【正文】 井田東部煤層埋藏淺，煤層開采后導水裂隙帶將會溝通地表，會造成地裂縫及地面塌陷。開采過程中對發(fā)現(xiàn)的地面裂縫要采用粘土或水泥等進行及時回填堵漏。 ②井下水的防治措施 a 做好探放水工作。采掘前要做好超前探放水工作，以查明采掘工作面、側(cè)幫或頂?shù)装逅?，這是確保安全生產(chǎn)的一項重要防水措施。采掘前一定要堅持“預測預報，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原則。進一步查明井田采空區(qū)積水情況，接近采古空區(qū)時做好應急措施。 b 留設(shè)防水煤柱，防水煤柱留設(shè)在充分考慮“安全可靠與資源充分利用，開采方法和構(gòu)造與巖性的關(guān)系，開拓、采掘布局與煤柱的協(xié)調(diào)關(guān)系”的同時，在不宜采取疏放措施的突水區(qū)域，設(shè)置防水煤柱。沿采空區(qū)應留設(shè)防隔水煤柱；在接近斷層、陷落柱時應留設(shè)防隔水煤 7 柱。 c 合理設(shè)計開采布局，采用正確的開采方法。煤層開采順序和井巷布置應首先考慮水文地質(zhì)條件。井筒及井底車場都應布置在地層完整而且不易透水部位。應監(jiān)控向斜槽部涌水量的變化情況。 d 隨時檢查、維修煤礦使用、備用的探放水設(shè)備，以充分應對突發(fā)水害。 e 加強安全教育，經(jīng)常進行安全知識培 訓，牢固掌握井下放探水知識技能，將水害事故消滅在萌芽狀態(tài)。 7）礦床水文地質(zhì)類型 采區(qū)內(nèi)含水層為受采掘破壞或影響的孔隙、裂隙、巖溶含水層，直接充水含水層單位涌水量小，有一定的補給水源，補給條件一般；礦井內(nèi)采（古）空區(qū)存在積水，位置、范圍、積水量清楚；礦井涌水量較小；防水治水工作易于進行。綜上所述，礦井水文地質(zhì)類型為中等。 8）礦井涌水量預算 預計礦井、水平和采區(qū)的涌水量，對合理選擇開拓方案、采煤方法，制定排水疏干措施，確定排水設(shè)備意義重大。 根據(jù)原碾則焉煤礦開采 10 號煤層年產(chǎn)量為 60kt 時正常涌水量20m3/d，最大涌水量 30 m3/d?，F(xiàn)用水文地質(zhì)比擬法預算本礦井開采太原組 10 號煤層生產(chǎn)能力 達 450kt/a 時 的礦井涌水量（按每年生產(chǎn)時間 330 天計）。 計算公式： Q=Ks P 式中： Q礦井涌水量（ m3/d） Ks富水系數(shù)（ m3/t） P設(shè)計生產(chǎn)能力（ t/d） 計算結(jié)果見表 2— 3— 5，煤礦開采太原組 10 號煤層生產(chǎn)能力達 8 450kt/a 時的礦井正常涌水量為 150 m3/d，最大涌水量為 225 m3/d。 表 2— 3— 5 礦井涌水量計算表 開采煤層 涌水量類型 設(shè)計 生產(chǎn)能力（ t/d） 富水系數(shù)（ m3/t） 礦井涌水量 （ m3/d） 10 正常涌水量 1363 150 最大涌水量 1363 225 第四節(jié) 儲量計算 一、井田勘探程度及開采條件評價 根據(jù)地質(zhì)報告提供，本 采區(qū) 共施工鉆孔 5 個，結(jié)合以往鉆孔資料及現(xiàn)生產(chǎn)礦井巷道揭露，井田 內(nèi)采區(qū) 達到勘探程度，可作為 采區(qū)設(shè)計的地質(zhì)依據(jù)。 采區(qū) 構(gòu)造簡單， 10煤層為穩(wěn)定可采煤層，以不大于 1000m 工程見煤點連線和實際連線之外 1/2 的全部范圍劃定探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量 （ 111b），斷層兩側(cè)及陷落柱外側(cè)均留 50m、風氧化帶內(nèi)推 50m 為推斷的資源量（ 333）。 、存在的問題及應補充勘探的建議 （ 1） 本 采區(qū) 10煤層具有爆炸危險性，煤的自燃傾向性為 10為容 易自燃 煤層 ，生產(chǎn)過程中要做好防火防塵工作。 （ 2） 本 采區(qū) 及周邊礦井采空區(qū)積水是一大隱患，建議在臨近采空區(qū)開采時，應進行探測和疏排； （ 3） 建議對 采區(qū) 內(nèi)煤層瓦斯含量、涌出量做進一步預測鑒定。 （ 4） 本 采區(qū) 不存在帶壓開采問題，但 采區(qū) 南部 陷落柱比較發(fā)育，需加強對陷落柱及隱伏構(gòu)造的探測工作； （ 5） 注意隱伏構(gòu) 造的存在，并進行詳細觀察陷落柱的導水性，并 9 對陷落柱的導水能力進行定期檢查，且預留保安煤柱；對于揭露鉆孔，注意鉆孔封閉完好，并預留保安煤柱； （ 6）補充 10煤層導水裂隙帶高度的觀察資料。 二、資源 /儲量和可采儲量 根據(jù) 山西地寶能源有限公司 2021 年 4 月提交的《山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告》，按照《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，國務院函 (1998)5 號《關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化碳污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復》及《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》等有關(guān)文件規(guī)定，礦井資源 /儲量遵循下列原則計算： 最低可采厚度 ：煉焦用煤 (傾角小于 25176。 ) ； 最高灰分 (Ad): 40%； 全硫分 () ： ≤ 3%： 根據(jù)《山西靈石國泰紅巖煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告》： 10煤層視密度分別為： 。 一采區(qū) 內(nèi) 10煤層現(xiàn)保有資源 /儲量（ 111b+122b+333）為 3805kt，其中 111b 為 2450kt， 122b 為 685kt， 333 為 670kt。 礦井保有能利用資源 /儲量匯總見表 3— 1— 2。 一采區(qū) 工業(yè)儲量為 111b+122b+333 k＝ 3738kt，可信度系 數(shù) k＝?？鄢迩f、斷層、井田邊界及永久煤柱后， 一采區(qū) 設(shè)計儲量為3018kt?？鄢V井開采煤柱和開采損失后， 一采區(qū) 設(shè)計開采儲量為。 礦井設(shè)計儲量匯總表見表 3— 1— 3。礦井設(shè)計可采儲量匯總表見表 3— 1— 4。 表 3— 1— 2 井田保有 能利用 資源 /儲量計算匯總表 單位： kt 煤 層 號 煤類 資源儲量（ kt） 111b 111b+122b 111b 122b 333 現(xiàn)保 其中 111b+122b+333 111b+122b+333 10 有 蹬空區(qū) 10 JM 2450 685 670 3805 % % 表 3— 1— 3 礦井設(shè)計儲量計算表 單位： kt 煤層 編號 采區(qū) 工業(yè)資源 /儲量 111b+122b+333 永久煤柱損失 設(shè)計儲 量 村莊 煤層露頭 斷層 井田 邊界 采、蹬 空區(qū)邊界 陷落柱 小計 10 1 3738 370 170 180 720 3018 表 3— 1— 4 礦井設(shè)計可采儲量計算表 單位： kt 煤層 編號 采區(qū) 設(shè)計儲量 開采煤柱損失 開采 損失 設(shè)計可采儲量 井筒 大巷 小計 10 1 3018 168 670 838 三、安全煤柱及各種煤柱的留設(shè)與計算 1．巷道煤柱 f MHS )(1 ?? 式中： S1— 巷道保護煤柱的水平寬度， m； H— 巷道的最大垂深， m； M— 煤層厚度， m； f— 煤的強度系數(shù)， 10煤層 M P aRcf ??。 Rc— 煤的單向抗壓強度， 10煤層均為 10MPa 。 10 號煤層： mf MHS )(100)(2 ?????? 11 經(jīng)以上計算，設(shè)計 10煤層大巷巷道煤柱取 30m。 2．斷層煤柱 斷層煤柱按下式計算： p3PL K? 式中： P— 防水煤柱所承受的壓力， 10 號煤層最大靜水壓力 ； L— 防 隔水煤柱的寬度， m； K— 安全系數(shù)（一般取 2～ 5）取 5； M— 煤層厚度或采高， （ 10 號煤層）； Kp— 煤的抗張強度， 。 經(jīng)計算， 10斷層防水隔離煤柱 L=，設(shè)計取 L=20m。 當?shù)V井報廢時，預計護巷煤柱可回收 50%左右。 12 第二章 井下開采 第一節(jié) 采區(qū)布置 一、 采區(qū)巷道布置 在 集中軌道巷與總回風巷之間聯(lián)巷平巷段東西向布置 10煤一采區(qū)回風巷 1057m（延 11煤底板），調(diào)向施工 10煤一采區(qū)首采面回風順槽 (延 10煤 )；延集中軌道巷布置 10煤一采區(qū)軌道大巷 1080m（東西延 11煤底板），調(diào)向施工 10煤一采區(qū)首采面中順槽；延集中運輸巷布置 10煤一采區(qū)運輸巷 1048m（東西延 11煤底板） ，調(diào)向施工 10煤一采區(qū)首采面運輸順槽 詳見采區(qū) 巷道布置 平面圖 附后 。 二、移交生產(chǎn)時的工作面生產(chǎn)能力的計算 ，在一采區(qū) 10煤層布置 1 個高檔普采工作面，工作面長度為 160m，采高 平均 。 （ 1）工作面生產(chǎn)能力由下式計算 Q 采 1＝ labMγΦ c 10— 6 式中： l— 工作面長度， 160m； a— 工作面日推進度， ； b— 年工作日， 330d/a； M— 工作面 平均 采高， ； γ — 煤的容重， ； Φ — 正規(guī)循環(huán)率， ； c— 工作面回采率， 。 Q 采＝ 160 330 103＝ 702 kt （ 2）礦井掘進出煤量按下式計算 ??? ?? 1310 i ii LSQ ?掘 ， kt 13 式中： Q 掘 — 掘進工作面平均生產(chǎn)能力， kt/a； r— 原煤視密度， ； Si— i 巷道純煤面積， 10煤層掘進巷道為 10m2； Li— I 巷道滿足接替要求進尺， 10煤層為 1732m。 Q 掘＝ 1732 10 72％ =(kt)。 則礦井生產(chǎn)能力為 : Q 礦＝ Q 采總 +Q 掘＝ 702+＝ 滿足礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力要求。 第二節(jié) 采煤方法及采煤工藝 一、采煤方法 設(shè)計 10煤層采用一次采全高的 高檔普采 采煤方法，頂板管理采用全部垮落法。 二、采煤工藝和主要采煤設(shè)備的選擇 采煤機采用端頭斜切進刀方式，雙向割煤。液壓支架支護方式為及時支護。 其 工藝流程 為：采煤機割煤、運煤、移架、推移刮板輸送機，采空區(qū)頂板自行垮落。采煤機采用兩端頭 斜切進刀，進刀距離約 30m。 （ 1）采煤機 礦井年產(chǎn) 450kt/a，年工作日 330d，設(shè)計工作面日產(chǎn)量 1364t/d 左右。 采煤機的選擇應與工作面生產(chǎn)能力相適應，可用采煤機的平均割煤速度作為基本參數(shù)計算，對于端頭斜切進刀，單向割煤，采煤機的平均落煤能力由下式計算： ?BHATK C LLLLAQdmsm 31 4 4 0)2(60???? 14 式中： Qm— 采煤機落煤能力， t/h A— 回采工作面日產(chǎn)量， 1364t/d L— 工作面長度， 160m Ls— 刮板輸送機彎曲段長度， 20m Lm— 采煤機兩滾筒中心距，取 10m K— 采煤機日開機率，根據(jù)經(jīng)驗取 50% C— 工作面回收率， 95% Td— 采煤機反向時間，取 5min B— 采煤機滾筒截深， H— 工作面平均采高， γ — 煤的容重， 則： )/180 )10202160(13646031440 )2(60 htBHATKCL LLLAQ d msm ????????? ?????? ???? 根據(jù)采煤機的平均落煤能力計算采煤機的平均割煤速度，公式如下： ?BHQV mc 60? 式中： Vc— 采煤機的平均割煤速度， m/min Qm— 采煤機 落煤能力， t/h B— 采煤機滾筒截深， H— 工作面平均采高， γ — 煤的容重， m i n/ 18060 mBHQV mc ?????? ? 15 在采煤過程中，采煤機實際落煤量和割煤量速度是一個隨機值，因此，采煤機的最大割煤速度較平均割煤速度應有一定的富裕量。 cKVV ?max 式中： Vmax— 采煤機的最大割煤速度， m/min Vc— 采煤機的平均割煤速度， m/min K— 采煤機不均衡系數(shù)，取 m i n/ a x mKVV c ???? 采煤機最大割煤能力： htVBHQ / m a xm a x ??????? ? 采煤機截割功率： KHHVN Wm ax60? 式中： N— 采煤機截割功率， kW Vmax— 采煤機的最大割煤速度， m/min HW— 采煤機能耗指數(shù)，取 K— 考慮采煤機功率系數(shù)，取 kWKHHVN W m a x ??????? 根據(jù)以上計算，并考 慮煤層的硬度及夾矸情況，結(jié)合目前國內(nèi)高產(chǎn)高效采煤工作面設(shè)備配置，采煤機選用 MG180/420WD 型采煤機，其主要技術(shù)參數(shù)見表 421。 表 421 采煤機技術(shù)特征表 設(shè)備性能 數(shù)據(jù) 設(shè)備性能 參數(shù) 采高范圍 ～ 牽引速度 0～ 截割深度 滾筒轉(zhuǎn)數(shù) 適應煤層傾角 ≤ 25176。 機面高度 1180mm 電機功率 420kW 最小臥底量 145mm