【正文】 三2煤層以富灰分為主，特低硫，特低磷，中等發(fā)熱量，中等~難選的無(wú)煙煤?？傮w構(gòu)造特征是以寬緩褶皺為主，伴隨一定數(shù)量的斷裂構(gòu)造，且多集中在表現(xiàn)明顯的背、向斜兩側(cè)。/s。工業(yè)廣場(chǎng)西距永城市新城5km，北距隴海鐵路夏邑車(chē)站77km；東距青（青龍山）阜（阜陽(yáng)）鐵路百善站15km；東南距礦區(qū)鐵路接軌點(diǎn)青町站35km（直線(xiàn)距離）；。城郊井田內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅有淮河支流的沱河從本區(qū)北—中部自西向東流過(guò)，沱河源于商丘北側(cè)響河，雨季流量劇增，旱季干涸無(wú)水，屬季節(jié)性河流。大氣降水量多集中在7～8月份，可占全年降水量的50%以上，㎜。%。煤層頂板砂巖裂隙水是礦床主要直接充水的水源，但由于井田內(nèi)砂巖富水性很弱，滲透性差，徑流滯緩，補(bǔ)給源不足，故對(duì)將來(lái)的礦床開(kāi)采一般不會(huì)造成太大的威脅。），穩(wěn)定性差，管理有一定困難。℃/100m，從地溫梯度看，淺部地溫梯度較高，深部地溫梯度較低?！?；（1998）5號(hào)文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。（注：第三章詳細(xì)說(shuō)明）、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；。井田邊界保護(hù)煤柱：F1斷層保護(hù)煤柱：F2斷層保護(hù)煤柱：2）工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第522條規(guī)定：。井田保護(hù)煤柱永久損失量：礦井可采儲(chǔ)量：3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宜按工作日330天計(jì)算，每天凈提升時(shí)間宜為18小時(shí)。為緩傾斜煤層，開(kāi)采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，媒質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。副井采用加寬容器提升、下放物料，能滿(mǎn)足大型設(shè)備的下放與提升。煤層傾角45176。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。為緩傾斜煤層；表土層較厚平均達(dá)到220米；水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，涌水量小，煤層最小埋深470米，最大埋深860米，高差較大，因此不宜采用斜井開(kāi)拓，宜采有立井開(kāi)拓。1）井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開(kāi)采，并兼顧其他水平，有利于井底車(chē)場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門(mén)工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過(guò)厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開(kāi)高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場(chǎng)宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專(zhuān)用線(xiàn)短，道路布置合理。其優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)費(fèi)用低，支護(hù)簡(jiǎn)單。2）水平劃分方案：?jiǎn)嗡介_(kāi)采；兩水平開(kāi)采。圖43 方案三方案三采用單水平開(kāi)采，在850米水平。兩種方案技術(shù)上均可行，水平服務(wù)年限也符合要求，兩者相比雖然方案3總投資比方案2低，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)也可能略低一些，但是其初期投資稍多，故對(duì)兩方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。一般來(lái)說(shuō)，立井井筒的斷面有圓形和矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長(zhǎng)，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用低以及便于施工等優(yōu)點(diǎn)，因此主副井筒均采用圓形斷面。井筒內(nèi)裝備矩形組合鋼罐道梁，并設(shè)有玻璃鋼梯子間、排水管路、通風(fēng)信號(hào)及動(dòng)力電纜，如圖42，主要參數(shù)見(jiàn)表410。m1費(fèi)用/萬(wàn)元工程量/m單價(jià)/元大巷來(lái)的材料電機(jī)車(chē)直接倒入換轉(zhuǎn)站一端等待換裝，空車(chē)返回井底車(chē)場(chǎng)存車(chē)線(xiàn)。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(mén)。1）煤炭運(yùn)輸大巷此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶機(jī)運(yùn)輸煤炭，并設(shè)專(zhuān)用人行道，斷面需要滿(mǎn)足一定的要求。設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射錨 桿凈周長(zhǎng)/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mm厚度/mm形式外露長(zhǎng)度/mm排 列方 式排間距/mm長(zhǎng)度/mm直徑/mm44403770120樹(shù)脂100三花800220020表413 每米工程量及材料消耗量表圍巖類(lèi)別掘進(jìn)工程量(m178。)錨桿數(shù)量(根)材料消耗表粉刷面積(m178。該帶區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大的構(gòu)造影響生產(chǎn)，煤層走向起伏不明顯，176。圖51 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)帶區(qū)內(nèi)采用沿空留巷，順采接替，分帶之間不留煤柱。帶區(qū)內(nèi)的開(kāi)采采用U型后退式（面向煤層集中巷），風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單，漏風(fēng)小。本礦工作面推進(jìn)1800 m，回采巷道采用單巷布置，獨(dú)頭通風(fēng)超過(guò)1000 m會(huì)有困難，所以每隔1000 m開(kāi)設(shè)一個(gè)中切眼。帶區(qū)同時(shí)回采的工作面數(shù)目確定后，可按下式計(jì)算帶區(qū)生產(chǎn)能力 （53）式中： A區(qū)——帶區(qū)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t/a； K1 ——工作面不均衡系數(shù)，帶區(qū)內(nèi)同采一個(gè)工作面，取1，帶區(qū)內(nèi)同采兩個(gè)工作面，； K2 ——帶區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，； n ——帶區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，取1。因此車(chē)場(chǎng)非常簡(jiǎn)單，一個(gè)繞道起坡就可以保證正常生產(chǎn)。垂直式煤倉(cāng)受力性能好，較少發(fā)生堵塞現(xiàn)象；圓形斷面受力性能好，斷面利用率高，施工方便，便于維護(hù)，不易堵倉(cāng)。鏡煤呈薄層狀或小透鏡狀與亮煤及暗煤組成條帶狀結(jié)構(gòu)，屬半亮及光亮型煤。二三2煤層屬于無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤層，且屬不自燃發(fā)火煤層。在局部地區(qū)留有三角煤，可用普采工藝開(kāi)采。根據(jù)準(zhǔn)備中連續(xù)采煤機(jī)及其配套設(shè)備的尺寸，以及輔助運(yùn)輸設(shè)備的尺寸，確定工作面兩分帶斜巷斷面為矩形斷面。④下行（上行）割煤：完成進(jìn)刀、割完三角煤后，再一次調(diào)整煤機(jī)滾筒的上下位置關(guān)系，從工作面一端向另一端割煤，直至另一端頭。則： D ==由于綜采工作面雙滾筒采煤機(jī)一般都是一次采全高，故滾筒直徑D應(yīng)稍大于最大采高之半，即D＞1/2Hmax。因此，要綜合權(quán)衡利弊，選用合理截深。設(shè)計(jì)推薦滾筒轉(zhuǎn)速為40r/min較合適。1）理論生產(chǎn)率在給定條件下，以最大參數(shù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)的生產(chǎn)率稱(chēng)為理論生產(chǎn)率，理論生產(chǎn)率Q的計(jì)算公式為：式中：——理論生產(chǎn)率，t/h；——工作面平均采高，m；——滾筒有效截深，m；——給定條件下可能的最大牽引速度，m/min；——煤的密度。然而增加裝機(jī)容量，加大牽引速度，并不是增加工作面生產(chǎn)能力的唯一途徑，綜合機(jī)械化采煤是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，除了需要解決和改進(jìn)技術(shù)和裝備上的問(wèn)題外，尚需改進(jìn)管理上存在的問(wèn)題，其中首要的問(wèn)題是提高采煤機(jī)的開(kāi)機(jī)率。采煤機(jī)的生產(chǎn)能力正比于采高，因此也可以根據(jù)采高估計(jì)裝機(jī)容量的大小?？刂葡到y(tǒng)采用可編程控制器及DTC變頻器，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是目前綜采工作面高產(chǎn)高效的一種常用機(jī)型。其主要技術(shù)特征見(jiàn)表63。代入數(shù)據(jù)得：P＝≤80%=經(jīng)驗(yàn)算，P不大于支架額定支護(hù)強(qiáng)度的80%，所以該支架能夠滿(mǎn)足支護(hù)要求。、推移刮板輸送機(jī)滯后采煤機(jī)10～15m推移刮板輸送機(jī)，工作面順序逐架推移刮板輸送機(jī)，推移步距為800mm，確保工作面運(yùn)輸機(jī)成一直線(xiàn)；當(dāng)采煤機(jī)到工作面運(yùn)輸機(jī)頭后，先向上返刀直至煤機(jī)后滾筒完全進(jìn)入煤壁、完成進(jìn)刀后再將機(jī)頭處運(yùn)輸機(jī)移至煤壁。表66 端頭支架主要技術(shù)特征項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)型號(hào)ZT7500/18/36工作阻力kN7230~7500初撐力kN5380~6030最小支撐高度m最大支撐高度m支護(hù)強(qiáng)度MPa~中心距m底板比壓MPa~重量t、超前支護(hù)（1）超前支護(hù)的范圍及方法工作面采用DW35－300/110X型單體液壓支柱加鉸接頂梁進(jìn)行超前支護(hù)。要上好保險(xiǎn)繩并將單體支柱與頂網(wǎng)或鋼帶用10鐵絲捆緊，以防柱倒傷人。50mm。移架時(shí)要保證支架移到位，梁端距依據(jù)采高變化保持在350～550 mm之間；移架過(guò)程中要及時(shí)調(diào)整支架形狀，如發(fā)生倒架、咬架等現(xiàn)象，需在移架過(guò)程中及時(shí)利用側(cè)護(hù)板調(diào)整。（2）端頭支架底座嚴(yán)禁鉆底，以防壓住推移桿使轉(zhuǎn)載機(jī)和工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭推移困難，損壞設(shè)備。推移工作面刮板輸送機(jī)時(shí)，必須距采煤機(jī)底滾筒大于15m進(jìn)行，不得出現(xiàn)急彎、除進(jìn)刀所需外其它地段不準(zhǔn)出現(xiàn)彎曲。移架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)移架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：支架拉過(guò)后必須成一直線(xiàn)，其偏差不得超過(guò)177。③當(dāng)機(jī)組行至工作面兩頭距巷道15m以?xún)?nèi)時(shí)，嚴(yán)禁在兩頭作業(yè)，以防甩出大塊傷人。②分帶運(yùn)輸斜巷的超前支護(hù)從煤壁線(xiàn)向外30 m超前支護(hù)，柱距800mm。、端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式、端頭支架支護(hù)及要求端頭是工作面與斜巷的交接處，跨度大，斷面大，支承壓力在此集中，變形量大，難于維護(hù)。表65 乳化液泵站技術(shù)特征表型號(hào)流量L/min壓力/MPa功率/kW電壓/V配套液箱型號(hào)容積/LWRB200/2001251140RX200/16A1600、頂板管理工作面采用全部跨落法管理頂板。、支架選型及布置回采工作面的支護(hù)采用液壓支架支護(hù)，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、采高等條件，選用ZZ4800/22/42型低位放頂煤液壓支架及其相配套的端頭支架。工作面刮板輸送機(jī)選型需滿(mǎn)足三個(gè)方面的要求，即運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并留有一定的備用能力；外形尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配；運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。（7）采煤機(jī)牽引力采煤機(jī)的牽引力與裝機(jī)容量關(guān)系密切，裝機(jī)功率150kW時(shí)，牽引力為160～180kN；裝機(jī)容量300kW時(shí)，牽引力達(dá)250～300kN。采煤機(jī)最大牽引速度用下式計(jì)算：=式中：——牽引速度，m/min； ——滾筒轉(zhuǎn)速，r/min； ——每條截線(xiàn)上的齒數(shù)，一般取1～3； ——滾筒的齒長(zhǎng)若未知，可近似取刀型截齒=65～100mm；鎬型截齒=60～80mm。在實(shí)際工作中，只有與其配套的設(shè)備生產(chǎn)能力大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力時(shí)，采煤機(jī)才能達(dá)到給定的理論生產(chǎn)率。過(guò)高將使煤塵增多，大大降低截齒的壽命。根據(jù)帶區(qū)煤礦生產(chǎn)能力為120kt/a和礦井工作制度（每天四班作業(yè)，其中三班出煤，一班準(zhǔn)備及檢修）。計(jì)算結(jié)果要按照滾筒系列化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整后，最后確定滾筒直徑。圖61 雙滾筒采煤機(jī)端部割三角煤斜切進(jìn)刀、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型根據(jù)本井田煤層特點(diǎn)，在工作面主要設(shè)備選型時(shí)考慮以下原則：技術(shù)裝備先進(jìn)、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)能力大；各設(shè)備間需相互適應(yīng)、能力匹配、運(yùn)輸暢通，不出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象；設(shè)備選擇要和礦井的煤層賦存條件相適應(yīng)，與礦井規(guī)模和工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化；對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，工作人員能快速方便地到達(dá)工作地點(diǎn)。工作面配套設(shè)備見(jiàn)表61。設(shè)備是影響工作面長(zhǎng)度的主要因素之一。/h，最大涌水量為220m179。首采帶區(qū)煤層平均厚度為3 m，煤層平均傾角為6176。煤倉(cāng)高度約21m。進(jìn)入煤層的斜巷角度為30176。帶區(qū)采出率按下式計(jì)算： （53）采區(qū)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量等于采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量減去開(kāi)采損失，在開(kāi)采過(guò)程中的煤炭損失主要有：采區(qū)區(qū)段煤柱損失及割煤損失。以一帶區(qū)一分帶為例。出矸地—→輔助運(yùn)輸大巷—→井底車(chē)場(chǎng)矸石換裝站—→副井5）供電系統(tǒng)地面變電站—→副井—→中央變電所—→軌道大巷—→帶區(qū)車(chē)場(chǎng)—→帶區(qū)變電所—→帶區(qū)軌道斜巷—→工作面6）排水系統(tǒng)帶區(qū)軌道斜巷—→軌道大巷—→井底車(chē)場(chǎng)—→井底水倉(cāng)—→副井1）施工方法：鉆爆法。首采一帶區(qū)共分為10個(gè)分帶，邊界規(guī)整，推進(jìn)長(zhǎng)度從約為1800m。三2煤層頂?shù)装逄匦匀绫?2所示表52 三2煤頂?shù)装逄匦灾苯禹斃享數(shù)装鍘r性泥巖細(xì)質(zhì)砂巖中砂巖厚度(m) 類(lèi)別Ⅱ類(lèi)Ⅲ類(lèi)Ⅲ類(lèi)二2煤頂?shù)装逄匦匀绫?3所示表53 二2煤頂?shù)装逄匦灾苯禹斃享數(shù)装鍘r性泥巖細(xì)質(zhì)砂巖細(xì)質(zhì)砂巖厚度(m) 類(lèi)別Ⅱ類(lèi)Ⅲ類(lèi)Ⅲ類(lèi)本帶區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。)鋪底(m178。)巷道墻角噴射材料(m178。B1=a+b+d式中：B1——運(yùn)輸大巷寬度，mm；A ——人行道寬度，取1500mm；B ——輸送機(jī)邊緣至巷道壁的最小距離，取900mm。醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、消防車(chē)硐室、井下材料庫(kù)、火藥庫(kù)、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車(chē)場(chǎng)等。本車(chē)場(chǎng)具有運(yùn)輸暢通，調(diào)車(chē)方便，通過(guò)能力大，以及工程量省和布置合理等優(yōu)點(diǎn)，如圖43?；鶐r段毛斷面積178。風(fēng)井井筒斷面如圖43所示，主要參數(shù)見(jiàn)表411。主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為5 m， m178。即本設(shè)計(jì)選用立井單水平開(kāi)拓方案。圖44 方案四方案四用采單水平開(kāi)采，兩層煤各有一個(gè)井底車(chē)場(chǎng)，第一層煤水平在770米。采用兩水平開(kāi)采，第一水平標(biāo)高750m，第二水平標(biāo)高920m。1）礦井開(kāi)拓延伸方案本礦井開(kāi)拓延伸可以考慮以下兩種方案：立井延伸；暗斜井延伸。工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田走向在F1和F2 斷層之間，傾斜方向在傾向中央的位置。受地形影響特別大有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶斜井與立井相比：①井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少②地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)簡(jiǎn)單、延深方便③主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力，能滿(mǎn)足特大型礦井的提升需要④斜井井筒可作為安全出口。