礦井建設(shè)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目錄 1 礦井設(shè)計(jì)的基本情況 . 1 1.1井田概況及地質(zhì)特征 . 1 1.1.1 交通位置 . 1 1.1.2 地形地貌 . 1 1.1.3 河流與水系 . 1 1.1.4 氣象 . 1 1.1.5 地質(zhì)構(gòu)造 . 3 1.1.6 水文地質(zhì)條件 . 4 1.1.7 煤層及煤質(zhì)情況 . 5 1.2礦田的開 拓與開采 . 6 1.2.1 井田境界與資源儲(chǔ)量 . 6 1.2.2 礦井工作制度 . 6 1.2.3 礦井服務(wù)年限及年產(chǎn)量 . 7 1.2.4 井田開拓 . 7 1.2.5 開拓巷道布置 . 8 1.3 礦井的主要生產(chǎn)系統(tǒng) . 9 1.3.1 主要運(yùn)輸系統(tǒng) . 9 1.3.2 礦車 . 9 1.3.3 運(yùn)輸設(shè)備選型 . 9 1.3.4 井筒 . 10 1.3.5 提升設(shè)備 . 11 1.3.6 井底車場(chǎng)及硐室 . 12 1.3.7 井 下通風(fēng)系統(tǒng) . 14 1.3.8 排水設(shè)備 . 14 1.3.9 防水、防火、防沼氣煤塵爆炸的安全措施 . 15 1.4 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo) . 16 2 礦井建設(shè)準(zhǔn)備 . 18 2.1建井施工條件 . 18 2.1.1 建井期間水電供應(yīng) . 18 2.1.2 交通運(yùn)輸 . 19 2.1.3 通信聯(lián)系 . 19 2.1.4 建筑材料來源 . 20 2.1.5 排矸 . 20 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II 2.2 建井的技術(shù)準(zhǔn)備工作 . 20 2.2.1 井田開拓設(shè)計(jì)主要技術(shù)原則 . 20 2.2.2 礦井施工方案 . 21 2.2.3 主、副、風(fēng)井筒開工順序 . 22 2.2.4 礦井建設(shè)的工程準(zhǔn)備 . 22 3 井筒施工 . 23 3.1 主井井筒概況 . 23 3.1.1 井筒的特征 . 23 3.1.2 井筒的地質(zhì) . 23 3.2 表土施工 . 25 3.2.1 施工方案選擇 . 25 3.2.2 施工方法的簡述 . 25 3.2.3 表土工期確定 . 26 3.3 基巖掘砌施工 . 26 3.3.1 主井基巖段工程概況 . 26 3.3.2 基巖段爆破設(shè)計(jì) . 26 3.3.3 基巖掘砌施工方法及設(shè)備 . 29 4 井巷過渡期與井底車場(chǎng)的施工組織 . 47 4.1 主副井各硐室施工 . 47 4.1.1 主井各硐室施工 . 47 4.1.2 副井各硐室施工 . 48 4.1.3 主副井貫通方案 . 48 4.2 井底車場(chǎng)過渡期施工組織 . 49 4.2.1 速度圖計(jì)算 . 49 4.2.2 馬頭門的施工 . 51 4.2.3 主副井裝備交替改裝方案 . 51 4.3 井底車場(chǎng)巷道及硐室的施工順序 . 52 4.3.1 車場(chǎng)硐室 及巷道的施工原則 . 52 4.3.2 井底車場(chǎng)巷道的連鎖項(xiàng)目 . 53 4.3.3 其他巷道及硐室施工順序 . 53 4.4 過渡期及車場(chǎng) 施工階段的輔助生產(chǎn)系統(tǒng) . 53 4.4.1 通風(fēng)設(shè)施的改裝 . 53 4.4.2 排水設(shè)施的改裝 . 53 4.4.3 壓氣、供電設(shè)施改裝 . 54 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) III 4.5 井底車場(chǎng)的掘進(jìn)方式 . 54 4.5.1 井底車場(chǎng)巷道的掘進(jìn)方式 . 54 4.5.2 井底車場(chǎng)硐室的掘進(jìn)方式 . 54 4.6 選擇鑿巖、裝巖、及大巷運(yùn)輸設(shè)備 . 54 4.6.1 選擇鑿巖設(shè)備 . 54 4.6.2 裝巖機(jī)的選擇 . 55 4.6.3 確定調(diào)車裝巖作業(yè)線 . 55 4.6.4 運(yùn)輸方式的選擇 . 56 4.7 巷道及硐室的施工方法的確定 . 56 5 工業(yè)廣場(chǎng)總平面布置 . 58 5.1 工業(yè)場(chǎng)地施工總平面圖布置設(shè)計(jì) . 58 5.1.1 平面布置的主要原則 . 58 5.1.2 總平面布置 . 58 5.1.3 場(chǎng)內(nèi)主要通道寬度及露天堆放場(chǎng)地面積的確定 . 59 5.2 豎向設(shè)計(jì)及場(chǎng)內(nèi)排水 . 60 5.2.1 豎向布置形式 . 60 5.2.2 場(chǎng)地平整方式 . 60 5.2.3 場(chǎng)地排水 . 60 5.3 場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸 . 60 5.3.1 運(yùn)輸方式 . 61 5.3.2 窄軌鐵路運(yùn)輸 . 61 5.3.3 道路運(yùn)輸 . 61 5.3.4 裝卸及運(yùn)輸設(shè)備 . 62 5.4 管線綜合布置 . 62 5.5 礦井其他場(chǎng)地布置 . 62 5.5.1 臨時(shí)排矸場(chǎng)地 . 62 5.5.2 地面爆破材料庫場(chǎng)地 . 63 6 建井總進(jìn)度計(jì)劃 . 64 6.1 建設(shè)工期 . 64 6.1.1 項(xiàng)目實(shí)施前期工作 . 64 6.1.2 礦井設(shè)計(jì)移交標(biāo)準(zhǔn) . 64 6.1.3 井巷平均成巷指標(biāo) . 65 6.1.4 加快建井工期的主要措施 . 65 6.1.5 井巷主要連鎖工程 . 66 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 6.1.6 三類工程的施工順序和施工組織的基本原則 . 66 6.1.7 建井工期 . 67 6.2 產(chǎn)量遞增計(jì)劃 . 67 致謝 . 68 參考文獻(xiàn) . 69 附錄 . 71 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 礦井設(shè)計(jì)的基本情況 1.1 井田概況及地質(zhì)特征 1.1.1 交通位置 中峪井田位于山西省長治市沁源縣和臨汾 市安澤縣、古縣三縣交界處，主體位于沁源縣境內(nèi)。 井田南北走向長 6.0 17.4km，東西寬傾斜寬 3.2 15.1km，其范圍為東經(jīng)1120646 1121937, 北緯 362448 363410，面積 151.12km2。 設(shè)計(jì)的礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田中部的中峪南溝子一帶，沿柏子河岸布置，交通運(yùn)輸條件良好。自中峪村至沁源縣城建有三級(jí)公路，距離約 20km。從沁源縣向東、向南、向北分別有通達(dá)沁縣、屯留、平遙的省級(jí)公路；自本區(qū)向西經(jīng)柏子、靈空山有地方公路可通霍州市，相距約 50km。 沁（源） 沁（縣）鐵路線已建成通車，在井田東北方向約 30km 處建有交口火車站。沁 -沁鐵路是煤炭外運(yùn)專用線，在沁縣與太焦鐵路接軌。同時(shí)為利于山西中南部煤炭外運(yùn)，國家規(guī)劃建設(shè)中的山西中南部煤炭外運(yùn)通道從本井田西南部通過，線路設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力達(dá) 150Mt/a，該鐵路通道建成后，極大便利于本礦井的煤炭外運(yùn)。礦井交通位置詳見圖 1 1。 1.1.2 地形地貌 中峪井田位于山西高原中南部，地面平均海拔在 1200m 左右，區(qū)內(nèi)大型溝谷之間均為陡峻的高山，地勢(shì)由西向東逐漸降低，最高點(diǎn)位于北部的猴神嶺，標(biāo)高 1498.7m，最低點(diǎn)（即最低侵蝕 基準(zhǔn)面）位于東王勇村一帶的柏子溝谷，標(biāo)高 973.6m，地形相對(duì)高差525.1m，為中度侵蝕的中山區(qū)。 1.1.3 河流與水系 該區(qū)屬黃河水系沁河流域。沁河為本區(qū)域的主要河流，也是黃河的主要支流 ,發(fā)源于沁源縣郭道鎮(zhèn)西北的魚兒泉一帶，向南流經(jīng)安澤、沁水、陽城等縣后出山西在河南省武陟境內(nèi)匯入黃河，在山西省境內(nèi)總長度 195km，常年流水，流量隨季節(jié)變化很大，下游年平均逕流量為 12.6 億 m3。因地形原因，河流坡降大，流速較急。井田內(nèi)溝谷中的小溪流入狼尾河、柏子溝和藺河后均向東匯入沁河。 1.1.4 氣象 本區(qū)屬暖溫帶 大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季較長且寒冷，降雪較少，多西北風(fēng)，最低氣溫 -25.8 ；夏季午間較熱，早晚涼爽，最高氣溫 35.6 ,春秋兩季溫度適中，年 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 圖 1 1 礦井交通位置圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 平均氣溫為 8.6 ，年平均降雨量 657mm，降雨多集中在夏季的六、七、八三個(gè)月，其降水量占全年的 80%左右，年平均蒸發(fā)量 1500mm。每年的十月底至次年的四月初為結(jié)冰期，最大凍土深度 0.80m，無霜期 180d。 1.1.5 地質(zhì)構(gòu)造 A. 地層 霍東礦區(qū)位于沁水煤田中段的西緣，霍山隆起的東側(cè)，向西隔霍山大斷 裂與霍西煤田毗鄰，往東逐步向沁水盆地的深部過渡，總體為一向南東傾斜的單斜構(gòu)造，并伴有一定規(guī)模的波狀起伏，地層傾角一般 6 10，局部傾角較大。山西和華北廣大地區(qū)在經(jīng)歷了古生代中期長時(shí)間的風(fēng)化后，在平坦的古風(fēng)化殼上沉積了上古生界以及中生界地層，因地殼的平行沉降，大范圍內(nèi)地層厚度變化并不大。 井田內(nèi)大面積出露三疊系下統(tǒng)劉家溝組、和尚溝組地層，中統(tǒng)二馬營組僅在東擴(kuò)區(qū)的段家莊一帶有少量出露，西側(cè)和南北兩端有部分二疊系石千峰組和上石盒子組頂部地層，含煤地層即山西組和太原組埋藏較深。 B. 構(gòu)造 中峪井田位于沁水煤田中 段郭道 -安澤近南北向褶帶西翼，沁安普查區(qū)東側(cè)，與區(qū)域總體構(gòu)造形態(tài)基本一致。作為控制性構(gòu)造的新章向斜位于井田的中部，北東 -南西向貫穿全井田，該向斜的西翼總體為一傾向南東的單斜構(gòu)造，東擴(kuò)區(qū)還有幾條規(guī)模較大的褶曲，地層傾角一般在 4-7，靠近新章向斜和白家灘背斜軸部局部地段可達(dá) 25。井田內(nèi)斷層不發(fā)育，僅在井田中部的渣灘、新和凹村和南部安澤縣亢驛村附近發(fā)現(xiàn)幾條斷層，其落差和延伸距離均較小。 a. 斷層 主要斷層發(fā)育情況一覽表 1.1 b. 褶曲 （ 1）馬森背斜：位于馬森村南 1100m，軸向 NW305，兩翼及核部均為 P2s3 、 P2sh1 、P2sh2 地層，北東翼傾角 8-10，南西翼傾角 9-11，為對(duì)稱背斜，延伸長度 1200m。 名稱 走向 傾向 傾角 落差（ m） 延伸長度（ m） 控制程度 查明程度 渣灘村一 號(hào)正斷層 N E 55 SE145 70 20-45 1900 地面、孔內(nèi)各有 1 點(diǎn)控制 查明渣灘村二號(hào)正斷層 N E 50 SE140 70 6 750 地面有 2 點(diǎn)控制 查明 新和凹一號(hào)正斷層 N E 50 SW320 65 6 950 地面有 2 點(diǎn)控制 查明 新和凹二號(hào)正斷層 N E 40 SE130 70 5-25 1170 地面有 2 點(diǎn)控制 查明 中峪正斷層 N E 10 SE100 78 8 350 地面有 1 點(diǎn)控制 查明 南亢正斷層 N E 58 SE148 70-72 10-20 1850 地面有 4 點(diǎn)控制 基本查明 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 （ 2）新章向斜：北自新章村東 100m 進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)，向南經(jīng)鄭家山、后烏木村東向南經(jīng)堂家莊、羊窯上，再向南經(jīng)后毛家莊一直延伸至南峪村、西莊、上莊一帶。 （ 3）關(guān)道溝向斜：位于北關(guān)道溝南 -渣灘村東，軸向 N E 30-55，兩翼及核部均為T1L 地層，北西翼傾角 6-13，南東翼傾角 6-12，為對(duì)稱向斜，延伸長度 3300m。 （ 4）北峪背斜：位于北關(guān)道溝東南 -北峪村西，軸向 N E 30-55，兩翼及核部均為T1L 地層，北西翼傾角 5-12，南東翼傾角 10-13，為基本對(duì)稱背斜，延伸長度 2800m。 （ 5）中峪向斜：位于井田中部的北峪村東側(cè)，軸部大部為第四系松散物所覆蓋，僅在中峪村西和北峪村東的溝谷內(nèi)有少量劉家溝組基巖層出露。 （ 6）中峪背斜：位于北峪村東側(cè)，軸部多為第四系松散物所覆蓋，僅有少量出露點(diǎn)，軸部及兩翼地層均為劉家溝組，軸向?yàn)?N E 30，兩翼地層傾角 6-13，延伸長度 600m， （ 7）白家灘背斜：北自松皮溝一帶向南經(jīng)白蛇溝、白家灘、史家灣向南延伸出區(qū)外，軸向北部為 N E 25，中部為 N E 35，南部為 N E 20，北西翼地層傾角 5-21，南東翼 3-13，延伸長度 10.4km，因植被覆蓋嚴(yán)重，該背斜南北兩端為推斷，由 10 個(gè)點(diǎn)控制。 （ 8）西王勇向斜：北自老爺廟一帶向南經(jīng)余家圪梁、段家莊東、南馬圈東直到西王勇西側(cè)，軸向北部 N E0- 20，中南部 N E 30，兩翼及核部均為劉家溝組、和尚溝組地層，為不對(duì)稱向斜，區(qū)內(nèi)延 伸長度 7.7km，因植被覆蓋嚴(yán)重，部分向斜軸線為推斷，由 8 個(gè)點(diǎn)控制。 （ 9）老爺廟背斜：位于長樂村西，向南經(jīng)老爺廟、周啟嶺東、碾盤凹、高家山東、北石村西后向南延伸區(qū)外，總體軸向?yàn)槟媳?，兩翼及核部均為劉家溝組、和尚溝組地層，西翼傾角 6-15，東翼傾角 4-13，區(qū)內(nèi)延伸長度 9.7km，本褶曲軸部出露地層較好，控制準(zhǔn)確，由 14 個(gè)點(diǎn)控制。 c. 陷落柱 地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)在 12-8 鉆孔 850m 向下為一陷落柱，陷落柱大小的確定上是以背斜軸為中心，中心到 12-8 鉆孔為半徑，半徑沿軸向延 伸略長的一個(gè)橢圓。 根據(jù)區(qū)域資料本區(qū)內(nèi)不存在巖漿巖侵入體。 1.1.6 水文地質(zhì)條件 區(qū)內(nèi)含水層自下而上為奧陶系中統(tǒng)（ O2）石灰?guī)r含水層、石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t）巖溶裂隙層間含水層、二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s）及下石盒子組（ P1x）砂巖裂隙含水層、二疊系上統(tǒng)石千峰組 (P2sh)砂巖含水層、三疊系劉家溝組（ T1L）砂巖含水層、三疊系和尚溝組（ T1h）砂巖含水層、基巖風(fēng)化帶裂隙含水層、第四系松散巖類孔隙含水層，細(xì)分析如下： A. 奧陶系中統(tǒng)（ O2）石灰?guī)r含水層 :為巖溶裂隙含水層，本井田內(nèi)該含水層由下河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 馬家溝組、 上馬家溝組及峰峰組含水層組成，含水空間以巖溶裂隙為主。 B. 石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t）巖溶裂隙層間含水層 :該含水層為碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層，井田內(nèi)無出露。主要含水層由數(shù)層砂巖夾 K2、 K3、 K4 等石灰?guī)r構(gòu)成，含水空間以裂隙為主。 C. 二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s）及下石盒子組（ P1x）砂巖裂隙含水層 :該含水層為砂巖裂隙含水層，井田內(nèi)無出露。含水層主要由中 -細(xì)粒砂巖組成，以構(gòu)造裂隙為主，是 2號(hào)煤層頂板直接充水含水層，鉆進(jìn)過程中消耗量及水位變化不明顯。 D. 二疊系上統(tǒng)石千峰組 (P2sh)砂巖含水層 :為 砂巖裂隙含水層，含水層主要由粗 -細(xì)粒砂巖組成，含水空間以風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙為主。屬弱富水性含水層。 E. 三疊系劉家溝組（ T1L）砂巖含水層 :為砂巖裂隙含水層，含水層巖性主要由細(xì)粒砂巖組成，含水空間以風(fēng)化及構(gòu)造裂隙為主。屬弱富水性含水層。 F. 三疊系和尚溝組（ T1h）砂巖含水層 :為砂巖裂隙含水層，含水層巖性主要由細(xì)粒砂巖組成，含水空間以風(fēng)化及構(gòu)造裂隙為主，屬弱富水性含水層。 G. 基巖風(fēng)化帶裂隙含水層 :該含水層為砂巖裂隙含水層，含水層主要由粗 -細(xì)粒砂巖組成，含水空間以風(fēng)化裂隙為主，風(fēng)化深度一般小于 100m。 H. 第四系松散巖類孔隙含水層 :主要為第四系松散沉積物，含水層主要由礫石、細(xì)砂或砂土等組成，主要分布于山間河谷地帶，富水性因地而異，一般愈靠近河谷富水性愈好。 1.1.7 煤層及煤質(zhì)情況 A. 煤層 本井田內(nèi)的含煤地層為石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組，具有工業(yè)價(jià)值的煤層主要賦存于太原組和山西組中，共含煤 22 層，主要可采煤層為山西組上部的 1 號(hào)煤層，山西組中下部的 2 號(hào)煤層和太原組下部的 9+10、 11 號(hào)煤層。 1 號(hào)煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾矸； 2 號(hào)煤層在煤層的中上部一般有 1 層局部 2層泥巖夾矸，矸石厚度平均 0.30m； 9+10 煤層在煤層的中上部有一層穩(wěn)定夾矸，巖性為粉砂巖或泥巖，層位穩(wěn)定，矸石厚度一般為 0.30-0.50m； 11 號(hào)煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含有2 層泥巖夾矸，局部為 1 層，厚度 0.20-0.30m。 B. 煤質(zhì) a. 物理性質(zhì)和煤巖特征 各煤層一般以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條帶 (表 5-2)， 9+10、 11 號(hào)煤層含少量黃鐵礦結(jié)核，但 9+10 號(hào)煤層黃鐵礦含量較 11 號(hào)煤層高。 9+10、 11 號(hào)煤層暗煤含量比 1、河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 2 號(hào)煤層高。各煤層顯微組分以鏡質(zhì)組為主；無機(jī)組分以粘土為主。太原組各煤層含硫化鐵，且自上而下含量有增加趨勢(shì)。 b. 煤的化學(xué)性質(zhì) 1）水分（ Mad） 1 號(hào)煤層原煤水分 0.37-2.02%，平均 0.82%； 2 號(hào)煤層原煤水分 0.22-2.60%，平均0.77%； 9+10 號(hào)煤層原煤水分 0.04-2.10%，平均 0.83%； 11 號(hào)煤層原煤水分 0.16-1.10%，平均 0.68%。 2）灰分（ Ad） 1 號(hào)煤層原煤灰分為 10.55%-38.82%，平均為 18.60%，為低灰 高灰煤，且以中灰煤為主； 2 號(hào)煤層原煤灰分為 6.43%-33.09%，平均為 16.43%，為特低灰 高灰煤，以低灰分煤為主 ； 9+10 號(hào)煤層原煤灰分為 7.78%-31.38%，平均為 19.75%，為特低灰 高灰煤，以中灰分煤為主； 11 號(hào)煤層原煤灰分為 9.76%-38.03%，平均為 25.77%，為特低灰 高灰煤，以中灰煤為主。原煤洗選后灰分大約降低 50%左右。 3）揮發(fā)份產(chǎn)率（ Vdaf） 1 號(hào)煤層原煤揮發(fā)分為 13.95%-21.47%，平均 16.30%，為低揮發(fā)分煤； 2 號(hào)煤層原煤揮發(fā)分為 12.58%-19.49%，平均 16.43%，為低揮發(fā)分煤； 9+10 號(hào)煤層原煤揮發(fā)分為13.10%-20.33%，平均 15.91%，為低揮發(fā)分煤 ； 11 號(hào)煤層原煤揮發(fā)分為 12.86%-22.65%，平均 17.10%，為低揮發(fā)分煤。 1.2 礦田的開拓與開采 1.2.1 井田境界與資源儲(chǔ)量 中峪井田包括安沁勘探區(qū)、東擴(kuò)區(qū)及安沁勘探區(qū)與太岳采礦權(quán)邊界間空白區(qū)三部分。安沁勘探區(qū)包含原新馬探礦權(quán)一部分和南亢探礦權(quán)的全部，面積 86.68km2；東擴(kuò)區(qū)部分面積 57.84km2，該兩區(qū)塊已達(dá)到精查勘探程度，其中安沁勘探區(qū)儲(chǔ)量經(jīng)過國家備案。本次規(guī)劃的中峪井田范圍內(nèi)，包含安沁勘探區(qū) 70.26km2，東擴(kuò)區(qū) 52.03km2。 井田內(nèi) 4 層主要可采煤層共有各類資源 /儲(chǔ)量 1221.70Mt，其中探明的資源 /儲(chǔ)量（ 331） 76.12Mt；控制的資源 /儲(chǔ)量（ 332） 203.92Mt；推斷的資源 /儲(chǔ)量 488.75Mt（ 333），預(yù)測(cè)的資源 /儲(chǔ)量（ 334？） 452.90Mt。經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 381.73Mt，其中一水平為 301.76Mt，礦井工業(yè)資源 /儲(chǔ)量為 540.06Mt。 1.2.2 礦井工作制度 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 設(shè)計(jì)礦井年工作日 330d，每天凈提升時(shí)間為 16h。 1.2.3 礦井服務(wù)年限及年產(chǎn)量 礦井服務(wù)年限 按下式計(jì)算： 3 8 1 . 7 3 5 8 . 7 31 . 3 5 . 0ZT KA (1 1) 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 1.3。 結(jié)合本礦井的內(nèi)外部條件，因 1 號(hào)煤必須采， 1 個(gè) 1 號(hào)煤面加 1 個(gè) 2 號(hào)煤面難以實(shí)現(xiàn) 4.0Mt/A 的能力，也需要同時(shí)布置 3 個(gè)回采面，故其和 5.0Mt/a 的井型初期投資差別不大，而且 4.00Mt/a 井型工作面富裕大，不利于設(shè)備最大效能的發(fā)揮，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力以 5.00Mt/a 較為適宜。也結(jié)合 礦區(qū)總體規(guī)劃和霍煤集團(tuán) “十一五 ”戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的要求，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為 5.00Mt/a。 1.2.4 井田開拓 井田開拓設(shè)計(jì)主要技術(shù)原則： 1以經(jīng)濟(jì)效益為中心，依靠科技進(jìn)步，積極采用先進(jìn)技術(shù)，努力提高礦井機(jī)械化水平，深化礦井設(shè)計(jì)改革，將中峪礦井建設(shè)成為高效安全的現(xiàn)代化礦井。 2簡化礦井開拓部署，合理集中生產(chǎn)，節(jié)省井巷工程量，盡量多做煤巷少做巖巷，以符合國家相關(guān)政策、方針，并降低造價(jià)，縮短建井工期。 3井下開拓巷道布置應(yīng)合理加大采區(qū)尺寸，增加工作面推進(jìn)長度，減少工作面搬家次數(shù)。 4首先開 采的山西組煤層中最上部的 1 號(hào)煤層為厚度僅 1m 左右的薄煤層。為保護(hù)寶貴的煉焦煤資源，也為了解放 2 號(hào)煤， 1 號(hào)煤層達(dá)最低可采厚度的區(qū)域必須開采。因 1 號(hào)煤層局部可采，可結(jié)合其可采范圍集中劃分采區(qū)。 5井下煤炭運(yùn)輸全部采用膠帶輸送機(jī)，劃分水平時(shí)應(yīng)考慮上、下山長度合理。地面主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（產(chǎn)、儲(chǔ)、裝、運(yùn)）應(yīng)高度集中。 6礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)方式，以適應(yīng)井田面積大、瓦斯高的特點(diǎn)。 7因地形因素工業(yè)場(chǎng)地只能沿柏子溝布置，但溝的兩岸比較狹窄，選擇礦井工業(yè)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 場(chǎng)地時(shí)需考慮選煤廠場(chǎng)地與礦井場(chǎng)地布置的關(guān)系。 中峪 井田煤層埋藏深度大，初期開采的山西組煤層埋深一般在 800m 左右，主要開采 1、 2 號(hào)煤層，兩煤層平均間距 15.04m，煤層瓦斯含量高，煤層厚度相對(duì)較薄，礦井井型確定為 5.0Mt/a。因煤層埋藏深度大，設(shè)計(jì)確定采用立井開拓方式。 井田內(nèi)煤層賦存平緩，傾角一般 4 7，在井田中部靠近新章向斜軸部地段可達(dá) 25。山西組 1、 2 號(hào)煤層平均間距 15.04m；太原組 9+10、 11 號(hào)煤層平均間距 18.88m；山西組和太原組煤層平均間距 88.87m。 設(shè)計(jì)確定全井田分為二個(gè)水平開采，第一水平標(biāo)高+190m，開采山西組煤層；第二水平 標(biāo)高 +100m，開采太原組煤層。 主井井口位置，主立井與選煤廠相鄰布置，井下煤流通過主井箕斗直接進(jìn)入選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)；井下兩翼膠帶大巷通過上倉斜巷與兩翼井底煤倉相連接，井底煤倉為斜倉半上裝式（即裝載水平與車場(chǎng)水平同一標(biāo)高）；二水平兩翼膠帶輸送機(jī)大巷與一水平錯(cuò)開布置，也通過上倉斜巷與兩翼井底煤倉連接。副井井底車場(chǎng)通過軌道石門與大巷連接。 煤層開采順序采用下行式開采，即先采上部煤層，后采下部煤層。 南翼開采順序?yàn)椋耗弦徊蓞^(qū) 南三采區(qū) 南二采區(qū) 南四采區(qū) 南五采區(qū) 二水平南一采區(qū) 二水平南三采區(qū)。 北翼開采順序?yàn)椋?北一采區(qū) 北二采區(qū) 北三采區(qū) 北四采區(qū) 北五采區(qū) 二水平北一采區(qū) 二水平北三采區(qū) 二水平北五采區(qū)。 經(jīng)計(jì)算，一水平南一采區(qū)可布置 8 個(gè)回采工作面，南三采區(qū)可布置 70 個(gè)工作面；北一采區(qū)可布置 20 個(gè)工作面，北二采區(qū)可布置 16 個(gè)工作面，北三采區(qū)可布置 15 個(gè)工作面，北四采區(qū)可布置 8 個(gè)工作面。 1.2.5 開拓巷道布置 井底車場(chǎng)大體位于井田可采儲(chǔ)量中心，根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求，結(jié)合煤層賦存條件，確定采用南北兩翼生產(chǎn)，自井底車場(chǎng)布置兩條軌道石門與南、北兩翼軌道大巷連接。根據(jù)確定的開拓水平標(biāo)高和井筒位置，設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)布置 在 2 號(hào)煤層底板中，距離2 號(hào)煤層約 40m。井下煤炭采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，需單獨(dú)布置大巷；礦井為高瓦斯礦井，風(fēng)量大，故兩翼均布置 5 條大巷，分別為膠帶輸送機(jī)大巷、軌道大巷、進(jìn)風(fēng)大巷和 2 條回風(fēng)大巷。在一水平初期開采南一、南三采區(qū)時(shí)，因 1 號(hào)煤不可采，可僅布置 1 條 2 號(hào)煤回風(fēng)大巷，待開采南二采區(qū)時(shí)再增加 1 條 1 號(hào)煤回風(fēng)大巷。 +190m 水平 1 號(hào)煤層平均厚度 1.11m， 2 號(hào)煤層平均厚度 2.34m，兩層煤平均間距15.04m，聯(lián)合開采。沿 2 號(hào)煤層布置膠帶輸送機(jī)大巷、進(jìn)風(fēng)大巷和 1 條回風(fēng)大巷；因輔助運(yùn)輸為有軌運(yùn)輸，軌道大巷保持一定的 坡度，根據(jù)煤層賦存情況，自軌道石門起向南北設(shè) 3 的流水坡度，使軌道大巷基本在 2 號(hào)煤層地板中，局部進(jìn)入煤層頂板；沿 1 號(hào)煤層布置 1 條回風(fēng)大巷。膠帶、軌道和進(jìn)風(fēng)大巷進(jìn)風(fēng)， 2 條回風(fēng)大巷回風(fēng)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 +100m 水平 9+10 號(hào)煤層平均厚度 2.19m， 11 號(hào)煤層平均厚度 2.10m，兩層煤平均間距 18.88m，聯(lián)合開采。因 11 號(hào)煤層距離奧灰頂界近，僅局部可采，大巷布置應(yīng)考慮9+10 號(hào)煤層開采便利。故沿 9+10 號(hào)煤層布置膠帶輸送機(jī)大巷、進(jìn)風(fēng)大巷和 1 條回風(fēng)大巷；因輔助運(yùn)輸為有軌運(yùn)輸，軌道大巷保持一定的坡度，根據(jù)煤層賦存情況，自軌道軌道暗斜井起向南北設(shè) 3 的流水坡度，使軌道大巷基本在 9+10 號(hào)煤層地板中，局部進(jìn)入煤層頂板。 1.3 礦井的主要生產(chǎn)系統(tǒng) 1.3.1 主要運(yùn)輸系統(tǒng) 煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸， 輔助運(yùn)輸，中峪礦井為高瓦斯礦井，不允許采用架線電機(jī)車，為安全起見，暫考慮采用蓄電池機(jī)車運(yùn)輸。 A. 煤炭運(yùn)輸 北一采區(qū)：回采工作面出煤經(jīng)順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) （溜煤眼） 北一上山膠帶輸送機(jī) 北翼大巷膠帶輸送機(jī) 北翼底煤倉 主井箕斗提升至地面。 南一采區(qū)：回采工作面出煤經(jīng)順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) 南翼大巷膠帶輸送機(jī) 南翼底煤倉 主井箕 斗提升至地面。 B. 輔助運(yùn)輸 普通物料、設(shè)備裝礦車后經(jīng)副立井罐籠至 +190m 水平井底車場(chǎng)，用蓄電池電機(jī)車牽引到采區(qū)下部車場(chǎng)，由順槽及上山的無極繩連續(xù)牽引車到達(dá)采煤工作面或掘進(jìn)工作面。 井下人員坐罐籠下至 +190m 水平井底車場(chǎng)，可步行至井底車場(chǎng)各工作地點(diǎn)，采區(qū)工作人員在候車室坐井下人車至工作地點(diǎn)。 掘進(jìn)工作面產(chǎn)生的矸石大部分用礦車經(jīng)無極繩牽引車運(yùn)至采區(qū)下部車場(chǎng)，再經(jīng)大巷的蓄電池電機(jī)車牽引至井底，由副立井罐籠提升至地面到矸石場(chǎng)排放，少量可直接運(yùn)至廢棄的順槽橫貫排棄。 爆炸材料由礦車從地面經(jīng)副立井罐籠、井 底蓄電池電機(jī)車直接運(yùn)至井下爆破材料庫。 C. 主要運(yùn)輸巷 礦井主要運(yùn)輸巷有南北翼的膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷。 1.3.2 礦車 井下輔助運(yùn)輸車輛根據(jù)需要配備了 1.5t 固定礦車、材料車、平板車， 3t 平板車， 10t平板車和人車等。 1.3.3 運(yùn)輸設(shè)備選型 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 A. 煤炭運(yùn)輸設(shè)備選型 帶式輸送機(jī)選型依據(jù)帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，井下北翼大巷帶式輸送機(jī)、北一采區(qū)上山帶式輸送機(jī)、南翼大巷帶式輸送機(jī)參數(shù)如下： B. 井下輔助運(yùn)輸 本礦井下大巷輔助運(yùn)輸系統(tǒng)采用蓄電池電機(jī)車，巷道坡度 3 ，采區(qū)軌道上（下）山 采用連續(xù)牽引車運(yùn)輸。蓄電池電機(jī)車牽引的車輛有 1.5t 礦車、 1.5t 材料平板車、20t 支架平板車、 RC21-9P 型人車等。 C. 列車組成及電機(jī)車臺(tái)數(shù) 全礦井共選用 5 臺(tái) XK12-9/192-KBT 型電機(jī)車，其中南翼 2 臺(tái)工作、北翼 1 臺(tái)工作，檢修及備用 2 臺(tái)。 1.3.4 井筒 A. 井筒布置及裝備 礦井移交和達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置有主立井、副立井、南翼的 南峪 回風(fēng)立井和北翼的中央回風(fēng)立井共 4 個(gè)井筒。主立井與選煤廠相鄰布置，距副立井約 800m；副立井和中央回風(fēng)立井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)；南翼南峪回風(fēng)立井距工業(yè)場(chǎng)地約 2.1km。 a. 主立井 井筒凈直徑 6.5m，凈斷面 33.18m2，深 950.8m（含井底水窩），其中表土段 18.5m，基巖段 932.3m。擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)并兼進(jìn)風(fēng)任務(wù)。井筒內(nèi)裝備 1 對(duì) 45t 箕斗。 b. 副立井 凈直徑 8.5m，凈斷面 56.74m2，深度 869.5m（含水窩），其中表土段 20.5m，基巖段 849.0m。擔(dān)負(fù)全礦井輔助提升任務(wù)并兼進(jìn)風(fēng)和安全出口。井筒內(nèi)裝備 2 套提升設(shè)備。 1 套為一寬一窄的雙層 4 車罐籠，滿足集中人員和材料的上下井，另 1 套為配平衡錘的交通罐籠，滿足零星人員和材料的上下井。作為安全出口 副立井裝備了梯子間，敷設(shè) 2 趟排水管路、 1 趟消防灑水管路、 1 趟壓風(fēng)管路、 1 趟井下降溫輸冰管路及動(dòng)力電纜和弱電電纜等 。 c. 北翼 中央 回風(fēng)立井 凈直徑 7.0m，凈斷面 38.46m2，深度 868.0m，擔(dān)負(fù)礦井北翼回風(fēng)任務(wù)并兼安全出口，因中央回風(fēng)立井布置在礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，利于瓦斯抽放設(shè)施管理及瓦斯利用，在井筒內(nèi)敷設(shè) 2 趟瓦斯抽放管路，同時(shí)井筒內(nèi)裝備梯子間。 d. 南翼 南峪 回風(fēng)立井 凈直徑 6.5m，凈斷面 33.18m2，深度 835.5m，擔(dān)負(fù)礦井南翼回風(fēng)任務(wù)并兼安全出口。井筒內(nèi)裝備梯子間。 B. 井壁結(jié)構(gòu) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 根據(jù)井田開 拓部署，共布置主立井、副立井、 中央 回風(fēng)立井和南峪回風(fēng)立井共4 個(gè)井筒。根據(jù)臨近鉆孔資料，井筒所經(jīng)過的表土層厚度一般不超過 20m，未見流砂含水層；所經(jīng)基巖段圍巖穩(wěn)定，未見強(qiáng)含水層，故設(shè)計(jì)各井筒均采用普通法施工。 根據(jù)圍巖性質(zhì)和井筒凈直徑，確定采用混凝土砌碹支護(hù)。由于沒有井筒檢查鉆資料，設(shè)計(jì)暫簡單按普式公式計(jì)算地壓、按薄壁圓筒公式計(jì)算井壁厚度，待施工井筒檢查鉆后再詳細(xì)計(jì)算并調(diào)整。 經(jīng)計(jì)算，主立井表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 600m，基巖段采用混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 450mm；副立井表土段采用鋼筋混凝土 砌碹支護(hù)，砌碹厚度 800mm，基巖段采用混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 500mm；兩個(gè)回風(fēng)立井表土段采用鋼筋混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 600m，基巖段采用混凝土砌碹支護(hù)，支護(hù)厚度 450mm。 1.3.5 提升設(shè)備 A. 井筒參數(shù)及裝備 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 5.00Mt/a，采用一對(duì)立井兩水平開拓方式，在地面設(shè)兩個(gè)場(chǎng)地即工業(yè)場(chǎng)地及南峪風(fēng)井場(chǎng)地。礦井服務(wù)年限約 66a。主立井擔(dān)負(fù)礦井原煤提升任務(wù)，井筒直徑 6.5m，井口鎖口標(biāo)高 +1042.5m，裝備一對(duì) 45t 多繩提煤箕斗，外動(dòng)力卸載異側(cè)裝載，冷彎方鋼管罐道，單水平 提升。井口卸載點(diǎn)標(biāo)高 +1060.5m，井底裝載點(diǎn)標(biāo)高（箕斗裝載口） +136m，提升高度 936.65m。 副立井擔(dān)負(fù)全礦矸石的提升和人員、材料、設(shè)備、大件等的升降作業(yè)任務(wù)，井筒直徑 8.5m，裝備一個(gè)特制雙層加寬加長多繩罐籠 +小罐籠和一個(gè)特制長材罐籠 +平衡錘，井口軌面標(biāo)高 +1032.5m，井底車場(chǎng)軌面標(biāo)高 +190m，提升高度 842.5m。 B. 主立井提升設(shè)備 主井井口標(biāo)高 +1042.5m，井口卸載點(diǎn)標(biāo)高 +1060.5m，井底裝載點(diǎn)標(biāo)高+136m，提升高度 936.65m。井底裝載站設(shè)有兩個(gè)容量 為 1750t 的井底煤倉。設(shè)計(jì)采用 45t箕斗。井筒直徑 6.5m，裝備一對(duì) 45t多繩提煤箕斗，箕斗載重 45000kg，自重 50000kg（包括首、尾繩懸掛裝置質(zhì)量），本體高 18m，采用異側(cè)裝卸載，外動(dòng)力卸載。提升設(shè)備為 1 臺(tái) JKMD-64 型落地式摩擦輪提升機(jī)，配懸掛式23600kW 同步電動(dòng)機(jī)，交 -直 -交變頻控制。 C. 主井提升機(jī)房 主井提升機(jī)房位于主井井口房東北側(cè)，為地面樓層式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，單獨(dú)基礎(chǔ)，長 寬 高 =242422+6246.5m，大廳層標(biāo)高 +2.7m。箱型鋼結(jié)構(gòu)井架，上天輪中心距 井口距離 63.35m。為便于設(shè)備安裝和檢修，提升機(jī)房內(nèi)設(shè) 100/10t 電動(dòng)慢速橋式起重機(jī)一臺(tái)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 D. 副井提升設(shè)備 副立井擔(dān)負(fù)全礦所需人員、材料、設(shè)備的提升任務(wù)。整體 提升液壓支架的最大不可拆件 17.9t（考慮運(yùn)送大件的平板車的質(zhì)量 2t，設(shè)計(jì)取 19.9t）。提升矸石 采用MGC1.7-9 型礦車。 井口標(biāo)高 +1032.5m，井底車場(chǎng)標(biāo)高 +190m，提升高度為 842.5m。井筒直徑8.5m，裝備 1 個(gè)特制雙層大罐籠 +小罐籠和 1 個(gè)特制長材罐籠 +平衡錘。 裝備兩套提升設(shè)備，其中一套提升容器為 1.5t 礦車雙層四車寬罐籠 +1.5t 礦車雙層四車窄罐籠，提升設(shè)備為 1 臺(tái) JKMD-44 型落地式摩擦輪提升機(jī)，配 1400kW ZKTD 型直流電動(dòng)機(jī)（ 1400kW、 48r/min、 750V） 1 臺(tái)。同時(shí)裝備一套 15.8m 高長材交通罐籠 +平衡錘，提升設(shè)備為 JKMD-34 型落地式摩擦輪提升機(jī)，配 Z450-2A型直流電動(dòng)機(jī)（ 326kW、 517r/min、 660V）。 E. 副井提升機(jī)房 副井提升機(jī)房位于副井井口房南北兩側(cè)。雙罐籠提升提升機(jī)房為鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，單獨(dú)基礎(chǔ)，半地下樓層式布置帶雙層電控設(shè)備間，長 寬 高=212118+6215.6m，為便于設(shè)備安裝和檢修，在提升機(jī)房內(nèi)設(shè) 32/5t 橋式雙梁起重機(jī) 1 臺(tái)。長材罐提升提升機(jī)房為鋼框排架結(jié)構(gòu)，單獨(dú)基礎(chǔ)，電控設(shè)備間右側(cè)布置，長 寬 高 =151517.5m，為便于設(shè)備安裝和檢修，在提升機(jī)房內(nèi)設(shè) 20/5t 橋式雙梁起重機(jī) 1 臺(tái)。為便于天輪安裝和檢修，井架上方裝備有 20t 電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)一臺(tái)。 1.3.6 井底車場(chǎng)及硐室 本礦井采用立井開拓方式，工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置有主立井、副立井及中央回風(fēng)立井；南峪回風(fēng)立井單獨(dú)布置在風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。井筒內(nèi)的提升設(shè)備為罐籠及箕斗，井下煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送 機(jī)連續(xù)運(yùn)輸，井下輔助運(yùn)輸采用有軌運(yùn)輸系統(tǒng)。因設(shè)備最大件尺寸相對(duì)不大，故井下所有材料、設(shè)備直接下井，不用換裝可至需要地點(diǎn)。 A. 井底車場(chǎng)形式 根據(jù)各井筒與主要大巷的相對(duì)位置、地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置以及井上、下運(yùn)輸?shù)囊蠛蛧鷰r性質(zhì)，將 +190m 水平井底車場(chǎng)布置在 2 號(hào)煤層底板中，通過石門與各大巷連接。車場(chǎng)形式為環(huán)形立式，該布置方式具有空、重車線均位于直線上，有專用的回車線，調(diào)車作業(yè)方便等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)有副立井進(jìn)、出車線，空重車存車線及調(diào)車線等。井底車場(chǎng)標(biāo)高為 +190.0m。 B. 井底車場(chǎng)通過能力 由于本礦井煤炭運(yùn)輸采用膠 帶輸送機(jī)，由主立井提升，副井井底車場(chǎng)主要擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備、矸石及人員等輔助提升任務(wù)，且井底車場(chǎng)及大巷采用蓄電池電機(jī)車運(yùn)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 輸，運(yùn)輸設(shè)備也不需要換裝即可到各采區(qū)，故車場(chǎng)通過能力比較富裕，完全能夠滿足礦井初、后期輔助運(yùn)輸?shù)男枰?C. 井底車場(chǎng)硐室 （ 1） 主井生產(chǎn)系統(tǒng) 主立井生產(chǎn)系統(tǒng)硐室有井底煤倉、箕斗裝載硐室和井底清理撒煤硐室等。 為適應(yīng)南、北兩翼有同時(shí)生產(chǎn)開采不同煤種及產(chǎn)量不平衡的情況，設(shè) 2 個(gè)井底煤倉，均為圓形直倉，凈直徑 8.0m，每個(gè)倉有效容量約為 1750t，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求中取礦井日產(chǎn)量的 0.15 0.25 的要求。 主立井井底排水采用 200QK32-182/14 型隔爆礦用潛水泵 2 臺(tái)， 1 臺(tái)工作 1 臺(tái)備用，排水管沿清理撒煤巷敷設(shè)。 （ 2） 副立井車場(chǎng)硐室 副立井井底車場(chǎng)內(nèi)布置的主要硐室有中央變電所、中央水泵房、井底水倉、管子道、消防材料庫、爆破材料庫、電機(jī)車充電硐室、等候室、醫(yī)療保健硐室等。 主變電所、主排水泵房及管子道 主變電所和主排水泵房聯(lián)合布置，位于副立井南側(cè)，采用混凝土砌碹支護(hù)；管子道位于主變電所和主排水泵房中間，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。 水倉 井底水倉分內(nèi)、外倉，均布置在井底車場(chǎng)南側(cè)，入口與井底車 場(chǎng)巷道連接，末端與排水泵房配水巷相連。礦井正常涌水量 210 m3/h ，另外有冷凍水量 68.1m3/h，按煤礦安全規(guī)程軌道，所需水倉有效容量為： Q=8278.1=2224.8 m3。設(shè)計(jì)內(nèi)、外水倉有效長度 272m，凈斷面 11.5m2，總?cè)萘?3128.0m3，其中有效容量 2680.0 m3，富裕系數(shù) 20%。水倉采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴射厚度 150mm。 管子道 管子道與副立井相接，排水管管子道、副立井到達(dá)地面。管子道水平長度32.0m，傾角 25，總長度 37.5m，上、下段均設(shè)有水平段。礦井若發(fā)生突水事故 ，水泵經(jīng)副井下至管子道上平段后進(jìn)入主排水泵房。 井下降溫硐室 井下降溫硐室布置在副立井北側(cè)，與等候室及車場(chǎng)巷道連接，其與融冰池聯(lián)合布置。凈斷面 14.7m2，長 60.0m，采用錨網(wǎng)噴及錨索的支護(hù)方式。 電機(jī)車充電檢修硐室 電機(jī)車充電檢修硐室分充電硐室和檢修硐室，采用獨(dú)立通風(fēng)方式。布置在兩條軌道石門中間，采用采用錨網(wǎng)噴及錨索的支護(hù)方式。充電硐室和檢修硐室分開布置，由軌道連接，其中充電硐室凈斷面 17.3m2，長 25.4m；檢修硐室凈斷面 20.7m2，長27.7m。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 1.3.7 井下通風(fēng)系統(tǒng) 礦井瓦斯等 級(jí)為高瓦斯，煤塵有爆炸性危險(xiǎn)，初期煤層沒有自燃發(fā)火傾向。采用分區(qū)通風(fēng)、機(jī)械抽出式通風(fēng)方式，主、副立井進(jìn)風(fēng)，中央回風(fēng)立井和南峪回風(fēng)立井回風(fēng)。 中央回風(fēng)立井井口標(biāo)高 +1043m，井筒直徑 7.0m。南峪回風(fēng)立井井口標(biāo)高+1072.5m，井筒直徑 6.5。選用軸流式礦井通風(fēng)機(jī)。 A. 中央回風(fēng)立井通風(fēng)設(shè)備 選用 FBCDZ-No34/2x630 型軸流式通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)， 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。每臺(tái)風(fēng)機(jī)配 1 臺(tái) YBP800M1-10 型礦用變頻電動(dòng)機(jī)（ 630kW、 580r/min、 10kV）。 該通風(fēng)設(shè)備不設(shè)反風(fēng)道，采用斷電制 動(dòng)停機(jī)后電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行反風(fēng)，經(jīng)核算，反風(fēng)風(fēng)量大于 40%、反風(fēng)功率小于額定功率，反風(fēng)時(shí)間小于 10min，滿足 2006版煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 B. 南峪回風(fēng)立井通風(fēng)設(shè)備 根據(jù)礦井回風(fēng)量、礦井阻力，以及國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的軸流通風(fēng)設(shè)備所以選用FBCDZ-No28/2x450 型軸流式礦井通風(fēng)機(jī)，其優(yōu)缺點(diǎn)同中央回風(fēng)立井通風(fēng)設(shè)備。 選用 FBCDZ-No28/2x450 型軸流式通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)， 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。每臺(tái)風(fēng)機(jī)配 2 臺(tái) YBP630M1-8 型變頻電動(dòng)機(jī)（ 450kW、 740r/min、 10kV）。 該通風(fēng)設(shè)備不設(shè)反風(fēng)道，采用斷電制動(dòng)停機(jī)后電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行反風(fēng)，經(jīng)核算，反風(fēng)風(fēng)量大于 40%、反風(fēng)功率小于額定功率，反風(fēng)時(shí)間小于 10min，滿足2006 版煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 1.3.8 排水設(shè)備 A. 概述 礦井采用直接排水系統(tǒng)，在 +190 水平井底車場(chǎng)附近設(shè)有井底水倉。利用排水設(shè)備及管道將井下涌水經(jīng)副立井排至地面井下水處理站，經(jīng)處理后作為生產(chǎn)補(bǔ)充用水及井下消防灑水。 B. 主排水設(shè)備 設(shè)計(jì)依據(jù) 副立井井口標(biāo)高： +1032.5m 排水水 平標(biāo)高： +190m 井筒長度（包括管子道） 942.5m 礦井水處理站與井口高差 3m 排水高度： 850.5m 地面部分管路長度： 300m 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 正常涌水量： 278.1m3/h 最大涌水量： 508.1m3/h 選用 3 臺(tái) PJ200B10 型礦用耐磨多級(jí)離心泵，配 YB710M1-4 型（ 1600kW、1480r/min、 10000V）礦用隔爆電動(dòng)機(jī)。 C. 主立井井底水窩 井筒正常涌水量 10m3/h，最大涌水量 18m3/h，井底清理斜巷斜長 242m，清理斜巷傾角 24，高差 98.3m。 選用 200QK32-182/14 型礦用隔爆污水污物潛水電泵 2 臺(tái)， 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。配 30kW、 660V 防爆電動(dòng)機(jī)。水泵工況點(diǎn)參數(shù)：流量 32m3/h，揚(yáng)程 182m。 沿井底清理斜巷敷設(shè) 894.5 排水管路一趟。 D. 副立井井底水窩 井筒正常涌水量 10m3/h，最大涌水量 20m3/h，高差 27m。 選用 200QK32-78/6 型礦用隔爆污水污物潛水電泵 2 臺(tái)， 1 臺(tái)工作， 1 臺(tái)備用。配13kW、 660V 防爆電動(dòng)機(jī)。水泵工況點(diǎn)參數(shù)：流量 32m3/h，揚(yáng)程 78m。 沿副立井井底水窩井壁敷設(shè) 894.5排水管路二趟。 1.3.9 防水、防火、防沼氣煤塵爆炸的安全措施 A. 防水的安全措施 （ 1）加強(qiáng)水文資料的分析，研究和整理工作，對(duì)可能突水部位作出及時(shí)預(yù)報(bào)； （ 2）在施工中過斷層時(shí)，應(yīng) 加強(qiáng)探放水工作，做到“有疑必探，先探后掘”； （ 3）要井筒穿過砂層含水層時(shí)，可采用注漿堵水工藝。 B. 防火的安全措施 （ 1）嚴(yán)格杜絕或控制井下產(chǎn)生或使用明火； （ 2）當(dāng)井下必須使用電焊、氣焊、噴燈等明火作業(yè)時(shí)，必須制定切實(shí)可行的安全措施； （ 3）施工進(jìn)入第三期前應(yīng)建成井下消防器材庫，貯備滅火材料與工具，并定期檢查、維護(hù)、更換。 C. 防止沼氣煤塵爆炸的安全措施 （ 1）防止沼氣積聚。在建井期間，根據(jù)具體的情況選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)，避免循環(huán)通風(fēng)； （ 2）防止沼氣引燃和爆炸。嚴(yán)禁攜帶煙草及點(diǎn)火 工具下井，嚴(yán)禁井下有明火和灼熱的金屬絲出現(xiàn)； （ 3）在施工中采用濕式打眼，嚴(yán)禁干打眼； （ 4） 放炮后、裝載前噴霧灑水； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 1.4 礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 礦井主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)祥見表 1.2 表 1.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 指 標(biāo) 項(xiàng) 目 單 位 數(shù)量或內(nèi)容 備注 1 煤 層 牌 號(hào) 1 上 、 1、 1 下 、2 上 、 2、 3、 4、 5、6 上 、 6、 6 下 、 7、8、 9+10、 11 上 、11、 11 下 號(hào) 至上而下編號(hào) 2 可采煤層數(shù)目 層 4 3 可采煤層總厚度 m 7.74 4 煤 層 傾 角 度 4 7 局部最大 25 5 儲(chǔ) 量 萬 t （ 1）工業(yè)儲(chǔ)量 萬 t 540.06 （ 2）可采儲(chǔ)量 萬 t 381.73 6 工作制定 （ 1）年工作日數(shù) 日 330 （ 2）日生產(chǎn)班數(shù) 班 4 7 礦井生產(chǎn)能力 （ 1）年生產(chǎn)能力 萬 t/年 500 （ 2）日生產(chǎn)能力 t/日 381.73 8 礦井服務(wù)年限 a 第一水平服務(wù)年限 a 46.42 9 井 田 境 界 走 向 m 6000 17400 傾 向 m 3200 15100 10 瓦 斯 等 級(jí) 高瓦斯 11 通 風(fēng) 方 式 抽出式 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 續(xù)表 1.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 12 礦 井 涌 水 量 （ 1）正常涌水量 m/h 5040 （ 2）最大涌水量 m/h 10560 13 開 拓 方 式 立井 14 水 平 標(biāo) 高 m 第一水平 m +190 15 回采工作面?zhèn)€數(shù) 3 （ 1）生產(chǎn) 個(gè) 2 （ 2）備用 個(gè) 1 16 采煤工作面年進(jìn)度 m/a 2500 17 井巷工程量 （ 1） 達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí) m 947434.6 （ 2）達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)巷道總長 m 59248.5 18 大巷運(yùn)輸方式 膠帶式運(yùn)輸機(jī) 19 礦 車 類 型 1.5t 固定礦車 20 電機(jī)車臺(tái)數(shù) 臺(tái) 4 電機(jī)車類型 蓄電池電機(jī)車 21 設(shè)計(jì)煤層采煤方法 綜采 22 采煤工作面主要技術(shù) 一次采全厚綜采 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) （ 1）工作面長度 m 200 （ 2）采 煤 機(jī) 械 刨煤機(jī) （ 3）工作面進(jìn)度 m/月 300 （ 4）工作面效率 t/工 8666 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 2 礦井建設(shè)準(zhǔn)備 2.1 建井施工條件 2.1.1 建井期間水電供應(yīng) A. 水源情況 根據(jù)水源情況以及礦區(qū)總體發(fā)展戰(zhàn)略，本礦井供水水源可通過分質(zhì)、分量、分階段的供水方式予以解決。 柏子溝在本井田范圍內(nèi)枯水期流量較小，不易作為永久性水源，但在豐水期時(shí)可考慮從該河臨時(shí)取水。本區(qū)地下水資源豐富，第四系松散巖類孔隙水在沁河及其支流河谷地段淺層砂礫 層較為發(fā)育，可以作為供水水源。本區(qū)奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙水相對(duì)發(fā)育，也可以作為供水水源。處理后的井下排水是主要水源之一，通過處理后可以作為工業(yè)及生產(chǎn)用水。 B. 電源情況 a. 供電電源 中峪礦井周圍 現(xiàn)有電廠 2 座（漳澤電廠、王陶）， 220kV 變電站 4 座（長治北、候堡、潞礦、蘇店）， 110kV 變電站 15 座（太岳、郭道、沁縣等）。 侯堡 220kV 變電站位于潞礦集團(tuán)所在地附近，一回電源引自漳澤電廠，輸電線路為LGJ-2240/32.8km，一回電源引自綿山 220 kV 變電站，輸電線路為 LGJ-2240/131km，主變?nèi)萘繛?2150MVA，電壓等級(jí)為 220/110/35kV?，F(xiàn)主要向沁縣、鐵合金、西白兔、庫西 4 個(gè) 110kV 變電所供電。 沁縣 110kV 變電所， 2 回 110kV 電源均引自候堡 220kV 變電站，輸電線路為LGJ-240/39.6km、 LGJ-240/37.3km，主變?nèi)萘糠謩e為 15MVA 和 20MVA，電壓等級(jí)為110/35/10kV?，F(xiàn)主要向堯山、故縣、化肥廠等 5 個(gè) 35kV 變電所供電。 郭道 110kV 變電所，一回 110kV 電源引自沁縣 110kV 變電所，輸電線路為LGJ-185/39km，另一回 110kV 電源引自太岳 110kV 變電所，輸電線路為 LGJ-240/17km，主變?nèi)萘繛?120MVA，電壓等級(jí)為 110/35/10kV?，F(xiàn)主要向韓洪、赤石橋、王陶 3 個(gè)35kV 變電所供電。 太岳 110kV 變電所，一回 110kV 電源引自沁縣 110kV 變電所，輸電線路為LGJ-240/42.4km，另一回 110kV電源引自郭道 110kV變電所，輸電線路為 LGJ-240/17km，主變?nèi)萘繛?131.5MVA，電壓等級(jí)為 110/35/10kV?，F(xiàn)主要向李元、化肥廠、焦化廠 3個(gè) 35kV 變電所供電。 根據(jù)長治市 “十一五 ”及 2020 年電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，規(guī)劃 2009 年新建沁源 220kV 變電站，把候堡 220kV 變電站綿山 220kV 變電站的 220kV 線路 “”入該站，二回 220kV河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 線路為 LGJ 2240/18km，內(nèi)設(shè)主變兩臺(tái)容量均為 150MVA， 220kV 進(jìn)出線 10 回， 110kV出線 10 回， 35kV 出線 12 回，該站正在建設(shè)中。規(guī)劃 2012 年建設(shè)法中 110kV 變電所，內(nèi)設(shè)主變 1 臺(tái)，容量為 40MVA，一回 110kV 電源引自沁源 220kV 變電站，輸電線路為LGJ 240/21km。 b. 礦井供電電源 根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際情況以及霍 東礦區(qū)總體，經(jīng)建設(shè)單位與當(dāng)?shù)毓╇姴块T協(xié)商確定，中峪礦 110kV 電壓等級(jí)供電，一回 110kV 電源引自沁源 220kV 變電站，另一回110kV 電源引自太岳 110kV 變電所。 c. 施工電源 施工電源：在礦井工業(yè)場(chǎng)地西面，現(xiàn)有一座 35kV 農(nóng)用變電站， 35kV 電源架空線一回，設(shè)一臺(tái)主變壓器，經(jīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T聯(lián)系，初步同意從該 35kV 變電站向礦井工業(yè)場(chǎng)地提供一回 10kV 施工電源。由于礦井 110kV 永久變電所及線路投資大，工期長，需要解決的問題繁多，為此考慮礦井建設(shè)期間采用臨時(shí)施工電源，在工業(yè)場(chǎng)地、風(fēng)井場(chǎng)地設(shè)置簡易的臨 時(shí)變配電設(shè)備。甲方自備柴油發(fā)電機(jī)組作為施工備用電源。 2.1.2 交通運(yùn)輸 礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田中部的中峪南溝子一帶，沿柏子河岸布置，交通運(yùn)輸條件良好。自中峪村至沁源縣城建有三級(jí)公路，距離約 20km。從沁源縣向東、向南、向北分別有通達(dá)沁縣、屯留、平遙的省級(jí)公路；自本區(qū)向西經(jīng)柏子、靈空山有地方公路可通霍州市，相距約 50km。在井田東北方向約 30km 處建有交口火車站。沁 -沁鐵路是煤炭外運(yùn)專用線，在沁縣與太焦鐵路接軌。同時(shí)為利于山西中南部煤炭外運(yùn)。國家規(guī)劃建設(shè)中的山西中南部煤炭外運(yùn)通道從本井田西南部通過，線路設(shè) 計(jì)運(yùn)輸能力達(dá) 150Mt/a，該鐵路通道建成后，極大便利于本礦井的煤炭外運(yùn)。 2.1.3 通信聯(lián)系 A. 外部通信系統(tǒng)概況 由于中峪礦井距集團(tuán)公司所在地較遠(yuǎn)，其通信系統(tǒng)用戶自成網(wǎng)絡(luò)。在霍東礦區(qū)中心區(qū)設(shè)匯接局，在中峪礦井設(shè)端局。設(shè) 10 對(duì)數(shù)字中繼線與中心區(qū)行政交換機(jī)相連，另設(shè) 4對(duì)數(shù)字中繼線與中心區(qū)調(diào)度總機(jī)相連。礦井行政用戶市話、長話業(yè)務(wù)均由中心區(qū)行政交換機(jī)匯接后入沁源縣電信網(wǎng)。 B. 礦井傳輸系統(tǒng) 由中心區(qū) 中峪 太岳 沁新等礦井構(gòu)成的霍東礦區(qū) SDH 光傳輸環(huán)網(wǎng)，用于傳輸話音、數(shù)據(jù)、圖像等信號(hào)。采用 32 芯光纜接入，其中 2 芯開設(shè) SDH 光傳輸環(huán)路， 2 芯開設(shè)廣播電視光傳輸系統(tǒng)， 2 芯開設(shè)通信業(yè)務(wù)，其他備用。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 考慮目前傳輸設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（ MSTP）的應(yīng)用已較為成熟，并成為發(fā)展趨勢(shì)，所以本設(shè)計(jì)在辦公樓通信機(jī)房內(nèi)配置 1 套多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（ MSTP）設(shè)備，將本礦至礦區(qū)的行政、調(diào)度電話中繼、調(diào)度電話專線、 計(jì)算機(jī) 管理 數(shù)據(jù) 、監(jiān)控 數(shù)據(jù) 等所需的 2Mb/s、 10Mb/s、 100Mb/s 電口及 155Mb/s 光口集成于一體。 也可利用 光纜中的專用芯線，作為有線廣播電視及 計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)傳輸 信道 。 C. 傳輸信道 a. 工業(yè) 場(chǎng)地弱電線網(wǎng) 工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建設(shè)通信管道網(wǎng)，場(chǎng)區(qū)內(nèi)的行政 、調(diào)度通信 、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、工業(yè)電視、有線廣播電視等弱電線網(wǎng)主干線路均沿通信管道敷設(shè)。局部分支線路采用穿鋼管直埋敷設(shè)方式。 通信管道采用 PVC 多孔柵格管組合塑料管道，其具有抗壓強(qiáng)度高、阻燃、抗老化、防水性好、可彎曲、便于施工、節(jié)省管位、利用率高等 。 b. 井下光纜線路 井下綜合監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視等干線光纖合用 2 條 30 芯煤礦用阻燃光纜，光纜型號(hào)采用 MGTS33-30，單模 30 芯，分別沿主、副立井敷設(shè)。 c. 井下通信電纜 下井通信電纜采用 2條 80對(duì)礦用鋼絲編織鎧裝通信電纜，沿主、副立井各敷設(shè) 1條，兩條電纜互為備用， 在井口房交接箱內(nèi)經(jīng)熔斷器和防雷電裝置與下井煤礦用通信電纜連接。 井下電纜均采用煤礦用阻燃通信電纜，電話機(jī)采用本安型。 2.1.4 建筑材料來源 本井田內(nèi)砂巖、石灰石出露地表且面積廣，而且厚度大，可作為井上、下建筑石料，黃沙、磚（矸石磚）、料石、石子、白灰、水泥等大宗土產(chǎn)材料可由當(dāng)?shù)毓?yīng)；除本公司企業(yè)所屬現(xiàn)有材料供應(yīng)外，還可以選用鄉(xiāng)、鎮(zhèn)企業(yè)的建材產(chǎn)品。外部供應(yīng)材料只要有：鋼材、木材、玻璃、高標(biāo)號(hào)水泥、五金材料等。 2.1.5 排矸 礦井年掘進(jìn)矸石量 30 萬 t/a，全部用汽車運(yùn)至礦井臨時(shí)排矸場(chǎng)地，排矸車輛選用SH361 型自卸車，載重 15t，兩班工作制，共需汽車 6 輛。 2.2 建井的技術(shù)準(zhǔn)備工作 2.2.1 井田開拓設(shè)計(jì)主要技術(shù)原則 A 以經(jīng)濟(jì)效益為中心，依靠科技進(jìn)步，積極采用先進(jìn)技術(shù)，努力提高礦井機(jī)械化水平，深化礦井設(shè)計(jì)改革，將中峪礦井建設(shè)成為高效安全的現(xiàn)代化礦井。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 B 簡化礦井開拓部署，合理集中生產(chǎn)，節(jié)省井巷工程量，盡量多做煤巷少做巖巷，以符合國家相關(guān)政策、方針，并降低造價(jià)，縮短建井工期。 C 井下開拓巷道布置應(yīng)合理加大采 區(qū)尺寸，增加工作面推進(jìn)長度，減少工作面搬家次數(shù)。 D 首先開采的山西組煤層中最上部的 1 號(hào)煤層為厚度僅 1m 左右的薄煤層。為保護(hù)寶貴的煉焦煤資源，也為了解放 2 號(hào)煤， 1 號(hào)煤層達(dá)最低可采厚度的區(qū)域必須開采。因1 號(hào)煤層局部可采，可結(jié)合其可采范圍集中劃分采區(qū)。 E 井下煤炭運(yùn)輸全部采用膠帶輸送機(jī)，劃分水平時(shí)應(yīng)考慮上、下山長度合理。地面主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（產(chǎn)、儲(chǔ)、裝、運(yùn)）應(yīng)高度集中。 F 礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)方式，以適應(yīng)井田面積大、瓦斯高的特點(diǎn)。 G 因地形因素工業(yè)場(chǎng)地只能沿柏子溝布置，但溝的兩岸比較狹窄，選擇礦 井工業(yè)場(chǎng)地時(shí)需考慮選煤廠場(chǎng)地與礦井場(chǎng)地布置的關(guān)系。 2.2.2 礦井施工方案 礦井移交和達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置有主立井、副立井、南翼的 南峪 回風(fēng)立井和北翼的中央回風(fēng)立井共 4 個(gè)井筒。主立井與選煤廠相鄰布置，距副立井約 800m；副立井和中央回風(fēng)立井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)；南翼南峪回風(fēng)立井距工業(yè)場(chǎng)地約 2.1km。 中峪井田煤層埋藏深度大，初期開采的山西組煤層埋深一般在 800m 左右，主要開采 1、 2 號(hào)煤層，兩煤層平均間距 15.04m，煤層瓦斯含量高，煤層厚度相對(duì)較薄，礦井井型確定為 5.0Mt/a。因煤層埋藏深度大，設(shè)計(jì)確定采用立井開 拓方式南溝子立井開拓方案。 該方案礦井工業(yè)場(chǎng)地位于柏子溝西岸南溝子一帶，主立井布置在選煤廠場(chǎng)地內(nèi)；副立井布置在礦井工業(yè)場(chǎng)地；南翼初期在距礦井工業(yè)場(chǎng)地約 2.1km 處布置南峪回風(fēng)立井；北翼初期在礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置中央回風(fēng)立井。 井下設(shè) 2 個(gè)開拓水平，一水平開拓上組山西組煤層，標(biāo)高 +190m。井底車場(chǎng)為刀把式車場(chǎng)，布置在 2 號(hào)煤層底板中。通過井底車場(chǎng)布置石門與軌道大巷相連，南、北兩翼各布置 5 條大巷，即膠帶輸送機(jī)大巷、軌道大巷、進(jìn)風(fēng)大巷和 2 條回風(fēng)大巷。 一水平南翼劃分為南一、南三 2 個(gè)采區(qū)，在深部設(shè)置 -20m 輔助水平，輔 助水平劃分為南四、南五采區(qū)，利用集中下山開采的區(qū)域劃分為南二采區(qū)；北翼劃分為北一北五共 5 個(gè)采區(qū)，一水平共 10 個(gè)采區(qū)。 二水平開拓太原組煤層，標(biāo)高 +100m。因太原組煤層受峰峰組奧灰水突水威脅，二水平 79.97Mt 的可采儲(chǔ)量中， 9+10 號(hào)煤層占近 70%， 11 號(hào)煤層只有標(biāo)高高于 +314.0m的區(qū)域可采。因此設(shè)計(jì)采用主立井不延深，二水平膠帶輸送機(jī)大巷向上起坡直接與井底煤倉相連接。副立井不延深，采用暗斜井延深至二水平，軌道大巷布置在 9+10 號(hào)煤層河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 底板下 10m 左右的巖石中，兩層煤聯(lián)合布置。 2.2.3 主、副 、風(fēng)井筒開工順序 在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，中央回風(fēng)井先開工，副井推后半個(gè)月，主井推后一個(gè)月開工。 南峪回風(fēng)井單獨(dú)布置在風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，和中央回風(fēng)井同時(shí)開工。 2.2.4 礦井建設(shè)的工程準(zhǔn)備 礦井開工前的工程準(zhǔn)備：施測(cè)定位，打井筒檢查孔（附井筒鉆孔巖層柱狀圖：巖石類型、厚度、深度、含水層位置、靜水壓及涌水量），準(zhǔn)備工作的重點(diǎn)項(xiàng)目，利用永久建筑物、建筑物和永久設(shè)備施工的措施；工業(yè)廣場(chǎng)的平整，臨時(shí)建筑物名稱、結(jié)構(gòu)形式及工程量表，大臨工程總投資額；縮短準(zhǔn)備期的措施及經(jīng)驗(yàn)：準(zhǔn)備工作的人數(shù)，進(jìn)度安排及施工準(zhǔn)備期的 確定。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 3 井筒施工 3.1 主井井筒概況 3.1.1 井筒的特征 主井井筒設(shè)計(jì)確定采用立井開拓方式 ， 井筒凈直徑 6.5m，凈斷面 33.18m2，深 950.8m（含井底水窩），其中表土段 18.5m，基巖段 932.3m。擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)并兼進(jìn)風(fēng)任務(wù)。井筒內(nèi)裝備 1 對(duì) 45t 箕斗。 3.1.2 井筒的地質(zhì) A. 奧陶系（ O） （ 1）上馬家溝組（ O2s）：地質(zhì)報(bào)告僅在淺部的 9-1 鉆孔揭露該組 84.19m，太岳井田內(nèi) 19-1 孔揭露厚度 61.36m。巖性以灰色或淺灰色巨厚層的石灰?guī)r、白云巖為主，夾有泥巖 薄層，一般為塊狀層理，局部具變形層理，并夾有石膏層。 （ 2）峰峰組（ O2f）：井田內(nèi)僅在淺部的 9-1 孔揭穿該地層，厚度 99.15m，太岳井田內(nèi) 19-1 孔厚度 92.60m，平均 95.88m。本組地層以淺灰色巨厚層狀的石灰?guī)r為主，夾有中厚層的白云巖和泥質(zhì)灰?guī)r，局部含角礫， 9-1 鉆孔下部巖芯完整， 840m 向上的裂隙多被方解石脈充填，在 895m 處含有 2.40m 厚的石膏層，而在 19-1 鉆孔中此層段的石膏層厚度將近 10m。 B. 石炭系（ C） （ 1）本溪組（ C2b）：該組厚度變化在 20.90-40.82m 之間，平均 29.24m，由灰 -深灰色厚層狀的鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、薄層細(xì)粒砂巖和 1-3 層石灰?guī)r組成。本組中夾有0-2 層薄煤，均不可采。 （ 2）太原組（ C2t）：該組厚度變化在 110.6-138.73m 之間，平均 122.66m，巖性以深灰 -灰黑色的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及石灰?guī)r為主，含煤 6-12 層。 依據(jù)巖性組合特征可將太原組分為三段： 一段（ C2t1）：從 K1 砂巖底 -K2 灰?guī)r底，厚度 34.44-59.45m 之間，平均 45.65m。巖性以灰 -灰黑色的砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖和煤層為主，夾有鋁質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖和石灰?guī)r。本段地 層中夾有基本全區(qū)可采的 9+10、 11 號(hào)煤層和不穩(wěn)定的 11 上薄煤層。 二段（ C2t2）：從 K2 灰?guī)r底 -K4 灰?guī)r頂，厚度 26.30-48.57m，平均 34.02m。以巨厚層的石灰?guī)r和灰色、深灰的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，并夾有薄煤層。本段地層夾有不可采的 7、 8 號(hào)薄煤層。 三段（ C2t3）：從 K4 石灰?guī)r頂 -K7 砂巖底，厚度在 33.60-63.52 m 之間，平均 44.88m。巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，夾有砂巖、薄層石灰?guī)r及海相泥巖，含菱鐵質(zhì)結(jié)核。本段地層夾有 3-6 層薄煤，一般厚度小，有少量點(diǎn)煤層厚度達(dá)可采 。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 C. 二疊系（ P） （ 1）下統(tǒng)山西組（ P1s）：該組厚度變化在 24.34-49.10m 之間，平均 32.95m。主要由灰 -深灰色的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、中細(xì)粒砂巖和煤層組成。本組中含有主要可采的 2 號(hào)煤層和基本全區(qū)可采的 1 號(hào)煤層，此外還有 2-4 層不穩(wěn)定的薄煤層。部分鉆孔在 1、 2 號(hào)煤層間發(fā)育有巨厚層的中、粗粒砂巖。 （ 2）下統(tǒng)下石盒子組（ P1x）：該組厚度變化在 81.70-135.20m 之間，平均 107.03m，以底部的 K8 砂巖與山西組整合接觸。本組巖性由淺灰 -灰色薄層或厚層的中細(xì)粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖和 鋁質(zhì)泥巖組成。根據(jù)巖性和顏色組合特征可分為兩段： 下段（ P1x1）：從 K8 砂巖底至 K9 砂巖底，厚度 21.25-57.70m，平均厚 37.68m。主要由灰色的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及巨厚層的中粒砂巖組成。本段一般含 1-3 層薄煤，最多 6 層，層位極不穩(wěn)定，均不可采。 上段（ P1x2）：從 K9 砂巖底 -K10 砂巖底，厚度 36.85-98.50m，平均厚 68.89m。巖性主要由灰色、灰白色及灰綠色巨厚層狀的中細(xì)粒砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖組成。底部的 K9 砂巖為中細(xì)粒砂巖，厚度 0.60-16.72m，平均 4.58m， 具平行層理和交錯(cuò)層理，膠結(jié)堅(jiān)硬。 （ 3）上統(tǒng)上石盒子組（ P2s）：該組厚度變化在 405.30-488.30m 之間，平均 460.77m，巖性主要為紫色、灰綠色巨厚層狀的泥巖、鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰白色的中粗粒砂巖，依據(jù)巖性組合特征本組可分為三段： 下段（ P2s1）：從 K10 砂巖底 - K12 砂巖底，厚度介于 178.50-225.10m 間 ,平均厚度200.60m。 中段（ P2s2）：厚度 67.35-113.30m， 平均 92.89m，主要巖性為紫紅色或灰綠色巨厚層的泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰白色中粗粒砂巖互層，底部的 K12 標(biāo)志層厚 1.45-12.80m，平均 5.91m。 上段（ P2s3）：在本區(qū)西北部的狼尾河南岸及西南部的藺河?xùn)|側(cè)有分布，厚116.00-205.95m,平均 167.49m。巖性主要為黃綠色中粗粒砂巖、局部為含礫粗粒砂巖和灰紫、紫紅、黃綠、灰綠色的砂質(zhì)泥巖、泥巖。 （ 4）上統(tǒng)石千峰組（ P2sh）：該組厚度變化在 115.25-166.10m 之間，平均 146.24m，可分為兩段： 下段：分布于西北部的狼尾河南岸、中部的槐樹莊、蔚村一帶及西南部的藺河?xùn)|側(cè)。底界 K14 砂巖為淺灰綠色巨厚層狀的中粒砂巖，厚 1.30-16.15m，平均 6.04。本段厚39.15-66.10m，平均 52.55m，與下伏上石盒子組為整合接觸。 上段：底部為紫紅色泥巖夾似層狀的淡水灰?guī)r，富含鈣質(zhì)結(jié)核，往上漸變?yōu)槟鄮r，并夾暗紫、紫紅色的中、細(xì)粒砂巖，本段厚 58.10-109.25m，平均 86.55m。 D 三疊系（ T） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 （ 1）下統(tǒng)劉家溝組（ T1L）：在井田范圍內(nèi)大面積出露。 3-4、 5-2、 6-5、 6-9、 7-5、12-7 鉆孔全部揭穿本組，厚度在 435.10-473.90m 之間，平均 450.26m。巖性主要為淺紅色、紫紅色薄 -中厚層狀細(xì)粒砂巖，成分 以石英、長石為主，次棱角狀，分選較好，膠結(jié)物主要為鐵質(zhì)、硅質(zhì)，局部砂巖中含同生砂巖球，并夾有紫紅色的薄層狀的粉砂巖。 （ 2）下統(tǒng)和尚溝組（ T1h）：分布于井田中部和東南部的烏木、王勇村一帶，在南馬圈村東北的段家莊一帶有上覆二馬營組地層出露，預(yù)測(cè)和尚溝組厚度為 160-170m。主要巖性為紅色、紫紅色、暗紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾紫紅、暗紫紅色細(xì)粒砂巖及粉砂巖，底部為鮮紅色薄層砂質(zhì)泥巖和灰紅色細(xì)粒砂巖互層，向上過渡為厚層或巨厚層的紅色泥巖夾厚層細(xì)粒砂巖。本組與下伏劉家溝組為整合接觸。 （ 3）中統(tǒng)二馬營組（ T2er）： 僅在段家莊一帶的山頂有出露，巖性主要為灰黃色的中粗粒砂巖，分選中等，受風(fēng)化影響膠結(jié)較松散，最大出露厚度約 50m。 E. 新生界第四系（ Q） （ 1）中更新統(tǒng)（ Q2）：分布于較大溝谷的兩側(cè)及山坡、山梁上，與下伏各時(shí)代地層為角度不整合接觸。主要巖性由淺棕紅、淺黃色砂質(zhì)粘土組成，含小型鈣質(zhì)結(jié)核，具裂隙，厚 0-10m，地貌上常形成陡坎。 （ 2）上更新統(tǒng)（ Q3）：主要分布于各大溝谷兩側(cè)的二級(jí)階地上，與下伏各時(shí)代地層為角度不整合接觸，主要巖性為淺灰黃色、淺黃色粉砂質(zhì)粘土、粉土組成，顆粒均勻，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，厚 0-10m。 （ 3）全新統(tǒng)（ Q4）：分布于各大溝谷的底部、河床、河漫灘及河流的一級(jí)階地上，主要巖性為近代河流沖、洪積層，由不同時(shí)代的砂、礫、泥質(zhì)巖碎屑及次生黃土等組成，一般厚 0-5m，富水性強(qiáng)，與下伏各時(shí)代地層為角度不整合接觸。 根據(jù)井田內(nèi)鉆孔抽水試驗(yàn)資料，奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙水單位涌水量為 0.0051L/s.m，為弱富水性含水層，但水質(zhì)較好。 井筒正常涌水量 10m3/h，最大涌水量 18m3/h。 3.2 表土施工 3.2.1 施工方案選擇 主井井口標(biāo)高 1042.5m，根據(jù)井口位置及 地質(zhì)報(bào)告鉆孔資料，該立井筒所處位置第四系表土層比較薄，厚度 18.5m，以 淺棕紅、淺灰黃色、淺黃色粉砂質(zhì)粘土、粉土組成 ，基巖段無大的含水層，故設(shè)計(jì)該立井井筒采用井圈背板普通法鑿井。井徑采用地下開挖法，不得用大揭蓋法施工，亦應(yīng)盡量避免破壞原土層結(jié)構(gòu)。井筒表土段采用 鋼筋混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 600m。 3.2.2 施工方法的簡述 主井井筒 表土采用井圈背板法掘進(jìn)前使用臨時(shí)鎖口砌筑，是由井頸上部的臨時(shí)井壁河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 和井口臨時(shí)封口框組成，接著使用人工或抓巖機(jī)（土硬時(shí)可以放小炮）出土。下掘一小段后（空幫距不超過 1.2m），即用井圈，背板進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，掘進(jìn)一長段后（一般不超過 30m），在由下向上拆除井圈、背板，然后砌筑永久井壁。如此周而復(fù)始，直至基巖。 3.2.3 表土工期確定 表土施工每一掘進(jìn)班進(jìn)尺 3m，每天落滑膜灌注井壁一次，井深 18.5m，七個(gè)工作日結(jié)束表土層施工 。 3.3 基巖掘砌施工 3.3.1 主井基巖段工程概況 施工方法簡述：基巖段穿過的巖層以砂巖、粉砂巖、泥巖為主， 普氏系數(shù)在 4 6之間， 施工推薦采用掘砌混合作業(yè)方式。 掘進(jìn)：鉆眼爆破采用 FJD-9 型傘形鉆架，深孔光面爆破。爆破選用水膠炸藥、電磁雷 管，視圍巖情況選擇合理的爆破參數(shù)。 裝巖：選用 HH 6 型抓巖機(jī) 。 支護(hù)：井筒基巖段采用 混凝土砌碹支護(hù)，砌碹厚度 450m，采用 門軸式活動(dòng)模板 。 3.3.2 基巖段爆破設(shè)計(jì) 鉆眼爆破法施工要根據(jù)圍巖情況不同調(diào)整爆破參數(shù)，嚴(yán)格按爆破圖表施工，光面爆破周邊眼保證爆破后眼痕率在 85%以上，不得欠挖，局部超挖控制在 150mm 以內(nèi)。 (1)鉆孔要求： 掏槽眼的間距誤差和眼底間距誤差不大于 5cm。 輔助眼眼口間距、行距誤差不大于 5cm。 周邊眼誤差不大于 5cm，眼底不超出開挖輪廓線 3cm。 炮眼深度誤差不大于 5cm。 按不同地質(zhì)條件，隨時(shí)調(diào)整炮眼數(shù)量、角度、深度、用藥量及裝藥結(jié)構(gòu)。 (2)周邊眼光爆參數(shù) : 周邊眼的布置應(yīng)根據(jù)巖層情況決定其間距（ E），抵抗線（ W）和 E 與 W 比值；一般 W 值為 600-800mm,E 值取 350-600mm,E/W 值取 0.65-1。 周邊眼的方向應(yīng)與井筒軸線縱坡一致。 周邊眼一次同時(shí)起爆。 (3)鉆爆作業(yè)注意事項(xiàng)： 首先應(yīng)對(duì)炮眼布置、數(shù)目、角度和深度、用藥量，引爆方式、爆破順序等事先作好鉆爆設(shè)計(jì)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 炮眼數(shù)目應(yīng)根據(jù)巖石強(qiáng)度、地質(zhì)構(gòu)造、自由面數(shù)、井筒斷面尺寸、炸藥布置、炮眼長度等因 素確定，同時(shí)還應(yīng)通過試爆調(diào)整初步鉆爆設(shè)計(jì)。 嚴(yán)禁在已爆破的殘眼中繼續(xù)鉆眼。爆破后，應(yīng)經(jīng)過不少于 30 分鐘的待避時(shí)間，人員才能進(jìn)入工作面。 在工作面鉆眼或其他作業(yè)時(shí)，不得同時(shí)裝藥。 鉆眼完畢，按炮眼布置圖進(jìn)行檢查。炮漿、石粉應(yīng)在裝藥前吹洗干凈。 瞎炮處理。由于操作不良，爆破器材質(zhì)量差等原因，引起炸藥包沒有爆炸。瞎炮危及安全，必須按照爆破安全規(guī)程有關(guān)要求處理。在瞎炮處理完畢之前，不允許繼續(xù)施工，除負(fù)責(zé)處理瞎炮人員外，所有無關(guān)人員均需撤離現(xiàn)場(chǎng)。 主井基巖段爆破參數(shù)的計(jì)算 a. 計(jì)算炮眼數(shù) N 開挖斷面 234 2 .9 9 mS = R = (3 1) 單位炸藥消耗量 q 1.2kg/m 裝藥系數(shù) 綜合考慮各類炮眼的裝藥系數(shù)選擇為 0.55 查詢選取 2 號(hào)巖石銨銻炸藥每米質(zhì)量是 0.96，所以 4 2 . 9 9 1 . 2N 9 7 . 70 . 5 5 0 . 9 6qSr 個(gè) (3 2) 實(shí)際取 98 個(gè)炮眼。 b. 每 循環(huán)炮眼深度 每掘進(jìn)循環(huán)計(jì)劃進(jìn)尺數(shù)為 3m，由于本設(shè)計(jì)的炮眼利用率為 0.9，則有 mL 7.29.03 一般掏槽眼較炮眼深度加深 0.2 0.3，實(shí)際取炮眼深度為 ,3.2m。 c. 炮眼直徑 本設(shè)計(jì)選用 2 號(hào)巖石乳化炸藥，其藥卷直徑為 35mm，長度為 200mm，每卷質(zhì)量為0.2kg。 由于炮眼過小，不利于裝填藥卷，炮眼過大剛會(huì)降低爆破效果和鉆眼速度，故根據(jù)施工單位常用的鉆孔設(shè)備和選用的藥卷直徑，確定炮眼直徑為 42mm。 d. 炮眼間距和排距 掏槽眼 由于井筒的斷面較大，巖石堅(jiān)硬，故選 用復(fù)式直眼掏槽。設(shè)計(jì)炮眼深度 3.2m，確定采用三角柱狀復(fù)式掏槽，布置 12 個(gè)掏槽眼，其中有 3 個(gè)是空眼。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 周邊眼 堅(jiān)硬巖光面爆破的間距一般在 550 700mm，最小抵抗線為 600 800mm，為提高光面爆破效果，將周邊眼間距取為 600mm，最小抵抗線為 800mm，周邊眼設(shè)計(jì)位置應(yīng)考慮 0.03 到 0.05 的外插斜率，故周邊眼向外傾斜，故有 2 3 8 . 70 . 6RN 個(gè) (3 3) 實(shí)際選取 39 個(gè)周邊眼。 輔助眼 為了減小鉆眼工 作量，加快施工速度，輔助眼的間距適當(dāng)加大，輔助眼間距取為0.9m，共布置 47 個(gè)炮眼。 e. 裝藥量 根據(jù)裝藥量計(jì)算式計(jì)算一個(gè)循環(huán)的總裝藥量 Q q v 1 . 2 4 2 . 9 9 3 0 . 9 1 3 9 . 3 k g (3 4) 由于上述裝藥量為 2 號(hào)巖石銨梯炸藥的單位耗藥量進(jìn)行計(jì)算的，故應(yīng)將其換算為 2號(hào)巖石乳化炸藥的裝藥量，取 2 號(hào)巖石乳化炸藥的換算系數(shù)為 1.1，則一個(gè)循環(huán)的總裝藥量為 153.2kg。 按裝藥系數(shù)計(jì)算單孔裝藥量及總裝藥量 經(jīng)查表可得，掏槽眼的裝藥系數(shù)為 0.55，輔助眼 的裝藥系數(shù)為 0.45，周邊眼的裝藥系數(shù)為 0.45。為了保證光面爆破的效果，周邊眼裝藥系數(shù)調(diào)整為 0.4。單個(gè)炮眼的裝藥量、裝藥卷數(shù)與裝藥系數(shù)、炮眼深度和單個(gè)藥卷的長度及質(zhì)量有關(guān)，具體計(jì)算如下。 12 個(gè)掏槽眼： 單孔裝藥卷數(shù) 0.53.20.2 8 卷 單孔裝藥量 80.2 1.6kg 換算為 2 號(hào)巖石乳化炸藥： 單孔裝藥量 1.61.1 1.76kg 單孔裝藥卷數(shù) 1.760.2 8.8 卷 實(shí)際選用 9 卷。 47 個(gè)輔助眼： 單孔裝藥卷數(shù) 0.4530.2 6.75 卷 單孔裝藥量 6.750.2 1.35kg 換算為 2 號(hào)巖石乳化炸藥： 單孔裝藥量 1.351.1 1.485kg 單孔裝藥卷數(shù) 1.4850.2 7.4 卷 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 實(shí)際選用 7.5 卷。 39 個(gè)周邊眼： 單孔裝藥卷數(shù) 0.430.2 6 卷 單孔裝藥量 60.2 1.2kg 換算為 2 號(hào)巖石乳化炸藥： 單孔裝藥量 1.21.1 1.32kg 單孔裝藥卷數(shù) 1.322 6.6 卷 實(shí)際選用 6.5 卷。 根據(jù)以上計(jì)算確定每循環(huán)進(jìn)尺的總裝藥量： Q 121.8+471.5+391.3 142.8kg (3 5) 此值略小于按體積公式計(jì)算的總裝藥量，但基本上是一致的，所以按此值進(jìn)行裝填炸藥。 f. 炮眼布置 炮眼布置如圖爆破網(wǎng)絡(luò)圖所示，爆破參數(shù)見表 3.1。 表 3.1 巖層掘進(jìn)炮眼排列及裝藥量 炮孔名 稱 炮孔編號(hào) 孔深/m 孔數(shù) 單孔裝 藥卷數(shù) 單孔裝藥量 /kg 總裝藥量/kg 裝藥結(jié)構(gòu) 起爆順序 掏槽 眼 1 12 3.2 12 9 1.8 21.6 連續(xù)反向 裝藥 I 輔助眼 13 24 3 47 7.5 1.5 70.5 連續(xù)反向 裝藥 II 25 39 3 III 40 59 3 IV 周 邊眼 60 98 3 39 6.5 1.3 50.7 連續(xù)反向 裝藥 合 計(jì) 98 142.8 3.3.3 基巖掘砌施工方法及設(shè)備 A. 井壁砌筑 基巖段現(xiàn)澆混凝土砌筑井壁，厚度為 450mm?；鶐r段凈斷面面積為 33.18m2 模板采河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 用 6.5m門軸式活動(dòng)模板?；炷凛斔头绞讲捎没炷凛斔凸芟铝?。井壁進(jìn)度計(jì)劃 120m/月。 編制掘砌循環(huán)圖表 施工中各工序的時(shí)間如下： 交接班時(shí)間： t1 取 10min； 上升吊盤時(shí)間： t2取 10min； 下傘鉆時(shí)間： t3 取 20min； 打眼時(shí)間： ( 3 6 ) 式中： 深掏槽眼的深度， L1=3.2m； 輔助眼的深度， L2=3.0m； v 鑿巖機(jī)的鑿巖速度，取 0.45m/min； 鉆眼與裝巖不平行系數(shù)，由于巷道斷面較大，故取 0.6。 43 . 2 3 . 0t 6 6 9 6 0 . 5 1 1 2 m i n0 . 4 5 0 . 4 5 上升傘鉆時(shí)間： t5 取 20min； 裝藥連線時(shí)間： t6 取 90min； 放炮通風(fēng)時(shí)間： t7 取 20min； 下放吊盤時(shí)間： t8 取 10min； 安全檢查、裝巖準(zhǔn)備時(shí)間： t9 取 30min； 出矸找平時(shí)間： 10tQfq ( 3 7 ) 式中： Q 單循環(huán)爆破的巖石實(shí)體體積，取 115m3 f 巖石爆破后的松動(dòng)系數(shù)，取 1.6； q 施工中抓巖機(jī)作業(yè)的裝巖能力，取 50m3； 抓巖機(jī)的裝巖效率。 脫模、立模時(shí)間： t11 取 60min； 澆筑準(zhǔn)備時(shí)間： t12 取 20min； 澆筑混凝土?xí)r間： 13t 60Qfq ( 3 8 ) 10 1 1 5 1 . 6t 6 0 2 9 1 m i n5 0 0 . 7 6 124t 6 6 9 6llvv 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 式中： Q 噴射混凝土的體積， 322 3.2275.22.3 m f 噴射混凝土?xí)r混凝土的利用率，取 0.9； q 混凝土噴射機(jī)的生產(chǎn)能力，取 5m3/h 清底時(shí)間： t14 取 55min。 則各工序的計(jì)劃時(shí)間分別為： t1=10min； t2=10min； t3=20min； t4 =112min； t5=20min； t6=90min； t7=20min； t8=10min； t9=30min； t10=291min； t11=60min； t12=20min； t13=212min； t14=55min。 掘砌循環(huán)時(shí)間如表 3.2所示。 B. 輔助生產(chǎn)系統(tǒng) a. 提升 本井筒提升采用兩套單鉤提升方式。 提升容器的選擇 一次提升 的循環(huán)時(shí)間： Td =54+8d w.sh-H ( 3 9 ) =54+ 8 9 6 2 . 8 1 5 7 5 =375.3s 式中， Td單鉤提升時(shí)的一次提升循環(huán)時(shí)間， s； H吊桶提升高度，為井筒最終設(shè)計(jì)深度、卸矸臺(tái)高度和卸矸臺(tái) 以上吊桶提升高度之總和，大概為 962.8m； w.sh吊桶在無穩(wěn)繩段的行程， 15m； 54 為吊桶在無穩(wěn)繩段的運(yùn)行時(shí)間，單位 s d為單鉤吊桶在工作面摘掛鉤操作時(shí)間和井上卸載時(shí)間，可取 75s。 計(jì)算吊桶容積： 3t z h 1 1 . 2 5 3 6 . 5 3 7 5 . 35 . 3 m0 . 9 3 6 0 0 0 . 9 3 6 0 0T C A TV ( 3 10 ) 選用矸石吊桶的標(biāo)準(zhǔn)容積為 3.0m3，根據(jù)施工需要，需要布置兩個(gè)這樣的吊桶。 m in2126079.0 27.4t 13 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 3 1 炮眼布置圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 表3.2掘、砌施工循環(huán)表圖 循 環(huán) 時(shí) 間 清底噴射混凝土 澆筑準(zhǔn)備脫模、立模出矸找平安全檢查、裝巖下放吊盤放炮通風(fēng)裝藥連線上升傘鉆打眼下傘鉆上升吊盤交接班工 序 時(shí) 間 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 當(dāng)立井轉(zhuǎn)入井底車場(chǎng)和平巷施工后，為適應(yīng)排矸要求，需改為灌籠提升，采用雙層單車臨時(shí)灌籠，礦車采用 1.5 米 3 礦車。 表 3.3 吊桶的主要規(guī)格為： 附屬裝置選擇： 鉤頭：根據(jù)吊桶容積選擇 型鉤頭， 3方吊桶選擇 7t鉤頭，自重為 160kg，適用鋼絲繩直徑為 31-35mm。 表 3.4 滑架：根據(jù)吊桶容積選擇跨距為 1.85m，技術(shù)規(guī)格如下： 滑架跨距（ m） 高寬之比 最大寬度（ mm） 總重量（ kg） 1.85 1： 2 1930 173 緩沖器：選擇緩沖器自重為 16kg。 提升鋼絲繩選擇 計(jì)算終端載荷： 0 ,rm m m K g ( 3 11 ) 吊桶提升時(shí)， )11(shgT KVm ( 3 12 ) 3 0 . 9 1 6 0 0 (1 0 .5 )1 0 0 0 5 6 7 0 kg CHHgTr QQQQm ( 3 13 ) 式中 TQ 吊桶重量； kg； gQ鉤頭聯(lián)接裝置重量， kg； HQ 滑架重量， kg； CHQ緩沖器重量， kg。 吊桶容積 m3 吊桶外徑m3 桶口直徑 mm 桶體高度mm 吊桶全高 mm 桶梁直徑mm 重量 kg 3.0 1650 1450 1650 2890 80 1049 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 1 0 4 9 1 6 0 1 7 3 1 6 1 3 9 8rm k g 0 1 3 9 8 5 6 7 0 7 0 6 8m k g 鑿井罐籠提升時(shí) 2 1 . 5 1 6 0 0 4 8 0 0 k ggmV ( 3 14 ) shzr QQm ( 3 15 ) 式中： zQ 罐籠重量， kg； shQ 礦車重量， kg。 kgm r 6 1 3 627184 7 0 0 0 6 1 3 6 4 8 0 0 1 0 9 3 6m k g 由此可按提升終端荷載最大的鑿井罐籠來選擇鋼絲繩直徑 。 計(jì)算鋼絲繩的每米重量： 060k g / m1 1 1 0sBammHm ， ( 3 16 ) 取 B =1813MPa；am=7.5， 27.8 9 50 jsh HHH 6610936 k g / m 6 . 4 4 k g / m1 8 1 3 1 01 1 1 0 9 6 1 . 17 . 5sm 根據(jù) ms值選用圓股鋼絲繩 6 37，其技術(shù)特性為： ms=6.553kg/m， ds=43mm， =2.0mm， Qd=1259300N 驗(yàn)算安全系數(shù) d00a sQmm m H g ( 3 17 ) 罐籠 提升物料時(shí)： 1259300 7 . 6 7 . 59 . 8 (1 0 9 3 6 6 . 5 5 3 9 6 1 . 1 )am 罐籠提升人時(shí)：按一次提 46 人、每人重 70kg 計(jì)算 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 1259300 9 . 2 99 . 8 ( 7 0 4 6 4 7 0 0 6 . 5 5 3 9 6 1 . 1 )am 滿足煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，所選定的提升鋼絲繩可標(biāo)記為： 圓股鋼絲繩 637-43-1813-特 -光 -交右 GB1102-74。 天輪及提升絞車 鑿井用的天輪按其用途可分為提升天輪和懸吊天輪兩大類，按其結(jié)構(gòu)又可分為固定式天輪和游動(dòng)式 天輪兩大類。游動(dòng)式天輪主要用于斜井提升。 鑿井提升機(jī)及提升天輪根據(jù)鋼絲繩的最大型號(hào)，因此選用 3000 天輪。 提升機(jī)選用兩臺(tái) 2JK-4/10.5 型提升機(jī)。 驗(yàn)算提升機(jī)強(qiáng)度： 009 . 8 9 . 8 5 6 7 0 1 0 4 9 7 . 9 2 9 9 6 1 . 1 1 4 0 5 2 7 . 7J r S BF Q Q P H N ( 3 18 ) 式中， 0Q 提升貨載重力， Kg； rQ 提升容器重力， Kg； BSP 每米鋼絲繩的重力， Kg； 0H 提升高度， m。 驗(yàn)算卷筒寬度： 2JK-4/10.5 型 吊桶提升時(shí)， 3 0 9 6 1 . 1 3 03 3 4 3 2 . 5 3 7 2 6 . 9 23 . 1 4 4T TBHB d m m msD ( 3 19 ) 驗(yàn)算纏繩層數(shù)， 3 7 2 6 . 9 / 2 0 0 0 1 . 8 6 2 T T BB / B ( 3 20 ) 灌籠提升時(shí)， 3 0 9 6 1 . 1 3 03 3 4 3 2 . 5 3 7 2 6 . 9 23 . 1 4 4T TBHB d m m msD ( 3 21 ) 驗(yàn)算纏繩層數(shù)， 3 7 2 6 . 9 / 2 0 0 0 1 . 8 6 2 T T BB / B ( 3 22 ) 已知 2JK-4/10.5 型提升絞車的最大靜張力為 180000N 大于 140527.7N，則該臺(tái)提升機(jī)滿足提升需要，可以使用。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 穩(wěn)繩天輪及穩(wěn)車 穩(wěn)繩的選型： 鋼絲繩最大懸垂高度 H0井深 +天輪平臺(tái)高度 +基礎(chǔ)至天輪高度。 每 100m 的張力不小于 10KN/t,取 10KN/t，所以有 001 0 1 0 9 6 1 . 1 9 6 1 1 k gQH ( 3 23 ) 取B 1519、 m 5，所以每 m 鋼絲繩重量為 069611 4 . 0 3 7 /1 1 1 1 1 5 1 9 9 6 1 . 1510osBaQm k g mHm ( 3 24 ) 選 67 型鋼絲繩，其技術(shù)特性為： ds=34.5mm、 3.8mm、 ms=4.547kg/m、 Qd=722750N 則鋼絲繩的安全系數(shù)為： 00722750 5 . 2 7 5 5 9 . 8 ( ) 9 . 8 ( 9 6 1 1 4 . 5 4 7 9 6 1 . 1 )ds sBQmmQ P H ( 3 25 ) 滿足煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，所選定的提升鋼絲繩可標(biāo)記為： 鋼絲繩 67 -34.5-1519-I-光 -同左 GB1102-74 鋼絲繩 67 -34.5-1519-I-光 -同右 GB1102-74 穩(wěn)繩天輪的選型 TD 20, ds =20 34.5=690mm ( 3 26 ) TD 300, =300 3.8=1140mm ( 3 27 ) 按較大者，選取標(biāo)準(zhǔn)直徑的天輪： 1250 mm 的單槽 輕型 天輪 ,4 個(gè)。 穩(wěn)車的選型： 已知 0Q=9611Kg J 0 0F 9 . 8 9 . 8 9 6 1 1 4 . 5 7 4 9 6 1 . 1 1 3 7 2 6 9 . 3SBQ P H N ( 3 28 ) 查表，鑿井絞車可選 JZ16/800 型， 4 臺(tái)， FJ=160000137269.3N，鑿井絞車可用。 b. 臨時(shí)排水方案 設(shè)計(jì)布置一臺(tái) 80DGL-7510 型吊泵，其性能范圍為 ：流量 Q=38.1m/h 揚(yáng)程河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 H=820m，轉(zhuǎn)數(shù)為 2950n/min， 電機(jī)最大功率為 250KW。 井筒施工階段選配無縫鋼管進(jìn)行排水。選擇吸、排水管道內(nèi)徑： VcQVcQd 0188.036004 ( 3 29 ) 取 Q=38.1 m/h， Vc=2.0m/s計(jì)算選配， d=0.0821m 管壁厚度 cppd )1(5.0 ( 3 30 ) 式中：管材許用應(yīng)力，對(duì)于無縫鋼管為 800kg.N/cm； p 管內(nèi)液體壓力， )(1.1 21 hhp ， 1h 、 2h 是吸排水高度； c管壁附加厚度，無縫鋼管取 0.15cm。 故 2.731cm 排水管穩(wěn)車選用 2JZ2 -16/800 鑿井絞車懸吊。懸吊天輪用 800mm 雙槽重型懸吊天輪。 c. 混凝土輸送管 布置兩趟 1594.5mm 無縫鋼管作混凝土輸送管，由 2JZ16/800 鑿巖絞車懸吊，鋼管之間用快速接頭連接，緩沖器與管路的連接用法蘭盤，混凝土經(jīng)緩沖器進(jìn)入竹節(jié)管及6 in 鋼絲軟管入模?；炷凛斔凸苓€可兼作噴射混凝土的垂直輸料管。井筒掘進(jìn)時(shí)將緩沖器拆除，接噴漿的管子進(jìn)行噴漿。模板采用 門軸式活動(dòng)模板 ，由 4 臺(tái) JZ-10/800 鑿巖絞車懸吊 , 天輪選用 500mm 單槽輕型懸吊天輪 。由于主井井 深 950.8，故按表 3-4 規(guī)格選用穩(wěn)車，鋼絲繩和天輪。 表 3.5 混凝土輸送管懸吊重量 (鋼絲繩安全系數(shù)不小于 5) 井深 (m) 管子直徑 150 直徑 (mm) 穩(wěn)車能力(t) 重量 (t) 鋼絲繩 天輪 靜重 沖擊力 總重 950.8 34 800 16 11.9 8.48 20.38 注：本表引自煤礦專用鑿井設(shè)備施工圖冊(cè)第三冊(cè)表 5，但鋼絲繩直徑按 GB1102-74進(jìn)行了調(diào)整 (取 619 鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為 1519MPa)。 d. 風(fēng)筒布置 在 井筒施工期間，采用壓入式通風(fēng)方式。 掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 按工作面最多同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算 smNQ /67.1m i n/m1002544 330 ( 3 31 ) N工作面最多同時(shí)作業(yè)人數(shù)，取 25。 按炸藥量計(jì)算 325 2 5 1 3 9 . 3 1 7 4 . 1 3 / m i n20ii AQmt 掘 ( 3 32 ) 式中： iA 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量， kg t爆破后通風(fēng)時(shí)間，取 20min。 按風(fēng)速驗(yàn)算： m i n/2.1393908.5846060 3m ax mSVQ ii 掘 ( 3 33 ) m i n/72.52208.5815.06060 3m i n mSVQ ii 掘 ( 3 34 ) 式中： V風(fēng)速，最低風(fēng)速，巖巷掘進(jìn)為 0.15m/s，煤巷或半煤巖巷為 0.25m/s，最高風(fēng)速為 4m/s； iS第 i 個(gè)掘進(jìn)巷道的面積，取 58.08m2 。 由于按人數(shù)和炸藥量計(jì)算的風(fēng)量不滿足最小風(fēng)速驗(yàn)算，所以按照工作面最小 風(fēng)速取井筒施工期間最小需風(fēng)量為 522.72m3 /min，采用一趟 700mm 膠質(zhì)風(fēng)筒壓入式，風(fēng)筒的井內(nèi)吊掛方式采用錨桿懸掛固定，百 m 風(fēng)阻值為 821 0 0 7.14 msNR 所以 6 有： PaQRQhmQPQ48.5 1 6 93 6 0 072.5228.5807.1417.4m i n/8.58072.5229.011 3掘局全掘效局 ( 3 35 ) ( 3 36 ) 根據(jù)局Q及風(fēng)壓，風(fēng) 機(jī)選用 4-58-1111.25D鑿井風(fēng)機(jī)。 e. 壓風(fēng)設(shè)備與供水管設(shè)備 采用一趟 2524.5mm 及一趟 562.5mm 無縫鋼管，鋼管間用快速接頭連接 ,壓風(fēng)管和供水管井內(nèi)吊掛方式選用井壁固定吊掛方式。在吊盤上設(shè)有一長 5.4m 的2524.5mm 的鋼管，上端用 6 in 鋼絲軟管和 1 12in 軟管與固定管路連接，下端與壓風(fēng)管軟管、供水管一起用裝在吊盤上盤層的 JFH0.5/48 型風(fēng)動(dòng)絞車懸吊，以便放炮時(shí)起河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 落方便。 壓風(fēng)設(shè)備 井筒建設(shè)時(shí)期總耗風(fēng)量 ： 31 . 1 1 . 1 5 1 . 1 ( 1 1 5 1 9 0 1 ) 1 4 7 . 4 9 9 / m i nQ n k q m ( 3 37 ) 式中： 管網(wǎng)漏風(fēng)系數(shù)，取 1.1； 風(fēng)動(dòng)機(jī)械磨損使耗風(fēng)量增加系數(shù)，一般為 1.1 1.15，取 1.15； 高原修正系數(shù)，海拔每提高 100m 系數(shù)增加 1%，可 取 1.1； n同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具使用數(shù)量，抓巖機(jī) 1 臺(tái)，鑿巖機(jī) 9 臺(tái)，風(fēng)動(dòng)絞車 1 臺(tái)； k同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具同時(shí)使用系數(shù)，鑿巖機(jī)同時(shí)使用系數(shù)，取 1.0； q風(fēng)動(dòng)工具耗風(fēng)量，抓巖機(jī)使用風(fēng)量 15m3 /min，鑿巖機(jī)使用風(fēng)量為 90 m3 /min。 根據(jù)總耗風(fēng)量選擇空氣壓縮機(jī)類型為兩臺(tái) 7L-100/8 工作，另設(shè)兩臺(tái)備用。 壓風(fēng)管路內(nèi)徑： 14 4 2 1 . 0 7 2526 0 6 0 3 . 1 4 7Qd m m ( 3 38 ) 式中 ： 1Q 平均壓力狀態(tài)下的空氣流量0111 4 7 . 4 9 9 1 2 1 . 0 77QPQP ； Q 管道計(jì)算壓風(fēng)流量，即常溫下（ 150 C）和一個(gè)大氣壓（ 760mm 水銀柱）下的流量， m3 /min； 0P吸氣大氣壓，一般取 1kg.N/cm2 ； 1P 管道中空氣的平均壓力，一般為 5 9 個(gè)絕對(duì)大氣壓，可取平均壓力為 7個(gè)絕對(duì)大氣壓； 管道內(nèi)壓縮空氣流速，一般為 5 10m/s，可取流速為 7m/s。 f. 安全梯布置 安全梯形式選用 JZA5/1000 型手、電兩用絞車懸吊，安全梯平時(shí)不通過吊盤，懸在吊盤上，吊盤下設(shè)置軟梯，需要時(shí)可通過吊盤放到工作面。 本設(shè)計(jì)井筒直徑 6.5，井深 950.8m，按表 3.6 進(jìn)行穩(wěn)絞選型。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 表 3.6 950.8m 井深安全梯懸吊重量 (鋼絲繩安全系數(shù)不小于 9) 井筒直徑 (m) 6.5 安全梯及人重 (kg) 直徑 (mm) 穩(wěn)車能力 (t) 項(xiàng)目 鋼絲繩 天輪 井深 950.8 23 500 5 注：安全梯及人重引自煤礦鑿井轉(zhuǎn)用設(shè)備施工圖冊(cè)第三冊(cè)表 9.2 鋼絲繩計(jì)算長度也與原表同，但其直徑與重量按 GB1102-74 進(jìn)行調(diào)整 (取 619 鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為 1519MPa )。 j. 各種管線布置 放炮電纜：按規(guī)程要求單獨(dú)懸吊，設(shè)計(jì)選用 JZ-10/800 鑿井絞車， 187-20mm的不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，天輪選用 500mm 單槽輕型懸吊天輪，電纜選用 YV-216 型。 通信、信號(hào)電纜：選用 HUVV-50.79 控制電纜供主、副提升信號(hào)用，敷設(shè)在吊盤繩上。 照明、動(dòng)力電纜：敷設(shè)在吊盤繩上。 C. 天輪平臺(tái)布置 a. 天輪平臺(tái)布置的原則 本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的梁一律稱為副梁，井架天輪平臺(tái)的梁稱為主梁。根據(jù) V 型井架天輪平臺(tái)尺寸、井筒平面布置圖、提絞地面布置圖、井架與井筒的相對(duì)位置以及天輪、懸吊天輪等設(shè)備的技術(shù)特征，確定各天輪位置。根據(jù)懸吊設(shè)備的重量和鋼絲繩直徑確定各天輪、懸吊天輪的規(guī)格。選型均符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，鑿井井架主要尺寸見表 3.7。 表 3.7 鑿井井架主要尺寸 井架型號(hào) 主體架角柱跨距（ m） 天輪平臺(tái)尺寸（ m） 由基礎(chǔ)至天輪平臺(tái)上面的高度（ m） 由基礎(chǔ)至第一層平臺(tái)的高度（ m） 基礎(chǔ)尺寸（ m） 地面長度 地面寬度 高度 埋置深度 V 1616 7.57.5 26.403 10.3 4.6 3.6 3.0 2.7 b. 天輪副梁的選擇和驗(yàn)算 （ 1）內(nèi)力分析 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 3 . 0 3 m 3 . 0 3 m1 . 0 2 m0 . 4 2 m圖 3 2 吊桶提升受力圖 吊桶滿載時(shí)的質(zhì)量 5286kg，鋼絲繩質(zhì)量為 6400 kg，天輪自重 2385kg，故每個(gè)提升天輪施加給天輪梁的壓力為 （ 5286kg+6400kg+2385kg） 9.8N/kg 137895N,取動(dòng)載荷系數(shù)為 1.5 故每個(gè)提升天輪施加給天輪梁的壓力 G=1378951.5 206843N。將天輪梁簡化如下： 由圖 3 2可得平衡方程： GFFF 2321 ( 3 39) 235 . 4 6 3 . 0 3 6 . 0 6G F F ( 3 40 ) 本題是一個(gè)超靜定問題， 故需用力法再列一個(gè)方程。圖示的基本體系承受載荷 2G和未知力 2F 共同作用。根據(jù)疊加原理， 111 P 。 作基本結(jié)構(gòu)在載荷作用下的彎距圖 Mp和在單位力 F2=1作用下的彎距圖 M1 ，應(yīng)用圖乘法