【正文】 （%）灰分Ad（%）揮發(fā)分Vdaf（%）（%）（MJ/Kg）煤種9（Ⅰ）氣煤9（Ⅱ Ⅲ）氣煤3）煤的化學(xué)性能（1）元素組成煤中有機質(zhì)主要由碳、氫、氧、硫、氮等五種元素組成（表19）。表110 可采煤層灰分統(tǒng)計表煤層煤層煤樣灰分（%）毛煤灰分（%）灰分增值（%）9②硫分：%～%，其中9煤、%，低于1%，屬低硫煤；其它形態(tài)硫含量中：有機硫占36%，黃鐵礦硫占59%，%。表111 荊各莊礦煤層煤質(zhì)分析結(jié)果煤層揮發(fā)分Vdaf（%）膠質(zhì)層指數(shù)粘結(jié)性平均精煤回收率XY原煤精煤含量（%）等級8～（14）42～5649（5）6～107（5）1～43（13）4～55（5）低9～（36）29～5644（50）6～138（28）2～54（35）4～65（18）中（3）煤的結(jié)焦性從9煤層鐵箱試驗的結(jié)果（圖12），得知9煤焦炭的塊度很小，通過25轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)鼓試驗，100轉(zhuǎn)后篩分結(jié)果：大于80mm的等于零，80～%，60～%，%，說明焦炭抗碎性很差。 勘探程度及可靠性本井田的精查工作量是很大的，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了260個孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。2井田境界及儲量 井田境界 井田周邊情況井田本身為一盆狀向斜，邊緣急陡，中部平緩，略有起伏，井田向斜本身屬1級褶皺，次級褶皺不發(fā)育，但在向斜邊緣局部出現(xiàn)撓曲或臺階狀起伏。本礦無擴(kuò)展的可能性。井田北部及西北部與呂家坨礦相接。 工業(yè)儲量計算荊各莊井田范圍內(nèi)絕大部分勘探鉆孔密集，煤層層位、厚度、結(jié)構(gòu)及其變化情況和煤質(zhì)及其變化情況已經(jīng)查明。則，9號煤層工業(yè)儲量為：Zg＝11607＝11368萬t 礦井可采儲量 礦井永久保護(hù)煤柱損失量1）邊界煤柱可按下列公式計算 Z＝LbMr (22)式中：Z——邊界煤柱損失量，t； L——邊界長度，m； b——邊界寬度，斷層邊界50m，人為邊界20m。) 207= 萬t。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。δ/176。由此根據(jù)上述已知條件，畫出如圖21所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸：由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：S=梯形面積=(上寬+下寬)高/(2cos8176。則，礦井設(shè)計可采儲量：Zk =（）=礦井儲量匯總表見表24：表24 礦井儲量匯總煤層工業(yè)儲量（Mt）（A+B）/（A+B+C）永久煤柱損失（Mt）礦井設(shè)計儲量（Mt）設(shè)計開采損失（Mt）設(shè)計可采儲量（Mt）9100%3礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井年工作日數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300天計算。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。 礦井及第一水平服務(wù)年限的核算礦井服務(wù)年限的計算公式為： T= （31）式中： T——礦井的服務(wù)年限，a；Zk——礦井的可采儲量，萬t；K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。經(jīng)過礦井及第一水平服務(wù)年限的核算，二者均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為90萬t/a。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核礦井設(shè)計為特大型礦井，開拓方式為雙立井單水平開拓。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯涌出量極低，但煤塵具有強爆炸危險，煤炭有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期36個月?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表31。煤層傾角45176。本礦井開拓方式的確定，主要考慮到以下因素：1）僅有一個可采煤層，且為近水平煤層；2）煤層埋深較大，且表土層厚度大，平均40m；3）表土層有三個含水層，含水量較大；4）礦井涌水量不大，不威脅生產(chǎn)；5）本礦井為低瓦斯礦井；6） 本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水域。2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。，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)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。主要缺點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。2）井筒位置的確定井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。②井筒沿煤層傾向的有利位置在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減少煤損，盡量讓工業(yè)廣場保護(hù)煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。（4）有利于掘進(jìn)與維護(hù)①為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。（5）便于布置地面工業(yè)場地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線?？傊?，選擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。依據(jù)《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的決定（試行）》之規(guī)定：井型在90萬t/a及以上。屬近水平煤層，階段垂高150~250 m為宜。因此將大巷布置在煤層底板下方30 m處的砂巖中。采用立井延伸，可以充分利用原有的各種設(shè)備和設(shè)施，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，經(jīng)營費用低，管理方便。其缺點是增加了提升運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜?？傊V井皆劃分為兩個階段，其主要參數(shù)如表41。圖41（b） 方案二：雙立井兩水平開拓方式方案三：主立井副斜井兩水平開拓方式；主斜井、副立井兩水平布置，工業(yè)廣場分開布置，主斜井采用皮帶輸送機運輸，副井采用罐籠提升，用于通風(fēng)，提升人員、材料、矸石，主斜井回風(fēng)用及安全出口，井下采用礦車運輸。方案二：雙立井兩水平開拓方式優(yōu)點：①大巷工程量少；②生產(chǎn)區(qū)域比較集中；③運輸條件好，大巷容易維護(hù)。方案一和方案二區(qū)別在于第二水平是立井開拓還是主暗斜井開拓兩方案比較，方案一需要多開立井井筒160m，階段石門800m，并相應(yīng)增加了井筒和石門的運輸，提升，排水費用；方案Ⅱ多開主暗斜井985m（傾角16176。斷面形狀長度/m掘進(jìn)斷面積/m178。支護(hù)形式煤巖類型支護(hù)厚度/mm井底車場平硐及平巷100025混凝土中硬120表47 方案二立井兩水平開拓項目數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）基建費用主井開鑿表土段4178805基巖段5166796副井開鑿表土段4251326基巖段97552井底車場巖巷10041874一水平石門巖巷28543355二水平石門巖巷34043355小計生產(chǎn)費用立井提升各水平系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）單價（元/t*km）費用（萬元）一水平二水平2666續(xù)表47生產(chǎn)費用排水涌水量/m179。時間/h服務(wù)年限/a單價（元/t*km）費用（萬元）120876065運輸各水平系數(shù)煤量（萬t）平均運距/km單價（元/t*km）費用（萬元）一水平二水平2666小計合計經(jīng)過粗略經(jīng)濟(jì)比較，發(fā)現(xiàn)方案二為經(jīng)濟(jì)費用最高的方案，且方案二的總的巖石大巷工程量大，初期投資太大，建井時間比較長，不利于快速投產(chǎn)，早出煤，因此方案三被淘汰，再比較方案一和方案三。全礦大部分采用帶區(qū)布置，兩翼南采部分用采區(qū)布置，共分為5個帶區(qū)和1個采區(qū)。（3）為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層有較好的水文，圍巖和地質(zhì)條件。（2）對不宜錨噴支護(hù)，但服務(wù)年限長，且不受動壓影響的井筒，宜采用砌碹支護(hù)。本礦井建成投產(chǎn)時共開鑿2個井筒，即主立井和副立井。風(fēng)速驗算如下表。 井底車場及硐室1）井底車場的形式和布置方式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。井底車場內(nèi)設(shè)2臺蓄電池機車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由蓄電池機車牽引，重車頂入換裝站，空車返回井底車場存車線。2）井底車場硐室、井底煤倉及井底煤倉裝載硐室、清理井底散煤硐室及水窩泵房等。為了保證礦井正常生產(chǎn)，充分發(fā)揮膠帶運輸機和箕斗提升的潛力，井底設(shè)置兩個直徑10 m，高25 m的圓筒煤倉，總?cè)萘考s4000 t。水倉布置在井底車場最低處。3）驗算主、副井空重車線長度（1）存車線長度的確定確定存車線長度是井底車場設(shè)計中的重要問題，如果存車線長度不足，將會使井下運輸和井筒提升彼此牽制，影響礦井生產(chǎn)能力；反之，如果存車線過長，會使列車在車場內(nèi)的調(diào)車時間增加，反而降低了車場通過能力，并增加車場工程量。圖44 立井刀式環(huán)形井底車場及各硐室示意圖經(jīng)過計算，得：主井：=215（+）+1+10=124 m，副井：=134（+）+1+10= m，取90m。均大于1列車的長度，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。圖45 井底車場線路布置圖區(qū)段劃分:①—②—③—④—⑤—⑥表416 道岔特性表序號道岔型號名稱轍叉角α主要尺寸（mm）abL1ZDK630/6/25單開9176。26′06δ=90?，a=2300mm，b=2852mm，R=25000mmβ=80176。25′16，a=3258mm，b=4142mm，R=25000mmα1=18176。3t底卸式礦車列車數(shù)為3102/（315）=69列。 主要開拓巷道根據(jù)本礦實際地質(zhì)條件，煤層賦存平穩(wěn)且瓦斯涌出量小，硬度適中，有布置。通過能力計算：式中 ——井底車場年通過能力，Mt； ——每一調(diào)度循環(huán)進(jìn)入井底車場的所有列車的凈載重，t； ——每一調(diào)度循環(huán)時間，min； ——每年運輸工作時間等于礦井設(shè)計年工作日數(shù)與生產(chǎn)時間的乘積,min； —運輸不均衡系數(shù)；表417 井底車場運行圖表=3001460/=3001460（3233+115）/（）= Mt/a通過能力富余系數(shù)為=。06′59，b1’=2774，T=17291mm，m=27483mm 7）井底車場通過能力驗算井底車場線路布置見圖45，車場運行圖表見表417。33′54，m=11242mm，M=25130mm，T=8018mm H=7455mm，n=10545mm②單開道岔平行線路聯(lián)接ZDK630/6/25 α=9176。26′062560537512533ZDC630/5/25垂直11176。然后，電機車經(jīng)過道岔N2繞道回車線，進(jìn)入副井空車線，牽引列車駛向帶區(qū)。=15=33m4）副井空重車線長度驗算—9B，其外形尺寸為：240011501150（mm）（長寬高）。（2）存車線長度的計算①主井空、重車線，副井進(jìn)、出車線： 式中 ——主井空重車線、副井進(jìn)出車線有效長度，m；——列車數(shù)目，列；——每列車的礦車數(shù)，按列車組成計算確定； ——每輛礦車帶緩沖器的長度，m。其位置應(yīng)根據(jù)線路布置和各自要求確定。這種裝載系統(tǒng)靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產(chǎn)的需要。主井是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐。兩翼大巷駛?cè)刖总噲龅牡V車在存車場存放。根據(jù)本設(shè)計礦井的有關(guān)設(shè)計參數(shù)，通過對各種形式井底車場的適用條件及優(yōu)缺點做簡單比較后，初步擬定本設(shè)計井田井底車場形式為刀式車場。通過驗算，風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定，所選用井筒斷面滿足設(shè)計要求。圖42 主井井筒斷面圖表413 主井井筒數(shù)據(jù)表表414 副井井筒數(shù)據(jù)表圖43 副井井筒斷面圖如圖4圖43主井井筒和副井井筒均為圓形斷面， m2， m2，副井凈直徑為8m， m2井深390m，兩井筒井壁均為混凝土砌碹井壁，厚350mm，充填混凝土厚50mm。（4）底板松軟、破碎或底鼓的井筒，宜采用錨桿、底深、注漿或底拱等支護(hù)形式進(jìn)行底板支護(hù)。按《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)井筒在2類圍巖中，宜采用噴射混凝土技術(shù)；在4類圍巖中，宜采用錨桿加噴射混凝土支護(hù)，在5類圍巖中，宜采用錨桿加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)。 礦井基本巷道 井筒1）對礦井井筒位置有以下的要求：（1）井筒沿走向的有利位置應(yīng)在井田的中央．當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時，應(yīng)在儲量分布的中央，在此開成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。m，所以520大巷、井底車場、主石門、暗立井等兩個方案有差別的地方，也未列入比較；3）帶區(qū)內(nèi)煤層集中巷的運輸費用也差別不大，被略去了；兩方案