【正文】 流良好，井田中部有瞎馬河，西南部有白馬河流過(guò)，兩河均發(fā)源于變質(zhì)巖山區(qū)，為季節(jié)性河流，屬海河流域子牙河水系。井田基本構(gòu)造形態(tài)為一短軸向斜盆地和被斷層復(fù)雜化了的平緩單斜層，地層產(chǎn)狀總的趨勢(shì)是：走向 N20～ 50176。降雨集中在每年 9 月份，占全年降雨總量的 80%左右。 京廣鐵路和京深高速公路及 107 國(guó)道由礦區(qū)東側(cè)通過(guò)，工業(yè)廣場(chǎng)至 X車站 8 Km，距X 站 10Km，礦區(qū)運(yùn)煤專用鐵路在 X車站與 XX 線接軌，儲(chǔ)煤場(chǎng)與 107 國(guó)道有公路相連， X到 X市有 9路公 共汽車往返行駛，交通十分便利。 礦井通風(fēng)方式為中央分列式，通風(fēng)方法為抽出式。 本設(shè)計(jì)礦井采用雙立井的開拓，單層大巷布置方式。 ，屬于緩傾斜煤層。副井采用一套為 礦車單層單車雙罐籠提升設(shè)備，槽鋼組合罐道。其范圍：西南以小煤礦（局部以 9煤層露頭）和 F40斷層為界，西北及東北分別止于 F2及 F18斷層，東以F2 F1 F34斷層為界，東南止于 F12斷層南北長(zhǎng)約 8 Km，東西寬約 5 Km，面積 。年正常降水量 343mm～ 849mm，一般在 500mm 左右。 井田地質(zhì)特征 礦井地質(zhì) 本井田位于太行山拱斷束東翼邊緣的斷階上，西側(cè)為上升的太行背斜主體，東側(cè)緊靠下降的華北斷拗帶的邊緣，正處在構(gòu)造上升與下降間的過(guò)渡地帶 ，所以區(qū)內(nèi)構(gòu)造以剪切斷裂構(gòu)造為主，褶皺表現(xiàn)輕微。由于斷層發(fā)育，嚴(yán)重地破壞了煤系地層的連續(xù)性，并形成了一系列階梯狀的地壘和地塹及小型褶皺和小型盆地等復(fù)雜構(gòu)造，致使采區(qū)和工作面都難以正常布置，經(jīng)中煤 總公司批準(zhǔn)，本礦井地質(zhì)條件類別屬于 Ⅲ 類。由于厚度比較薄，被構(gòu)造切割后，成為若干個(gè)不連續(xù)的短塊。砂巖以中細(xì)砂巖為主，多為泥質(zhì)膠結(jié)，富水性極不均一，從上到下逐漸減弱。 煤層特征 煤層地層含煤性 沙河煤層含煤地層為石炭二疊系，自上而下分別屬于二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s）石炭系上統(tǒng)太原組及石炭系中統(tǒng)本溪組，總含煤 18 層，從厚度上講有兩個(gè)厚煤層，其余為薄煤層；從穩(wěn)定性上講，有兩個(gè)穩(wěn)定煤層，一個(gè)叫較穩(wěn)定煤層，兩個(gè)不穩(wěn)定煤層，其余 12 個(gè)為極不穩(wěn)定煤層，從可采性上講，兩個(gè)可采煤層，四個(gè)局部可采煤層，其余為不可采煤層。全井田穿過(guò)煤層的鉆孔 155 個(gè)，見煤厚度均在最低可采厚度之上，可采性指數(shù)（ Km）為 1。 可采性指數(shù)（ Km）為 。 7煤局部可采，位于伏青灰?guī)r及大青灰?guī)r之間，上距 6煤 ～ ，平均 。 9煤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸 0～ 6層，較厚者有兩層，由上而下把 9煤分為 9 9 93三個(gè)分層。煤層一般不含夾矸，為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。余下的 7 個(gè)層位為不穩(wěn)定類，見附表 1（沙河井田煤層特征表）。氣肥煤分布廣泛，氣煤以零星的小塊夾在其間，井田西部則出現(xiàn)極少量的肥煤。井田東部變質(zhì)程度較淺，井田西部煤層變質(zhì)程度較深，東部是氣煤，向西依次是 1/3 焦煤，氣肥煤及肥煤。 煤塵爆炸性試樣堅(jiān)定結(jié)果 表 1178。 平均煤層厚度確定：參與資源 /儲(chǔ)量估算的見煤點(diǎn)為鉆探和測(cè)井之綜合成果達(dá)可級(jí)以上的可采見煤點(diǎn)；用塊段內(nèi)所有見煤點(diǎn)純煤真厚的算術(shù)平均值為塊段平均煤厚。 179。 表 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo) 井型 / 占地面積指標(biāo) Ha.()1 以上 ～ ～ 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ～ 工業(yè)場(chǎng)地煤柱 井筒及工業(yè)廣場(chǎng)煤柱按巖層移動(dòng)角留取。=63176。 （ 2）確定保護(hù)煤柱邊界。點(diǎn)，則通過(guò) n180。將 n180。 （ 3）煤柱煤量計(jì)算 工業(yè)場(chǎng)地煤柱煤量 =梯形面積 179。 （ 5）井筒保護(hù)煤柱：主、副的保護(hù)煤柱在工業(yè)場(chǎng)地的保護(hù)范圍，風(fēng)井井筒的保護(hù)煤柱在主要巷道范圍內(nèi)，故井筒的煤 柱損失為 0 。 表 礦井儲(chǔ)量匯總表 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 煤層名稱 工業(yè)儲(chǔ)量 /萬(wàn) t 永久煤柱損失 /萬(wàn) t 采區(qū)回采率 可采儲(chǔ)量 /萬(wàn) t A+B+C 工業(yè)場(chǎng)地煤柱 境界煤柱 斷層煤柱 合計(jì) 2 513 622 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度 礦井年工作日為 330d，工作制度采用 “ 三八制 ” ，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作 8 h。 （ 5）礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證有足夠的礦井和水平服務(wù)年限。 1）從設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限關(guān)系比較 Mt/a、 Mt/a和 Mt三個(gè)生產(chǎn)能力方案，其服務(wù)年限分別為 a、 a和 a。而生產(chǎn)能力 Mt/a需要兩個(gè)綜采工作面同時(shí)生產(chǎn)保產(chǎn)，兩個(gè)工作面宜分布在同個(gè)采區(qū)內(nèi)，為了能夠連續(xù)生產(chǎn)需增加多個(gè)掘進(jìn)，增加工程量大，投資高。 3）通風(fēng)安全條件的校核。 （ 3）布置大巷及井底車場(chǎng)。 （ 3）合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。三者主要的優(yōu)缺點(diǎn)如下所述： 平硐開拓受地形埋藏條件限制，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(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。 二、確定主、副井筒的位置和數(shù)目 井筒的位置 是與井筒形式，用途密切聯(lián)系，井筒對(duì)整個(gè)礦井生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用，應(yīng)該認(rèn)真分析比較井筒位置，以選最佳地點(diǎn)。井口處于當(dāng)?shù)刈罡吆樗恢稀?duì)角式通風(fēng)其優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)線路長(zhǎng)度變化較小，風(fēng)壓比較穩(wěn)定，有利于通風(fēng)機(jī)工作。 工業(yè)場(chǎng)地的形狀和面積：根據(jù)表 工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場(chǎng)地的占地面積為 12 公頃，形狀為 梯 形 。第三階段分 二 個(gè)采區(qū)，第四階段也分 二 個(gè)采區(qū)?；夭蓵r(shí)先采最上區(qū)段的右翼然后再采同區(qū)段的左翼，當(dāng)此區(qū)段采完時(shí)開采下一區(qū)段的右翼，然后再采同區(qū)段的左翼，以至把采區(qū)采完。上階段運(yùn)輸大巷留作下階段回風(fēng)大巷使用。 四 水平要暗斜井開拓，延伸井筒長(zhǎng)，提升設(shè)備較復(fù)雜。 1. 井田深部需用暗井和暗斜井延伸，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。煤炭上運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用高。煤炭上運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用高。 表 初期基建費(fèi)及工程量比較表 深 度 （ M） 斷 面 （ M2） 單 價(jià) (元 /10M） 費(fèi) 用 方案一 主 井 表土段 140 80255 1123570 基巖 段 230 35010 805230 副 井 表土段 140 88448 1238272 基巖段 210 39690 833490 石 門 0 0 0 0 總計(jì) 4000562 方案二 主 井 表土段 140 80255 1123570 基巖段 230 35010 805230 副 井 表土段 140 88448 1238272 基巖段 210 39690 833490 石 門 950 16974 1612530 總計(jì) 5613092 表 一水平維護(hù)費(fèi)用比較表 項(xiàng)項(xiàng)目 方案一 方案二 服務(wù)年限（年） 工程量（ m） 單價(jià) (元/m) 總費(fèi)用（萬(wàn)元） 服務(wù)年限（年） 工程量（ m） 單價(jià) (元/m) 總費(fèi)用（萬(wàn)元） 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 主井 370 15 370 15 副井 350 15 350 15 石門 0 18 0 950 18 總計(jì) 表 大巷運(yùn)輸費(fèi)用比較表 煤量 運(yùn)距（ m） 方式 單價(jià)（元 /km179。井筒斷面布置如圖 。1200mm 。井底車場(chǎng)布如圖 。 （ 3）箕斗裝載硐室： 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 其內(nèi)安設(shè)箕斗裝載設(shè)備，將煤倉(cāng)之煤按定量裝入箕斗。 (6) 副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉(cāng)、清理水倉(cāng)硐室、中央變電所、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時(shí)考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設(shè)有防爆密閉門。 變電所的地平，應(yīng)比副井重車線側(cè)的硐室通道與車場(chǎng)巷連接點(diǎn)處的標(biāo)高高出 。從硐室出口密閉門起 5 米內(nèi)的巷道，應(yīng)砌碹或采用其它不燃性材料支護(hù)。故其容量： V=Q178。 B1=b+d1+d2+d3+c （ ） 式中： B1—— 運(yùn)輸大巷寬度， mm； b—— 輸送機(jī)邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取 500mm， 采區(qū)巷道一般取 300~500mm； d1—— 膠帶輸送機(jī)寬度， d1＝ 1400+120mm； d2—— 架線電機(jī)車的寬度， d2＝ 1060mm； d3—— 架線電機(jī)車與皮帶機(jī)間距， d3＝ 310mm； c—— 礦車與巷壁距離，取 810mm。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷）均采取錨噴，采用錨噴支護(hù)，能夠提高巷道圍巖強(qiáng)度，防止圍巖強(qiáng)度惡化，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的整體性，前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每米巷道的剛才消耗量降低 40~100kg，勞動(dòng)力消耗比拱形支架減少 60%，縮小巷道斷面，從而加快巷道掘進(jìn)速度。 9均為二類自燃。采區(qū)走向長(zhǎng)度約為 1780m，傾斜長(zhǎng)度 940m，煤層河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 平均傾角 15176。布置在 2煤 層底板 10m 以外巖層，共兩條上山，一條為軌道上山，作為行人、運(yùn)料、排矸、進(jìn)風(fēng)用，內(nèi)鋪軌、頂部設(shè)絞車房。 井田一水平內(nèi)布置兩個(gè)采區(qū)，采區(qū)兩邊各留設(shè) 10m 采區(qū)邊界煤柱。局扇和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口 10 米以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部風(fēng)扇把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送到掘進(jìn)面，污風(fēng)沿巷道排出。 6．排水系統(tǒng) 工作面 → 區(qū)段運(yùn)輸平巷 → 采區(qū)軌道上山 → 軌道大巷 → 井底車場(chǎng) → 副井 → 地面。 2．運(yùn)料系統(tǒng) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 地面 → 副立井 → 井底車場(chǎng) → 軌道大巷 → 采區(qū)下部車場(chǎng) → 采區(qū)軌道上山 → 采區(qū)上部車場(chǎng) → 區(qū)段軌道平巷 → 工作面。各區(qū)段巷道采用留小煤柱沿空掘巷的方法，在沿空掘進(jìn)區(qū)段回風(fēng)小平巷時(shí)，留 寬的小煤柱，以利于巷道回風(fēng)和支護(hù)。 區(qū)段平巷沿煤層底板掘進(jìn)，通過(guò)采區(qū)中部車場(chǎng)與采區(qū)巖石上山聯(lián)系，設(shè) 區(qū)段溜煤眼連通區(qū)段運(yùn)輸平巷和膠帶輸送機(jī)上山。 缺點(diǎn)是：增加了煤柱損失且維護(hù)較困難。預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為 211m3/h，最大涌水量為 320m3/h。 2煤在南部單斜區(qū)、中部斷裂帶、東部褶斷帶及北部波曲區(qū)淺部均為單一。 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 B2=1200+580+1060+1060+300＝ 4200 (mm) 軌道大巷的斷面和特征表如圖 46，回風(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同。等候室多和工具房相鄰，以便于工人領(lǐng)取工具。同時(shí)主要水倉(cāng)的有效容積不得小于四小時(shí)的礦井正常涌水量。 一旦井下發(fā)生水患，人員，設(shè)備便于撤出，或便于下放排水設(shè)備，增加排水能力，迅速排除事故，恢復(fù)生產(chǎn)。 ② 、中央變電所： 中央變電所硐室是全礦井下電力總配電站，為了節(jié)約輸入，輸出電纜線，配電均衡，安裝維護(hù)方便和便于提供新鮮風(fēng)流等目的，宜將變電所置于副井與井底車場(chǎng)連接的附近。清出的煤炭提升至運(yùn)輸水平，然后由礦車運(yùn)至罐籠由副井運(yùn)出。 4） 硐室 井底車場(chǎng)硐室主要有：井底換裝站、井底煤倉(cāng)、主變電所、主排水泵房、消防材料庫(kù)、井底清理斜巷、水倉(cāng)、調(diào)度室、等候室、機(jī)頭硐室聯(lián)絡(luò)巷。每列車 15 節(jié)車廂。根據(jù)礦井開拓方式，立45070040080050005001100河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為臥式環(huán)形井底車場(chǎng)，副斜井、井底車 場(chǎng)鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為電機(jī)車，井底車場(chǎng)布如圖 45。斷面布置如圖 。 開拓方案經(jīng)濟(jì)比較 將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，其初期基建費(fèi)及工程量，維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)輸費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果匯總于下表。方案二較方案一雖然立井井筒工程量較大，但其第三水平用暗斜井延伸，整體運(yùn)輸費(fèi)用減小。 方案三 1. 井筒工程量相對(duì)較小，基建投資減小。 升環(huán)節(jié)多。 方案三： 井田內(nèi)采用主副井生產(chǎn)系統(tǒng)，井口位于井田中央，通過(guò)石門與第一階段輔助運(yùn)輸大巷聯(lián)絡(luò)，采用上下山開采。礦井軌道大巷、運(yùn)輸大巷布置均布置在煤層中，大巷間距 50m。按照目前我國(guó)集中化采煤水平、綜合機(jī)械化回采面的一翼長(zhǎng)度不小于 1000～ 20xxm。 二、采區(qū)劃分 斷層分布情況和村莊、鐵路以及河流壓煤是決定本礦井采區(qū)劃分的重要因素。 為了避免采用箕斗井回風(fēng)時(shí)封閉井塔困難和減少穿越流沙層開鑿風(fēng)井的數(shù)目，決定 采用分列式通風(fēng)。一般適用于井田范圍較小，生產(chǎn)能力不很大、瓦斯等級(jí)低的礦井。 （ 3）有利于工業(yè)廣場(chǎng)布置合理。主要缺點(diǎn)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。 （ 6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 確定開拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。這些用于開拓的井下巷道的