【正文】 枯無(wú)水，唯雨季時(shí)才匯集洪水沿溝排泄至馬關(guān)河，馬關(guān)河發(fā)源于平魯縣石井溝、張馬營(yíng)、木瓜界等地，由泉水匯集而成，流量受季節(jié)性影響，為季節(jié)性河流，沿井田東邊界由北向南流過(guò)，于小平易鄉(xiāng)東一帶匯入桑干河，屬海河流域桑干河水系。干燥，晝夜溫差大，風(fēng)沙多為本區(qū)氣候的主要特點(diǎn)。在副井工業(yè)場(chǎng)地新建35/10kv變電所1座。該礦采用斜井開(kāi)拓，采煤方法為短壁式，支護(hù)采用木棚、帶帽點(diǎn)柱及鐵錨桿支護(hù)，回采工作面采用放炮落煤，耙煤機(jī)耙煤，大巷采用皮帶運(yùn)輸，主井采用箕斗提升，通風(fēng)采用中央并列抽出式，主井進(jìn)風(fēng)，副井回風(fēng)，兩臺(tái)主風(fēng)機(jī)，型號(hào)為472N020B，風(fēng)量為2478m3/min，掘進(jìn)工作面采用局扇通風(fēng)，供電方式為雙回路。副井主要負(fù)責(zé)回風(fēng)兼負(fù)責(zé)下料和人員上下。朔城區(qū)地下資源豐富，有煤、石灰?guī)r、高嶺土、鐵、錳、云母等，工業(yè)以采煤為主。井田總的地勢(shì)為西高東低。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）2011級(jí)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1 礦井概述及井田地質(zhì)特征該煤礦位于朔州市平魯區(qū)東南約16km，陶村鄉(xiāng)西家寨村附近，行政區(qū)劃屬平魯區(qū)陶村鄉(xiāng)管轄，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)112176。地形最高點(diǎn)為西南部邊界處山梁，地形最低點(diǎn)為井田東南邊界處。本井田內(nèi)除該礦生產(chǎn)井口外，沒(méi)有其它生產(chǎn)小煤礦開(kāi)采。主井提升方式為皮帶，大巷運(yùn)輸為皮帶。為低瓦斯礦井，井下灑水系統(tǒng)采用靜壓灑水，開(kāi)采41號(hào)煤層，礦井正常涌水量為360m3/d，最大為720m3/d。導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ120mm2。℃，一月份最冷，平均氣溫12℃，℃。河川徑流以降雨、泉水補(bǔ)給為主， m3/s～ m3/s，7月～ m3/s，含沙量較大。井田位于區(qū)域構(gòu)造馬關(guān)河向斜西翼，為簡(jiǎn)單的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育有寬緩的向背斜。（二）石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）在井田范圍內(nèi)無(wú)出露資料，根據(jù)鉆孔資料，－，主要由灰色、灰白色砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，中部一般有2層石灰?guī)r，其中下部一層比較穩(wěn)定，定為標(biāo)志層K1。（六）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）本組巖性以黃綠色及暗紫色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，其間夾薄層狀黃綠色粗砂巖，其粒度不均，分選較差，易風(fēng)化為砂礫。（一）井田含水層井田內(nèi)沒(méi)有專門(mén)水文孔，據(jù)井田西部露天煤礦603 1107號(hào)孔(東距井田2000m左右)鉆孔注水試驗(yàn)資料成果及白蘆—西家寨井田內(nèi)307號(hào)鉆孔資料（距本井田北部邊界1km左右），將本井田含水層劃分如下：1．第四系沖積層孔隙含水層分布在井田東部馬關(guān)河河床中，由砂、礫石組成，沖積層中的地下水由兩岸基巖滲出水及大氣降水補(bǔ)給，水量較豐富。4．二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層該組穩(wěn)定砂巖23層，厚度變化較大，以K3砂巖厚度較為穩(wěn)定，K3砂巖為灰色厚層狀中、粗砂巖，底部常夾有砂礫巖，砂巖裂隙發(fā)育，大部分鉆孔沖洗液漏失或形成干孔，抽水試驗(yàn)，水化學(xué)類型HCO3Mg﹒Ca型，為硬質(zhì)淡水。Mg型水?；鶐r風(fēng)化殼含水層，主要接受大氣降水及溝谷處地表水的補(bǔ)給，局部可以得到第四系孔隙水的補(bǔ)給，通過(guò)裂隙向下伏巖層入滲，由于溝谷的切割，局部又以泉的形式排泄。若9號(hào)煤層生產(chǎn)能力達(dá)到120萬(wàn)t/a，則井下正常涌水量預(yù)計(jì)為216m3/d，最小為144m3/d，最大為288m3/d。2．8號(hào)煤層位于太原組下部。夾矸巖性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖。表11 可 采 煤 層 特 征 表 煤層號(hào)煤層厚度(m)煤層間距(m)結(jié)構(gòu)(夾矸數(shù))穩(wěn)定性可采性頂?shù)装鍘r性頂板底板41—簡(jiǎn)單—復(fù)雜(05)穩(wěn)定全區(qū)可采中粗砂巖泥巖泥巖中細(xì)砂巖8—簡(jiǎn)單(01)穩(wěn)定全區(qū)可采泥巖砂質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖9—復(fù)雜(16)穩(wěn)定全區(qū)可采泥巖砂質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖11—較簡(jiǎn)單(02)穩(wěn)定全區(qū)可采泥灰石中細(xì)砂巖砂質(zhì)泥巖（一）煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征1．41號(hào)煤層直接頂板為中細(xì)粒砂巖或泥巖，－，局部裂隙發(fā)育，屬中等堅(jiān)硬頂板，頂板堅(jiān)硬不易冒落，－，易垮落，底板為灰黑色泥巖或中細(xì)砂巖，質(zhì)散。（二）瓦 斯據(jù)朔州市煤炭工業(yè)局朔煤發(fā)[2007]290號(hào)關(guān)于全市30萬(wàn)噸/年以下地方煤礦60對(duì)礦井2007年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的批復(fù)，為低瓦斯礦井。（四）煤的自燃傾向性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2004年和2008年對(duì)該礦49號(hào)煤層煤樣的測(cè)試結(jié)果：表13 煤的自燃傾向性測(cè)試結(jié)果 煤層號(hào)測(cè)試日期吸氧量cm3/g自燃等級(jí)傾向性質(zhì)礦名412004．10．19Ⅱ自燃本礦2008．3．18Ⅱ自燃本礦92008．3．18Ⅱ自燃本礦由上表可知：4 9號(hào)煤層傾向性質(zhì)均為自燃。（一）物理性質(zhì)及煤巖特征1．宏觀煤巖類型的特征：根據(jù)肉眼鑒定，本井田411號(hào)煤層物理性質(zhì)基本相似，外觀顏色為褐－黑色，瀝青－玻璃光澤，致密堅(jiān)硬。2．微觀煤巖特征根據(jù)白蘆—西家寨井田（精查）報(bào)告資料，各煤層顯微煤巖組分含量見(jiàn)表13：表13 各煤層顯微煤巖組分含量表煤層號(hào)鏡質(zhì)組半鏡質(zhì)組絲質(zhì)組穩(wěn)定組粘土類硫化鐵類碳酸鹽類R176。膠質(zhì)層厚度Y值 －，；元素分析： 碳（Cdaf）％；氫（Hdaf）％；氮（Ndaf）％；氧（Odaf）％。（三）煤的工藝性能1．煤的粘結(jié)性41號(hào)煤層：焦渣特征（CRC）原煤1－5，平均2，浮煤3－6，平均4；膠質(zhì)層厚度（Y）；粘結(jié)指數(shù)（）51；屬中強(qiáng)粘結(jié)性煤。不參與儲(chǔ)量計(jì)算。儲(chǔ)量采用地質(zhì)部門(mén)計(jì)算結(jié)果，井田內(nèi)共求得保有資源/儲(chǔ)量135610kt。11號(hào)煤層可采儲(chǔ)量為：15236kt。3．護(hù)巷煤柱：主要巷道間距40m（中—中），巷道外側(cè)煤柱取30m，采空區(qū)煤柱取20m。3．本礦井煤炭具有良好的市場(chǎng)前景，目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)供需平穩(wěn)，作為地方經(jīng)濟(jì)的組成部分，加大生產(chǎn)能力對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展將起著重要作用。服務(wù)年限T==（a）。3．煤層賦存淺，41號(hào)煤開(kāi)采深度一般在155287m之間。其三是井田中部偏南1240m等高線一帶。其優(yōu)點(diǎn)有：1．現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)地已有公路和神頭一、二電廠相通2．工業(yè)場(chǎng)地地面標(biāo)高較低，井筒工程量少3．工業(yè)場(chǎng)地地勢(shì)較平緩，易于地面布置4．雖然井田位置較偏，但礦井采用斜井開(kāi)拓，井底落在井田內(nèi)南部境界，對(duì)41號(hào)和9號(hào)煤層開(kāi)拓既符合當(dāng)前開(kāi)采重點(diǎn)又可兼顧以后發(fā)展，已征用土地面積能夠滿足礦井升級(jí)改造主、副井生產(chǎn)系統(tǒng)的布置要求。主通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，一用一備，型號(hào)為FBCDZ№17B，電機(jī)功率110kw2，井下主排水水泵3臺(tái)，一用一備一檢修，型號(hào)為D46505，電機(jī)功率37kw。為這次開(kāi)拓設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)推薦的一方案，經(jīng)專家評(píng)審后，并根據(jù)專家意見(jiàn)對(duì)一方案進(jìn)行了修改，修改后的方案稱修改補(bǔ)充方案，經(jīng)復(fù)審批準(zhǔn)。井底設(shè)甩車(chē)場(chǎng)和硐室。41號(hào)煤層帶式輸送機(jī)大巷沿41號(hào)煤層底板，以東西方向并通過(guò)41號(hào)煤倉(cāng)上口，至井田西境界。兩個(gè)水平之間采用直接延深主、副井聯(lián)系。在11號(hào)煤層?xùn)|西方向布置帶式輸送機(jī)大巷，軌道運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷。其他兩個(gè)方案情況簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：二方案：新掘主斜井、副立井開(kāi)拓方案 對(duì)41號(hào)煤層，本方案和一方案的不同之處，就是將一方案中的副斜井改為副立井，井筒坐標(biāo)：X=，Y=，井口標(biāo)高Z=，井筒傾角90176。帶式輸送機(jī)大巷距41煤煤倉(cāng)約150m處，按10度傾角上抬直至煤倉(cāng)上口。將1101上山采區(qū)亦變?yōu)樯?、下山采區(qū)。提升方位角0176。一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)1t罐籠。）東西向布置三條大巷和向南的三條下山巷道。山西省煤炭工程項(xiàng)目咨詢?cè)u(píng)審中心，組織專家評(píng)審以晉煤咨評(píng)設(shè)字[2008]301號(hào)評(píng)審意見(jiàn)書(shū)上報(bào)山西省煤炭工業(yè)局規(guī)劃處，山西省煤炭工業(yè)局以晉煤規(guī)發(fā)[2009]7號(hào)文進(jìn)行了批復(fù)。三方案主、副井筒位于井田中部位置適中井下可根據(jù)煤層賦存情況靈活設(shè)置水平，在41煤和9號(hào)煤各布置三條大巷，前期開(kāi)拓合理移交生產(chǎn)時(shí)初期井巷工程量較少井下煤炭運(yùn)輸噸公里數(shù)少，運(yùn)輸費(fèi)用低立井井筒及井下硐室復(fù)雜，施工困難，使用設(shè)備多，不易管理施工速度慢，工期長(zhǎng)，投產(chǎn)時(shí)間晚井下巖石巷道較多主立井箕斗提升，上、下裝載系統(tǒng)復(fù)雜，管理相當(dāng)困難。（一）井筒用途、布置及裝備根據(jù)礦井開(kāi)拓布置和通風(fēng)安全等要求，達(dá)產(chǎn)時(shí)礦井設(shè)三個(gè)井筒，即主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井。井壁結(jié)構(gòu)：主斜井、副斜井基巖段為錨噴網(wǎng)支護(hù)，表土段為鋼筋混凝土支護(hù)。結(jié)合礦井輔助提升及大巷運(yùn)輸方式，確定副斜井井底車(chē)場(chǎng)形式為甩車(chē)場(chǎng)。采用混凝土支護(hù)，防水閘門(mén)硐室應(yīng)有專項(xiàng)設(shè)計(jì)，防水閘門(mén)必須采用定型設(shè)備和由持有許可證的廠家制造。主、副水倉(cāng)分期分別清理。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層傾角為2176。老頂：全區(qū)分布，由礫巖、粗粒砂巖、中細(xì)粒砂巖構(gòu)成，一般厚度4~10m。；~ g/cm179。盤(pán)區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層。3．加大工作面長(zhǎng)度，減少倒面、搬家次數(shù)，降低開(kāi)采成本。（一）采區(qū)尺寸采區(qū)尺寸的確定取決于地質(zhì)構(gòu)造條件，煤層開(kāi)采技術(shù)條件及采區(qū)內(nèi)采煤和運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備。401采區(qū)內(nèi)沿41號(hào)煤層平行布置膠帶、軌道和回風(fēng)大巷，膠帶大巷、軌道大巷沿煤層底板布置，回風(fēng)大巷沿煤層頂板布置。材料、設(shè)備運(yùn)輸線路為：初期用調(diào)度絞車(chē)牽引礦車(chē)或材料車(chē)，從井底車(chē)場(chǎng)→軌道大巷→401采區(qū)軌道順槽→軌道順槽→綜采或掘進(jìn)工作面。4．煤層頂板為中砂巖，部分相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖；底板為細(xì)砂巖—中砂巖，部分為泥巖。20年來(lái)得到了迅速的發(fā)展，截止到1993年，綜采放頂煤已經(jīng)在13個(gè)省的26個(gè)礦務(wù)局59個(gè)工作面使用。詳見(jiàn)表662。低位放頂煤支架是目前使用效果較好的架型，潞安、袞州礦區(qū)用低位小插板式放頂煤支架，創(chuàng)造了高產(chǎn)高效紀(jì)錄。（三）頂煤層可放性：頂煤層的可放性由煤的賦存條件、力學(xué)性質(zhì)、層理發(fā)育狀況及夾矸層特征等各項(xiàng)開(kāi)采技術(shù)條件綜合確定：1．煤層厚度：一次采放全高以510m為宜，最大不超過(guò)12m。但均在煤層上部。據(jù)以上分析，結(jié)合大同忻州窯礦“兩硬特厚”煤層綜采放頂煤技術(shù)成功的經(jīng)驗(yàn)，本礦41號(hào)煤層選用綜采放頂煤采煤法。采、裝、運(yùn)、支工序全部機(jī)械化。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)設(shè)備情況，以及地方同類型礦井目前采煤機(jī)使用情況(忻州窯礦MXA600)，為滿足高產(chǎn)高效要求，確定放頂煤工作面選用MG200475W型采煤機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表415。r——煤的容重。C——輸送機(jī)傾角系統(tǒng)α=010176。根據(jù)計(jì)算選用SSJ1000可伸縮膠帶輸送機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表67。二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)械匹配。表65 采煤機(jī)技術(shù)特征表 型 號(hào)最大開(kāi)采高度(mm)電機(jī)功率(kw)電壓滾筒直徑(m/個(gè))截 深(mm)牽引型式機(jī)面高度(mm)重量(t)MG200/475W180035004751140630液壓、雙牽引、無(wú)鏈95033/電機(jī)型號(hào) YBCS42002，YBPS754。各設(shè)備之間要相互配套，保證各工序暢通，增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以達(dá)到采、運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。所以，南北部11號(hào)煤采用綜機(jī)一次采全高采煤法。5．自燃發(fā)火期：根據(jù)地質(zhì)報(bào)告資料，本礦41號(hào)煤層井下自燃發(fā)火期最短為68個(gè)月，大于3個(gè)月，在綜放條件之內(nèi)。2．煤層傾角：本井田煤層傾角210176。)57回采工效(t/工)平均日推進(jìn)度(m/d)煤層硬度(f)工作面單產(chǎn)(萬(wàn)t/月)最高日產(chǎn)(t/d)14368煤技術(shù)的新突破，變分兩層或三層開(kāi)采為一次采全厚的綜放開(kāi)采，使難產(chǎn)低產(chǎn)煤層變?yōu)楦弋a(chǎn)煤層，把合理集中生產(chǎn)提高到新水平。各礦兩種開(kāi)采方法的經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果見(jiàn)表63。我國(guó)已經(jīng)成為世界上綜采放頂煤開(kāi)采技術(shù)發(fā)展最快，擁有放頂煤液壓支架數(shù)量最多的國(guó)家。（二）采煤方法選擇：1．分層開(kāi)采我國(guó)厚煤層產(chǎn)量占原煤產(chǎn)量的45%。（二）采區(qū)通風(fēng)1．新鮮風(fēng)流：主斜井（副斜井）→井底車(chē)場(chǎng)→膠帶大巷（軌道大巷）→運(yùn)輸順槽→回采工作面?；夭晒ぷ髅娌贾?條順槽，采用“U”型通風(fēng)方式，單進(jìn)單回。但采區(qū)尺寸加大又使采區(qū)煤炭及輸助運(yùn)輸、通風(fēng)等費(fèi)用增加，巷道維護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)，維修費(fèi)用增加，同時(shí)供電距離增加，電壓降增加，影響工作面機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的塊段。（一）采區(qū)和工作面數(shù)目本礦為擴(kuò)建礦井。179。安1號(hào)孔采樣測(cè)試，~，屬中等堅(jiān)硬～堅(jiān)硬巖石。頂?shù)装鍘r性好，開(kāi)采技術(shù)條件優(yōu)越，為充分發(fā)揮井田煤層的資源優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)推薦礦井穩(wěn)定生產(chǎn)期達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，布置一個(gè)綜采放頂煤工作面，保證礦井產(chǎn)量。（三）調(diào)車(chē)方式從軌道大巷來(lái)的矸石垂車(chē)及材料空車(chē)，由調(diào)度絞車(chē)牽引至車(chē)場(chǎng)垂車(chē)線，由副斜井絞車(chē)提升至地面。煤倉(cāng)高度30m。因礦井主運(yùn)輸采用膠帶機(jī)運(yùn)輸，掘進(jìn)煤采用區(qū)內(nèi)處理，故井底車(chē)場(chǎng)主要擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備、及上下人員運(yùn)輸，運(yùn)輸量不大。原有的副斜井、回風(fēng)斜井關(guān)閉。裝備一條1000mm寬鋼繩芯強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的運(yùn)煤任務(wù)。主立井不設(shè)梯子間，少一個(gè)安全出口，安全性較差。表41 開(kāi)拓方案優(yōu)缺點(diǎn)表項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一方案斜井井筒和井下硐室簡(jiǎn)單施工方便，管理容易井下各煤層均為上山開(kāi)采、運(yùn)輸、排水費(fèi)用少初期三條大巷布置在井田南境界處，重點(diǎn)開(kāi)采41號(hào)，9號(hào)煤層，既滿足當(dāng)前和重點(diǎn)要求。水平標(biāo)高920m。設(shè)梯子間，作為礦井的一個(gè)安全出口。不設(shè)梯子間。開(kāi)拓方式平面圖見(jiàn)C13001090008。對(duì)9號(hào)煤層的開(kāi)拓方式和一方案的不同之處，是將原835m標(biāo)高提至850m，在8