【正文】 。井田內(nèi)各煤層的偽頂多為薄層泥巖，直接頂一般為粘土巖或粉砂巖，底板多為粉砂巖次之。區(qū)內(nèi)雖然巖性變化大，但有一定規(guī)律，即由東往西，由下向上巖性逐漸由細(xì)變粗，北部和中部較穩(wěn)定，各類砂巖層理不甚發(fā)育，破碎易風(fēng)化，具有較強(qiáng)的膨脹性，遇水后即軟化，斷裂帶附近層間滑動(dòng)發(fā)育，其內(nèi)的巷道圍巖不穩(wěn)定，易冒落變形，位于煤層間的巷道有不同程度的移動(dòng)和破壞。 煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性本井田煤層瓦斯含量均很低，屬低沼礦井，據(jù)化驗(yàn)資料，瓦斯絕對(duì)涌出量為：～， m3/min，相對(duì)涌出量為：～， m3/t。煤塵爆炸指數(shù)為：％～％；本區(qū)由于煤燃點(diǎn)低，易自燃發(fā)火，煤塵試驗(yàn)結(jié)果為火焰長(zhǎng)度40mm，巖粉量55%，具有爆炸性。自燃發(fā)火期為36個(gè)月。 井田的勘探程度及進(jìn)一步勘探要求目前，勘探程度已達(dá)到精查，確定了高級(jí)儲(chǔ)量為50%以上，但為了滿足以后生產(chǎn)要求，應(yīng)提高一水平的勘探程度，使高級(jí)儲(chǔ)量達(dá)到70%以上。2 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍本井田西部以I號(hào)勘探線和F1斷層為界，東部以VI號(hào)勘探線為界，北部以300等高線為界，南部以750等高線為界。井田內(nèi)賦存有122號(hào)兩個(gè)可采煤層。 邊界煤柱留設(shè)礦井走向長(zhǎng)5km，井田面積11km2。井田內(nèi)地形比較完整，井田四周依據(jù)相關(guān)規(guī)定和安全考慮分別留設(shè)20m的邊界煤柱。由于井田西面和南面為斷層所包圍，故西部和南部的井田邊界即為斷層保護(hù)煤柱和井田境界保護(hù)煤柱，按《煤礦安全規(guī)程》[2]規(guī)定，邊界煤柱的留法及尺寸：1) 井田邊界煤柱留30m；2) 階段煤柱斜長(zhǎng)60m，若在兩階段留設(shè)，則上下階段各留30m；3) 斷層煤柱每側(cè)各為20m；4) 采區(qū)邊界煤柱留10m。根據(jù)參考《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]和《礦井安全規(guī)程》[2]的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定，本井田所留的各種保護(hù)煤柱均合理，符合規(guī)定。由《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場(chǎng)地占地面積：4590萬(wàn)t/年，～；120180萬(wàn)t/年，～；240300萬(wàn)t/年，～，400600萬(wàn)t/年。本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)90萬(wàn)t，則工業(yè)廣場(chǎng)占地面積為S=（90/10）*==108000m2。則工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)380m ,寬290m的矩形。在確定地面保護(hù)面積后，用移動(dòng)角圈定煤柱范圍，工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度15m的圍護(hù)帶。在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒，圈定保護(hù)煤柱時(shí)，地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房、風(fēng)道等，圍護(hù)帶寬度為15m。 邊界的合理性 在本井田的劃分中，充分的利用到現(xiàn)有條件，既降低了煤柱的損失，也減少了開(kāi)采技術(shù)上的困難，使工作面的部署較為簡(jiǎn)易。同時(shí)，本井田的劃分使儲(chǔ)量與生產(chǎn)相適應(yīng)，礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開(kāi)采技術(shù)裝備條件相適應(yīng)。井田有合理的尺寸，條帶尺寸滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的要求，走向長(zhǎng)度劃分合理，使礦井的開(kāi)采有足夠的儲(chǔ)量和足夠的服務(wù)年限，避免礦井生產(chǎn)接替緊張。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的規(guī)定，采區(qū)開(kāi)采順序必須遵守先近后遠(yuǎn)，逐步向邊界擴(kuò)展的原則，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1) 首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，開(kāi)采條件好的塊段，并宜靠近工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱邊界線。2) 開(kāi)采煤層群時(shí)，采區(qū)宜集中或分組布置，有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)煤層，突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層，單獨(dú)布置采區(qū)。3) 開(kāi)采多種煤類的煤層，應(yīng)合理搭配開(kāi)采。綜上所述，礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場(chǎng)的西北部，采區(qū)儲(chǔ)量豐富，有利于運(yùn)輸?shù)募泻蜏p少巷道的開(kāi)拓費(fèi)用，所以井田劃分是合理的。因此，綜上來(lái)看，本井田的劃分是合理的，也就是說(shuō)本井田設(shè)計(jì)的邊界是合理的。 井田的儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則1)按照地下實(shí)際埋藏的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算，不考慮開(kāi)采、選礦及加工時(shí)的損失；2)儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致。對(duì)于大、中型礦井，一般不超過(guò)1000m；3)精查階段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算范圍，應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致；4)凡是分水平開(kāi)采的井田，在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)，也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)量；5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭，如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱，要分別計(jì)算儲(chǔ)量；6)煤層傾角不大于15度時(shí)，可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量；7)（夾矸）不參與儲(chǔ)量的計(jì)算；8)參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于40%。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井的工業(yè)儲(chǔ)量：勘探地質(zhì)報(bào)告中提供的能利用儲(chǔ)量中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量。本井田的工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算：1）工業(yè)儲(chǔ)量井田煤層埋藏深度為300~750標(biāo)高之間。工業(yè)儲(chǔ)量為: Eg＝11000000（4+3）2）井田永久煤柱井田永久煤柱損失包括鐵路、井田境界、斷層防護(hù)煤柱，和淺部礦井水下開(kāi)采防水煤柱。a斷層煤柱損失斷層的兩側(cè)各留20m的保護(hù)煤柱，此斷層的面積為118840=47520m178。,故此斷層保護(hù)煤柱損失為：47520（3+4）=b井田境界煤柱損失井田境界留設(shè)30m的邊界煤柱，總長(zhǎng)為13528m；井田境界保護(hù)煤柱所占面積為405840m178。，經(jīng)計(jì)算，故境界保護(hù)煤柱損失為：4058407=。P1＝+＝3）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量Es= Eg－P1＝－＝4）采區(qū)回采率礦井采區(qū)回采率，應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于80﹪；薄煤層不應(yīng)小于85﹪。全礦采區(qū)回采率按下式計(jì)算：=＝5）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 Ek＝（ Es－Pz） （21） 式中 Ek——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Es——井田設(shè)計(jì)儲(chǔ)量Pz——煤柱損失——采區(qū)平均回采率煤柱損失Pz主要包括工業(yè)廣場(chǎng)壓煤、 階段間煤柱等工業(yè)廣場(chǎng)壓煤Y 9煤層壓煤量＝（828+905）683247。24＝122煤層壓煤量＝（840＋926）704247。23＝Y(jié)=＋＝階段煤柱＝（2851 ＋1861 ）（4+3）247。cos14＝ tPz＝＋＝設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Ek =（Es－Pz）=（－ ）＝ 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限 礦井的年產(chǎn)量礦井的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）確定的合理與否，對(duì)保證礦井能否迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)和產(chǎn)生效益至關(guān)重要。而礦井生產(chǎn)能力與井田地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤炭?jī)?chǔ)量及質(zhì)量、煤層賦存條件、建井條件、采掘機(jī)械化裝備水平及市場(chǎng)銷售量等許多因素有關(guān)。經(jīng)分析比較， Mt/a，合理可行，理由如下：1)儲(chǔ)量豐富煤炭?jī)?chǔ)量是決定礦井生產(chǎn)能力的主要因素之一。本井田內(nèi)可采的煤層達(dá)到2層，，能夠滿足礦井服務(wù)年限的要求，而且投入少、效率高、成本低、效益好。2)開(kāi)采技術(shù)條件好本井田煤層賦存穩(wěn)定，井田面積大，煤層埋藏適中，傾角小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層結(jié)構(gòu)單一，適宜綜合機(jī)械化開(kāi)采，可采煤層均為厚煤層。3)建井及外運(yùn)條件本井田內(nèi)良好的煤層賦存條件為提高建井速度、縮短建井工期提供了良好的地質(zhì)條件。本井田內(nèi)交通十分便利，劉官屯礦井田大部位于河北省豐南市境內(nèi)，地處交通要塞，是華北通往東北的咽喉地帶，京沈、京秦、大秦三大鐵路橫貫全境。津山、京沈干線km橫跨東西，東有秦皇島港，西鄰天津港，新建的唐山港位于津秦兩港之間。境內(nèi)鐵路公路交織成網(wǎng)，交通發(fā)達(dá)，為煤炭資源的運(yùn)輸提供了便利條件。綜上所述，由于礦井優(yōu)越的條件及外部運(yùn)輸條件，礦井的生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t是可行的、合理的，并且符合《煤礦安全規(guī)程》和《設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求。 服務(wù)年限，，則 （31）式中： K ——礦井備用系數(shù)， A ——礦井生產(chǎn)能力， Zk——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t P ——礦井服務(wù)年限，年代入數(shù)據(jù)得P= /（90）=因?yàn)榉?wù)年限大于45年，所以符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 礦井的增產(chǎn)期和減產(chǎn)期，產(chǎn)量增加的可能性建井后產(chǎn)量出現(xiàn)變化，其可能性為：1) 地質(zhì)條件勘探存在一定的誤差，有可能出現(xiàn)新的斷層。2) 由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求變化，導(dǎo)致礦井產(chǎn)量增減。3) 礦井的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲(chǔ)備能力，礦井投產(chǎn)后，迅速突破設(shè)計(jì)能力，提高了工作面生產(chǎn)能力。4) 工作面的回采率提高，導(dǎo)致在相同的條件下，礦井服務(wù)年限增加。5) 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量可靠，因此投產(chǎn)后有可靠的儲(chǔ)量及較好的開(kāi)采條件。 礦井的工作制度結(jié)合本礦井煤層條件、儲(chǔ)量情況、以及達(dá)成產(chǎn)量所需要的時(shí)間；同時(shí)考慮設(shè)備檢修以及工人工作時(shí)間等實(shí)際的因素，在滿足《煤礦安全規(guī)程》的條件之下，本礦井工作制度安排如下：礦井工作日為330天。本礦井工作制度采用“三八”制，兩班采煤，一班檢修，日提升工作時(shí)間為16小時(shí)。4 井田開(kāi)拓井田開(kāi)拓方式應(yīng)該通過(guò)對(duì)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，地形地貌條件，井田地質(zhì)條件，煤層賦存條件，開(kāi)采技術(shù)及裝備設(shè)施等綜合因素進(jìn)行方案比較以及系統(tǒng)優(yōu)化之后確定。因此，在解決井田開(kāi)拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：1）貫徹執(zhí)行有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為多出煤、早出煤、出好煤、投資少、成本低效率高創(chuàng)造條件。要使生產(chǎn)系統(tǒng)完善、有效、可靠，在保證生產(chǎn)可高和安全的條件下減少開(kāi)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(kāi)拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，為集中生產(chǎn)創(chuàng)造條件。3）合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。4）必須貫徹執(zhí)行有關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)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、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其他有益礦物的綜合開(kāi)采。 井筒形式、位置和數(shù)目的確定 井筒形式的確定井筒是聯(lián)系地面與井下的咽喉，是全礦的樞紐。井筒選擇應(yīng)綜合考慮建井期限，基建投資，礦井勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤的生產(chǎn)成本，并結(jié)合開(kāi)拓的具體條件選擇井筒。 礦井開(kāi)拓，就其井筒形式來(lái)說(shuō)，一般有以下幾種形式：平硐、斜井、立井和混合式。下面就幾種形式進(jìn)行技術(shù)分析，然后進(jìn)行確定采用哪種開(kāi)拓方式。平硐：一般就是適合于煤層埋藏較淺，而且要有適合于開(kāi)掘平硐的高地勢(shì)，例如山地或丘陵，也就是要有高于工業(yè)廣場(chǎng)以上具有一定煤炭?jī)?chǔ)量。本井田地勢(shì)比較平緩，高低地的最大高差也不過(guò)幾十米，而且煤層埋藏較深，很顯然，利用平硐開(kāi)拓對(duì)于本井田來(lái)說(shuō)是沒(méi)有可行性的。斜井：利用斜井開(kāi)拓首先要求煤層埋藏較淺、傾角較大的傾斜煤層，且當(dāng)?shù)氐乇頉_積層較厚，利用豎井開(kāi)拓困難時(shí)，即便是煤層埋藏較深，不惜打較長(zhǎng)的斜井井峒的條件下才可能使用，而本井田的條件卻不盡如此，全部的可采煤層均賦存于50m以下，最深達(dá)500m。這樣一來(lái)，如果按照皮帶斜井設(shè)計(jì)時(shí)，傾角不超過(guò)17度的話，此時(shí)斜井的井筒長(zhǎng)度將是很大的。太長(zhǎng)的斜井提升幾乎是不可能的，而且工程量也是非常巨大的，跟著相關(guān)的維護(hù)和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也會(huì)大幅度的增加，以上種種因素決定了本井田使用斜井開(kāi)拓也是不可行的。立井：適用于開(kāi)采煤層埋藏較深且地表附近沖積層不厚的情況，而且越是這種情況就越顯示出立井的優(yōu)越性?；旌鲜剑簩?duì)于本礦井來(lái)說(shuō)。由于利用平硐和斜井都是不可行的，所以混合式也就不予考慮。本井田的煤層埋藏較深，地表附近的沖積層又比較薄，它對(duì)井筒的開(kāi)鑿將不會(huì)造成影響。而且立井開(kāi)拓的一大好處就是，如果基巖賦存較穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)鑿以后，其維護(hù)費(fèi)用幾乎為零，本井田采用立井開(kāi)拓時(shí)，對(duì)于煤炭的提升也較合適。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定：煤層埋藏較深、表土層較厚、水文地質(zhì)條件復(fù)雜及主要可采煤層賦存比較穩(wěn)定．儲(chǔ)量比較豐富等特點(diǎn)．本設(shè)計(jì)采用立井開(kāi)拓． 井筒位置及數(shù)目的確定1) 井筒的數(shù)目a 根據(jù)本礦區(qū)煤層的埋藏的具體條件，各井筒均采用立井。b主井、副井、風(fēng)井各一個(gè)（見(jiàn)圖4443）。c井筒參數(shù)表41井筒參數(shù) Well chamber parameter井筒名稱用途井筒長(zhǎng)度/m提升方法斷面尺寸直徑/m凈斷面積/㎡主井提升煤炭520箕斗提升副井進(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸480罐籠提升風(fēng)井回風(fēng)兼作安全出口200該設(shè)計(jì)采用三個(gè)井筒的井田開(kāi)拓方式：主井、副井、風(fēng)井，通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)。2) 井筒的位置選擇井筒位置的原則：a 有利于第一開(kāi)采水平的開(kāi)采，并兼顧其它水平，有利于井底車場(chǎng)的布置和主要運(yùn)輸大巷位置的選擇，石門(mén)工程量小。b有利于首采采區(qū)不只在井筒附近的富煤塊段，首采采區(qū)少遷村或不遷村。井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡。c 井筒不易穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或較弱巖層。d 工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山，低洼地和采空區(qū)，不受滑坡和洪水威脅。e工業(yè)廣場(chǎng)宜少占農(nóng)田少壓煤f 水源，電源較近，礦井設(shè)在鐵路專用線路短，道路布置合理點(diǎn)。便于布置工業(yè)場(chǎng)地的位置，主要是根據(jù)以下一些原則：a有足夠的場(chǎng)地，便于布置礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及其工業(yè)建筑物和構(gòu)筑物。b有較好的工程、水文地質(zhì)條件，盡可能避開(kāi)滑坡、崩巖、溶洞、流沙層等不良地段，這樣既便于施工，又可以防止自然災(zāi)害的侵襲。c便于礦井供電、給水、運(yùn)輸，并使附近有便于建設(shè)居住區(qū)、排矸設(shè)施的地點(diǎn)。d避免井筒和工業(yè)場(chǎng)地遭受水患、井筒位置要高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗?。e充分利用地形、使地面生產(chǎn)系統(tǒng)，工業(yè)場(chǎng)地總平面布置及其地面運(yùn)輸合理，并盡可能是平整場(chǎng)地的工程量少。對(duì)井田開(kāi)采有利的井筒位置，確定依據(jù)：傾斜方向的位置：從保護(hù)井筒和工業(yè)場(chǎng)地繁榮煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈??；愈靠近深部，煤柱的損失愈大。因此，井筒沿傾斜方向位于井田中上。走向的位置a) 井筒沿井田走向的位置應(yīng)在井田中央，當(dāng)井田儲(chǔ)量不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以次形成兩翼儲(chǔ)量比較均衡的雙翼