【文章內(nèi)容簡介】 斷層，已經(jīng)查到且不導水，不會影響采煤工作。所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設計生產(chǎn)能力。（4）儲量條件校核井田的設計生產(chǎn)能力應于礦井的可采儲量相適應，以保證礦井有足夠的服務年限。礦井服務年限的公式為：T=Zk/（Ak） （2—8）式中 T——礦井的服務年限，年；Zk——礦井的可采儲量，；A——礦井的設計生產(chǎn)努力400Mt/a；k——礦井儲量備用系數(shù)。則 T=（4）=60年即本礦井的開采服務年限符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因為礦井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少，有的礦井由于技術原因使采出率降低，從而減少儲量，為保證有合適的服務年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。根據(jù)400萬噸以上特大型礦井的服務年限大于60年的要求，是符合煤炭工業(yè)設計規(guī)范的規(guī)定。第二節(jié) 井田開拓一、井田開拓方案比較（一）地質(zhì)條件對開采的影響（1）新生界松散層厚度大（ m～， m，南薄北厚）；（2）煤層埋藏深（380m～1000m），儲量多；（3）煤層層數(shù)少（可采煤層層），地層傾角8176?！?5176。，產(chǎn)狀平直；（4）井田面積大（50km2）地勢平坦（+24 m～+25 m）；（5）煤層瓦斯含量比較大，地溫比較高；在特厚表土層的條件下，設計確定采用立井，主要石門和集中大巷開拓方式。（二）井筒的形式、位置、數(shù)目及工業(yè)場地的位置、形狀、面積選擇開采單一煤層的開采方式有四種方式，下面就是示意圖：由于本礦8煤層埋藏深，傾角小，厚度大，故可以考慮a，b，d三種方式，而多水平下山開拓由于開拓方式復雜，故首先被否定。本井田走向儲量中心基本位于八東線3孔附近，地面自然標高+，位于內(nèi)澇區(qū)與濟河之間，距濟河河堤僅250m，屬于洪水淹沒區(qū)，且南僅500m即為落差達335m的F202斷層。在該處無法布置工業(yè)場地。因此本礦井井口難于布置在井田儲量中心位置。綜上所述，方案二位于濟河附近，地勢低，易受洪水威脅，井筒表土厚，工業(yè)場地壓煤量大，沒有明顯優(yōu)點。方案一雖然井筒位置偏西，第一水平井底車場巖性稍差，但具有工業(yè)場地開闊、地勢高，井筒表土層薄，工業(yè)場地壓煤量少，工廣不遷村莊，第一水平儲量大，井巷工程量較小，地面鐵路較短。為了減少投資（井筒、遷村、工廣填高、鐵路等），少壓煤，增加建井可靠性，方便工業(yè)場地設施布置和鐵路進線，設計推薦方案一。即主、副井，工業(yè)場地選擇在八線于950m交點西北方向60m處。本次設計根據(jù)井田形態(tài)，資源賦存特點，表土層厚，地質(zhì)構造，建井條件、地面村莊對開采的影響，確定采用立井開拓方式即主井、副井、西風井。工業(yè)場地的面積為40公頃即800m（傾向）500m（走向），加上工業(yè)場地四周各留15m的保護帶那么工業(yè)場地的面積為830m（傾向）530m（走向），西風井地面場地為：60（傾向）m50（走向）m。圖25 單一煤層的開拓示意圖a—單水平上下山開拓 b—多水平上下山開拓 c—多水平下山開采 d—多水平混合開采 方案一，井口位于八線于950m交點西北方向60m處，表土層厚282m，工業(yè)場地地勢平坦、開闊，自然標高+～+，一水平標高700m。井底車場位于8煤的頂板，采用兩翼對角式通風。方案二，井口位于八線于800m交點西北方向200m，表土層厚282m，工業(yè)場地地勢平坦、低洼，自然標高+～+，第一水平標高700m，第一水平井底車場8煤的底板，第二水平標高850m，采用混合式通風。方案三，井口位于線八350m交點北方向250m，表土層厚247m，工業(yè)場地地勢平坦，開闊，自然標高+～24m，第一水平標高400m，第一水平井底車場位于8煤底，然后向下延伸。該方案是下行開采，出煤早，見效快，但后期較困難，故被首先否定?，F(xiàn)在對前兩個方案的優(yōu)缺點分析如下表23。表23 方案優(yōu)缺點比較優(yōu)點缺點方案一（1）主、副井口附近表土比較薄，其厚度約282m；（2）工業(yè)場地開闊、地勢比較高，自然標高約25m，不受洪水威脅、工業(yè)場地附近村莊比較少，除需局部遷移個別零星房屋外，基本上不遷村莊，且工業(yè)場地有發(fā)展余地；（3）工業(yè)場地壓煤比較少，特別是壓煤少；（4）鐵路進線方便，地面鐵路長度比方案二要短，到居住區(qū)也比較近。（1）礦井兩翼儲量比相差比較大，東翼占60%，西翼占40%，井口位置略偏西；（2）第一水平井底車場位于8煤頂板，井底車場巖性比方案二要差一些。方案二（1）第一水平井底車場位于8煤的底板，多為砂巖，便于巷道支護；（2）工業(yè)場地靠近濟河，地勢低；（3）工業(yè)場地壓煤量大，；（4）地面鐵路比方案1長，到居住區(qū)距離比方案一也遠。位于濟河附近，地勢低，易受洪水威脅，井筒表土厚，工業(yè)場地壓煤量大表24 井口位置方案比較表序號比較項目單位方案方案一方案二1井口位置/井口位于八線于950m交點西北方向60m處井口位于八線于800m交點西北方向200m2工業(yè)場地地面地形地貌/地勢平坦、開闊、無村莊、河流地勢平坦、有村莊、位于洪水淹沒區(qū)3工業(yè)場地原始標高m+～+～4主井井筒表土厚m5工業(yè)場地煤柱Mt6第一水平標高m7007007主井井筒可達最深標高m9008508第一水平井底車場層位/8煤的底板8煤的頂?shù)装?達產(chǎn)時井筒個數(shù)個4410達產(chǎn)時采區(qū)慣通距離m11第一水平可采儲量Mt12達產(chǎn)時井巷工程量Mt（三）確定工業(yè)場地地位置和面積根據(jù)以上的分析及計算，可知工業(yè)場地的位置位于八線于950m交點西北方向60m處，形狀為530830m2的矩形。（四）確定的數(shù)目開采水平及標高1．回采上限標高的確定（1）防水煤巖柱的計算與留設① 松散層含、隔水層的分布及特點～，全井田均有分布，～。上部含水組與中部含水段一般無直接水力聯(lián)系?！?，全井田均有分布富水性強。在井田南部，沿25煤層露頭以南古地形隆起處，中部含水段直接覆蓋于基巖上。下部含水段厚0～，比較穩(wěn)定，可起相對隔水作用。該段富水性弱～中等。② 安全煤柱留設的依據(jù)從上述松散層的分布及特點可以看出，對煤系地層有影響的含水層主要為下部含水段，因此，除在十線67m～33m孔附近隔水層缺失地段留設防水煤柱外，其他地段一般只留防砂煤柱。（2）回采上限標高確定 由于計算的防砂煤柱高度均小于風氧化帶的深度，以及基巖面標高的變化比較大等因素，為使回采工作面巷道避開煤層風氧化帶的影響和便于巷道布置與生產(chǎn)管理，根據(jù)采區(qū)布置情況，在一定范圍內(nèi)選用同一標高，作為煤層的回采上限。按表中所列的回采上限，防水煤柱的實際高度一般為70～80m，防砂煤柱的實際高度一般為30～60m。2．水平劃分運輸水平的標高，主要是根據(jù)水平儲量及服務年限、階段垂高及斜長、井底車場巖性等因素確定。第一水平標高，還要考慮采區(qū)的合理配采與接替條件。按上述原則將全礦井劃分為1個水平，實行上下山開采，計算服務年限為62年。（五）采區(qū)劃分及開采順序 1．采區(qū)劃分與采區(qū)儲量根據(jù)井田形態(tài)，地質(zhì)構造、煤層賦存特點及開采方式，設計對開采水平的采區(qū)劃分：第一水平劃分為東一、東二、西一、西二。后期考慮東一、東一并東一、東二兩個采區(qū)同時回采。初期井巷工程量較少，但工作面走向長度短，有利于綜放工作面連續(xù)推進，減少搬家次數(shù)和費用。2．開采順序（1）煤層按賦存條件，采用上行開采和下行開采結合的開采順序。初期回采8煤層。礦井達產(chǎn)時，共布置2個采區(qū)2個回采工作面，即東一西一8。（2）采用先近后遠，即由井筒向井田邊界的采區(qū)前進式開采順序。先采上山煤，后下山開采。（六）巷道布置1．主要運輸巷道的布置根據(jù)本井田煤層的層數(shù)少，地層傾角10176。，產(chǎn)狀平直、穩(wěn)定的賦存特點，第一水平（700m）主要運輸巷道采用集中大巷和分區(qū)石門布置方式。兩翼皮帶機大巷布置的瓦斯含量較低的巖巷中（～）；采區(qū)通過各分區(qū)皮帶機石門與皮帶機大巷聯(lián)系?？紤]到了采區(qū)煤倉容量要求，分區(qū)石門皮帶機搭接關系及大巷圍巖穩(wěn)定性，礦井東、西兩翼皮帶機大巷布置在8煤層頂板的巖石中，兩翼軌道大巷布置在瓦斯含量較低，煤層厚度為5m～7m的以下的巖巷中。為了避免兩套運輸系統(tǒng)之間的相互干擾與巷道的平面交叉，設計確定將皮帶機斜巷布置高于軌道石門及大巷。2．主要回風巷道布置根據(jù)煤層賦存特點，本礦井適于布置東翼回風大巷為單巷布置，其位置在8煤層底板，西翼回風大巷布置在8煤層底板。為了使巷道有較好的施工和維護條件，應盡量把巷道布置在穩(wěn)定性較好的巖層里；另一面，回風大巷應盡量可能遠離八煤層，以免因斷層導通而引起1煤層底板突水危及礦井安全。3．井筒的延伸 礦井只設立一個水平，故暫不考慮井筒延伸的問題。通過以上的分析，可以得出本礦采用單水平上下山開拓是比較理想的開拓方式，即可滿足產(chǎn)量的要求，又能簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，在一定程度上保證了安全。二、礦井基本巷道（一）井筒1．主井（1）主井斷面及箕斗的選型方案；根據(jù)一次提升量40t選用兩套JG32/190B箕斗。表25 箕斗參數(shù)表同側裝卸式JG40/190B載重（t）40有效容積（）最大終端載荷（Kn）1540尾繩裝置最大允許載荷（Kn）670最大提升高度（m）1100表26 JG32/190B箕斗的主要尺寸表ABK33701900226022003500主井井筒凈直徑取8m。主井井筒表土層采用凍結法施工，表土層、基巖段均采用噴射混凝土支護，支護厚度為1000mm，選取JG40/190B型箕斗。其中井筒斷面尺寸同方案一來確定，經(jīng)過計算。2．副井（1）提升設備選型根據(jù)《礦井提升運輸》，副井罐籠的規(guī)格選擇規(guī)定如下：① 根據(jù)井下運輸使用的礦車名義載重量（主井為箕斗提升時按運輸?shù)V車名義載重量）；② 根據(jù)運送最大班下井工人的時間不超過40min或每班總作業(yè)時間是否超過5h來確定罐籠的層數(shù)；采用簡單計算法確定斷面：D=8m；那么，副井井筒表土層采用凍結法施工，表土層、基巖段均采用噴射混凝土支護，支護厚度為1000mm。選取GDG3/9/2/2K(—9B礦車)3．風井在方案一、采用東風井、西風井。東風井用于東翼回風，西風井專用于西翼回風。風井井筒斷面尺寸主要根據(jù)所需通過的風量來確定, 東西翼風井直徑均為7m。（二）井底車場（1）井底車場形式的選擇：初步設計已確定井底車場為折返式車場，東西兩翼軌道大巷來車均經(jīng)主石門進入井底車場。（2）車場巷道斷面及支護形式主要依據(jù)井底車場所通過的風量，運輸設備對外形尺寸和管道線路布置的要求以及圍巖狀態(tài)來確定。圖26 井底車場硐室布置示意圖三、礦井提升（一）主井提升；生產(chǎn)一水平為700m；年工作日為330天，每天三班工作兩班提煤（16小時）。采用塔式提升，（Ⅲ），其最大靜張力為900KM、最大靜張力差為220KM。提升控制和井上、下自動裝卸系統(tǒng)均應具有自動、手動兩種操作方法。主井提升機電控系統(tǒng)所需要的高、低壓電源均引自主井井塔變電所。（二）副井提升副井擔負礦井升降人員和材料設備以及矸石等輔助作業(yè)任務。105/a。本礦采用塔式提升，每罐載76人，提升機為JKM—46（A/Ⅲ）。第三章 采煤方法及采區(qū)巷道布置第一節(jié) 煤層的地質(zhì)特征一、采區(qū)地質(zhì)構造本井田位于謝橋向斜北翼，呈單斜構造。煤層走向北70176?！?0176。，一般傾角為8176?！?5176。，產(chǎn)狀平直、穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)斷層對煤層的破壞程度較小，大斷層均出現(xiàn)在東、西邊界和井田深部。從本礦井斷裂構造分布的位置來看，幾條主要斷層都處于礦井邊界或其深部位置，而井田內(nèi)斷層比較少，規(guī)模也不大，且多出露在8煤層以下各煤層之淺部，對煤層的破壞比較小。二、采區(qū)煤層 本區(qū)8煤層為首采和主采煤層?，F(xiàn)從這層煤的主要特征及其所受構造的影響等方面，對其主要開采條件作如下分析：該煤層厚度介于4m～7m之間，平均6m，煤層厚度的變異系數(shù)為27%，煤層的可采性指數(shù)為100%?！?m的厚度段為主的約占總數(shù)的27%，～，約占總數(shù)的32%。該煤層分布穩(wěn)定，結構簡單，僅局部遇見一層炭質(zhì)泥巖夾矸，煤層頂板以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，局部為石英砂巖；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。第一水平內(nèi)見斷層五條，首采區(qū)內(nèi)見斷層三條。這些斷層的出現(xiàn)，也僅對工作面的布置具備影響。因此，8煤層的開采條件比較好。第二節(jié) 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、采區(qū)布置（一）首采區(qū)位置選擇原則本礦井首采區(qū)位置選擇原則：（1）首采區(qū)位置必須要有較高的勘探程度和豐富的可靠的儲量，尤其是有足夠的綜采可采儲量，而且煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構造簡單。（2）首采區(qū)應布置在井筒附近，使其初期貫通距離短，井巷工程量少，以達到工期短、投資省、達產(chǎn)快的目的。（3）采區(qū)布置要有利于井下開拓、配采和采掘接替，以形成合理的通風運輸系統(tǒng)，為礦井投產(chǎn)后生產(chǎn)管理簡單，生產(chǎn)運營管理費用低創(chuàng)造條件。（4）首采區(qū)要盡量布置在有鄰近礦井生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的煤層中，以保證礦井能夠很快地達到設計產(chǎn)量。（5）首采區(qū)應盡量布置在對開采有影響的的主要村鎮(zhèn)、河流及地面主要干線等建筑物下。（二）采區(qū)巷道布置方式根據(jù)井下開拓布局、煤層群分組及采區(qū)的具體地質(zhì)條件，按安全生產(chǎn)、開采方便、系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟合理以及多掘煤巷少掘巖巷的要求，確定東西一二采區(qū)采用雙翼走向長壁，中央集中上山布置方式。對于各個煤層采用一次采全高的采煤方法，由于本設計首先考慮開采8