【正文】 平地質(zhì)儲量為 t，其中己 15煤層 t，己 1617煤層 萬 t。 煤塵： 根據(jù)豫煤安 [2020]975 號文，《河南省煤炭工業(yè)局關于 2020 年度國有重點煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復》及十二礦多年井下取樣進行煤塵爆炸性試驗，爆炸指數(shù)為 ～ %，屬有爆炸危險性煤 層。老頂為灰白色中粗粒砂巖，厚 25～ 30m，普氏硬度系數(shù) 6～ 10，垂直抗壓強度 ～ MP，層位穩(wěn)定，巖性堅硬，為優(yōu)良之老頂。 煤層頂板砂巖裂隙水 己 15 煤層頂板砂巖自下而上有大占砂巖、香炭砂巖、砂鍋窯砂巖、老君廟砂巖含水層，除大占砂巖較厚為 20～ 30m，平均 ，其余都在 10m 左右?！?2176。煤層自然容重為 。井下消防灑水采用同一供水管網(wǎng)，其供水水源由己 七 采區(qū)消防灑水管路引入。 、電氣 十二礦三水平北山工業(yè)廣場新建 35kV 變電站一座，兩回電源線路分別引自 3 35KV 焦莊變電站和月臺變電站。因為經(jīng)常有重型車輛通過，為了減少路面的維護量，路面采用瀝青混凝土面層，級配碎礫石基層，路基用灰土改良，道路路面土方工程量約為填方 12020m3，道路邊溝挖方約 9000m3，總占地約 （ 54畝）。接近李口向斜軸時煤層傾角0176。 、礦井儲量 十二礦目前有己七一個采區(qū)生產(chǎn)，其它采區(qū)已開采完畢。公路以平頂山市為樞紐，有柏油公路溝通附近各縣市，交通便利。 四、設計的主要內(nèi)容和特點 該礦井三水平為一單斜構(gòu)造，地層傾向北稍偏西，傾角 2176。十二礦始建于 1958 年，先后經(jīng)過多次擴界、改擴建，至 2020 年年產(chǎn)原煤 104 萬噸，煤炭產(chǎn)量達到歷史最高水平。屬雙突高沼氣煤層，有煤塵爆炸危險，自然發(fā)火傾向，煤層及頂?shù)装遢^軟。 十二礦井田走向長約 3km，傾斜寬約 4km，井田面積約 ， 開采標高范圍在 75m～ 850m 之間。該采區(qū)有四層煤，自上而下為己 1己 1己1己 17，其中己 14不可采，己 15單獨存在，己 1617合層，己 15與己 1617層間距 ～13m，煤層傾角 12176。 庚 20煤層 還沒有規(guī)劃設計，庚 20煤層工業(yè)儲量為 ，可采儲量 萬噸。場內(nèi)道路為環(huán)狀布置，道路形式采用城市型道路，水泥路面，道路一側(cè)采用暗埋混凝土排水管排水，施工方便，經(jīng)濟合理。 北山工業(yè)場地內(nèi)除壓風機，提升絞車 ,扇風機，瓦斯抽放泵為高壓用電設備外，其余均為低壓用電設備。在 北工業(yè)廣場 內(nèi)設一深井，供地面工廣生產(chǎn)、消防用水。左右，北部靠近李口向斜軸部傾角僅為 2176。煤層厚度為 ～ ，平均為 ，煤厚變異系數(shù)為 %，可采 4 性指數(shù)為 ，屬不穩(wěn)定煤層。 煤層底板灰?guī)r承壓水 石炭系太原群含水層位由 7～ 8 層灰?guī)r組成，總厚度 36～ 52m，其中突水的有上部 L2灰 巖和下部的 L7灰?guī)r。 庚 20煤層的老頂和老底為中厚至厚層狀致密堅硬的石灰?guī)r，平均厚度 ～， 根據(jù)煤礦巷道 (斜井 )硐室圍巖工程地質(zhì)分類，本井田各可采煤層老頂、老底的砂巖或石灰?guī)r的圍巖類別屬Ⅰ－Ⅱ類 ，圍巖穩(wěn)定性類型屬穩(wěn)定－穩(wěn)定性較好類型；直接頂和直接底的圍巖類別屬Ⅲ－Ⅳ類，圍巖穩(wěn)定性類型屬中等穩(wěn)定－穩(wěn)定性較差類。依據(jù)平煤集團公司與中科院地質(zhì)所地熱組合作，于 1978年提交的地溫科研資料：平頂山礦區(qū)自東向西曾選擇 5 個長期水文地質(zhì)觀測孔進行恒溫帶的系統(tǒng)觀測，確定 礦區(qū)恒溫帶為：深度 25m、溫度為 ℃，此溫度接近本地區(qū)地面溫度的多年平均值。 三水平可采儲量 萬 t。三水平因正在開發(fā)建設中，還沒有正式劃分采區(qū)。 方案二、利用現(xiàn)北山風井獨立回風方案?！? “第一方案，即在北山風井廣場新建一回風井，獨立承擔三水平的回風任務，主 斜井、新老副井及正在施工的北山進風井擔負進風，礦井現(xiàn)用南、北風井報廢，裝備北山進風井擔負提矸下料、排水、敷設電纜的方案，具有通風系統(tǒng)合理，通風效果好，三水平施工不影響現(xiàn)生產(chǎn)水平等優(yōu)點，作為待選方案之一。 ②、井筒較淺，井筒長度比位置二少 135m，投資減少 540 萬元。 優(yōu)點： 投資較少； 能利用現(xiàn)有井筒，不影響風景區(qū)環(huán)境。 優(yōu)點： 投資最少； 能利用現(xiàn)有井筒，解決礦井的 通風問題。 經(jīng)過以上分析比較， 選定三水平回風井的位置在三水平上部，北山進風井北 45m 處。 新打進風井筒直徑為Φ ，裝備一對 一寬一窄 單層雙車 非 標準罐籠。 由于本區(qū)己組煤中己 15～己 1617的間距很近，三水平的上部一般在 2m 左右，下部不足 1m，兩層煤之間存在壓茬關系，故應先采己 15煤層，后采己 1617煤層。 主要巷道斷面及支護形式 表 225 順 巷道名稱 斷面形式 支護方 式 斷面積（ m2） 14 序 凈 掘 1 北山進風井 圓形φ 砼砌碹 2 北山回風井 圓形φ 砼砌碹 3 600m 軌道運輸大巷 半圓拱 錨網(wǎng)噴 4 采區(qū)緩沖煤倉 圓形φ 6m 砼砌碹 5 三水平軌道上部車場 半圓拱 錨網(wǎng)噴 6 軌道下山 半圓拱 錨網(wǎng)噴 7 皮帶下山 半圓拱 錨網(wǎng)噴 半圓拱 網(wǎng)殼 8 回風下山 矩形 錨噴 9 600m 水平回風巷 半圓拱 錨網(wǎng)噴 10 通風、行人聯(lián)絡巷 半圓拱 錨噴 掘進工作面?zhèn)€數(shù)及裝備 根據(jù)礦井開拓方式及采煤工作面接替關系，為保證礦井投產(chǎn)的工作面正常接替，設計配備了四個掘進工作面，即二個煤巷掘進工作面，二個巖巷或半煤巖巷掘進工作面（ 2 個綜合機械化掘進面），全礦井采掘比 1∶ 2。為便于聯(lián)系和節(jié)省工程量，三水平的回風配風巷也布置在 600m水平己組煤的頂板中。其中新副井井筒直徑Φ ,使用 2JK— 、單層非標準罐籠提升 ,鋼絲繩直徑Φ 43mm,最大靜張力 17t，最大靜張力差 ，最大提升速度，以提升人員為主 ,兼用于提升大件；老副井井筒直徑Φ ,使用 2JK— 、 1t 非標準罐籠 ,鋼絲繩直徑Φ 28mm，最大靜張力 9t，最大靜力差 5t,最大提升速度 ，為提升物料、矸石用。壓風機出口管路為￠ 8″管路，全長 700m；去己 六 采區(qū)管路為￠ 4″管路，全長 3500m；去己 七 采區(qū)管路為￠ 6″管路，全長 655m；其余分支管路為￠ 2″管路。 北山工廣新建一座 35kv 變電站，擔負地面工廣及三水平井下供電。調(diào)度臺雙手柄可獨立操作、鍵權自動 跟蹤。 在各個綜采工作面機、風巷，掘進工作面、變電所和各主機電硐室及其運輸系統(tǒng)共配置 53 臺直通調(diào)度室電話構(gòu)成井下主通訊系統(tǒng)，用 以完成調(diào)度命令的下達和安全生產(chǎn)信息的傳遞。 目前設備運行狀況良好。該采區(qū)有四層煤，自 上而下為己 1己 1己1己 17，其中己 14不可采，己 15單獨存在，己 1617合層，己 15與己 1617層間距 ～13m，煤層傾角 12176。 庚 20 煤層還沒有規(guī)劃設計，庚 20 煤層工業(yè)儲 量為 萬噸，可采儲量 萬噸。 、 采區(qū) 生產(chǎn)能力及服務年限 依據(jù)設計委托要求，礦井三水平的設計生產(chǎn)能力為 。 同 時，十礦、八礦開采的丁、戊組煤，位于己組煤以上，與三水平的己組煤層開采存在一定的壓茬關系，本礦在布置采面時要與十礦、八礦聯(lián)系協(xié)調(diào)，以防相互影響，確保安全?；蚪谒?。煤層自然容重為 。 、三水平采區(qū)的劃分、煤層開采順序及配采關系 三水平采區(qū)的劃分 20 礦井三水平走向長 2250m，傾斜寬 1800m，按當前 礦井的裝備水平及開采技術經(jīng)驗劃分為一個采區(qū)開采較為合理。本礦三水平開采的己 15和己16－ 17煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角由南向北逐漸變小，南部平均傾角 10176?！?25176。 十二礦的煤全部通過鐵路列車外運。 十 、安全監(jiān)測系統(tǒng) 十二礦安全監(jiān)測系統(tǒng)型號為 KJ４型，于 1988 年 11 月投入使用， 1996 年 7月更換地面中心站主機和終端， 2020 年 8 月對系統(tǒng)軟件進行升級，更換了主機和部分分站。調(diào)度臺具有催掛等項功能 。南風井、中央風井、北山回風井各有風機兩臺，一臺運行一臺備用。 十二礦地面共有 3 個變電所。人員上下乘坐猴車。 、礦井 主要生產(chǎn)系統(tǒng) 一 、主井提升系統(tǒng)：十二礦主井為斜井 ,采用皮帶提升 ,主井斜長 ,傾角 16176。 投產(chǎn)時的井巷工程量 三水平完成后井巷總長度為 17690m（含煤巷），其中，半煤巖巷 4411m，占%，巖巷 13935m，占 %。 地面建筑物主要為村莊，村莊均在 三水平深部，采煤后對其的破壞并不嚴重， 故不考慮搬遷，均按加固處理，不再留設煤柱 、 巷道掘進 巷道支護 目前，本礦井現(xiàn)有煤巷多為 U 型鋼金屬支架支護，巖巷為錨（網(wǎng)）噴支護。為便于聯(lián)系和 節(jié)省工程量，三水平的回風配風巷也布置在600m 水平己組煤的頂板中。 故從通風的角度，設計考慮Φ 和Φ 兩個方案。 如井筒裝提升設備可解決礦井的排矸困難，但是井塔、井口房均需封閉，漏風率較高； 同方案一 .2。 缺點： 礦井并聯(lián)通風，在井下巷道受阻、變形或單個風機出現(xiàn)故障時，會影響整個礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定。 表 221 三水平開拓方案比較表 序 號 項目名稱 單位 打北山回風井獨立回風 方案一 現(xiàn)北風井 獨立回風 方案二 現(xiàn)北風井與老副井并聯(lián)回風 方案三 北山進風井改回風井獨立回風 方案四 1 礦井生產(chǎn)能力 Mt/a 2 綜采面 /掘進面 個 2/6 2/6 2/6 2/6 3 礦井風量 m3/s 150 150 150 150 4 最長通風距離 M 5 通風設備 臺 BDK61810No32型， 2臺 同方案一 BDK658No24型， 2臺增 同方案一 6 井巷工程量 （可比） M 7 地面公路 Km 8 建設工期 月 9 投資費用 井巷工程量 萬元 地面公路 萬元 設備及安裝 萬元 合 計 萬元 10 風機年運營費用 萬元 206 206 226 206 10 11 主要優(yōu)缺點 優(yōu)點： 回風效率高、效果好； 為三水平產(chǎn)量的穩(wěn)定提供了可靠的基礎； 新打北山回風井提前投入使用為己七采區(qū)的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供了有效的保證?？紤]到將來在北山再建風井的可能性，設計中在北山風井工業(yè)廣場留有一個回風井的 位置。 方案四，將北山進風井改為回風井獨立回風方案。 輔助提升：三水平的材料提升和上下人員由現(xiàn)新、老副井擔任；裝備北山進風井，負責三水平的矸石提升、綜采設備的提放和臨時上下部分人員。 ⑵、水平、采區(qū)劃分 十二礦共劃分為三個水平，分別是一水平（ 150m），二水平（ 270m），三水平（ 600m）。 地壓：隨著開采深度的增加，地壓影響施工的問題越來越顯現(xiàn)，壓力大，地鼓強，巷道變形速度 加快，維護周期短。 2020 年河南省煤炭工業(yè)管理局以豫煤安〔 2020〕 975 號文《河南省煤炭工業(yè)局關于 2020 年度國有重點煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復》中確定十二礦為突出礦井，礦井相對瓦斯涌出量 ，絕對瓦斯涌出量。 5 、其它開采技術條件 （一）煤層頂?shù)装鍘r性 己 15煤層直接頂板為灰黑色砂質(zhì)泥巖，厚 ～ ，具有近于垂直的節(jié)理，致密、性脆、透氣性差，含有大量的植物化石，普氏硬度系數(shù) 2～ 5，垂直抗壓強度 ～ 45 MP，空隙度 %。因此，在采面的掘進和回采過程中需要進行探放老空水工作。接近李口向斜軸時煤層傾角 0176。己組煤位于二疊系下統(tǒng)山西組，它上以砂鍋窯砂巖底面與下石盒子組分界，下以L1灰?guī)r頂面或己組煤底板砂巖底面與太原組分界，整和接觸，己組煤層共有四層煤，自上而下分別為：己 1己 1己 1己 17煤層，其中己 14煤層厚 ～ ，局部可采；己 15煤層厚 ～ ， 平均 ， 在井田上部與己 1己 17煤層合層為己 1517煤層，己 15煤層在井田下部單獨存在； 己 1617煤層厚度變化較大，為～ ，平均 。水廠規(guī)模約為2020m3/d。其中，單開道岔(ZDK624512)5 組，渡 線道岔 (ZDX62451516)2 組，對稱道岔 (ZDC624312)2組。 ”由于該工業(yè)廣場主要的車流為運送上下井人員、和矸石的外排，根據(jù)該礦井的生產(chǎn)能力，日平均雙向交通量約 250 輛左右，確定按平原微丘區(qū)四級廠外道路設計，路基寬 ，路面寬 ?！?25176。地面標高 +180～ +400m，覆蓋層厚度 0～53m。 老礦區(qū)工業(yè)場地有礦區(qū)專用鐵路與國鐵京廣線、焦枝線相連接。 三、設計指導思想 設計結(jié)合大型礦井的管理水平和生