【正文】 巖含水層之間普遍發(fā)育有一套深灰色、灰黑色粉砂巖及細(xì)砂巖夾菱鐵礦薄層的地層，～。三、斷層及陷落柱的導(dǎo)水性本礦井在勘查時，共發(fā)現(xiàn)大小斷層10條，且均未進(jìn)行專門抽水試驗。北部邊界文王山南斷層，最大落差400m，造成區(qū)內(nèi)3號煤層與外部中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r含水層對接。這些陷落柱主要分布在井田北部的向斜軸附近，一般不富水或富水性極弱。在礦井開采過程中應(yīng)密切關(guān)注這些陷落柱的富水情況。根據(jù)上述礦床主要充水含水層的含水空間特征，充水方式及水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，井田礦床水文地質(zhì)類型可劃分為兩類：組3號煤層開采時，水文地質(zhì)類型為第二類第一型，即水文地質(zhì)條件簡單的頂板直接充水的裂隙充水礦床；太原組153號為第三類第一亞類第一型，即水文地質(zhì)條件簡單的頂板直接充水的以溶蝕裂隙為主的巖溶裂隙充水礦床。礦井涌水量的變化具有隨開采量的增加（即開采面積的增大），呈逐年上升的趨勢，且上升量的變化較大（～19%），但平均約11%?！?。本設(shè)計取500m179。瓦斯成分以N2為主，CH4次之，結(jié)果見表12。r，整體上南部瓦斯含量較北部小，分析影響其變化的主要因素為煤層的賦存深度，根據(jù)瓦斯富集的一般規(guī)律隨著煤層埋深的增大瓦斯含量遞增。/t，179。根據(jù)省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局“安監(jiān)煤字【2006】382號文”，2006年煤礦瓦斯鑒定結(jié)果為：179。/t。2. 煤質(zhì)分析 （1） 煤的物理性質(zhì)各煤層均為黑色層狀，光亮型煤及暗淡型煤相間，條帶狀構(gòu)造明顯，玻璃光澤，參差狀斷口，節(jié)理裂隙為薄膜狀黃鐵礦或方解石充填。3　 揮發(fā)分（Vdaf）~%。二、用途3號煤為中灰、特低硫、低磷、高熱值、較高軟化溫度易選的貧煤，可廣泛用于電力、冶金、高爐噴吹、氣化、化工、建材等行業(yè)。同時，由于本區(qū)煤層埋藏較深，目前井田內(nèi)無其它小煤礦開采。根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T02152002)的煤炭資源量估算標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，其開采范圍均列為探明的（可研）經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(111b)，在跨越斷層圈定探明的（可研）經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b），將工業(yè)廣場及主要井巷等保護(hù)煤柱，列為探明的（可研）邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（2M11），將村莊、高速公路、境界以及斷層兩側(cè)50m的范圍內(nèi)的煤柱列為探明的（可研）次邊際經(jīng)濟資源量(2S11)。本礦井的永久煤柱損失量主要為井田境界煤柱、斷層煤柱、及工業(yè)廣場。：根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》，工業(yè)場地按1級保護(hù)級別維護(hù)，場地周圍圍護(hù)帶寬度取20m，年產(chǎn)400萬t/a的大型礦井，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)為400萬t。煤層在受保護(hù)范圍內(nèi)中央的埋深H0=450m，地面標(biāo)高+890m，松散層厚50m。煤柱下山移動角γ＝73176。表23 礦井設(shè)計可采儲量表 單位：Mt煤層工業(yè)資源儲量永久煤柱損失設(shè)計資源儲量保護(hù)煤柱開采損失　設(shè)計可采儲量井田境界斷層小計井筒及主要井巷小計3 礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力及服務(wù)年限設(shè)計礦井年工作日為330d，每天凈提升時間為16h。 井田開拓方案比選影響設(shè)計礦井開拓的主要因素有：煤層埋深較深，煤層傾角較小，屬近水平煤層，煤層厚度較大，相對平緩，頂?shù)装灞容^穩(wěn)定，井田范圍內(nèi)斷層數(shù)目較少。井筒數(shù)目：一對主副井，主副井兼進(jìn)風(fēng)，采用分區(qū)式通風(fēng)方式，每個采區(qū)單獨掘回風(fēng)井，共7個回風(fēng)井，井筒數(shù)目共9個。 技術(shù)比較方案一、雙立井開拓方式 1）優(yōu)點：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利。3)適用條件：煤層賦存深度2001000m，含水砂層厚度20—400m,立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制。井簡裝備和地面建筑物少，不用大型提升高備，鋼材消耗量小。更要多占用設(shè)備和人力。3)適用條件：煤層賦存較淺，垂深在200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0—500m，含水砂層厚度小于20—40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層。圖23 雙斜井開拓方式圖開拓方案的技術(shù)比較：確定雙立并開拓與雙斜井開拓方案在技術(shù)上可行。 井筒 井筒斷面尺寸主井主要用于提煤，通風(fēng)。主井井筒斷面布置如圖22：圖24主井井筒斷面布置圖主要用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石等，并兼作通風(fēng)、排水。副井井筒斷面布置如圖23：圖25副井井筒斷面圖風(fēng)井主要用于回風(fēng)兼作礦井的安全出口。風(fēng)井井筒斷面布置如圖24：圖26風(fēng)井井筒斷面圖 風(fēng)速校核V=Q/(MS)（式22）V：通過井筒的風(fēng)速，m/s；Q：通過井筒的風(fēng)量，m/s；S：井筒的凈斷面積，㎡；M：井筒的有效斷面系數(shù)，；《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：升降人員和物料的井筒，最大風(fēng)速為8m/s；專為升降物料的井筒，最大風(fēng)速為12m/s；無提升設(shè)備的風(fēng)井，最大風(fēng)速為15m/s。）2700井筒深度（m）439300斷面積凈（㎡）掘（㎡） 井底車場及硐室 井底車場井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。其次，在滿足井底車場通過能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘砌體積，而且井底車場應(yīng)便于管理和安全操車。煤矸混合列車由20輛礦車組成。02′10″3462358870501169≤ZDC922/3/1518176。36=7500mm m=S/sinα=1500/sin11?1839。50T=Rtan(β/2)=12000tan7?5839。10=12512mmH=MRcosδ=1251212000cos30?=2120mmn=H/sinδ=2120/sin30?=4240mmf=a+bcosαRsinα=3462+3588cos14?0239。06/4)=1207mm750/sin(18?2639。表29煤矸混合列車調(diào)車作業(yè)程序及時間區(qū)段作 業(yè)運行距離（m）運行速度(m/S)所需時間(s)1牽引列車、摘鉤9966+202轉(zhuǎn)向、過調(diào)車線、轉(zhuǎn)向210++103掛鉤、頂列車、摘鉤10120++204掛鉤、牽引空列車200220+1005過道岔、過繞道66110+666過繞道10727過繞道、過道岔66166+10合 計 表210列車調(diào)度圖表 通過能力計算 （式27）式中：Mjd——井底車場年通過能力，t；Qjd——每一調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車場的所有列車的凈載煤量，60t；Tjd——每一調(diào)度循環(huán)時間，；=137萬噸/年因此，通過能力系數(shù)=137/100=〉所以本設(shè)計井底車場的通過能力大于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的30%，能夠滿足運輸需求。硐室必須設(shè)置易關(guān)閉的既防水又放火的密閉門，門內(nèi)可設(shè)向外開的鐵珊門，但不能妨礙門的關(guān)閉，從硐室出口防火門起5m內(nèi)的巷道應(yīng)砌碹或用其它不燃性材料支護(hù)。如配置滅火設(shè)備和充足的砂箱，為此在硐室設(shè)計尺寸時，應(yīng)留出相應(yīng)的位置。根據(jù)以上要求，硐室位置應(yīng)選在井底車場與副井連接處附近空車線一側(cè)，以便于設(shè)備運輸，與中央變電所硐室組成聯(lián)合硐室，即使有特殊原因也要盡可能靠近副井。④水泵工作的總能力應(yīng)能滿足20小時內(nèi)排出框架24小時的正常用水量。據(jù)以上可知，本設(shè)計礦井正常涌水量為500m179。；Q——礦井正常涌水量，m179。若用凈斷面為16平方米的半圓拱形斷面，那末一條水倉長度為 L=2000/16=125m水倉的支護(hù)形式和特殊要求本設(shè)計水倉斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲水，為使淤泥易于沉淀和清理，水倉向配水房方向設(shè)立反坡，其坡度常為1‰～2‰。清出的煤炭提升至軌道大巷，然后由礦車經(jīng)副井底部運至地面。3 大巷運輸及設(shè)備 主要運輸方式的選擇礦井煤層賦存比較穩(wěn)定、儲量豐富、煤質(zhì)優(yōu)良、煤層生產(chǎn)能力較大，特別是初期開采的3號煤層，具有實現(xiàn)高產(chǎn)高效條件。3. 主、輔運輸互不干擾，利于簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)、提高勞動生產(chǎn)率和保證安全生產(chǎn)。單軌吊：該設(shè)備需根據(jù)運輸?shù)牟煌锪戏N類配用專用吊具，它適用于坡度12176。速度0~。以下，兩類車均可使用膠套輪在普通軌上運輸；而液壓式8輪驅(qū)動機車采用專用軌及道岔(放下卡輪)時，膠套輪運輸可達(dá)到5176。繩式卡軌車、普通無極繩及無極繩連續(xù)牽引車① 繩式卡軌車：最大運輸坡度25176。該車一般為液壓絞車牽引，設(shè)備較貴，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用條件比較苛刻，國內(nèi)礦井現(xiàn)場使用不多。③ 無極繩連續(xù)牽引車：該車綜合和簡化了無極繩絞車和繩式卡軌車的技術(shù)特點，配備立式緊繩裝置，可減少硐室長度，配備了牽引車，其提升速度、能力與運距及安全性均優(yōu)于無極繩，結(jié)構(gòu)則較繩式卡軌車簡單。時則需去掉道夾板并加掛限速制動車。的近水平煤層大型礦井中，輔助運輸普遍向無軌膠輪車方向發(fā)展。為實現(xiàn)長距離煤層巷道輔助運輸，近十余年進(jìn)行的單軌吊、齒軌卡軌車等新型運輸設(shè)備開發(fā)研究，雖局部有所采用，但由于設(shè)備的適用性與可靠性問題，使用效果均不十分理想，未能實現(xiàn)最初的“長距離直達(dá)運輸設(shè)備”開發(fā)愿望。4 采區(qū)布置及裝備 采煤方法井田含煤地層為下二迭系組及上石炭系太原組，主要可采煤層為位于組中下部的3號煤層，結(jié)構(gòu)簡單，夾石1～3層，～。煤層瓦斯含量高，為高瓦斯礦井，煤礦自投產(chǎn)以來，3號煤沒有發(fā)生過煤層自燃現(xiàn)象，煤塵有爆炸危險性。保證工作面聯(lián)續(xù)不斷的生產(chǎn)。 煤柱尺寸沿空掘巷，留設(shè)5m的小煤墻，采區(qū)邊界留設(shè)10m的采區(qū)煤柱，為采區(qū)上山留設(shè)30m的保護(hù)煤柱。 區(qū)段巷道的布置由于開采的煤層為單一厚煤層且回采巷道的服務(wù)年限較短，根據(jù)煤層賦存條件可以知道頂板板巖石比較穩(wěn)定，維護(hù)條件較好，所以決定將回采巷道布置在煤層中，為了減少煤層厚度的損失，回采巷道和采煤工作面開切眼均應(yīng)沿煤層底板布置。采區(qū)上部車場： 圖41上部車場1—絞車房 2—風(fēng)窗 3—風(fēng)井 4—區(qū)段回風(fēng)巷 5—上部平車場 6—風(fēng)門 7—回風(fēng)上山 8—軌道上山采區(qū)中部車場：該車場為繞道式甩車場，直接甩入平巷。表41采區(qū)掘進(jìn)巷道統(tǒng)計序號巷道名稱圍巖形式支護(hù)方式巷道斷面(㎡)巷道長度(m)同類巷道總長度(m)凈斷面掘斷面1采區(qū)運輸巷煤巷工字鋼2400864002采區(qū)回風(fēng)巷煤。主要尺存高度為4米，長度為10米，3‰的坡度，寬度為4米。 采區(qū)車場形式的選擇 采區(qū)上部車場：結(jié)合該處具體情況，上部車場采用順向平車場。三條上山沿煤層布置，其中運輸上山，軌道上山沿煤層底板布置，回風(fēng)上山沿頂板布置。 采區(qū)走向長度的確定采區(qū)采用雙翼開采，傾向長度4000m，一翼走向長度2400m，采用一個工作面生產(chǎn)，年產(chǎn)量為400萬噸。 采區(qū)布置布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面與主要開拓巷道聯(lián)系起來。煤層直接頂板多為灰黑色粉砂巖或泥巖，厚0~9m，其上為灰白色厚層中、粗粒砂巖，有時直接覆于3號煤層之上為煤層的直接頂板（如1042等鉆孔）。礦車型號參數(shù)如下：表31礦車型號參數(shù)表型號載重/t長度/mm寬度/mm高度/mm軌距/mm固定式礦車3345013201300600材料車MLC565345012001200600平板車MPC56534501200480600表32 礦井各類礦車數(shù)量表礦車類型使用地點礦車數(shù)備注一、3t固定礦車副井空重車線20大巷掘進(jìn)頭20采區(qū)掘進(jìn)頭20各10輛清理撒煤5其他10小 計105備用及檢修10總 計115二、3t材料車工作面及掘進(jìn)頭20三、3t平板車工作面及掘進(jìn)頭20四、平巷人車大巷12 運輸設(shè)備選型帶式輸送機選型大巷帶式輸送機，機長L＝1892m，傾角α＝0～12176。在中小型礦井中一般采用電機車與絞車或無極繩配合。提升絞車、調(diào)度或雙速絞車：最大運距一般小于1000m， 最大牽引力40~300KN，絞車只能單向牽引，對反向自滑行坡度要求嚴(yán)格，但過道岔容易。提升坡度可達(dá)14176。最大運距2000m，最大牽引力50KN， 最大速度1m/s。由于安裝了壓繩輪與卡軌，該車允許巷道有一定坡度變化和水平轉(zhuǎn)彎。液壓式8輪驅(qū)動機車12176。 膠套輪齒軌卡軌車：有機械式與液壓式兩種類型，功率90~300馬力，速度0~，齒軌驅(qū)動時1m/s以下，機車重10~15t，最大牽引力80KN。由于吊掛件限制，國內(nèi)外現(xiàn)有單軌吊設(shè)備最大牽引力60KN，最大列車組重30t，載重16t以下，速度0~，運輸能力有限，機車頭、尾車間及與吊具間均為液壓管路聯(lián)接，吊具更換麻煩，設(shè)施維護(hù)與安裝工程量大，且運輸無法緊跟迎頭。 輔助運輸方式目前國內(nèi)外主要輔助運輸設(shè)備使用情況及其適應(yīng)條件無軌膠輪車：該類車輛專用性強，運輸速度快，一次載重量較大，為礦井提高生產(chǎn)能力提供了條件，無軌膠輪車靈活、機動、快速、環(huán)節(jié)少、運輸成本低，高效的運輸方式使煤礦擺脫了長期以來輔助運輸對礦井大幅度提高生產(chǎn)能力的制約，從上個世紀(jì)90年代起，我國神府礦區(qū)、兗州礦區(qū)先后從國外引進(jìn)內(nèi)燃無軌膠輪車設(shè)備，實現(xiàn)了輔助運輸無軌化，一舉改變了煤礦輔助運輸?shù)穆浜竺婷?，取得良好的?jīng)濟效益。其理由如下：