【正文】 13： 表 13 永華二礦歷年瓦斯等級(jí)鑒定及 2020 年實(shí)際瓦斯涌出情況表 瓦斯等級(jí)鑒定 年份 絕對(duì)涌出量（ m3/min） 相對(duì)涌出量 (m3/t) 瓦斯等級(jí) 2020 低 2020 高 2020 高 2020 高 2020 高 7）煤塵、煤的自燃傾向性及煤塵爆炸危險(xiǎn)性 根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院于 2020 年對(duì)永華二礦煤樣測(cè)定結(jié)果，二 1煤屬無爆炸危險(xiǎn)性的煤層，煤層自燃等級(jí)為三類，屬不易自燃煤層。 2 井田開拓 井田境界 1）本礦井東面以 F22斷層為界，西面以 45 勘探線為界，南面以煤層露頭為界，北至 560m 煤層底板等高線。劃定范圍走向長(zhǎng)約 ，傾斜寬度 ，面積約 。 2）礦井工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算： 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指地質(zhì)勘探工作根據(jù)煤層的可采厚度和質(zhì)量指標(biāo)確定為符合開采條件的儲(chǔ)量，可用下式表示： Zg＝ SMR （ 21） 式中： Zg—礦井的工業(yè)儲(chǔ)量； S —井田的傾斜面積， ； M —煤層的厚度， ； R —煤的容重， ； 則： Zg=1000000= Mt 可采儲(chǔ)量 1）工業(yè)廣場(chǎng)煤柱 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 90 萬噸 /年，取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為 300m500m 的長(zhǎng)方形。煤層的平均傾角為 18176。，工業(yè)廣場(chǎng)的中心處埋藏深度為 560m，主井、副井、地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按 I 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 20m。本礦井的地質(zhì)條件、沖積層和基巖層移動(dòng)角見表 21。 表 21 巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心深度 （ m） 煤層傾角 （ 176。） 煤層厚度 （ m） 沖擊層厚度 （ m） Ф（ 176。） δ（ 176。） γ（ 176。） β（ 176。） 560 18 18 45 75 75 60 根據(jù)上述以知條件，畫 出如圖 21 所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸： γφδBACDb39。a39。 d39。c39。cbdaδφφβφ450400ⅡⅡ 39。 ⅠⅠ 39。Ⅱ39。ⅡⅠ 圖 21 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 保護(hù)煤柱梯形面積為： S =(上寬 +下寬 )高 /(2cos18176。) = (22) 工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為： Zi=SMR (23) 式中： Zi—工業(yè)廣場(chǎng)煤柱量； S —工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積， m2； M —煤層厚度， ； R —煤的容重， 。 則： Zi=104= 2） 斷層煤柱 本礦井內(nèi)只有井田東部邊界有 F22斷層。根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》推薦，防水煤柱寬度按如下經(jīng)驗(yàn)公式推算： pKpMAL 3? （ 24） 式中 L—煤柱寬度 ,m M—煤層厚度或采高 , P—隔水層所承受的水壓 ,取 2～ 3MPa Kp—煤的抗張強(qiáng)度 ,取 A—安全系數(shù)（ ～ 5），設(shè)計(jì)取 3。 經(jīng)計(jì)算， L＝ 70～ 90m。由于 F22斷層處于無（?。┟簬В?F22斷層不壓煤。 3）井田邊界煤柱 按《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井邊界煤柱要留設(shè) 20～ 40 m,與其它礦井相鄰時(shí)留設(shè) 20 m煤柱，無相鄰時(shí)留設(shè) 40 m煤柱，遇有 斷層等構(gòu)造須留設(shè) 20～40 m煤柱。 設(shè)計(jì)井田邊界煤柱留設(shè) 20m寬。 邊界煤柱可按下列公式計(jì)算： Z=LBMR (25) 其中： Z—邊界煤柱損失量； L—邊界煤柱長(zhǎng)度； B—邊界煤柱寬度； 20m M—煤層厚度； R—煤的容重； 則井田的邊界煤柱為： 20103104= 表 22 煤柱留設(shè)方法 名 稱 留 設(shè) 方 法 工業(yè)廣場(chǎng) 根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開采規(guī)程》第 72 條：工業(yè)廣場(chǎng)維護(hù)帶寬度為 15m 井田邊界 邊界煤柱 20m 大 巷 大巷煤柱每側(cè) 45m 4）礦井可采儲(chǔ)量（ Zk）： 礦井的可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zk=(ZgP)C (26) 其中： Zk—礦井的可采儲(chǔ)量； Zg—礦井的工業(yè)儲(chǔ)量； P—保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量； C—采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層小于 ；地方小煤礦不小于 。本設(shè)計(jì)取 。 計(jì)算得： Zk =（ ） = 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 1） 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè) 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算， “三八 ”制作業(yè) (兩班生產(chǎn)，一班檢修 )，每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為 16h。 2）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 根據(jù)井田的儲(chǔ)量和煤層賦存情況及開采技術(shù)條件，通過分析確定設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力為 。 3） 礦井服務(wù)年限 永華二礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 90 萬 t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)取 k=，礦井服務(wù)年限計(jì)算如下： T=Zk/(AK)= （ 27） 式中： T― 礦井的服務(wù)年限， a； kZ ― 礦井的可采儲(chǔ)量， Mt； K― 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K ＝ ； A― 礦井年生產(chǎn)能力，萬 t/a。 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，考慮 的儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井服務(wù)年限 50a,服務(wù)年限符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 表 23 礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力( aMt/ ) 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a ) 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年 限 (a ) ? ＜ 25176。 25176?！?45176。 ? ＞ 45176。 及以上 60～ 70 30～ 35 － － ～ 50～ 60 25～ 30 20～ 25 15～ 20 ～ 40～ 50 20～ 25 15～ 20 10～ 15 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)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、 通風(fēng)、排水和動(dòng)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(duì)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(gè)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(chǎng)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(chǎng)； （ 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(guó)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(shí)，應(yīng)遵循下列原則： （ 1）貫徹執(zhí)行國(guó)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(jiǎn)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(guó)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(guó)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(dòng)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。 1)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(jiǎn)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(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上 山部分儲(chǔ)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(jiǎn)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(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)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?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)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(duì)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(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)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。 本井田煤層走向較短，傾向較長(zhǎng)，埋藏深度 560m。井 田瓦斯比較大，對(duì)開拓方式的選擇影響較大。井田地表南北向沖溝發(fā)育，總體地勢(shì)南高北低，最高點(diǎn)位于礦區(qū) 4001 孔南礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，最低點(diǎn)位于礦區(qū)石家寨北礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，相對(duì)高差 。 綜上所述，設(shè)計(jì)采用立井開拓，而且立井開拓提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助運(yùn)輸有利，并且通風(fēng)端面大，風(fēng)阻小，所以立井比較符合設(shè)計(jì)要求。 （ 2）井筒位置的確定 選擇井筒位置時(shí)要考慮以下主要原則： 1）有利于井下合理開采 2）有利于礦井初期開采 3）盡量不壓煤或少壓煤 4）有利于掘進(jìn)與維護(hù) 5）便于布置地面工業(yè)場(chǎng)地 綜上和礦井概況， 主副井筒和進(jìn)風(fēng)井位置設(shè)計(jì)在井田中央，回風(fēng)井位于井田走向中央的上部邊界。 2）工業(yè)場(chǎng)地的位置、形狀和面積 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 15 公頃，即 km2。形狀為矩形，長(zhǎng)邊平行于井田走向，長(zhǎng)為 500m，寬為 300m。工業(yè)廣場(chǎng)形式與面積見前一節(jié)相關(guān)內(nèi)容（ 圖 21）。 3）開采水平的確定及采區(qū)劃分 井田主采煤層為二 1 煤層，設(shè)計(jì)中只針對(duì)二 1 煤層， 其它煤層均為不可采或局部可采。二 1 煤層屬緩斜煤層，平均傾角為 18176。，埋藏深度達(dá) 560m，在井田南面以露頭線為界，最高點(diǎn)位于礦區(qū) 4001 孔南礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，最低點(diǎn)位于礦區(qū)石家寨北礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，相對(duì)高差 。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤 層的階段垂高為 150250m。根據(jù)本井田由于煤層的賦存狀況， 采用二個(gè)開采水平，上下山開采方式。一水平上設(shè)輔助水平布置盤區(qū)大巷，布置一個(gè)盤區(qū)，上山部 分走向較短劃分為兩個(gè)采區(qū)，二水平劃分為兩個(gè)帶區(qū)。 4）運(yùn)輸大巷和井底車場(chǎng)的布 置 二 1 煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層變體不大，且煤質(zhì)較好，但由于本礦井走向較短，故一水平不布置主要運(yùn)輸大巷，二水平暗斜井下部設(shè)主要運(yùn)輸大巷，兩條運(yùn)輸大巷均布置在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷在煤層中沿煤層地板走向布置。 設(shè)計(jì)確定布置兩條大巷，一條膠帶輸送機(jī)大巷，一條輔助運(yùn)輸大巷。其中膠帶輸送機(jī)大巷擔(dān)負(fù)礦井煤炭運(yùn)輸任務(wù)；輔助運(yùn)輸大巷擔(dān)負(fù)礦井材料、人員、設(shè)備等運(yùn)輸任務(wù)。 根據(jù)礦井開拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為環(huán)繞式井底車場(chǎng)。 5）開拓方案 （ 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：方案比較示意圖見 (圖 22)。 方案一：