【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(shí)，共發(fā)現(xiàn)大小斷層10條，且均未進(jìn)行專(zhuān)門(mén)抽水試驗(yàn)。北部邊界文王山南斷層，最大落差400m，造成區(qū)內(nèi)3號(hào)煤層與外部中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r含水層對(duì)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(kāi)采過(guò)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(lèi)型可劃分為兩類(lèi)：組3號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)，水文地質(zhì)類(lèi)型為第二類(lèi)第一型，即水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的頂板直接充水的裂隙充水礦床；太原組153號(hào)為第三類(lèi)第一亞類(lèi)第一型，即水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)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(kāi)采量的增加（即開(kāi)采面積的增大），呈逐年上升的趨勢(shì)，且上升量的變化較大（～19%），但平均約11%。～。本設(shè)計(jì)取500m179。瓦斯成分以N2為主，CH4次之，結(jié)果見(jiàn)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(hào)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(hào)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(shí)，由于本區(qū)煤層埋藏較深，目前井田內(nèi)無(wú)其它小煤礦開(kāi)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(kāi)采范圍均列為探明的（可研）經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量(111b)，在跨越斷層圈定探明的（可研）經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b），將工業(yè)廣場(chǎng)及主要井巷等保護(hù)煤柱，列為探明的（可研）邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)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(jì)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(chǎng)。：根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，工業(yè)場(chǎng)地按1級(jí)保護(hù)級(jí)別維護(hù)，場(chǎng)地周?chē)鷩o(hù)帶寬度取20m，年產(chǎn)400萬(wàn)t/a的大型礦井，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)為400萬(wàn)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(dòng)角γ＝73176。表23 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量表 單位：Mt煤層工業(yè)資源儲(chǔ)量永久煤柱損失設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量保護(hù)煤柱開(kāi)采損失　設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量井田境界斷層小計(jì)井筒及主要井巷小計(jì)3 礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力及服務(wù)年限設(shè)計(jì)礦井年工作日為330d，每天凈提升時(shí)間為16h。 井田開(kāi)拓方案比選影響設(shè)計(jì)礦井開(kāi)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(duì)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(duì)主副井，主副井兼進(jìn)風(fēng)，采用分區(qū)式通風(fēng)方式，每個(gè)采區(qū)單獨(dú)掘回風(fēng)井，共7個(gè)回風(fēng)井，井筒數(shù)目共9個(gè)。 技術(shù)比較方案一、雙立井開(kāi)拓方式 1）優(yōu)點(diǎn)：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)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(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條件限制。井簡(jiǎn)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?xún)?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(jiǎn)單的煤層。圖23 雙斜井開(kāi)拓方式圖開(kāi)拓方案的技術(shù)比較：確定雙立并開(kāi)拓與雙斜井開(kāi)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(guò)井筒的風(fēng)速，m/s；Q：通過(guò)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(zhuān)為升降物料的井筒，最大風(fēng)速為12m/s；無(wú)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(chē)場(chǎng)及硐室 井底車(chē)場(chǎng)井底車(chē)場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)。其次，在滿(mǎn)足井底車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力的前提下應(yīng)盡量減少其掘砌體積，而且井底車(chē)場(chǎng)應(yīng)便于管理和安全操車(chē)。煤矸混合列車(chē)由20輛礦車(chē)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(chē)調(diào)車(chē)作業(yè)程序及時(shí)間區(qū)段作 業(yè)運(yùn)行距離（m）運(yùn)行速度(m/S)所需時(shí)間(s)1牽引列車(chē)、摘鉤9966+202轉(zhuǎn)向、過(guò)調(diào)車(chē)線、轉(zhuǎn)向210++103掛鉤、頂列車(chē)、摘鉤10120++204掛鉤、牽引空列車(chē)200220+1005過(guò)道岔、過(guò)繞道66110+666過(guò)繞道10727過(guò)繞道、過(guò)道岔66166+10合 計(jì) 表210列車(chē)調(diào)度圖表 通過(guò)能力計(jì)算 （式27）式中：Mjd——井底車(chē)場(chǎng)年通過(guò)能力，t；Qjd——每一調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車(chē)場(chǎng)的所有列車(chē)的凈載煤量，60t；Tjd——每一調(diào)度循環(huán)時(shí)間，；=137萬(wàn)噸/年因此，通過(guò)能力系數(shù)=137/100=〉所以本設(shè)計(jì)井底車(chē)場(chǎng)的通過(guò)能力大于礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的30%，能夠滿(mǎn)足運(yùn)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(mén)，門(mén)內(nèi)可設(shè)向外開(kāi)的鐵珊門(mén)，但不能妨礙門(mén)的關(guān)閉，從硐室出口防火門(mén)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(jì)尺寸時(shí)，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(chē)場(chǎng)與副井連接處附近空車(chē)線一側(cè)，以便于設(shè)備運(yùn)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(mǎn)足20小時(shí)內(nèi)排出框架24小時(shí)的正常用水量。據(jù)以上可知，本設(shè)計(jì)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(cāng)長(zhǎng)度為 L=2000/16=125m水倉(cāng)的支護(hù)形式和特殊要求本設(shè)計(jì)水倉(cāng)斷面為半圓拱形，用混凝土砌碹，考慮到支架間隙亦可儲(chǔ)水，為使淤泥易于沉淀和清理，水倉(cāng)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(chē)經(jīng)副井底部運(yùn)至地面。3 大巷運(yùn)輸及設(shè)備 主要運(yùn)輸方式的選擇礦井煤層賦存比較穩(wěn)定、儲(chǔ)量豐富、煤質(zhì)優(yōu)良、煤層生產(chǎn)能力較大，特別是初期開(kāi)采的3號(hào)煤層，具有實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效條件。3. 主、輔運(yùn)輸互不干擾，利于簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證安全生產(chǎn)。單軌吊：該設(shè)備需根據(jù)運(yùn)輸?shù)牟煌锪戏N類(lèi)配用專(zhuān)用吊具，它適用于坡度12176。速度0~。以下，兩類(lèi)車(chē)均可使用膠套輪在普通軌上運(yùn)輸；而液壓式8輪驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)采用專(zhuān)用軌及道岔(放下卡輪)時(shí)，膠套輪運(yùn)輸可達(dá)到5176。繩式卡軌車(chē)、普通無(wú)極繩及無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)① 繩式卡軌車(chē)：最大運(yùn)輸坡度25176。該車(chē)一般為液壓絞車(chē)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(guó)內(nèi)礦井現(xiàn)場(chǎng)使用不多。③ 無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)：該車(chē)綜合和簡(jiǎn)化了無(wú)極繩絞車(chē)和繩式卡軌車(chē)的技術(shù)特點(diǎn)，配備立式緊繩裝置，可減少硐室長(zhǎng)度，配備了牽引車(chē)，其提升速度、能力與運(yùn)距及安全性均優(yōu)于無(wú)極繩，結(jié)構(gòu)則較繩式卡軌車(chē)簡(jiǎn)單。時(shí)則需去掉道夾板并加掛限速制動(dòng)車(chē)。的近水平煤層大型礦井中，輔助運(yùn)輸普遍向無(wú)軌膠輪車(chē)方向發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離煤層巷道輔助運(yùn)輸，近十余年進(jìn)行的單軌吊、齒軌卡軌車(chē)等新型運(yùn)輸設(shè)備開(kāi)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(wèn)題，使用效果均不十分理想，未能實(shí)現(xiàn)最初的“長(zhǎng)距離直達(dá)運(yùn)輸設(shè)備”開(kāi)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(hào)煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)，3號(hào)煤沒(méi)有發(fā)生過(guò)煤層自燃現(xiàn)象，煤塵有爆炸危險(xiǎn)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(kāi)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(kāi)切眼均應(yīng)沿煤層底板布置。采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)： 圖41上部車(chē)場(chǎng)1—絞車(chē)房 2—風(fēng)窗 3—風(fēng)井 4—區(qū)段回風(fēng)巷 5—上部平車(chē)場(chǎng) 6—風(fēng)門(mén) 7—回風(fēng)上山 8—軌道上山采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)：該車(chē)場(chǎng)為繞道式甩車(chē)場(chǎng)，直接甩入平巷。表41采區(qū)掘進(jìn)巷道統(tǒng)計(jì)序號(hào)巷道名稱(chēng)圍巖形式支護(hù)方式巷道斷面(㎡)巷道長(zhǎng)度(m)同類(lèi)巷道總長(zhǎng)度(m)凈斷面掘斷面1采區(qū)運(yùn)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(zhǎng)度為10米，3‰的坡度，寬度為4米。 采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式的選擇 采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)：結(jié)合該處具體情況，上部車(chē)場(chǎng)采用順向平車(chē)場(chǎng)。三條上山沿煤層布置，其中運(yùn)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(zhǎng)度的確定采區(qū)采用雙翼開(kāi)采，傾向長(zhǎng)度4000m，一翼走向長(zhǎng)度2400m，采用一個(gè)工作面生產(chǎn)，年產(chǎn)量為400萬(wàn)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(kāi)拓巷道聯(lián)系起來(lái)。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(shí)直接覆于3號(hào)煤層之上為煤層的直接頂板（如1042等鉆孔）。礦車(chē)型號(hào)參數(shù)如下：表31礦車(chē)型號(hào)參數(shù)表型號(hào)載重/t長(zhǎng)度/mm寬度/mm高度/mm軌距/mm固定式礦車(chē)3345013201300600材料車(chē)MLC565345012001200600平板車(chē)MPC56534501200480600表32 礦井各類(lèi)礦車(chē)數(shù)量表礦車(chē)類(lèi)型使用地點(diǎn)礦車(chē)數(shù)備注一、3t固定礦車(chē)副井空重車(chē)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(jì)105備用及檢修10總 計(jì)115二、3t材料車(chē)工作面及掘進(jìn)頭20三、3t平板車(chē)工作面及掘進(jìn)頭20四、平巷人車(chē)大巷12 運(yùn)輸設(shè)備選型帶式輸送機(jī)選型大巷帶式輸送機(jī)，機(jī)長(zhǎng)L＝1892m，傾角α＝0～12176。在中小型礦井中一般采用電機(jī)車(chē)與絞車(chē)或無(wú)極繩配合。提升絞車(chē)、調(diào)度或雙速絞車(chē)：最大運(yùn)距一般小于1000m， 最大牽引力40~300KN，絞車(chē)只能單向牽引，對(duì)反向自滑行坡度要求嚴(yán)格，但過(guò)道岔容易。提升坡度可達(dá)14176。最大運(yùn)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(chē)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(dòng)機(jī)車(chē)12176。 膠套輪齒軌卡軌車(chē)：有機(jī)械式與液壓式兩種類(lèi)型，功率90~300馬力，速度0~，齒軌驅(qū)動(dòng)時(shí)1m/s以下，機(jī)車(chē)重10~15t，最大牽引力80KN。由于吊掛件限制，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有單軌吊設(shè)備最大牽引力60KN，最大列車(chē)組重30t，載重16t以下，速度0~，運(yùn)輸能力有限，機(jī)車(chē)頭、尾車(chē)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(yùn)輸無(wú)法緊跟迎頭。 輔助運(yùn)輸方式目前國(guó)內(nèi)外主要輔助運(yùn)輸設(shè)備使用情況及其適應(yīng)條件無(wú)軌膠輪車(chē)：該類(lèi)車(chē)輛專(zhuān)用性強(qiáng)，運(yùn)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(wú)軌膠輪車(chē)靈活、機(jī)動(dòng)、快速、環(huán)節(jié)少、運(yùn)輸成本低，高效的運(yùn)輸方式使煤礦擺脫了長(zhǎng)期以來(lái)輔助運(yùn)輸對(duì)礦井大幅度提高生產(chǎn)能力的制約，從上個(gè)世紀(jì)90年代起，我國(guó)神府礦區(qū)、兗州礦區(qū)先后從國(guó)外引進(jìn)內(nèi)燃無(wú)軌膠輪車(chē)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了輔助運(yùn)輸無(wú)軌化，一舉改變了煤礦輔助運(yùn)輸?shù)穆浜竺婷?，取得良好的?jīng)濟(jì)效益。其理由如下：