玉溪煤礦2.4Mta礦井初步設(shè)計(jì)

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1第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田概況交通位置玉溪井田位于山西省南部、樊莊普查區(qū)的東南部，行政區(qū)劃隸屬沁水縣胡底鄉(xiāng)所轄，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 112°36′20″～112°41′00″，北緯 35°42′15″～35°45′00″。全套圖紙加 153893706曲（沃）－輝（縣）公路從本井田南部通過(guò)，向西經(jīng)端氏鎮(zhèn)、沁水縣城，在侯馬與大運(yùn)公路相通；向東在高平市與 207 國(guó)道交會(huì)；侯月鐵路經(jīng)過(guò)端氏鎮(zhèn)，距本井田約 17km，向西在侯馬與南同蒲線接軌，向南在月山與太焦鐵路相交，交通尚稱方便。玉溪井田至鄰近各縣、市的的里程見(jiàn)下表玉溪井田至鄰近各縣、市的里程表單位：km名 稱 沁水縣 陽(yáng)城縣 晉城市 高平市 長(zhǎng)治市2里 程 51 42 68 26 76第二節(jié) 地質(zhì)特征一、地層1．區(qū)域地層本區(qū)位于沁水煤田南部，與晉東南地區(qū)地層沉積規(guī)律一致，以元古界地層為結(jié)晶基底，向上依次沉積了下古生界（寒武系、奧陶系） 、上古生界（石炭系、二疊系） 、中生界（三疊系）地層，第四系地層分布于山梁及溝谷中。2．井田地層區(qū)內(nèi)地層出露條件較好，為二疊系上統(tǒng)上石盒子組上段、石千峰組、三疊系下統(tǒng)劉家溝組，第四系地層零星分布。二、地質(zhì)構(gòu)造井田構(gòu)造勘探區(qū)范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷層，也無(wú)巖漿巖體侵入，構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類?，F(xiàn)將各褶曲、陷落柱及小構(gòu)造特征分述如下：⑴ 褶 曲 ： 區(qū) 內(nèi) 共 有 褶 曲 5 條 ， 軸 向 近 南 北 向 、 NNE 向 為 主 ， 呈 “)(”形 。⑵ 陷落柱：井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn) 3 個(gè)陷落柱，均分布于東部邊界附近，由地表露頭控制。⑶ 節(jié)理及裂隙井田內(nèi)節(jié)理不太發(fā)育，一般以兩組為主，規(guī)律性不強(qiáng)總體以走向 60～95°一組最發(fā)育，其次走向?yàn)?120～135°和 170～175°及35～30°等三組較發(fā)育。三、煤層1．含煤性煤層主要分布于山西組(P 1S)、太原組(C 3t)。含煤地層總厚122.08(14-3 孔)～161.90m (0801 孔)，平均 138.04m。共含煤2～9 層,含煤系數(shù) 6.10(0801 孔)%～8.36% (14-3 孔)，平均6.78%。可采含煤系數(shù) 5.86%。⑴ 山西組(P 1S)一般含煤 1～3 層，其中 3 號(hào)煤全區(qū)可采。含煤系數(shù)7.73～14.99%，平均 11.67%，可采含煤系數(shù) 11.31%。主要可采煤層3 號(hào)煤層位于本組下部，其余煤層為極不穩(wěn)定的薄煤層，不具工業(yè)價(jià)值。⑵ 太原組(C 3t)一 般 含 煤 6～ 7 層 ， 僅 15 號(hào) 煤 層 達(dá) 可 采 。 含 煤 系 數(shù) 2.91% (13-1孔 )～ 6.65% (14-3 孔 )， 平 均 3.01%， 可 采 含 煤 系 數(shù) 1.85%。 主 要 可 采煤 層 15 號(hào) 煤 位 于 本 組 下段。其余煤層為極不穩(wěn)定的薄煤層。2．可采煤層⑴ ３號(hào)煤層位于山西組下部，厚度 5.12(12-1 孔)～7.20m(11-1 孔)，平均5.85m，純煤厚度 4.62m(12-1 孔)～7.00m(11-1 孔)，平均 5.71m。距底板 0.95m 處，有一層較穩(wěn)定的夾矸，其厚度平均為 0.28m，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。此外，在該層夾矸之上及煤層上部，尚有極不穩(wěn)定的薄層夾矸。頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為細(xì)粒砂巖。底板均為泥巖。該煤層厚度大且穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采，為穩(wěn)定型可采煤層。下距１５號(hào)可采煤層 82.80m(14-3 孔)～84.54m(13-1 孔)，4平均 84.34m。⑵ 15 號(hào)煤層位于太原組一段頂部，厚度 1.20(1202 孔)～2.30m(14-3 孔)，平均 1.84m，在煤層中下部具一層 0.05(1202 孔)～0.15m(13-1 孔)，平均 0.10m 的泥巖夾矸。頂板為 K2石灰?guī)r，底板為泥巖。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度較大，屬穩(wěn)定型可采煤層。3、煤塵爆炸性據(jù)地質(zhì)報(bào)告鉆孔采樣測(cè)試，本井田 3 號(hào)煤層煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)性。4、煤的自燃據(jù)地質(zhì)報(bào)告鉆孔采樣測(cè)試，3 號(hào)煤層 ΔT 1-3為 9-15℃，本礦井3 號(hào)煤層屬不自燃煤層。五、水文地質(zhì)井田主要河流樊莊河發(fā)源于老馬嶺一帶，屬于固縣河的支流，為季節(jié)性河流，東西橫穿井田?？菟诹魅刖飽|邊界王回村時(shí)流量為 4.34L/s，王回村以南 50m 消失形成地下水；在其下游玉溪村出露,流量為 14.34L/s，然后又消失形成地下水；在南邊界外出露，河床較窄，多為卵、礫石及砂、粘土組成，礫石磨園度及分選差。其次為樊莊河支流，主要有金地坡溝谷，王回村西溝谷，玉溪北溝谷，西部洞溝一帶等，上游均有常年性流水，下游多入滲 Q4砂、礫石層中，至樊莊河附近時(shí)均已消失，屬于季節(jié)性河流，受大氣降水影響較大。水文地質(zhì)屬簡(jiǎn)單。5第二章 井田開(kāi)拓第一節(jié) 井田境界及儲(chǔ)量一、井田境界及儲(chǔ)量1、探礦權(quán)境界山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責(zé)任公司取得的玉溪井田探礦權(quán)境界由 12 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，其地理坐標(biāo)為東徑：112°36′20″～112°41′00″，北緯 35°42′15″～35°45′00″，井田形狀呈臺(tái)階狀，南北寬 5.1km，東西長(zhǎng) 6.78km，面積為26.172km2。最大勘探深度 880.24m。探礦權(quán)邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)詳見(jiàn)下表序號(hào) X Y 序號(hào) X Y1 3959098.0 19647362.6 7 3954068.7 19650841.462 3957248.3 19647393.4 8 3955455.8 19650817.83 3957229.6 19646262.5 9 3955468.7 19651572.04 3955380.2 19646292.9 10 3957318.1 19651540.55 3955367.7 19645538.8 11 3957331.2 19652294.46 3953980.6 19645561.5 12 3959180.6 19652262.72、晉城礦區(qū)總體規(guī)劃中的井田境界玉溪礦井為晉城礦區(qū)總體規(guī)劃中的單列項(xiàng)目，總體規(guī)劃中的玉溪井田邊界是在玉溪探礦權(quán)邊界的基礎(chǔ)上適當(dāng)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的井田走向長(zhǎng) 5.2km，傾斜寬 5.0～6.4km，面積 29.79km2。晉城礦區(qū)總體規(guī)劃中的玉溪井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)下表點(diǎn)號(hào) 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y) 點(diǎn)號(hào) 緯距 (X) 經(jīng)距 (Y)1 3959260.000 19652260.000 4 3953990.000 19645853.0002 3954068.000 19650841.000 5 3959260.000 19645853.0003 3954050.000 19650087.000本次井田境界按晉城礦區(qū)總體規(guī)劃中確定的范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、資源量全井田內(nèi) 3 號(hào)煤層總資源量為 256.47Mt，其中探明的資源量(331)97.13Mt，占總資源量的 38.8%，探明的和控制的資源量(331+332)232.51Mt，占總資源量的 90.7%。3 號(hào)煤層資源量估算見(jiàn)下表1、工業(yè)資源/儲(chǔ)量地質(zhì)資源量中探明的資源量 331 和控制的資源量 332，經(jīng)分類得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 111b 和 122b、邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2M11 和72M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量 333 的大部，歸類為礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量，即：礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b+122b+2M11+2M22+333 k （ k－可信度系數(shù)，取 0.85）3 號(hào)煤層資源量估算結(jié)果匯總表資源量(Mt)勘查區(qū)名稱勘探程度煤層編號(hào)面積(km2) 煤種 331 332 333 331+332 331+332+333玉溪探礦權(quán)勘探3 25.00 WY3 97.13 102.71 9.73 199.84 209.57車(chē)山探礦權(quán)勘探3 0.34 WY3 2.90 2.90 2.90樊莊普查區(qū)普查3 4.45 WY3 29.77 14.23 29.77 44.00合 計(jì) 29.79 97.13 135.38 23.96 232.51 256.47由以上公式可知，礦井工業(yè)資源儲(chǔ)量中扣除了 331 和 332 資源量中的次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量 2S11、2S22 和 333 資源量的一部分。本井田主采 3 號(hào)煤層為低中灰、特低硫-低硫、特高熱值的無(wú)煙煤，是良好的化工及動(dòng)力用煤。3 號(hào)煤層厚度 4.62～7.00m，平均 5.85m，賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采。則：礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量 =111b+122b+333 k=97.13+135.38+23.96×0.858= 252.88Mt礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總見(jiàn)下表單位：Mt資源/儲(chǔ)量331 332煤層編號(hào)煤類 111b 2M11 2S11 小計(jì) 122b 2M22 2S22 小計(jì) 333×k合 計(jì)3 WY3 97.13 97.13 135.38 135.38 20.37 252.882、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井下主要巷道等保護(hù)煤柱的煤量后乘以盤(pán)區(qū)回采率的資源/儲(chǔ)量。礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量=[礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量－（工業(yè)場(chǎng)地、井筒和井下主要巷道煤柱煤量）]×盤(pán)區(qū)回采率盤(pán)區(qū)回采率：3 號(hào)煤層為厚煤層，取盤(pán)區(qū)回采率為 75%；經(jīng)計(jì)算，礦井 3 號(hào)煤層設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 164.25Mt。見(jiàn)下表單位：Mt永久煤柱損失 保護(hù)煤柱煤層工業(yè)資源儲(chǔ)量陷落柱井田境界地面設(shè)施 小計(jì)設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量工業(yè)場(chǎng)地主要井巷 小計(jì)開(kāi)采損失設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量3 252.88 1.46 4.29 15.73 21.48 231.40 5.29 7.16 12.45 54.7 164.25第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、開(kāi)拓方式的確定設(shè)計(jì)礦井年工作日 330d。井下實(shí)行“四六”工作制，每天 4 班作業(yè)，3 班生產(chǎn)，1 班檢修。地面實(shí)行“三八”工作制。每天凈提升時(shí)間為 16h。二、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限9玉溪礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 2.40Mt/a，根據(jù)礦井的開(kāi)拓部署，3 號(hào)煤層用一個(gè)水平進(jìn)行開(kāi)采。按儲(chǔ)量計(jì)算礦井服務(wù)年限：T=Z/（KA）式中：T——礦井服務(wù)年限，a；Z——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a；K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 1.35。T＝164.25/(1.35×2.40)＝50.7a即按礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算的 3 號(hào)煤層服務(wù)年限為 50.7a，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范大于 50a 的要求。第三節(jié) 井田開(kāi)拓一、開(kāi)拓方式的確定及方案的選定在表土層厚、煤層埋藏較深時(shí)，一般情況下采用立井開(kāi)拓，立井開(kāi)拓適應(yīng)性很強(qiáng)，技術(shù)上也成熟可靠，國(guó)內(nèi)潞安、兗州、淮南等地已建成多個(gè)采用立井開(kāi)拓、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力超過(guò) 6.00Mt/a 的特大型礦井。從本井田 3 號(hào)煤層埋深大部分在 450m 以上的情況來(lái)看，一般應(yīng)采用立井開(kāi)拓，但近年來(lái)隨著現(xiàn)代化大型帶式輸送機(jī)的發(fā)展和廣泛運(yùn)用，新型輔助運(yùn)輸方式的逐步推廣，以及長(zhǎng)距離斜巷掘進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)外一些煤層埋藏較深的大型礦井采用了斜井或斜立井混合開(kāi)拓方式，充分發(fā)揮了膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸提升能力大、井上下系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。礦區(qū)北部的趙莊礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 6.00Mt/a，采用了主斜井＋副斜井＋副立井的混合開(kāi)拓方式，主斜井提升高度10429m，斜長(zhǎng) 1557m，目前運(yùn)行狀況良好。根據(jù)井田開(kāi)采技術(shù)條件，設(shè)計(jì)提出三個(gè)方案進(jìn)行比較：1．方案Ⅰ：斜井開(kāi)拓采用斜井開(kāi)拓。工業(yè)場(chǎng)地布置主斜井、副斜井兩個(gè)井筒，主斜井井口標(biāo)高+797.2m，井底標(biāo)高+327m，斜長(zhǎng)1706m，井筒傾角16°，凈斷面17.9m 2。井筒內(nèi)裝備B＝1200mm膠帶輸送機(jī)提升煤炭，另外裝備架空乘人器擔(dān)負(fù)礦井人員的上下井任務(wù)。副斜井井口標(biāo)高+792.2m，井底標(biāo)高+327m，斜長(zhǎng)1365m，井筒傾角20°，凈斷面17.0m2，井筒內(nèi)鋪設(shè)900mm軌距、43kg/m的雙軌，裝備1臺(tái)Φ4m單鉤絞車(chē)提升大件，裝備1臺(tái)Φ3m雙鉤絞車(chē)負(fù)責(zé)日常材料、矸石等的輔助提升。井下以+327m 水平開(kāi)拓全井田，副斜井落底后布置+327m 水平車(chē)場(chǎng)與中央大巷及主斜井溝通。根據(jù)井田形狀、煤層產(chǎn)狀、開(kāi)采技術(shù)條件和井口位置等具體條件，井筒落底位置基本位于井田南部中央，從井底沿南北方向布置一組大巷到井田邊界開(kāi)拓全井田，為滿足高瓦斯礦井的通風(fēng)需要，大巷按 5 條布置，分別為 2 條輔助運(yùn)輸大巷、1 條膠帶輸送機(jī)大巷和 2 條回風(fēng)大巷，大巷東西兩翼工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為 2200～3000m，長(zhǎng)度較為適中。 本礦井為高瓦斯礦井，通風(fēng)是制約礦井生產(chǎn)能力的重要因素，根據(jù)計(jì)算，瓦斯抽采后全礦井需風(fēng)量為 290m3/s，若不新打進(jìn)風(fēng)立井，按主斜井最大風(fēng)速 4m/s、副斜井最大風(fēng)速 8m/s 計(jì)算，需要主斜井井筒凈寬 6m，掘進(jìn)斷面達(dá)到 28.2m2；副斜井井筒凈寬 6m，凈斷面達(dá)到 30.2m2；井筒斷面大，掘進(jìn)速度慢，支護(hù)困難，且通風(fēng)系統(tǒng)富裕能力小，難以適應(yīng)井下瓦斯含量增大的變化。若在風(fēng)井場(chǎng)地新增加111 個(gè)進(jìn)風(fēng)立井，一方面主、副斜井?dāng)嗝婵纱蟠鬁p小，掘進(jìn)速度快，支護(hù)簡(jiǎn)單，通風(fēng)系統(tǒng)富裕能力大，可以避免因井下瓦斯含量增大而影響礦井正常的生產(chǎn)；另一方面，兩個(gè)立井貫通很快形成通風(fēng)系統(tǒng)，安裝臨時(shí)提升設(shè)備后可以很快布置綜掘面掘進(jìn)大巷和工作面順槽，減少工期約 4 個(gè)月，投資只增加約 500 萬(wàn)元，按提前投產(chǎn) 4 個(gè)月、生產(chǎn)原煤產(chǎn)量 0.80Mt、噸煤利潤(rùn) 150 元計(jì)算，該方案提前一年創(chuàng)利潤(rùn) 1.2 億元，可提前還貸，減少利息損失。綜上所述，礦井投產(chǎn)初期在玉溪村北布置 1 對(duì)進(jìn)、回風(fēng)立井，采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)、抽出式通風(fēng)方式。另外，設(shè)計(jì)還對(duì)進(jìn)、回風(fēng)立井位置進(jìn)行了三個(gè)場(chǎng)地方案的比較，詳見(jiàn)后述內(nèi)容。為滿足通風(fēng)及安全出口的需要，后期在北部楊段洼村附近布置1 個(gè)回風(fēng)立井。2．方案Ⅱ：斜立井混合開(kāi)拓斜井開(kāi)拓的缺點(diǎn)是所有材料均需在井下由礦車(chē)換裝到無(wú)軌膠輪車(chē)后才能運(yùn)送到各使用地點(diǎn)，另外從通風(fēng)方面考慮也需增加一個(gè)進(jìn)風(fēng)立井，若將方案Ⅰ風(fēng)井場(chǎng)地的進(jìn)風(fēng)立井裝備并布置到工業(yè)場(chǎng)地，裝備小型無(wú)軌膠輪車(chē)可直接進(jìn)出的罐籠就可實(shí)現(xiàn)日常材料、小型設(shè)備等從地面到井下工作地點(diǎn)的連續(xù)運(yùn)輸。另外，井下用大采高采煤法時(shí)，液壓支架的整體運(yùn)輸尺寸為 7790×1650×2800mm，為保證支架性能不宜進(jìn)行拆裝，故副斜井承擔(dān)液壓支架、采煤機(jī)等大件設(shè)備的升降，基于上述考慮，提出采用斜立井混合開(kāi)拓方案。工業(yè)場(chǎng)地布置主斜井、副斜井和副立井三個(gè)井筒。主斜井井筒長(zhǎng)度、傾角、斷面、裝備等均同方案Ⅰ；副斜井井筒長(zhǎng)度、斷面、傾角同方案Ⅰ，由于現(xiàn)在只擔(dān)負(fù)液壓支架、采煤機(jī)等大件設(shè)備的升降，井筒內(nèi)鋪設(shè) 900mm 軌距、43kg/m 的單軌，裝備 1 臺(tái) Φ4m 單繩12絞車(chē)；副立井井口標(biāo)高+790m，井筒凈直徑 Φ7.0m，為滿足小型無(wú)軌膠輪車(chē)直接上下井的需要，井筒內(nèi)裝備 1 個(gè) 5410×2300mm 單層加寬罐籠，提升機(jī)為 JKMD-3×4 型落地式多繩摩擦輪提升機(jī)，提負(fù)日常材料、設(shè)備、矸石、人員等的輔助提升任務(wù)。井下以+327m 水平開(kāi)拓全井田，副立井落底后并向東布置輔助運(yùn)輸巷與中央大巷及主、副斜井貫通。向北布置一組中央大巷至井田中央后，再布置東西向的一組大巷至井田邊界，兩組大巷開(kāi)拓全井田。礦井移交生產(chǎn)時(shí)，采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)、抽出式通風(fēng)方式。回風(fēng)立井選擇在玉溪村北，井筒凈直徑 Φ7.5m，井筒內(nèi)裝備梯子間兼作礦井安全出口。礦井采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，后期在北部井田中部布置 1 個(gè)回風(fēng)立井。3．方案Ⅲ：立井開(kāi)拓根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外礦井提升技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)考慮了將方案Ⅱ中的兩個(gè)副井合為一個(gè)副立井，同時(shí)主井也由斜井改為立井的開(kāi)拓方案，即立井開(kāi)拓方案。工業(yè)場(chǎng)地布置主立井、副立井兩個(gè)井筒。主立井井口標(biāo)高+795m，裝載水平標(biāo)高+350m，井筒凈直徑 Φ6.0m，裝備JKMD－4×4E 型落地式多繩摩擦輪提升機(jī)、1 對(duì) 20t 箕斗提升煤炭；副立井井口標(biāo)高+790m，井筒凈直徑 Φ8.5m，井底車(chē)場(chǎng)水平標(biāo)高+350m。對(duì)副立井提升設(shè)備的布置，考慮到本井田 3 號(hào)煤層瓦斯含量高，煤層埋藏深，根據(jù)礦區(qū)相鄰礦井解決瓦斯、通風(fēng)問(wèn)題的成功經(jīng)驗(yàn)，井下采煤方法為大采高綜采。大采高液壓支架運(yùn)輸尺寸為7790×1650×2800mm，為滿足大件設(shè)備提升的需要，井筒內(nèi)布置 113個(gè) 7000×3500mm 的加寬罐籠滿足液壓支架整體升降的需要，提升機(jī)為 Φ5.3×4 型落地式多繩摩擦輪提升機(jī)。井下以+350m 水平開(kāi)拓全井田，主、副井落底后布置+350m 水平環(huán)形車(chē)場(chǎng)，主井箕斗裝載硐室采用半下放式，井底撒煤通過(guò)清理斜巷清理。井下利用東西向的一組巷道和南北向的一組巷道共兩組大巷開(kāi)拓全井田。4．方案比較從上述三個(gè)方案比較來(lái)看，方案Ⅲ初期可比投資最高（比方案Ⅰ多 15%，增加投資 2485.4 萬(wàn)元） ，井上下系統(tǒng)復(fù)雜，且首采區(qū)沒(méi)有位于已完成三維地震勘探的井田東南部，瓦斯含量也較高，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面均不占優(yōu)勢(shì)，應(yīng)首先淘汰。方案Ⅱ與方案Ⅰ相比，雖然裝備了副立井后實(shí)現(xiàn)了地面到工作地點(diǎn)的連續(xù)運(yùn)輸，但井下巷道貫通工程量最大，建井工期最長(zhǎng)，投資也較多（比方案Ⅰ多13.8%，增加投資 2280.8 萬(wàn)元） ，此外，本礦井以一個(gè)大采高綜采面和三個(gè)掘進(jìn)面達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，井下用料不多，換裝工作量也不是太大，故綜合比較后，設(shè)計(jì)推薦方案Ⅰ，即采用斜井開(kāi)拓方案。風(fēng)井井筒位置根據(jù)推薦的斜井開(kāi)拓方案，設(shè)計(jì)對(duì)進(jìn)、回風(fēng)井井筒位置提出了三個(gè)方案進(jìn)行比較。方案Ⅰ：玉溪村西風(fēng)井場(chǎng)地位于玉溪村西約 300m 處，場(chǎng)地自然標(biāo)高+810～+820m，場(chǎng)地較開(kāi)闊。其優(yōu)點(diǎn)是井筒深度最小，風(fēng)井場(chǎng)地距礦井工業(yè)場(chǎng)地相距較近，聯(lián)系便利。其缺點(diǎn)是井下工程量稍大。14方案Ⅱ：玉溪村北風(fēng)井場(chǎng)地選擇在玉溪村北的山地上，場(chǎng)地自然標(biāo)高+905m 左右，場(chǎng)地相對(duì)狹窄。其優(yōu)點(diǎn)是距玉溪村相對(duì)較遠(yuǎn)，不占農(nóng)田；井下距主、副斜井井底較近，聯(lián)系工程量較小，比方案Ⅰ少 1500m 左右。缺點(diǎn)是井筒比方案Ⅰ增加約 100m；場(chǎng)外道路工程量大，修筑困難；場(chǎng)地狹窄，發(fā)展空間受限制。方案Ⅲ：玉溪村東風(fēng)井場(chǎng)地選擇在玉溪村東的臺(tái)地上，場(chǎng)地自然標(biāo)高+850m 左右，場(chǎng)地較開(kāi)闊。其優(yōu)點(diǎn)是地面開(kāi)闊，發(fā)展空間大；井下工程量相對(duì)較小，較方案Ⅰ少 150m 左右；缺點(diǎn)是風(fēng)井位置距玉溪村相對(duì)較近，場(chǎng)地有滑坡危險(xiǎn)。上述三個(gè)方案相比，方案Ⅲ方案由于距玉溪村較近，且場(chǎng)地有滑坡危險(xiǎn)，故首先淘汰，其它兩個(gè)方案工程量及投資比較見(jiàn)表2.3－4。從比較結(jié)果來(lái)看，方案Ⅱ井巷工程量最小，投資比方案Ⅰ少1030.2 萬(wàn)元（18.4%） ，建井工期短，雖然與工業(yè)場(chǎng)地高差達(dá)到110m，但現(xiàn)中石油瓦斯抽采已修筑道路到達(dá)風(fēng)井場(chǎng)地，可大大減少道路工程量及征地面積，故設(shè)計(jì)推薦方案Ⅱ，即風(fēng)井場(chǎng)地位于玉溪村北的高臺(tái)上。第四節(jié) 井筒及裝備一、井筒布置裝備主斜井、副斜井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，進(jìn)風(fēng)立井、回風(fēng)立井位于15玉溪村北的風(fēng)井場(chǎng)地。1．主斜井井筒凈寬5.2m，凈斷面17.9m 2，傾角16°，斜長(zhǎng)1706m，擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)、人員上下井和安全出口。井筒內(nèi)裝備B=1200mm膠帶輸送機(jī)，并安設(shè)斜井架空乘人器，井筒內(nèi)敷設(shè)排水管路、消防灑水管路、動(dòng)力電纜及通信電纜。2．副斜井井筒凈寬4.6m，凈斷面17.0m 2，傾角20°，斜長(zhǎng)1356m，擔(dān)負(fù)全礦井設(shè)備、材料、矸石等輔助提升任務(wù)兼安全出口。井筒內(nèi)鋪設(shè)900mm軌距、43kg/m的雙軌，裝備1臺(tái)Φ4m單繩絞車(chē)提升大件，裝備1臺(tái)Φ3m絞車(chē)負(fù)責(zé)日常材料的輔助提升，井筒內(nèi)敷設(shè)消防灑水管路、通信電纜等。井筒通過(guò)45t平板車(chē)下放液壓支架，根據(jù)山西晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司煤礦機(jī)械制造分公司生產(chǎn)的ZMP45型平板車(chē)高度為480mm，經(jīng)復(fù)核，副斜井?dāng)嗝婵蓾M足運(yùn)輸要求。3．進(jìn)風(fēng)立井井筒凈直徑Φ6m，凈斷面28.3m 2，井深578m，擔(dān)負(fù)礦井生產(chǎn)初期的進(jìn)風(fēng)任務(wù)。4．回風(fēng)立井井筒凈直徑Φ7.5m，凈斷面44.2m 2，井深563m，擔(dān)負(fù)礦井生產(chǎn)初期的回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)裝備封閉梯子間作為安全出口，并敷設(shè)瓦斯抽采管路、壓風(fēng)管路等。本礦井為高瓦斯礦井，礦井風(fēng)量為 290m3/s；井下膠帶運(yùn)輸巷采用皮帶連續(xù)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸，礦井從通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)纫蛩乜紤]，開(kāi)拓大巷共布置 5 條，其中 2 條輔助運(yùn)輸大巷、1條膠帶輸送機(jī)大巷和 2 條回風(fēng)大巷。16二、盤(pán)區(qū)劃分盤(pán)區(qū)走向長(zhǎng)度和傾斜寬度應(yīng)根據(jù)煤層地質(zhì)條件、開(kāi)采機(jī)械化水平、集中生產(chǎn)要求、開(kāi)拓及回采巷道布置綜合考慮。本礦井采煤方法為大采高綜采，機(jī)械化水平高；輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)，因此設(shè)備方面有利于增大盤(pán)區(qū)尺寸，但本礦井為高瓦斯礦井，考慮通風(fēng)的需要，盤(pán)區(qū)尺寸不宜過(guò)大。本井田走向長(zhǎng) 5.2km，傾斜寬 5.0～6.4km，僅開(kāi)采 3 號(hào)煤層，3號(hào)煤層厚度大，賦存穩(wěn)定。此外，井田 3 號(hào)煤層瓦斯含量高。根據(jù)上述井田尺寸及 3 號(hào)煤層賦存條件，結(jié)合工作面生產(chǎn)能力和裝備水平，本著適當(dāng)加大盤(pán)區(qū)尺寸、增加工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度、盡量減少工作面搬家次數(shù)、提高工作面單產(chǎn)及效率的原則，并考慮到高瓦斯礦井回采、掘進(jìn)的通風(fēng)因素，設(shè)計(jì)確定工作面推進(jìn)方向長(zhǎng)度 2000m 左右。結(jié)合礦井開(kāi)拓布置，井下共劃分為兩個(gè)盤(pán)區(qū)：一盤(pán)區(qū)：位于井田南部，可采儲(chǔ)量 80.13Mt；二盤(pán)區(qū)：位于井田北部，可采儲(chǔ)量 84.12Mt；開(kāi)采順序?yàn)楸P(pán)區(qū)前進(jìn)式，即由靠近井筒的盤(pán)區(qū)向井田邊界推進(jìn)。第五節(jié) 井底車(chē)場(chǎng)及硐室17一、井底車(chē)場(chǎng)形式及通過(guò)能力井底車(chē)場(chǎng)采用臥式布置，以+327m 水平標(biāo)高為井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高。由于本礦井煤炭采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，由主井提升，井底車(chē)場(chǎng)主要擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備、矸石、人員等輔助運(yùn)輸任務(wù)，且輔助運(yùn)輸采用無(wú)軌膠輪車(chē)，在換裝站換裝后直達(dá)使用地點(diǎn)，故車(chē)場(chǎng)的通過(guò)能力是非常富裕的，完全能夠滿足礦井生產(chǎn)的需要。二、井底車(chē)場(chǎng)硐室1．主井生產(chǎn)系統(tǒng)硐室主井系統(tǒng)硐室主要為井底煤倉(cāng)及裝載硐室。井底布置 1 個(gè)井底煤倉(cāng)，距主斜井井底斜長(zhǎng) 20m。煤倉(cāng)上口標(biāo)高+380.5m，凈直徑 8.0m，有效容量約 1500t。2．副井系統(tǒng)硐室副井系統(tǒng)硐室主要包括：換裝站、主變電所、主排水泵房、管子道、水倉(cāng)、膠輪車(chē)加油檢修硐室、消防材料庫(kù)、井下爆炸材料庫(kù)等。⑴ 換裝站由于副斜井為軌道運(yùn)輸，大巷為無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸，所有材料、設(shè)備、矸石等均需在礦車(chē)和膠輪車(chē)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)載，故在副斜井井底設(shè)換裝站。根據(jù)設(shè)備換裝要求，硐室長(zhǎng) 55m，凈寬 7.6m，凈高8.4m，采用鋼筋混凝土支護(hù)。⑵ 主變電所、主排水泵房及管子道主變電所和主排水泵房采取聯(lián)合布置，管子道位于副斜井南側(cè)。主變電所、主排水泵房均采用混凝土砌碹支護(hù)。主變電所長(zhǎng) 60m，凈寬 4.5m，凈高 4.2m，凈斷面積 13.5m2。主排水泵房長(zhǎng) 27.9m，凈寬 4.5m，凈高 5.25m，凈斷面積21.5m2。18⑶ 水倉(cāng)井底水倉(cāng)布置在副斜井南側(cè)，入口與車(chē)場(chǎng)巷道相連。礦井正常涌水量 130m3/h，最大 240m3/h，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，所需水倉(cāng)有效容量應(yīng)為：Q＝8×130＝1040 m 3由于地質(zhì)報(bào)告中提供的礦井涌水量較大，為保證礦井生產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)水倉(cāng)容量考慮較大的富裕系數(shù)，設(shè)計(jì)水倉(cāng)長(zhǎng)度 308.5m，凈斷面9m2，有效容量約 2220m3。⑷ 管子道管子道與主斜井相接，排水管路沿主斜井布置到達(dá)地面。礦井如發(fā)生突水事故，在主斜井鋪臨時(shí)軌道，水泵經(jīng)主斜井進(jìn)入管子道到達(dá)中央水泵房。19第三章 井田開(kāi)拓第一節(jié) 運(yùn)輸方式的選擇一、煤炭運(yùn)輸方式選擇目前國(guó)內(nèi)大中型礦井的大巷煤炭運(yùn)輸較為普遍地采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，因此，大巷運(yùn)輸確定采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式。二、輔助運(yùn)輸方式的選擇礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要應(yīng)滿足以下要求：減少輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)及轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，減少輔助運(yùn)輸人員，提高運(yùn)輸效率。本礦井煤層為近水平煤層，主要巷道均沿 3 號(hào)煤層布置，錨網(wǎng)支護(hù)，坡度一般 3～5°，最大不超過(guò) 8°，采煤方法為大采高綜采，巷道為綜掘機(jī)掘進(jìn)，機(jī)械化程度高、推進(jìn)速度快，用人、用料數(shù)量少。根據(jù)上述特點(diǎn)，需要一種方便、靈活、快捷的輔助運(yùn)輸方式與之配套，以實(shí)現(xiàn)井下“一條龍”式連續(xù)運(yùn)輸。從本礦區(qū)相鄰礦井實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸在 3 號(hào)煤層的開(kāi)采中已得到成功的應(yīng)用，相鄰寺河、亞美大寧等礦井輔助運(yùn)輸均采用了無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸方式。因此，結(jié)合本礦井的具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)確定井下輔助運(yùn)輸方式為無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸。第二節(jié) 運(yùn)輸設(shè)備選型一、煤炭運(yùn)輸方式選擇礦井投產(chǎn)時(shí)，在井下一盤(pán)區(qū)布置一個(gè)厚煤層大采高綜采工作面，20原煤通過(guò)中央大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)至主斜井井底煤倉(cāng)，煤倉(cāng)容量約為2000t。井底煤倉(cāng)下口設(shè)有一臺(tái)甲帶式給料機(jī)，原煤由給料機(jī)經(jīng)主斜井帶式輸送機(jī)提升至地面，經(jīng)轉(zhuǎn)載進(jìn)入地面選煤廠，對(duì)原煤進(jìn)行洗選加工。中央大巷帶式輸送機(jī)的選型本著主要運(yùn)輸環(huán)節(jié)的能力滿足2.40Mt/a 生產(chǎn)規(guī)模的需要，結(jié)合大巷條件、煤倉(cāng)的緩沖能力、主運(yùn)輸設(shè)備的配套情況以及工作面的峰值煤量(工作面順槽設(shè)備能力1800t/h，掘進(jìn)煤 200t/h)等因素選型。由于中央大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)輸距離較長(zhǎng)、運(yùn)輸能力大，為降低起動(dòng)和緊急制動(dòng)時(shí)膠帶的動(dòng)張力，延長(zhǎng)減速器、電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)電機(jī)間的功率平衡，應(yīng)對(duì)帶式輸送機(jī)的起/制動(dòng)加速度進(jìn)行控制，因此在驅(qū)動(dòng)裝置選型時(shí)應(yīng)采用軟起/停驅(qū)動(dòng)方式。二、設(shè)計(jì)依據(jù)礦井投產(chǎn)時(shí)井下布置1個(gè)厚煤層一次采全高綜采工作面、3個(gè)綜掘面和1個(gè)普掘面滿足生產(chǎn)需要，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.40Mt/a。綜掘面設(shè)計(jì)進(jìn)度500m/月，設(shè)計(jì)年工作日330d，每天三班生產(chǎn)，一班檢修，每班運(yùn)輸時(shí)間5h。礦井輔助運(yùn)輸量根據(jù)開(kāi)拓巷道布置、支護(hù)方式及采掘進(jìn)度，主要運(yùn)輸?shù)奈锪蠟殄^桿、錨索、金屬網(wǎng)片、水泥、砂石、坑木等，主要運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備為采掘工作面裝備和電器設(shè)備；工作面安裝期為14d，搬家期為10d；為錯(cuò)開(kāi)運(yùn)輸高峰，考慮工作面搬家和安裝與大巷鋪底錯(cuò)開(kāi)，且每天運(yùn)輸4班；人員運(yùn)輸考慮以各采掘工作面人員、巷修鋪底人員一次運(yùn)到位為基礎(chǔ)，兼顧其它固定工作點(diǎn)的人員運(yùn)輸。21首采盤(pán)區(qū)綜采面最大運(yùn)距：大巷2570m，順槽3060m，以此為基礎(chǔ)計(jì)算采煤、掘進(jìn)面輔助運(yùn)輸量。首采盤(pán)區(qū)輔助運(yùn)輸量表名 稱 單位 數(shù)量 名 稱 單位 數(shù)量支護(hù)材料 t/班 53 風(fēng)墻砌筑材料 t/班 2鋪底材料 t/班 23 坑木 m3/班 3.5其它設(shè)備、材料 t/班 7膠輪運(yùn)輸車(chē)輛及機(jī)車(chē)選擇⑴ 人員運(yùn)輸車(chē)輛選擇礦井采掘工作面共 5 個(gè)，井下最大班人數(shù)合計(jì)為 80 人。為節(jié)省路途時(shí)間，提高工效，所有采掘人員必須一次運(yùn)送到位，考慮到人員運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸時(shí)間短、使用次數(shù)少，且國(guó)內(nèi)常州煤研所、煤科院太原分院等國(guó)內(nèi)科研及生產(chǎn)廠家已有成熟產(chǎn)品，并在國(guó)內(nèi)寺河等多個(gè)礦井有成功使用的先例，故從盡量減小車(chē)輛外形尺寸及降低投資方面考慮，選取 WCQ-3CR 型 21 座無(wú)軌膠輪人車(chē) 4 輛。此外，考慮其他輔助人員如地測(cè)人員等以及檢查人員運(yùn)送和輕型貨物（如爆破材料、班中餐、檢修備件等）的運(yùn)輸，選取 WCQ-3C 型無(wú)軌膠輪客貨車(chē) 3 輛。WCQ-3CR 型無(wú)軌膠輪人車(chē)主要性能及參數(shù)如下：額定載人數(shù)：21 人；發(fā)動(dòng)機(jī)：50 kW（FB4105A） ；爬坡能力：14°；最大速度：38 km/h；離地間隙：220mm；轉(zhuǎn)彎半徑：7000mm；外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：5500×1800×2200mm；機(jī)車(chē)自重：4.4t。22WCQ-3C 型無(wú)軌膠輪客貨車(chē)主要性能及參數(shù)如下：額定載重：3t；發(fā)動(dòng)機(jī)：75kW（CKS6108FB） ；爬坡能力：14°；最大速度：73 km/h；離地間隙：220mm；轉(zhuǎn)彎半徑：7500mm；外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：5500×2063×2250mm；機(jī)車(chē)自重：5t。⑵ 支架及大件設(shè)備運(yùn)輸車(chē)輛選擇為實(shí)現(xiàn)采煤工作面快速搬家，保持車(chē)輛正常循環(huán)的需要，選用國(guó)產(chǎn) WC40Y 支架搬運(yùn)車(chē)滿足支架、采煤機(jī)等大件的運(yùn)輸。該車(chē)除可運(yùn)輸支架、采煤機(jī)、泵站、機(jī)頭等整件大設(shè)備并協(xié)助安裝外，也可搬運(yùn)其它重物料。根據(jù)采煤工作面設(shè)備配置，液壓支架為 118 架，按支架搬家時(shí)間 10d 考慮，每天四班作業(yè)，搬運(yùn)車(chē)水平路面最大速度 24km/h，滿載最大速度 12km/h，按重載速度 6km/h，空車(chē)速度 12km/h，經(jīng)計(jì)算，每班需搬運(yùn)車(chē) 1.8 輛，取 2 輛。WC40Y 型支架搬運(yùn)車(chē)性能及參數(shù)如下：最大載重量：40t；爬坡能力：12°發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距：1100N·m；車(chē)重：24.27 t；車(chē)速：水平路面最大 24km/h，滿載最大速度 12km/h；轉(zhuǎn)彎半徑：內(nèi) 2.580m，外 6.770m外形尺寸：長(zhǎng) 9643mm，寬 3520mm，高 1670mm；23⑶ 物料及普通設(shè)備運(yùn)輸車(chē)輛選擇礦井正常生產(chǎn)時(shí)為每日三班運(yùn)輸、每班凈運(yùn)輸時(shí)間5h。根據(jù)前述各工作面地點(diǎn)材料用量，按每車(chē)凈載重3t考慮，計(jì)算礦井所需普通輔助運(yùn)輸車(chē)輛。首采盤(pán)區(qū)單程最大運(yùn)距5630m（副斜井井底至采煤工作面）、重車(chē)行車(chē)速度15km/h，空車(chē)行車(chē)速度20km/h，井下卸載及等車(chē)時(shí)間25min/次計(jì)算，則每班每車(chē)可往返4次。綜合計(jì)算，每班需無(wú)軌膠輪車(chē)7輛，因該車(chē)為井下主要運(yùn)輸車(chē)輛，按設(shè)備備用1輛考慮，據(jù)此選取WCQ-3BI型運(yùn)輸車(chē)9輛。WCQ-3BI型運(yùn)輸車(chē)性能及參數(shù)如下：發(fā)動(dòng)機(jī)功率：75kW額定載重：3t爬坡能力：14°傳動(dòng)方式：機(jī)械傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式：四輪驅(qū)動(dòng)最大速度：26km/h離地間隙：220mm轉(zhuǎn)彎半徑：5m車(chē)輛自重：6.0t外形尺寸：4750×1700×2000mm⑷ 矸石排卸車(chē)及裝載車(chē)數(shù)量礦井矸石主要為掘進(jìn)盤(pán)區(qū)聯(lián)絡(luò)巷、風(fēng)橋、立交點(diǎn)等巖石巷道或冒頂?shù)忍厥馇闆r下所產(chǎn)生，掘進(jìn)矸石盡量不出井，充填廢棄巷道或順槽橫貫，根據(jù)采掘工作面進(jìn)度安排，矸石量占礦井年產(chǎn)量的1.5%，經(jīng)計(jì)算，日均運(yùn)送矸石量109t，平均每班36t，采用WCQ-3型無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)輸矸石，該車(chē)載重為3.0t，每班需運(yùn)輸矸石12車(chē)。按掘進(jìn)工作面與井底、順槽距離及裝卸載時(shí)間計(jì)算，每車(chē)每班可往返243～4次，考慮備用，選膠輪車(chē)6輛。WCQ-3型膠輪車(chē)性能及參數(shù)如下：發(fā)動(dòng)機(jī)型式：進(jìn)口/國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率：75kW驅(qū)動(dòng)方式：四輪驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)爬坡能力：14°轉(zhuǎn)彎半徑：4650mm最大速度：20km/h額定載重：3.0t車(chē)輛自重：6.0t外形尺寸：4750×1750×1950mm為解決普掘工作面的矸石裝載、短途物料設(shè)備運(yùn)送、巷道清理，配備 1 臺(tái) FBZL30 型防爆裝載機(jī)。FBZL30 型防爆裝載機(jī)性能及參數(shù)如下：額定載重：3.0t；額定斗容：1.7m 3；最大車(chē)速：32km/h；外形尺寸：7080×2370×2650 mm；車(chē)重：10.2t；所選輔助運(yùn)輸車(chē)輛見(jiàn)下表25輔助運(yùn)輸車(chē)輛一覽表序號(hào)礦車(chē)名稱 礦車(chē)型號(hào)數(shù)量（輛）備 注1 膠輪人員運(yùn)輸車(chē) WCQ-3CR 4 井下人員運(yùn)輸2 輕便客貨車(chē) WCQ-3C 3 其它輔助人員及輕型貨物運(yùn)輸3 支架搬運(yùn)車(chē) WC40Y 2 支架及大件設(shè)備運(yùn)輸4 小型多用途車(chē) WCQ-3BI 9 普通設(shè)備、材料運(yùn)輸5 普通運(yùn)輸車(chē) WCQ-3 6 掘進(jìn)矸石運(yùn)輸6 防爆裝載機(jī) FBZL16 1 普掘面矸石裝載7 工具存放箱 4 井上下8 3m3集裝箱 8 井上下礦車(chē)選型⑴ 礦車(chē)型號(hào)在+350m 水平副斜井井底車(chē)場(chǎng)，設(shè)計(jì)采用 1.5t 固定式礦車(chē)運(yùn)輸矸石，5t 材料車(chē)運(yùn)送長(zhǎng)材料，5t 平板車(chē)運(yùn)送較大件設(shè)備，特制平板車(chē)運(yùn)送大型設(shè)備，如采煤機(jī)、液壓支架等。⑵ 各類礦車(chē)數(shù)量計(jì)算1.5t 固定式礦車(chē)數(shù)量采用排列法計(jì)算。材料車(chē)、平板車(chē)、特制平板車(chē)等其它車(chē)輛的數(shù)量按《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50215-2005)規(guī)定計(jì)算選取。① 1.5t 固定式礦車(chē)計(jì)算副斜井每鉤提升 3 輛礦車(chē)，則：副斜井井底車(chē)場(chǎng)運(yùn)行 4 鉤 4×3=12 輛；副斜井井筒運(yùn)行 2 鉤 2×3=6 輛；26副斜井井口車(chē)場(chǎng) 2 鉤 2×3=6 輛；工業(yè)場(chǎng)地運(yùn)行 2 列 2×12=24 輛；計(jì)：礦車(chē) 48 輛，加 20%備用，取 60 輛。② 其它車(chē)輛根據(jù)計(jì)算和井下實(shí)際需要確定其它車(chē)輛數(shù)目如下：5t 材料車(chē) 60 輛；5t 平板車(chē) 20 輛；36t 特制平板車(chē) 8 輛；油脂專用車(chē) 2 輛；此外，為提高運(yùn)輸效率，配備了 8 只集裝箱，4 只工具存放箱。達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，各類車(chē)輛數(shù)目見(jiàn)表。礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)各類礦車(chē)數(shù)量表礦車(chē)名稱 礦車(chē)型號(hào) 使用地點(diǎn) 礦車(chē)數(shù)（輛） 備注1.5t 固定式礦車(chē) MGC1.7－9 井底車(chē)場(chǎng)、副斜井、地面 605t 材料車(chē) MLC5－9 井底車(chē)場(chǎng)、副斜井、地面 605t 平板車(chē) MPC5－9 井底車(chē)場(chǎng)、副斜井、地面 2036t 特制平板車(chē) 井底車(chē)場(chǎng)、副斜井、地面 8油脂專用車(chē) 井底車(chē)場(chǎng)、副斜井、地面 23m3集裝箱 井上下 8工具存放箱 井上下 427第四章 采區(qū)布置及裝備第一節(jié) 采煤方法一、采煤方法的選擇通過(guò)以上開(kāi)采技術(shù)條件的分析，井田構(gòu)造及水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，本礦采用一次采全高綜合機(jī)械化采煤方法，以“一井一面”達(dá)到礦井 2.40Mt/a 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。二、采煤工藝與機(jī)械配備1．采煤工藝的確定設(shè)計(jì)確定礦井采用長(zhǎng)壁大采高綜合機(jī)械化采煤工藝，全部冒落法管理頂板。2．工作面設(shè)備選型達(dá)產(chǎn)時(shí)以 1 個(gè)大采高工作面保證礦井 2.40Mt/a 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，回采工作面裝備有引進(jìn)與國(guó)產(chǎn)兩種方案，設(shè)計(jì)考慮雖然引進(jìn)的設(shè)備在國(guó)內(nèi)多個(gè)礦井創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，且設(shè)備性能好，效率高，較易達(dá)到高產(chǎn)高效，但根據(jù)最近引進(jìn)設(shè)備情況看，由于鋼材漲價(jià)、美元貶值等多種因素影響，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格漲幅很大，而國(guó)內(nèi)設(shè)備通過(guò)近幾年的發(fā)展，設(shè)備性能較以前有較大的提高，基本能夠滿足高產(chǎn)高效的需要，且設(shè)備價(jià)格低，維修便利。根據(jù)本礦井煤層賦存條件、資源儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)能力、服務(wù)年限等情況，為減少投資并考慮國(guó)內(nèi)目前最新關(guān)鍵設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合礦區(qū)內(nèi)趙莊、亞美大寧等礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)除采煤機(jī)引進(jìn)外，其余均選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。28工作面主要采煤設(shè)備選擇分述如下：⑴ 采煤機(jī)采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率：我國(guó)一般為 35%～45%，根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi) 49 個(gè)百萬(wàn)噸綜采工作面統(tǒng)計(jì)資料，平均開(kāi)機(jī)率已達(dá)到 52%。結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)首采 3 號(hào)煤層長(zhǎng)壁綜采工作面采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率取 40%；煤層長(zhǎng)壁綜采工作面年產(chǎn)量按 2.40Mt/a 考慮，日產(chǎn)量為 7273t，相應(yīng)的采煤機(jī)的平均截割牽引速度為：式中 L——工作面長(zhǎng)度，取 200mH——采高，首采區(qū) 3 號(hào)煤層平均厚 5.71mB——截深，0.8m?——煤層容重，3 號(hào)煤層為 1.46 t/m3T——每班工作時(shí)間，為 6hI——采煤機(jī)開(kāi)缺口行程 m；取 50mK——采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率，取 40%C——工作面回采率，取 93%。代入則得V=3.4m/min為使工作面產(chǎn)量均衡，采煤機(jī)的實(shí)際截割牽引速度應(yīng)根據(jù)煤層厚薄變化適當(dāng)調(diào)整，空載時(shí)要求其速度不小于 15m/min，以減少輔助工作時(shí)間。綜上所述，設(shè)計(jì)選用 SL500 型采煤機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)如下：裝機(jī)功率 1875kW，截深 0.8～1.0m，牽引速度 0～30m/min，采高 2.5～6.0m，牽引方式為無(wú)鏈電牽引，額定電壓 3300V，頻率50Hz。60)((723????KTCrILV29⑵ 工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)一是運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)。采煤機(jī)生產(chǎn)能力為：Q=60VMB?η式中 Q——采煤機(jī)小時(shí)割煤量，t/h；V——采煤機(jī)牽引速度，3.4m/min；M——煤層開(kāi)采厚度，5.71m；B——截深，0.8m;?——煤的容重，1.46t/m 3；η——有效截割系數(shù)，取 0.9。代入則得Q=1224t/h考慮落煤不均勻系數(shù)后，工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的額定運(yùn)量確定為 1300t/h。二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配。三是運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。四是支架寬度與刮板輸送機(jī)的節(jié)距相一致。故工作面可彎曲刮板輸送機(jī)參數(shù)要求如下：刮板輸送機(jī)：SGZ1000/900 型，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 205m，運(yùn)輸能力1400t/h，交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭，雙速電機(jī)牽引，額定電壓 1140V，功率2×450KW。轉(zhuǎn)載機(jī)：SZZ800/200 型，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 50m，輸送量 1400t/h，額定電壓 1140V，功率 200KW。破碎機(jī)：PCM160 型，破碎能力 1400t/h，額定電壓 1140V，功率 150kW。⑶ 可伸縮帶式輸送機(jī)工作面運(yùn)輸順槽長(zhǎng)度 2050m 左右，高差約 52m（下運(yùn)） ，傾角300~3°。主要技術(shù)參數(shù)為：帶寬 B=1200mm，運(yùn)量 Q=1300t/h，帶速V=3.15m/s，帶長(zhǎng) L=2050m，傾角 β=0°~ 3°，電動(dòng)機(jī) YB450M3-4，功率 355kW，兩臺(tái)，功率配比 1：1。PVG1400 阻燃型整芯膠帶。⑷ 乳化液泵站為提高液壓支架支護(hù)速度，與采煤機(jī)切割速度相適應(yīng)，要求乳化液泵站具有大壓力、大流量，據(jù)此設(shè)計(jì)選用 BRW400/31.5，公稱壓力 31.5MPa，公稱流量 400L/min，四泵兩箱，其中三臺(tái)泵工作，一臺(tái)泵備用，總功率 3×250kW。⑸ 噴霧泵站選用 BPW315/10 型噴霧泵站，工作壓力 10.0MPa，公稱流量315L/min，該泵站由二臺(tái)泵一個(gè)水箱組成，其中一臺(tái)泵工作，一臺(tái)泵備用，總功率 2×75kW。三、工作面頂板管理方式、支架設(shè)備選型1．架型選擇液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，目前美國(guó)長(zhǎng)壁工作面中液壓支架基本以掩護(hù)式為主，約占全部架型的 96%，且有向兩柱式發(fā)展的明顯趨勢(shì)。液壓支架技術(shù)另一重大突破是控制系統(tǒng)，應(yīng)用電液控制技術(shù)，采用電磁（或微電機(jī)）控制的先導(dǎo)閥，先進(jìn)可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理機(jī)技術(shù)，紅外遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動(dòng)作自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時(shí)間達(dá)到 6～8s。配合采煤機(jī)的煤巖識(shí)別系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)控制。美國(guó) 1994 年共有 80 個(gè)長(zhǎng)壁工作面，其中有 70 個(gè)工作面是電液控制的工作面，占 87.5%，使用兩柱掩護(hù)式支架 73 套，占 91.25%，是美國(guó)長(zhǎng)壁工作面使用的主要架型，支架工作阻力大部分在 7000～8000kN，最大的兩柱掩護(hù)式支架工作阻