采。煤層可采厚度6.82～15.88m平均厚度10.67m，本區(qū)共有3個可采煤層，即2號、3號、4號、其中2號煤層為一單斜構(gòu)造，煤層走向N40°～75°E，傾向SE，傾角6°～10o。86年6月，因礦建施工中實(shí)見的斷層與原地質(zhì)報(bào)告中所提供的幾條斷層出入較大，扎局地測部門進(jìn)行了補(bǔ)充勘探。87年2月提出了補(bǔ)充勘探地質(zhì)資料，基本查明了斷層的百年化情況。沿走向F48斷層的位置由原來的14～15勘探線間向南東延伸至16～17線間延長900m；F48發(fā)育在12～15線間，走向長為1460m，傾角為55°，落差8～30m；斷層名稱走向傾向傾角落差性質(zhì)F8N70°～81°SE60°0～29正斷層F46N38°NW58°7～9正斷層井田內(nèi)上覆第四紀(jì)地層。厚10～25m，以粉砂。沙礫為主。中夾不連續(xù)透鏡體粘土層。煤系地厚1100m，上部為伊敏組，平均厚370～380m。主要含1號煤層為不可采煤層。巖性以細(xì)砂巖粉砂巖為主。下部為大磨拐子組、與上組煤層底板下10～20m處以下不正合接觸。該組煤系地層厚平均330～400m，含2號、3號、4號、5號、煤層。其中2號、3號、4號、為可采層煤。2號頂板平均為180m厚的巨厚泥巖所組成，具有良好的隔水性。2號煤層為目前該礦區(qū)開采的主要煤層。煤層頂、底板煤系巖層為砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、泥質(zhì)頁巖，風(fēng)化水化性不強(qiáng)，硬度F=1.8以上。煤質(zhì)煤種為褐煤，硬度F=2.5，水分12.9%以上。揮發(fā)分41.74%，不粘結(jié)，分析基發(fā)熱量4982cal/Kg，煤層灰分平均為17.96%，最高達(dá)35.46%，最低為8.44%，其中1號煤層平均灰分20.63%，2、3、4號煤層平均灰分為15.96%。硫的含量一般為0.4%、磷PF的含量在0.009左右，焦油率在3.5～6.15%。灰熔點(diǎn)1080～1305。C。1.3.4煤塵爆炸的危險(xiǎn)性本井為低沼氣礦井，煤塵爆炸指數(shù)54.8%-86.4%.有煤塵爆炸危險(xiǎn)。煤的自燃發(fā)火傾向有自燃發(fā)火傾向，煤層發(fā)火期3～6個月。地溫煤的工業(yè)用途2井田境界和儲量2.1井田境界井田劃分的依據(jù)井田邊界東部邊界：以80-12、80-17、80-16號鉆孔連線，東南以79-9為界限；西部邊界：以79-1、煤層露頭線和斷層F8、F46.；南部邊界：以79-2、79-3號鉆孔和301國道保護(hù)煤柱為界；北部邊界：以79-14、79-15鉆孔和煤層露頭線為界；開采界限井田內(nèi)含煤地層為下二疊統(tǒng)內(nèi)蒙古組及上石炭統(tǒng)扎賚諾爾組，總厚26.36含煤5層。可采煤層3層，但其余兩層為局部可采煤層，所以主采煤層只有2號煤層礦井設(shè)計(jì)只針對2號煤層設(shè)計(jì)。開采上限：1號煤層以上無可采煤層。下部邊界：5號煤層位居不可采煤層，4號煤層下再無可采煤層。井田尺寸井田的走向最大長度為5.2km，最小長度為4.7km，平均長度為4.95km。井田傾斜方向的最大長度為4.0km，最小長度為3.6km，平均長度為3.8km。煤層的傾角3-10o，平均為6o，局部可達(dá)11o。井田的水平面積按下式計(jì)算：S=H×L（2.1）式中：S—井田的水平面積，m2；H—井田的平均水平寬度，m；L—井田的平均走向長度，m；則，井田的水平面積為：S=4.95×3.8=18.81（km2）井田賦存狀況示意圖如圖2.12.2礦井工業(yè)儲量儲量計(jì)算基礎(chǔ)1.根據(jù)鐵北礦井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲量計(jì)算圖計(jì)算；2.計(jì)算能利用儲量的煤層最低可采厚度為1.0,最高可采灰分40%，暫不能利用儲量最低可采厚度為0.60m，最高可采灰分50%，如果灰分大于50%，用插入法在平面圖上圈出炭質(zhì)泥巖范圍。3.依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8m，原煤灰分不大于25%。計(jì)算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.7—0.8m；4.依據(jù)國務(wù)院過函《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；5.儲量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計(jì)算厚度；6.井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，傾角平緩，構(gòu)造簡單，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。7.煤層容重：煤層平均厚度為1.25t/m3表2.1各可采煤層容重一覽表煤煤層11號22號33號44號55號容重t/m31.211.221.261.271.24井田地質(zhì)勘探井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探鐵北礦井田精查地質(zhì)報(bào)告是由內(nèi)蒙古煤化局地質(zhì)勘探一隊(duì)于1980年6月提出，于1986年12月經(jīng)內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)管理局審查批準(zhǔn)通過，作為井田最終勘探報(bào)告。井田范圍內(nèi)鉆孔分布，井田內(nèi)北部邊界附近和西部及東部邊界附近，鉆孔布置較少；其它區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。北部邊界附近屬C級儲量，西部邊界附近屬B級儲量，其它區(qū)域?yàn)锳級儲量。高級儲量占94%，符合煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。煤層最小可采厚度為6.82，最大可采厚度為26.32平均厚度18.54m。2號煤層平均厚度10.67工業(yè)儲量計(jì)算礦井主采煤層為2號煤層，采用地質(zhì)塊段法計(jì)算儲量。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體劃分為111b-1、111b-2、111b-3、122b-1、122b-2、122b-3六個塊段，在各塊段范圍內(nèi)，用求積儀求得每個塊段的面積，塊段厚度采用算術(shù)平均法計(jì)算。凡傾角大于15o的塊段均進(jìn)行傾斜面積及真厚度的換算，煤層總儲量即為各塊段儲量之和。圖2.2地質(zhì)塊段劃分由圖計(jì)算各塊段面積分別為：Sa=28.37kmSb=11.71kmSc=42.91kSd=24.68Se=10.05Sf=44.25按下式計(jì)算：Zi=Si×Mi×ri （2.2）式中：Zi——各塊段儲量，萬t。Si——各塊段的面積，m2。Mi——各塊段內(nèi)煤層的厚度，m。Ri——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.25t/m3。111b-1塊段儲量：Za=28.37×26.55×1.25=91.53（萬t）111b-2塊段儲量：Zb=11.71×11.39×1.25=166.72（萬t）111b-3塊段儲量：Zc=42.91×11.39×1.25=610.93（萬t）122b-1塊段儲量：Zd=24.68×11.39×1.25=351.38（萬t）122b-2塊段儲量：Ze=10.05×11.39×1.25=143.09（萬t）122b-3塊段儲量：Zf=44.25×12.55×1.25=694.17（萬t）工業(yè)儲量：Zg3=Za+Zb+Zc+Zd+Ze+Zf=2057.82（萬t）2.3礦井可采儲量安全煤柱留設(shè)原則1.工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；2.各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖石移動角流沙層中采用45°，煤系地層據(jù)扎局生產(chǎn)礦井實(shí)測資料采用65°3.維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20m，村莊10m，其他15m；4.斷層煤柱寬度30m，井田境界煤柱寬度為20m；5.工業(yè)場地占地面積地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占指標(biāo)見表2.2。表2.2工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8礦井永久保護(hù)煤柱損失量1.井田邊界保護(hù)煤柱井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)50m寬，井田保護(hù)煤柱損失量為754.98.則煤層井田邊界保護(hù)煤柱損失量為304.8萬t。2.工業(yè)廣場保護(hù)煤柱工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留圍護(hù)帶寬度15m，工業(yè)廣場面積由表2.2確定，取56公頃。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖2.3。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱壓煤量1587.5，則煤層工業(yè)廣場保護(hù)煤柱壓煤量為：640.9萬t。3.大巷保護(hù)煤柱大巷中心距離為85m，大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各為40m，大巷保護(hù)煤柱損失量1931.87，則2號煤層大巷保護(hù)煤柱損失量為779.9萬t。4.井筒保護(hù)煤柱主、副井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各種保護(hù)煤柱損失量見表2.3。表2.3保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲量（萬t）井田邊界保護(hù)煤柱754.98工業(yè)廣場保護(hù)煤柱1587.5大巷保護(hù)煤柱1931.87井筒保護(hù)煤柱0合計(jì)4274.35礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲量，可按下式計(jì)算：Zk=（Zg-P）×C（2.5）式中：Zk——礦井可采儲量，萬t；P——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物 大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬t；C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85；地方小煤礦不小于0.7。則，礦井設(shè)計(jì)可采儲量：Zk=（48830.59-4274.35）×0.75=33417.18（t）則2號煤層設(shè)計(jì)可采儲量：Zk=（24310-1725.6）×0.75=16938.3（t）3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天，工作制度采用“三八制”，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班檢修備，每班工作8小時。礦井每晝夜凈提升時間為14小時。3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：1.資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；2.開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模;否則應(yīng)縮小規(guī)模；3.國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；4.投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力鐵北井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，媒質(zhì)為肥煤和焦煤，交通運(yùn)輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。確定鐵北礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a。3.2.3礦井礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井可采儲量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：ZZkA*KT=—— （A*KT=——式中:T——礦井服務(wù)年限，a；Zk——礦井可采儲量，萬t；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t；K——礦井儲量備用系數(shù)，取1.4則，礦井服務(wù)年限為：T=21998.43/300*1.4=102.6（年）則，2號煤層服務(wù)年限為：T=16938.3/300*1.4=79.1（年） 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。井型校核按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：1.煤層開采能力井田內(nèi)2號煤層平均10.67m，為特厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采放頂煤工作面保產(chǎn)。2.輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計(jì)為特大型礦井，開拓方式為雙斜井單水平開拓，主斜井采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，副斜井采用無軌膠輪車輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，再經(jīng)主斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)提升至地面，運(yùn)輸能力大，自動化程度高。副井運(yùn)輸采用膠輪車直接下放物料。同時也能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。3.通風(fēng)安全條件的校核礦井瓦斯無爆炸危險(xiǎn)性，有煤塵爆炸危險(xiǎn)。須采取降塵措施。4.礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表3.1。表3.1我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角<25°煤層傾角25°～45°煤層傾角>45°600及以上8040——300～5007035——120～2406030252045～90502520159～30各省自定4井田開拓4.1井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入媒體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認(rèn)真研究。1.確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2.合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3.布置大巷及井底車場；4.確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5.進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6.合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則：1.貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。2.合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。3.合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4.必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。5.要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。6.根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)1.井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角小，平均6o，為近水平煤層；表土層薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量小；井筒不需要特殊施工，因此可采用斜井開拓或立井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為雙斜井。2.井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田西部邊界距扎區(qū)鐵路很近，故為便于地面運(yùn)輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田西翼中部。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2.1工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為56公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向，長為800m,寬為700m。開采水平的確定及采帶區(qū)劃分井田主采煤層為2號煤層，2號、煤層傾角平緩，為3°～10°，平均為6°，局部可達(dá)到11°為近水平煤層，帶區(qū)式開采。2號煤層生產(chǎn)能力3.0Mt，可采儲量為237.3Mt，服務(wù)年限為79.1a。主要開拓巷道2號、煤層平均厚度為10.67m，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度適中為2—3。礦井開拓大巷布置在煤層中，留大煤柱護(hù)巷，大巷間距40m。由于礦井瓦斯涌出量小，進(jìn)行了提前抽放措施為滿足回風(fēng)需要，專門布置一條回風(fēng)大巷。布置一條主運(yùn)輸大巷，一條輔助運(yùn)輸大巷，共三條大巷。為便于在巷道交叉時架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，主運(yùn)輸大巷沿底板掘進(jìn)，輔助運(yùn)輸大巷在煤層中間布置，回風(fēng)大巷沿頂板掘進(jìn)。大巷位于井田中央，沿傾向布置，大巷全部在煤層中，巷道坡度隨煤層而起伏,一般3°-10°，輔助運(yùn)輸大巷局部11°，主運(yùn)輸大巷上倉段局部10方案比較1.提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井單水平開拓主、副井筒均為立井，布置于井田的中央，只設(shè)一個水平。輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪運(yùn)輸，大巷布置在底板中，主井長度為235.2m，副井長度為230.5m。如圖4-1。方案二：主斜副立單水平開拓主斜副立布置于井田的中央，斜井提煤運(yùn)輸能力大，立井輔助運(yùn)輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。而煤層的自然發(fā)火期比較短因此大巷布置在底板中，沿底板掘進(jìn)。如圖4-2。方案三：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）主、副井井筒井筒均為斜井開拓，布置于井田中央，大巷布置在底板中，主斜井坡度取20°，副斜井坡度取20°，主斜井長度為235.2/sin20°=682.3m副斜井長度為230.5/sin20°=678.1m。如圖4-3圖圖4-1立井單水平開拓圖圖4-2主斜副立單水平開拓圖圖4-3斜井單水平開拓(井筒位于井田中央)2.技術(shù)比較以上所提三個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒開拓方式的不同和井筒形式的不同，及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。方案一、二主井井筒形式不同。方案一主副井均為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯、及水文等自然條件的限制。主要缺點(diǎn)是井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備較多，要求有較高的技術(shù)水平，掘進(jìn)慢，基建投資大。方案二主井為斜井，斜井的運(yùn)輸能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井的需要；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合估算費(fèi)用結(jié)果（見表4-1，4-2），在方案一、二中選擇方案二：主斜副立單水平開。表4-1方案一:立井單水平開拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)基建費(fèi)用(萬元)①主井開鑿表土段39.90214763856.901435.39基巖段59.397552578.48②副井開鑿表土段39.9244845976.931646.00基巖段59.3112828669.07③井底車場巖巷24028113674.71674.71④小計(jì)3756.10生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)⑤立井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)27287.471.2149760.9491.6⑥排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)1359.10100876055.410.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)23065.141.2149763.6670.35⑧小計(jì)51711.70合計(jì)⑨費(fèi)用(萬元)55467.80表4-2方案二:主斜副立雙水平開拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)基建費(fèi)用(萬元)①主井開鑿表土段301696.000.000.000.00基巖段2937688.800.000.00②副井開鑿表土段217060234.12320.89基巖段27106211286.77③井底車場巖巷12028113337.36337.36④小計(jì)658.25生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)⑤立井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)4319.101.277570.291.6⑥排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)678.20358760790.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)11806.771.277573.6240.35⑧小計(jì)16804.07合計(jì)⑨費(fèi)用(萬元)17462.32方案三:斜井單水平開拓項(xiàng)目數(shù)量(10m)基價(jià)(元)費(fèi)用(萬元)費(fèi)用(萬元)基建費(fèi)用(萬元)①主井開鑿表土段39.9214763856.901372.95基巖段52.997552516.05②副井開鑿表土段39.9244845976.931573.79基巖段52.9112828596.86③井底車場巖巷12028113337.36337.36④小計(jì)3284.10生產(chǎn)費(fèi)用(萬元)⑤立井提升系數(shù)煤量(萬t)提升高度(km)基價(jià)(元/t.km)4319.101.277570.291.6⑥排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(jià)(元/t.km)678.20358760790.28⑦大巷運(yùn)輸系數(shù)煤量(萬t)平均運(yùn)距(km)基價(jià)(元/t.km)11806.771.277573.6240.35⑧小計(jì)16804.07合計(jì)⑨費(fèi)用(萬元)20088.17表4-3方案二和方案三（見表4-3）的總費(fèi)用近似相同，但設(shè)計(jì)礦井采用無軌膠輪車，斜井有利于膠輪車的下放及提升，而且立井的井底車場相對要復(fù)雜；礦井設(shè)計(jì)大巷布置在巖層中，輔助運(yùn)輸任務(wù)輕，立井有利于輔助運(yùn)輸任務(wù)的優(yōu)點(diǎn)不突出；綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：斜井單水平開拓（井筒位于井田中央）。4.2礦井基本巷道井筒礦井共有二個井筒，分別為主斜井、副斜井。1.主斜井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦井300萬t/a的煤炭運(yùn)輸兼進(jìn)風(fēng)。井筒內(nèi)裝備B=1400mm膠帶輸送機(jī)；，裝備斜井架空乘人器，負(fù)責(zé)礦井人員升降，設(shè)有一趟消防灑水管路和一趟壓風(fēng)管路，靠近機(jī)尾段鋪設(shè)檢修軌道。井筒斷面為半圓拱形，凈斷面面積為15.5m2,傾角17°，表土層段掘進(jìn)斷面面積為21.7m2,基巖掘進(jìn)斷面面積為17.1m2,井筒斷面布置如圖4.5、圖4.6。2.副斜井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦的材料和設(shè)備提升。副斜井內(nèi)鋪設(shè)43kg/m雙軌，900mm規(guī)矩，裝備3.5m雙滾筒絞車和一套慢速絞車。井筒內(nèi)設(shè)有兩趟排水管路，并敷設(shè)動力電纜。井筒斷面形狀為半圓拱形，傾角20°，凈斷面面積為17.8m2,表土層掘進(jìn)斷面面積為23.9m2,基巖掘進(jìn)斷面面積為19.9m2,井筒斷面布置如圖4.7、圖4.8。井底車場及硐室礦井為斜井開拓，煤炭由主斜井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面；物料經(jīng)副斜井運(yùn)至井底車場，在井底車場換裝，由無軌膠輪車運(yùn)到帶區(qū)；少量矸石由鏟斗車直接排到非通行的巷道橫貫中。1.井底車場的形式和布置方式根據(jù)礦井開拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對位置關(guān)系，確定為折返式井底車場，副斜井、井底車場鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為無軌膠輪車，在井底車場的大巷東側(cè)設(shè)環(huán)形換裝站，以滿足礦車與無軌膠輪車之間的材料調(diào)換。井底車場布如圖4-10。2.空重車線長度井底車場空、重車線調(diào)車線長度按1.5倍列車長度考慮，一列礦車為20個車廂，采用1.5t固定箱式礦車，型號為MG1.7-9B,外形尺寸（長×寬×高）2400×1150×1150（mm），故取調(diào)車線長度為70m。換裝站硐室用于材料、設(shè)備的換裝，長度為80m，可同時對兩套膠輪平板車進(jìn)行換裝，硐室內(nèi)一端布置2臺40m行程的10t電動葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與一般設(shè)備換裝，另一端布置2臺一組的20t電動葫蘆橋式起重機(jī)用于支架等重型設(shè)備的換裝。3.調(diào)車方式井底車場內(nèi)設(shè)2臺蓄電池機(jī)車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由蓄電池機(jī)車牽引，重車頂入換裝站，空車返回井底車場存車線。大巷來的材料膠輪平板車直接倒入換轉(zhuǎn)站一端等待換裝。兩翼大巷駛?cè)刖总噲龅哪z輪人車在存車場存放，該處同時作為上、下井人員換乘點(diǎn)。4.硐室井底車場硐室主要有：井底換裝站、井底煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫井底清理斜巷、水倉、調(diào)度室、等候室、機(jī)頭硐室聯(lián)絡(luò)巷等。井底換裝站用于材料、設(shè)備的換裝，長度為70m，可同時兩套膠輪平板車，硐室內(nèi)一端布置2臺40m行程的10t電動葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與一般設(shè)備換裝；另一端布置2臺一組的20t電動葫蘆橋式起重機(jī)，用于支架等重型設(shè)備的換裝。井底煤倉主斜井井底煤倉為一垂直圓斷面煤倉，坐落于主斜井底段，煤倉直徑為8.0m，有效裝煤高度為24.8m，經(jīng)計(jì)算煤倉容量為1800t。膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力為2500t/h，主斜井輸送經(jīng)運(yùn)輸能力為1600t/h,兩者之差為900t/h，故主斜井井底煤倉的設(shè)置有利于主斜井運(yùn)輸能力的緩解。煤倉采用上裝式布置，通過檢修清理斜巷清理。水倉布置及清理水倉布置在井底車場空車線的北側(cè)，水倉開口在調(diào)車線的中部，礦井正常涌水量為335m3/h，最大涌水量為389m3/h，所需水倉的容量為：Q0=389×8=3112(m3)根據(jù)水倉的布置要求,水倉的容量為:Q=S×L (4-1)式中:Q—水倉容量，m3；S—水倉有效斷面積，7.98m2L—水倉長度，435.6m則，Q=7.98×435.6=3476m3由上面計(jì)算得知：Q>Q0，故設(shè)計(jì)的水倉容量滿足要求。水倉采用水倉清理機(jī)清理。井底車場車場巷道及硐室除煤倉、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。主要開拓巷道主運(yùn)輸大巷基本沿2號煤層底板布置。輔助運(yùn)輸大巷布置在煤層中部。，巷道坡度隨煤層而起伏,一般3°-10°，輔助運(yùn)輸大巷局部10°，主運(yùn)輸大巷上倉段局部11°。主運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度100mm，輔助運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度200mm。主、輔運(yùn)輸大巷均為錨梁網(wǎng)索噴支護(hù)矩形斷面，掘進(jìn)寬度為6m，高為3.6m與3.8m設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面為21.6m2和22.8m2。輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷斷面特征如圖4.11和4.12。一條總回風(fēng)大巷基本沿煤層頂板掘進(jìn)，布置在煤層中，回風(fēng)大巷及支護(hù)為錨梁網(wǎng)索噴支護(hù)矩形斷面，掘進(jìn)寬度為6m，高為3.7m，設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面為和22.2m2，凈斷面為20.3m2。回風(fēng)大巷斷面特征見圖4-13。圖4.10井底車場5準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置5.1煤層地質(zhì)特征帶區(qū)位置設(shè)計(jì)首采帶區(qū)位于井田東翼，大巷東北部。帶區(qū)煤層特征 帶區(qū)所采煤層為2號煤層，其煤層特征：褐煤為主，煤層平均厚度10.67米，煤層傾角3－10度。煤層結(jié)構(gòu)簡單：煤的硬度為2～3，煤的容重1.25t／m3。帶區(qū)平均瓦斯涌出量為0.67m3/t，瓦斯涌出量較小。煤塵爆炸指數(shù)54.8%-86.4%.有煤塵爆炸危險(xiǎn)。煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況老頂：中砂巖，泥巖，厚度3—6m。深灰色，具斜波狀層理，含少量泥巖包裹體。直接頂：粉砂巖，泥質(zhì)頁巖，厚度5—10m，深灰色，塊狀，夾薄層泥巖，可見植物化石碎片。偽頂：砂巖，厚度0.3－1m，灰黑色，質(zhì)硬，隨采掘脫落，含植物化石碎片，含炭質(zhì)。直接底：細(xì)砂巖，粉砂巖，厚度1-1.2m，灰黑色，質(zhì)硬，均勻?qū)永恚植刻炕＠系祝悍凵皫r，厚度4.25m，深灰色，薄至中厚層狀，水平層理發(fā)育。水文地質(zhì)礦井涌水量根據(jù)鄰近礦井資料，用相關(guān)分析法計(jì)算，預(yù)計(jì)投產(chǎn)時的平均涌水量335.58m3/h，最大涌水量389.12m3/h。根據(jù)鄰近礦井的觀察，斷層的導(dǎo)水性隨巖性的不同有多差異，但多數(shù)因斷裂的錯動而水量減少。地質(zhì)構(gòu)造帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層整體呈東高西低的單斜構(gòu)造，煤層傾角平均3°～10°，局部11°。一、三、四帶區(qū)內(nèi)無斷層，二帶區(qū)內(nèi)有一落差較大斷層，但在井田邊界影響范圍不大。地表情況各帶區(qū)對應(yīng)地面有零星坐落的幾個村莊，村莊都不大，人口、戶數(shù)少，搬遷費(fèi)用相對較少，采取全部搬遷措施。新開河流經(jīng)井田中部，無大的地表水系和水體。5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定帶區(qū)準(zhǔn)備方式優(yōu)點(diǎn)，大巷掘出后便可以掘運(yùn)輸斜巷，回風(fēng)斜巷，開切眼和必要的洞室車場。因此巷道系統(tǒng)簡單。本設(shè)計(jì)礦井大巷布置在巖層中，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車。帶區(qū)巷道布置1.帶區(qū)煤柱由后面第9章通風(fēng)設(shè)計(jì)確定工作面采用一進(jìn)一回的布置方式，每個工作面共布置兩條順槽，一側(cè)布置一條，一條進(jìn)風(fēng)一條回風(fēng)。一般主、副井部分大巷貫通形成通風(fēng)回路之后就可以布置回采巷道，但工作面產(chǎn)量大，瓦斯涌出量小，采用中央并列式通風(fēng)可以滿足工作面的風(fēng)量要求，大巷布置在煤層中，采用連采機(jī)掘進(jìn)，掘進(jìn)速度快，在大巷和回風(fēng)井貫通形成風(fēng)流回路后，再掘工作面順槽。順槽煤柱：工作面兩邊靠近工作面的兩條順槽之間留設(shè)20m煤柱。2.區(qū)段要素首采帶區(qū)一帶區(qū)位于大巷東側(cè)，走向長平均2224m，傾向長平均1634m。帶區(qū)內(nèi)劃分八個區(qū)段，區(qū)段平均長1820m，寬180m,工作面長180m。3.開采順序首采帶區(qū)為一帶區(qū)，然后依次采二、三、四帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留設(shè)較寬，故各區(qū)段之間依次開采，首采工作面為1101工作面，然后依次開采下一個區(qū)段。在采空區(qū)上覆巖層移動穩(wěn)定后，利用連采機(jī)采用房柱式采煤法回收煤柱。回收率按50%計(jì)算。4.帶區(qū)通風(fēng)帶區(qū)內(nèi)各工作面采用一進(jìn)一回，U型通風(fēng)系統(tǒng)，工即：一條進(jìn)風(fēng)巷，一條回風(fēng)巷。5.帶區(qū)運(yùn)輸帶區(qū)內(nèi)區(qū)段運(yùn)輸順槽鋪設(shè)B=1400mm的膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸煤炭到大巷膠帶運(yùn)輸機(jī)，帶區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車運(yùn)輸，材料車從井底車場出來，經(jīng)輔助運(yùn)輸大巷到回采工作面的輔助運(yùn)輸順槽，再到工作面。帶區(qū)巷道布置如圖5.1。帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)1.運(yùn)煤系統(tǒng)煤由工作面刮板運(yùn)輸機(jī)—→轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)—→順槽膠帶輸送機(jī)—→大巷膠帶輸送機(jī)—→井底煤倉—→主斜井膠帶輸送機(jī)—→地面。2.輔助運(yùn)輸系統(tǒng)工作面設(shè)備材料經(jīng)副斜井軌道運(yùn)至井底換裝站，換裝至無軌膠輪車，由無軌膠輪車運(yùn)至工作面。運(yùn)輸路線如下：地面—→副斜井—→＋310m井底車場—→井底車場換裝站—→輔助運(yùn)輸大巷—→工作面順槽—→工作面3.通風(fēng)系統(tǒng)帶區(qū)工作面風(fēng)流路線為：新風(fēng)走向：副井—→運(yùn)輸大巷—→進(jìn)風(fēng)行人斜巷—→分帶運(yùn)輸斜巷—→工作面污風(fēng)走向：工作面—→分帶回風(fēng)斜巷—→帶區(qū)運(yùn)料平巷—→帶區(qū)回風(fēng)煤門—→材料車場—→回風(fēng)大巷—→主井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流路線如圖5.2。4.排矸系統(tǒng)5.供電系統(tǒng)帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率1.帶區(qū)生產(chǎn)能力2.帶區(qū)采出率帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量與帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量的百分比稱為帶區(qū)采出率。按下式計(jì)算：帶區(qū)采出率=帶區(qū)實(shí)際采出煤量/帶區(qū)工業(yè)儲量×100%帶區(qū)開采損失主要有：工作面落煤損失，約占3%；放頂煤無法全部放出損失；工作面頂煤煤皮損失；帶區(qū)內(nèi)條帶煤柱不可回收損失；帶區(qū)內(nèi)斷層煤柱損失等。帶區(qū)內(nèi)工業(yè)儲量為：3098.1萬t帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出煤量為：2687.87萬t則：帶區(qū)采出率=2687.87/3098.1×100%=86.7%根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：采（帶）區(qū)采出率：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。設(shè)計(jì)首采帶區(qū)采出率為80.0%，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。5.3帶區(qū)車場選型設(shè)計(jì)帶區(qū)煤層傾角小，平均6°，為近水平煤層。帶區(qū)布置，順槽直接和回采巷道連接，不設(shè)帶區(qū)車場，采用無軌膠輪車輔助運(yùn)輸，在順槽和大巷連接處需抹角，抹角大小為3×3m，與大巷成45°角，以便于無軌膠輪車的拐彎。順槽與大巷均為膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，順槽膠帶輸送機(jī)與大巷膠帶輸送機(jī)直接搭接，不設(shè)帶區(qū)煤倉。煤層底板坡度小，起伏不大，無軌膠輪車完全可以適應(yīng)，故不設(shè)帶區(qū)絞車房。井底中央變電所至帶區(qū)的供電系統(tǒng)電路壓降較大，為保證帶區(qū)正常生產(chǎn)，需布置帶區(qū)變電所。帶區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在通風(fēng)良好，圍巖穩(wěn)定，地壓小，易維護(hù)，無淋水，易于搬遷變壓器等電器設(shè)備的地方，并使變電所位于盤區(qū)用電負(fù)荷中心，位于主運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷之間。采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，底板用100號混凝土鋪底并高出鄰近巷道底板200～300mm。具有0.3%的坡度。6采煤方法6.1采煤工藝方式帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件3—6m1-確定采煤工藝方式1.分層綜采工藝的特點(diǎn)2.放頂煤工藝3.一次采全高工藝回采工作面參數(shù)回采工作面破煤、裝煤方式優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)刀方式回采工作面支護(hù)方式端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式各工藝過程注意事項(xiàng)回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)6.2回采巷道布置回采巷道布置方式回采巷道參數(shù)1.斷面順槽、聯(lián)絡(luò)巷斷面均為4.2m寬，3m高。采用膠膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，無軌膠輪車輔助運(yùn)輸，故1102皮帶順槽布置1200mm寬的皮帶運(yùn)煤，巷道1101輔助運(yùn)輸順槽臨近工作面鋪軌布置設(shè)備列車，在1101順槽進(jìn)風(fēng)，在1102順槽布置動力電纜7井下運(yùn)輸7.1概述礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度礦井煤層埋藏淺，儲量豐富，厚度大，煤層生產(chǎn)能力大，井型為300萬t/a。每天凈提升時間為14小時，礦井設(shè)計(jì)年工作日330天。煤層及煤質(zhì)帶區(qū)所采煤層為2號煤層，其煤層特征：黑色，褐煤為主，煤層平均厚度5.3米，煤層傾角3－10度。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤質(zhì)：堅(jiān)硬、性脆，局部煤質(zhì)疏松，煤的硬度為2～3，煤的容重1.25t／m3。帶區(qū)內(nèi)2號煤層平均瓦斯涌出量為0.67m3/t，瓦斯涌出量較小。運(yùn)輸距離和貨載量運(yùn)輸斜巷平均運(yùn)距為1684m,最大運(yùn)距2330m；大巷平均運(yùn)距為1760m，最大運(yùn)距3540m。故從井底車場到工作面最大運(yùn)距為5870m。帶區(qū)內(nèi)布置一個工作面、兩個連采面（掘進(jìn)面）保產(chǎn)，設(shè)計(jì)大采高工作面日產(chǎn)量8089.22t,連采面日產(chǎn)量1617.3t，運(yùn)煤系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)輸能力要大于各工作面的生產(chǎn)能力。輔助運(yùn)輸量，根據(jù)礦井生產(chǎn)安排與采掘進(jìn)度，材料、設(shè)備運(yùn)輸考慮正常生產(chǎn)與工作面安裝和搬家兩種情況；人員運(yùn)輸考慮以各采掘面人員一次運(yùn)到位為基礎(chǔ)，兼顧其它固定工作點(diǎn)的人員運(yùn)輸，其運(yùn)量見表7.1。表7.1輔助運(yùn)輸量人員（人/班）正常生產(chǎn)材料、設(shè)備（t/班）工作面安裝、搬家材料設(shè)備（t/d）支架（架/d）安裝設(shè)備（t/d）一帶區(qū)525210412（安）21（搬）110（安）220（搬）礦井運(yùn)輸系統(tǒng)1.運(yùn)輸方式運(yùn)煤：由于礦井井型大，需運(yùn)輸系統(tǒng)有較大的運(yùn)輸能力，煤層賦存條件簡單，為近水平煤層，且運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，故采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。輔助運(yùn)輸：回采工作面為大功率采煤機(jī)進(jìn)行開采，巷道掘進(jìn)采用連續(xù)采煤機(jī)多巷掘進(jìn)、錨桿支護(hù)，采掘面用人、用料量相對減少，而采掘推進(jìn)速度快，需要一種方便、靈活機(jī)動和快捷的運(yùn)輸方式與之相配套，膠輪車運(yùn)輸是全世界廣泛使用和長期證明與連續(xù)采煤機(jī)、回采工作面快速推進(jìn)相配套的有效輔助運(yùn)輸方式。人員乘斜井架空乘人器下井，在井底車場換乘站換乘膠輪人車，由其送達(dá)各個工作地點(diǎn)。材料及一般設(shè)備材料平板車裝運(yùn)（砂石等散料用集裝箱盛放）下井，在井底車場換裝站用起吊設(shè)備集裝到大巷運(yùn)輸膠輪平板車（載重量15t）上，由膠輪牽引車送到各盤區(qū)供料點(diǎn)，然后由盤區(qū)內(nèi)的材料鏟運(yùn)車轉(zhuǎn)運(yùn)到各使用點(diǎn)；大件設(shè)備和支架用特制平板車下井，在井底車場用起吊設(shè)備換裝到支架運(yùn)輸平板車上，由牽引車送到工作面和使用地點(diǎn)，再用支架鏟運(yùn)車協(xié)助安裝到位；采煤機(jī)、連采機(jī)和梭車等用特制的平板車下井，在井底車場換裝站換裝到采煤機(jī)、連采機(jī)和梭車運(yùn)輸專用膠輪平板車上，由牽引車牽引運(yùn)至工作地點(diǎn)，其中采煤機(jī)直接由專用平板車送到采面就位。爆破材料和油品等輕型貨物由專用材料車下井后，采用輕便客貨車運(yùn)送。2.運(yùn)輸系統(tǒng)1)運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面—→分帶運(yùn)輸斜巷—→分帶運(yùn)輸平巷—→帶區(qū)煤倉—→運(yùn)輸大巷—→主斜井—→地面2)運(yùn)料系統(tǒng)：地面—→副斜井—→井底車場—→換裝站—→回風(fēng)大巷—→材料車場—→帶區(qū)回風(fēng)煤門—→帶區(qū)運(yùn)料平巷—→分帶回風(fēng)斜巷—→工作面3)人員運(yùn)送系統(tǒng)：地面—→主斜井—→井底車場換乘站—→運(yùn)輸大巷—→進(jìn)風(fēng)行人斜巷—→各個工作地點(diǎn)4)運(yùn)矸系統(tǒng)：礦井巷道均沿煤層中掘進(jìn)，礦井投產(chǎn)后，基本不產(chǎn)生矸石，在局部掘進(jìn)穿越巖層和施工風(fēng)橋、順槽運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭硐室時產(chǎn)生的少量矸石，采用無軌膠輪車搬運(yùn)排棄在井下廢舊巷道中，矸石不出井，因此不專門設(shè)排矸系統(tǒng)。7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇設(shè)備選型原則：1．必須考慮礦井開拓系統(tǒng)狀況，并與運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，注意上下運(yùn)輸環(huán)節(jié)能力的配套，以及局部運(yùn)輸與總體運(yùn)輸?shù)慕y(tǒng)一；2．必須使上下兩個運(yùn)輸環(huán)節(jié)設(shè)備能力基本一致，設(shè)計(jì)時應(yīng)合理的選擇生產(chǎn)不均勻系數(shù)和設(shè)備能力的配套系數(shù)；為緩和上下兩個運(yùn)輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)不均勻性或不連續(xù)性，要采取一些緩沖措施，如設(shè)置煤倉或儲車線等；3．必須注意盡量減少運(yùn)輸轉(zhuǎn)載的次數(shù)，不要出運(yùn)現(xiàn)輸送機(jī)—軌道—輸送機(jī)—軌道的情況；4．必須使設(shè)備的運(yùn)輸、安裝和檢修方便，并應(yīng)考慮輸送設(shè)備對通風(fēng)、供電的要求是否合理，電壓等級是否相符合等；5．必須在決定主要運(yùn)輸?shù)耐瑫r，統(tǒng)一考慮輔助運(yùn)輸是否合理經(jīng)濟(jì)等。帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算1.運(yùn)輸設(shè)備選型工作面與運(yùn)輸順槽中的運(yùn)輸設(shè)備采用轉(zhuǎn)載機(jī)連接，為使煤塊有合理的塊度，在轉(zhuǎn)載機(jī)上安裝破碎機(jī)，其型號及技術(shù)特征見表7.5。表7.5破碎機(jī)技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號Wb1418通過能力t/h3000整機(jī)重量t19總裝機(jī)功率kW315電壓等級V1140中部槽尺寸長mm3000寬1700高mm2000表7.6順槽皮帶技術(shù)特征項(xiàng)目單位技術(shù)特征型號SST生產(chǎn)能力t/h2500皮帶寬度mm1200電壓等級V1140帶速m/s3.52.運(yùn)輸能力驗(yàn)算設(shè)計(jì)長壁回采工作面采煤機(jī)最大瞬時出煤能力為2000t/h，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)能力為2500t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)的生產(chǎn)能力為2500t/h，破碎機(jī)通過能力為3000t/h，順槽皮帶通過能力為2500t/h，帶區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)各設(shè)備生產(chǎn)、通過能力均大于工作面最大瞬時出煤能力，且各環(huán)節(jié)依次后一設(shè)備運(yùn)輸能力均大于或等于前面運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力，故所選設(shè)備能滿足要求。7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇因采用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)，長璧回采工作面采用綜采設(shè)備回采，為充分發(fā)揮采煤設(shè)備的生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)，大巷帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)與采區(qū)采煤設(shè)備的瞬時生產(chǎn)能力相適應(yīng)。設(shè)計(jì)長壁回采工作面采煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)的同時最大瞬時出煤能力為2200t/h，帶區(qū)皆不設(shè)緩沖煤倉，長壁長壁回采工作面順槽帶式運(yùn)輸機(jī)來煤和連續(xù)采煤機(jī)來煤同時直接裝載到大巷帶式輸送機(jī)上。大巷帶式輸送機(jī)承擔(dān)全礦年產(chǎn)300萬t煤炭的運(yùn)輸任務(wù)，屬大運(yùn)量、長運(yùn)距的大型輸送機(jī)。裝備一臺B=1400mm,V=4m/s的鋼繩芯帶式輸送機(jī)，輸送能力2500t/h,采用CST可控啟動裝置，配YB630-4型電動機(jī)，大巷帶式輸送機(jī)見表7.7。表7.7大巷帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)量帶寬mm1400運(yùn)量t/h2500帶強(qiáng)N/mmST2500阻燃帶速m/s4軸功率kW1207功率分配P1：P2：P31：1：1膠帶安全系數(shù)6.74驅(qū)動滾筒布置及個數(shù)頭部雙滾筒、尾部單滾筒驅(qū)動滾筒直徑mm1000驅(qū)動控制方式CST加鼠籠電動機(jī)電機(jī)臺數(shù)及功率kW3×800（防暴）減速器型號及速比CST630KSi=19.253臺拉緊中部自動絞車?yán)o輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇設(shè)計(jì)礦井大巷和順槽巷道均采用連續(xù)采煤機(jī)雙巷或三巷掘進(jìn)、錨桿支護(hù)，回采面為大功率采煤機(jī)進(jìn)行開采，采掘面用人、用料量相對減少，而采掘推進(jìn)速度大為加快，需要一種更方便、更靈活機(jī)動和快捷的運(yùn)輸方式與之相配套，膠輪車運(yùn)輸是在全世界廣泛使用和長期證明與連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)、回采面快速推進(jìn)相配套的有效輔助運(yùn)輸方式，該方式除了設(shè)備一次投資高和設(shè)備維護(hù)量較大外，系統(tǒng)敷設(shè)與維護(hù)工作量極少，且很少受到中間環(huán)節(jié)的干擾，運(yùn)輸非常靈活，這就是為有效利用工時、實(shí)現(xiàn)快速采掘創(chuàng)造了有利的條件。故輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車,井底車場中設(shè)人員乘車站、材料設(shè)備換裝站。井下運(yùn)輸車輛特征及用量見表7.8。表7.8井下運(yùn)輸車輛特征及用量名稱型號載重量t外形尺寸（mm）數(shù)量(輛)功率(馬力)使用地點(diǎn)長寬高井下拖拉鏟FBL-153510620225021502150大巷運(yùn)輸牽引車蓄電池電機(jī)車XK12-9/192-KBT48551350160022*22kW車場調(diào)度牽引車支架搬運(yùn)鏟FBL-404010540310721502150支架短途運(yùn)輸就位井下裝載鏟ST-3.5S68800276818802150材料短途運(yùn)輸就位井下人力運(yùn)輸機(jī)MT-16C16人4工人運(yùn)輸輕便貨車TY2/4FB24人員、長材運(yùn)送吊車UC-2C2620020002070290輕貨快送長材車PC-4C2620020002096190人員、長材運(yùn)送維修車SL-2C2620020002070190管線檢修材料平板拖車15610024407106材料運(yùn)送支架拖車CHT-50505450365515302支架運(yùn)送采煤機(jī)拖車1采煤機(jī)運(yùn)送連采機(jī)、梭車拖車1連采機(jī)、梭車運(yùn)送工具拖車4工具運(yùn)送運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算1.主運(yùn)輸設(shè)備設(shè)計(jì)長壁回采工作面采煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)的同時最大瞬時出煤能力為2200t/h，帶區(qū)皆不設(shè)緩沖煤倉，長壁長壁回采工作面順槽帶式運(yùn)輸機(jī)來煤和連續(xù)采煤機(jī)來煤同時直接裝載到大巷帶式輸送機(jī)上。大巷膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力為2500t/h，能滿足要求。2.輔助運(yùn)輸設(shè)備礦井采掘面等各工作地點(diǎn)人員運(yùn)輸以各采掘面人員一次運(yùn)到位為基礎(chǔ)，兼顧其它固定工作點(diǎn)的人員運(yùn)輸，確定最大班需運(yùn)送人員為52人，所選的MT-16型14座人員運(yùn)送車四輛，TY2/4FB型輕便貨車4人座輕便貨車4輛。一次運(yùn)送能力72人，可以滿足人員運(yùn)送要求。正常生產(chǎn)期間材料、設(shè)備運(yùn)量為每班52t，根據(jù)運(yùn)距5650m，平均行車速度10km/h，裝卸載調(diào)車等車時間0.5h/次，牽引車每班可運(yùn)行5次，所選15t牽引車2輛，每班運(yùn)輸能力為75t，大于每班運(yùn)量，可以滿足材料、設(shè)備的運(yùn)輸要求。8礦井提升8.1礦井提升概述礦井設(shè)計(jì)井型為300萬t/a，服務(wù)年限102.6年，其中2號煤層服務(wù)年限為79.1年。煤層的埋藏淺，厚度大，儲量豐富。礦井屬低瓦斯礦井，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)和煤塵爆炸危險(xiǎn)。礦井工作制度為“三八”制，兩班半采煤，半班檢修，每天凈提升時間為14小時，礦井設(shè)計(jì)年工作日330天。礦井開拓方式為斜井單水平開拓，水平標(biāo)高+310m。主斜井傾角1722主斜井采用膠帶輸送機(jī)提升，副斜井采用絞車提升。井下主運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車。8.2主副井提升主井提升1.設(shè)備選型礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬t/a，屬特大型礦井，全部煤炭由主斜井帶式輸送機(jī)，提運(yùn)至地面，主斜井井筒斜長810.6m，裝備一臺B=1400mm，V=4m/s,α=17項(xiàng)目單位參數(shù)帶寬mm1400運(yùn)量t/h1600帶強(qiáng)N/mmST2500阻燃帶速m/s4軸功率kW1207功率分配P1：P21：1膠帶安全系數(shù)7.97驅(qū)動滾筒布置及個數(shù)頭部雙滾筒驅(qū)動滾筒直徑mm1280驅(qū)動控制方式CST加鼠籠電動機(jī)電機(jī)臺數(shù)及功率kW2×800（防暴）減速器型號及速比CST750KVi=24.572臺拉緊尾部重載車式拉緊2.運(yùn)輸能力驗(yàn)算礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量為8089.3t，設(shè)計(jì)凈提升時間為14h,平均每小時提升量為577.8t，小于主斜井膠帶輸送機(jī)提升能力。設(shè)計(jì)長壁大采高回采工作面采煤機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)的同時最大瞬時出煤能力為2200t/h，主斜井輸送機(jī)運(yùn)輸能力為1600t/h,兩者之差為600t/h，在主斜井井底設(shè)置一垂直圓斷面井底煤倉，坐落于主斜井底段，煤倉直徑為8.0m，有效裝煤高度為24.8m，容量為1800t。各工作面瞬時出煤經(jīng)過井底煤倉的緩沖，主斜井輸送機(jī)可以滿足瞬時最大出煤的運(yùn)輸任務(wù)。副井提升設(shè)備選型1.選型依據(jù)工作制度：330d/a井筒傾角：20軌道中心距：1900mm軌距：900mm車輛：5t平板車，質(zhì)量1.1t，裝載3m3集裝箱、材料架、油罐大件：掩護(hù)式液壓支架（28t整體運(yùn)輸，特制平板車，質(zhì)量2.93t）；連續(xù)采煤機(jī)成套設(shè)備不可拆最重件——連續(xù)采煤機(jī)主機(jī)底盤質(zhì)量32.8t（特制重型33t平板車，自重5.49t）。2.設(shè)備形式和規(guī)格1)鋼絲繩：提升液壓支架等重型設(shè)備，重載側(cè)選用40NAT6V×37S+FC1470ZZ/SS1046680GB/T8918-1996型三角股鋼絲繩1根；提升物料及下放液壓支架，配重側(cè)選用30NAT6T×7+FC1670ZZ/SS627351GB/T16269-1996型面接觸鋼絲繩1根。其技術(shù)參數(shù)見表8.2。表8.2鋼絲繩技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)型號40NAT6V×37S+FC1470ZZ/SS1046680GB/T8918-199630NAT6T×7+FC1670ZZ/SS627351GB/T16269-1996數(shù)量（根）11直徑（mm）4030單位質(zhì)量（kg/m）6.83.51抗拉強(qiáng)度（MPa）16701470破斷拉力（kN）10466272)提升機(jī)選用2JK-3.5/28E型雙滾筒礦井提升機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表8.3。表8.3提升機(jī)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)型號2JK-3.5/28E滾筒直徑（m）3.5滾筒寬度（m）1.7滾筒個數(shù)2纏繞層數(shù)2最大靜張力（kN）170最大靜張力差（kN）115減速器傳動比28傳動效率0.92變位質(zhì)量（kg）26500最大速度（m/s）3.853)天輪：選用TSG3000/20型，天輪直徑3m，天輪個數(shù)2個，變位質(zhì)量781kg。4)電動機(jī)：選用YR5003-10型電動機(jī)，過載系數(shù)1.89，轉(zhuǎn)動慣量58kg.m2。5)慢速提升設(shè)備由于礦井采用大型連續(xù)采煤機(jī)成套設(shè)備進(jìn)行工作面快速掘進(jìn)，其設(shè)備具有不可拆件質(zhì)量重、尺寸大的特點(diǎn)，故增設(shè)一套慢速提升設(shè)備。選用特制SDJ-32型慢速提升機(jī)一臺，選用36NAT6T×7+FC1570ZS849505GB/T16269-1996型面接觸鋼絲繩1根，選用Y315L1-6型電動機(jī)。所選鋼絲繩和提升機(jī)技術(shù)參數(shù)見表8.4、表8.5。表8.4慢速提升鋼絲繩技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)型號36NAT6T×7+FC1570ZS849505GB/T16269-1996數(shù)量（根）1直徑（mm）36單位質(zhì)量（kg/m）5.05抗拉強(qiáng)度（MPa）1570破斷拉力（kN）849表8.5慢速提升機(jī)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)型號SDJ-32卷筒直徑（m）1.45卷筒寬度（m）1.5慢速提升牽引力（kN）322減速比262.76提升速度（m/s）0.292～0.33快速提升牽引力（kN）30.31減速比33.04提升速度（m/s）2.32～2.61井上下人員運(yùn)送為了井下人員和主斜井井筒設(shè)備檢修人員上、下井的快捷、方便，在主斜井井筒內(nèi)設(shè)置一套架空乘人器，其驅(qū)動部分設(shè)在井口，在井底機(jī)尾設(shè)拉緊裝置。乘人器吊座間距為12m，運(yùn)行速度1m/s，運(yùn)送人員能力為300人/h。斜井架空乘人器的主要技術(shù)參數(shù)見表8.5。表8.5架空乘人器主要技術(shù)參數(shù)序號項(xiàng)目規(guī)格及參數(shù)1乘人器絞車型號JCJ1.25-452繩輪直徑(mm)12503鋼繩型號、直徑（mm）6×7-20.5-147-特-光-右交ф20.54最大圓周力（kgf）等速運(yùn)轉(zhuǎn)1800啟動21605最大靜張力比1.866最大靜張力和（kgf）60007名義繩速（m/s）18電動機(jī)型號YB280S-6功率（Kw）45轉(zhuǎn)速（r/min）9809減速器型號CWU12-6-ⅡF速比1610開式齒輪模數(shù)12齒數(shù)Z1=18Z2=72傳動比411總傳動比649礦井通風(fēng)9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求一般情況下礦井通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)合理等總原則。具體地說要適應(yīng)以下基本要求：1．每個礦井，特別是地震區(qū)、多雷區(qū)的礦井至少要有兩個通地面的安全出口，每個出口之間距離不得小于30m；2．進(jìn)風(fēng)井口，要有利于防洪，不受粉塵、污風(fēng)煉焦氣體矸石燃燒氣體等有毒氣體的侵入；3．采用多臺分區(qū)主扇通風(fēng)時，為了保持聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻；各分區(qū)主扇的回風(fēng)流中央主扇和每一翼的主扇的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開；4．所有礦井都要采用機(jī)械通風(fēng)主扇和分區(qū)扇必須安裝在地面；5．北方礦井，井口要有供暖設(shè)備；6．總回風(fēng)巷不得作為主要人行道；7．工業(yè)廣場不允許受扇風(fēng)機(jī)噪音的干擾；8．裝有皮帶機(jī)的井筒不允許兼作回風(fēng)井；9．裝有箕斗的井筒不允許兼作進(jìn)風(fēng)井；10．可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；11．通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、水、塵及降溫創(chuàng)造條件；通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平延伸或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化；12．要注意降低通風(fēng)費(fèi)用。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定一般情況下，礦井主要有五種通風(fēng)類型：中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、分區(qū)對角式和混合式通風(fēng)。但一般來說新建礦井多在前4種方式中選擇。混合式是前幾種方式的綜合，多在老井的改建、擴(kuò)時使用。因而，我們只對前4種通風(fēng)方式作一個粗略的比較。表9-1礦井通風(fēng)方式對比表項(xiàng)目類型適用條件優(yōu)缺點(diǎn)中央并列式新建礦井，煤層傾角大，走向長度小于4Km，而且瓦斯、自燃發(fā)火不嚴(yán)重的礦井初期投資少，出煤快，采區(qū)生產(chǎn)集中，便于管理；節(jié)省風(fēng)井工業(yè)廣場占地，壓煤少；便于井筒延伸，為深部通風(fēng)提供有利條件；風(fēng)流折返流動路線長，通風(fēng)阻力大，通風(fēng)費(fèi)用高；工業(yè)廣場有風(fēng)機(jī)，噪音大。中央分列式煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大而瓦斯和自燃發(fā)火較嚴(yán)重的礦井與并列式相比，這種方式較安全，建井期兩井深部延伸，通風(fēng)不困難，風(fēng)流不折返，阻力小，內(nèi)部漏風(fēng)小，有利于防火。工業(yè)廣場沒有噪音和污風(fēng)的污染，回風(fēng)井系統(tǒng)設(shè)備防塵管理比較方便。兩翼對角式適用于走向長度大于4Km，井田面積大，產(chǎn)量高，煤層距地表淺，瓦斯、自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦井。由于風(fēng)流路線較短，阻力和漏風(fēng)小，所以各采區(qū)風(fēng)阻表較穩(wěn)定；礦井總風(fēng)壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；但它的初期投資較大，管理相對分散，發(fā)生事故時反風(fēng)較困難。分區(qū)對角式適用于煤層距地表淺，因地表高低起伏較大，無法開掘淺部總回風(fēng)巷，而且表土層沒有沙層，便于開掘小風(fēng)井。另外，煤層走向長，多煤層開采，高溫礦井也可以采用這種方式。各分區(qū)有獨(dú)立的通風(fēng)線路，互相不影響而且通風(fēng)阻力小，建井工期短，安全生產(chǎn)好，分區(qū)風(fēng)井多，占場地多，通風(fēng)機(jī)管理分散。參考表9-1并結(jié)合本礦的實(shí)際條件：因?yàn)榈V井走向長度大于4k礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案比較1．主扇工作方法的確定主扇的工作方法有抽出式和壓入式兩種。=1\*GB3①抽出式的風(fēng)流運(yùn)動過程在服務(wù)范圍內(nèi)的風(fēng)井安設(shè)抽出式主扇。主扇開始工作后，礦井內(nèi)的風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，新鮮風(fēng)流順著副井進(jìn)入井下。然后，風(fēng)流沿軌道大巷經(jīng)盤區(qū)軌道上山進(jìn)入煤層。風(fēng)流流經(jīng)采煤工作面后，乏風(fēng)經(jīng)盤區(qū)回風(fēng)大巷到回風(fēng)石門，再經(jīng)風(fēng)井排到地面。=2\*GB3②壓入式的風(fēng)流運(yùn)動過程在副井井口安設(shè)壓入式主扇，主井井底和總進(jìn)風(fēng)分開。主扇開始工作后，礦井內(nèi)的風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，新鮮風(fēng)流順著副井進(jìn)入井下。然后，風(fēng)流沿軌道大巷經(jīng)盤區(qū)軌道上山進(jìn)入煤層。風(fēng)流流經(jīng)采煤工作面后，乏風(fēng)經(jīng)盤區(qū)回風(fēng)大巷到回風(fēng)石門，再經(jīng)風(fēng)井排到地面。2．抽出式和壓入式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表9-2抽出式和壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)工作方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)抽出式整個通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇應(yīng)故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風(fēng)流短路。總進(jìn)風(fēng)量和工作面通風(fēng)量都會減少。壓入式用壓入式通風(fēng)，能用一部分回風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面，在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下使用比較安全。如果能夠嚴(yán)防總風(fēng)路上的漏風(fēng)，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費(fèi)用都較抽出式小。采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較難，漏風(fēng)較大。在由壓入式通風(fēng)過渡到深水平抽出式通風(fēng)時，有一定困難，因?yàn)檫^渡時期是新舊水平同時產(chǎn)生，戰(zhàn)線較長。壓入式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。該礦井雖然為低瓦斯礦井，但是煤層有自燃發(fā)火傾向，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。采用抽出式通風(fēng)，沿通風(fēng)線路漏風(fēng)少，通風(fēng)管理工作比較容易，并且新舊水平過渡容易。另外，主扇布置在兩翼風(fēng)井而不是副井井口，對工業(yè)廣場不造成噪音污染。因此，綜合以上因素，確定主扇的工作方法為抽出式。9.2帶區(qū)通風(fēng)采煤工作面通風(fēng)類型的確定適用于本設(shè)計(jì)的采煤工作面通風(fēng)類型有U、Z、Y和雙Z等形式（以后退式為例，見圖9-5）。這幾種通風(fēng)類型的粗略比較見表9-3。圖9-1回采工作面通風(fēng)類型表9-3回采工作面通風(fēng)類型比較表類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)U形采空區(qū)漏風(fēng)少在工作面上隅角附近容易積存沼氣，影響工作面的安全生產(chǎn)。Z形在采空區(qū)上部維護(hù)一條回風(fēng)巷，工作面回風(fēng)流經(jīng)回風(fēng)巷時，采空區(qū)的漏風(fēng)可將其中的沼氣排至回風(fēng)道，工作面比較安全。采空區(qū)漏風(fēng)大，需要維護(hù)一條巷道，巷道維護(hù)費(fèi)用高。Y形增加一條進(jìn)風(fēng)巷，能有效地解決回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛冗^高和積存問題。對回采工作面的瓦斯和氣候條件沒有改善；要求工作面的上順槽沿采區(qū)一翼全長預(yù)先掘好，且在回采期間始終維護(hù)；同時，還需要在采區(qū)邊界開一條為相鄰兩個采區(qū)共用的回風(fēng)上山，故采區(qū)巷道的掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用較大。雙Z形對于瓦斯涌出量大和采用綜采機(jī)組的回采工作面，能有效解決產(chǎn)量嚴(yán)重受通風(fēng)限制的問題。中間巷道開掘在煤體中，并且在回采期間始終維護(hù)，故掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用較大。由于本設(shè)計(jì)礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量很小，且U形通風(fēng)漏風(fēng)量少，易于通風(fēng)管理。結(jié)合設(shè)計(jì)帶區(qū)回采工作面推進(jìn)方向，確定回采工作面的通風(fēng)類型為U型后退式通風(fēng)。通風(fēng)構(gòu)筑物礦井通風(fēng)系統(tǒng)除了有結(jié)構(gòu)合理的通風(fēng)網(wǎng)路和能力適當(dāng)?shù)耐L(fēng)機(jī)外，還要在網(wǎng)路中的適當(dāng)位置安設(shè)隔斷、引導(dǎo)及控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，以保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要流動。為了保證帶區(qū)內(nèi)通風(fēng)風(fēng)流的穩(wěn)定，在巷道內(nèi)設(shè)置一系列通風(fēng)構(gòu)筑物，控制風(fēng)流的流動。本礦的主要通風(fēng)構(gòu)筑物有：風(fēng)門：在通風(fēng)系統(tǒng)中既要隔斷風(fēng)流又要行人或通車的地方應(yīng)設(shè)立風(fēng)門。在行人或通車不多的地方，可構(gòu)筑普通風(fēng)門。而在行人通車比較頻繁的主要運(yùn)輸?shù)郎希瑒t應(yīng)該構(gòu)筑自動風(fēng)門。擋風(fēng)墻（密閉）：在需要堵皆風(fēng)流的和交通的巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻。采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算1．礦井風(fēng)量計(jì)算原則根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，配風(fēng)基本原則為：①井下工作人員每人每分鐘供風(fēng)量不的小于4m②工作面沼氣和其它有害氣體濃度不能超限③工作面要有良好的氣候條件2．采煤工作面應(yīng)按瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面溫度、同時工作的最多人數(shù)分別計(jì)算，取其中的大值，并驗(yàn)算風(fēng)速。①按瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)：礦井瓦斯相對涌出量為0.67，絕對瓦斯涌出量為3.76m3/t。按絕對瓦斯涌出量計(jì)算可得，=20.88式(9-1)式(9-2)＝100×20.88×1.4＝2912.6式中：Q采――采煤工作面需要風(fēng)量，；――采煤工作面絕對瓦斯（或二氧化碳）的涌出量，；――工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，通常.機(jī)采工作面可取1.2～1.6；炮采工作面可取1.4～2.0；水采工作面可取2.0～3.0。②按工作面溫度計(jì)算采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表9-4的要求。采煤工作面的所需風(fēng)量可按下式計(jì)算：對于該設(shè)計(jì)綜放工作面，根據(jù)所選綜采配套設(shè)備=14m2式式中：M――工作面采高，M=2.8。式(9-4)＝60×1.8×14×1.4＝2116.8m3式中：――采煤工作面的適宜風(fēng)速，，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為26℃，按表9-4選取；――采煤工作面的平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，；工作面最大空頂距為5.4m，最小