【文章內(nèi)容簡介】 煤層編號工業(yè)資源/儲量（kt）永久煤柱損失（kt）設計資源/儲量（kt）井田境界斷層村莊小計315合計（四）礦井設計可采儲量礦井留設的開采保護煤柱有：礦井工業(yè)場地、井筒及開拓大巷保護煤柱，主要巷道間煤柱及巷道兩側(cè)煤柱均按30m寬留設。礦井工業(yè)場地及井筒保護煤柱是在其邊線外留出保護等級圍護帶寬度，圍護帶寬20m，然后按照松散層的移動角取45176。，基巖移動角走向取73176。，上山取72176。，下山取72176。，計算出各巖層的水平移動長度，所有巖層水平移動長度之和即為圍護帶外煤柱的寬度。礦井設計可采儲量按下式計算：ZK=(ZsP)C 式中：ZK——礦井設計可采儲量，kt； Zs——礦井設計資源/儲量，kt； P——開采煤柱損失，kt； C——采區(qū)回采率。設計采區(qū)回采率為75%。經(jīng)計算，其中3號煤層無設計可采儲量，礦井設計可采儲量匯總表見表。表 礦井設計可采儲量匯總表 煤層序號設計資源/儲量(kt)開采保護煤柱損失(kt)開采損失(kt)合計設計可采儲量（kt）場地及井筒主要井巷合計30015合計（五）3號煤層剩余資源儲量情況根據(jù)該礦兼并重組整合地質(zhì)報告分析， kt，井田內(nèi)卻分布分散，儲量可信度不高，且大部為各類保安煤柱壓蓋，如回收剩余3號煤量，建議探明真實資源情況，做暗斜井聯(lián)絡到3號煤層進行回采，礦井3號煤剩余儲量情況見下表。表 礦井3號煤剩余儲量情況表煤層編號工業(yè)資源/儲量（kt）煤柱壓蓋儲量（kt）剩余資源儲量（kt）井田境界（kt）斷層及構(gòu)造（kt）村莊（kt）場地及井筒（kt）主要井巷（kt）30合計0第二節(jié) 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限一、礦井工作制度 礦井設計年工作日為330天，礦井實行四六工作制度（三班生產(chǎn)，一班檢修準備），地面實行三八工作制度，日凈提升時間16h。二、礦井生產(chǎn)能力確定 礦井生產(chǎn)能力主要受煤層開采技術(shù)條件、資源儲量、市場需求和交通運輸條件等多方面制約。（一）礦井開采技術(shù)條件及資源/儲量井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件簡單，煤層賦存平緩穩(wěn)定。礦井地質(zhì)資源量53134kt，礦井工業(yè)資源/。礦井15號煤層瓦斯含量不高，煤塵有爆炸危險性，煤層自燃等級屬Ⅰ級。對于礦井相關(guān)不利因素，設計認為：以國內(nèi)現(xiàn)有的成熟的開采技術(shù)，只要設計部門進行精心設計和礦方加強建設生產(chǎn)管理，并采取有效防治措施，是能夠得以治理的。（二）交通運輸條件礦井井田南距沁（水）—輝（縣），西距太（原）—焦（作）鐵路米山集運站10km，距長晉二級公路（207國道）15km，交通較為方便。綜上因素，另根據(jù)晉煤重組辦發(fā)[2009]44號文件精神，及山西省國土資源廳為該礦換發(fā)的C1400002009111220043332號采礦許可證，本礦井兼并重組整合后生產(chǎn)能力為900kt/a。三、礦井水平服務年限 ，先期開采15號煤層可采資源儲量11450kt。則礦井服務年限：T＝ZK /( AK )= (900)= T先＝Z先/( AK )= 11450/(900)= 式中：T——礦井設計服務年限，a； ZK——礦井可采儲量，kt； A——礦井設計生產(chǎn)能力，kt/a； K——儲備備用系數(shù)。經(jīng)計算，；。第三節(jié) 井田開拓一、井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、煤層及水文等條件對開采的影響（一）地質(zhì)構(gòu)造井田東距晉獲褶斷帶高平正斷層約1300m，受此影響井田總體構(gòu)造為一軸向近北東—南西的向斜，該向斜兩翼基本對稱，傾角27176。，一般4176。左右。受區(qū)域構(gòu)造影響，據(jù)該礦井下巷道揭露及本次勘查資料，井田發(fā)育6條斷層，分述如下：F1 、F2 、FF4 、F5五條正斷層由井下采掘巷道揭露，均位于井田西北部，最大落差15m，最大延伸長度為380m，控制研究程度高；F6逆斷層：位于井田東南部，落差2035m，井田內(nèi)延伸長度為930m左右，由勘查1號鉆孔揭露，井田內(nèi)構(gòu)造復雜程度屬簡單類型。（二）煤層特征井田內(nèi)可采煤層為山西組的3號煤層和太原組的15號煤層。3號煤層位于山西組下部，，為大部可采穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單，偶含一層夾矸。煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖或鋁土質(zhì)泥巖，偽頂為炭質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖或黑色泥巖，3號煤層基本采空。15號煤層位于太原組底部，K2灰?guī)r為其直接頂板，上距3號煤層約99m。，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，含02層夾矸，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板為K2灰?guī)r；底板為黑色泥巖或細粒砂巖。15號煤層為本次設計開采煤層。（三）水文地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)報告參考鄰近礦資料：15號煤層兼并重組后生產(chǎn)能力達到900kt/a時，礦井正常涌水量為300m3/d，最大涌水量為600m3/d。礦井水文地質(zhì)類型屬簡單型。（四）瓦斯、煤塵爆炸性及煤的自燃性經(jīng)預測，礦井瓦斯等級為低瓦斯，15號煤層屬容易自燃，煤塵有爆炸危險性。二、井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、煤層及水文等條件對開采的影響。井田總體構(gòu)造為一軸向近北東—南西的向斜，該向斜兩翼基本對稱，傾角27176。，一般4176。左右。井田發(fā)育6條斷層和6個陷落柱，皆為井下巷道揭露，故井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造對礦井安全建設生產(chǎn)影響不大。15號煤層位于太原組底部，K2灰?guī)r為其直接頂板，上距3號煤層約99m。，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，含02層夾矸，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板為K2灰?guī)r；底板為黑色泥巖或細粒砂巖。15號煤層屬容易自燃煤層，煤塵有爆炸危險性，低瓦斯礦井。從國內(nèi)開采技術(shù)條件看，只要精心管理和采取切實有效的安全措施，對15號煤層開采影響不大。3號煤層的直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，富水性弱。15號煤層最低底板標高為740m，奧灰水位標高為615617m，遠高于奧灰水位標高，不存在帶壓開采問題，總體15號煤層水文地質(zhì)條件屬簡單型。但在斷層等地質(zhì)構(gòu)造附近開采時，建設和生產(chǎn)中必須堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則，防患于未然。三、礦井工業(yè)場地位置本次設計礦井開拓方式仍采用斜井開拓，利用原前和煤礦工業(yè)場地，該場地位于井田南部東牛莊村和張家莊村之間東南約500m寬狹長開闊坡地，該處地處井田南部邊界附近，地勢開闊，場礦方現(xiàn)已依據(jù)地形地勢采用臺階式布置了行政福利區(qū)、主要生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和對礦井現(xiàn)有生產(chǎn)設施的校核，能滿足礦井達到900kt/a要求。此外，（水）—輝（縣）二級公路通過，西距太（原）—焦（作）鐵路米山集運站10km，距長晉二級公路（207國道）15km，交通便利，便于礦井原煤外運銷售及材料、設備采購。該場地內(nèi)形成水源井和架空導線。綜述選擇利用現(xiàn)有的工業(yè)場地是合理的。設計前期風井工業(yè)場地位于井田中部上莊村村北約200m處的荒坡地上，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘及井下測量，該處3號煤層為實體煤，能滿足礦井前期（一、二、三采區(qū)）礦井回風需求。設計后期風井工業(yè)場地位于井田東北部高平魏莊煤礦場地，設計后期風井利用高平魏莊煤礦副立井擴掘，能滿足礦井后期（四采區(qū)）礦井回風需求。四、井田開拓方式的確定基于礦井現(xiàn)有生產(chǎn)、生活設施布置情況，在嚴格執(zhí)行國家相關(guān)法律、法規(guī)及煤礦安全規(guī)程、規(guī)范的前提下，本著“盡量利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設施和機電設備，減少基建投資、避免資源浪費”的指導思想，從礦井具體現(xiàn)狀的實際出發(fā)，并結(jié)合考慮礦井井型、服務年限、煤層賦存條件、井筒提升設備、井下開拓布置和回采面裝備水平、回采面年推進度等因素，本次設計井下開拓提出兩個方案進行比較：（一）礦井斜井開拓方案一： 方案一：利用現(xiàn)前和工業(yè)場地進行擴建改造，在場地內(nèi)新掘主斜井和副斜井兩個井筒。其中：，176。，斜長為575m，裝備膠帶輸送機，設檢修軌道，鋪設行人臺階，擔負礦井煤炭提升任務，并作為進風井兼作安全出口，井下設上抬式井底煤倉，設膠帶上倉斜巷連接采區(qū)膠帶巷；，傾角22176。，斜長為378m，鋪設單軌，并架設架空乘人器，鋪設行人臺階，擔負上下人員、材料、矸石、大件設備等輔助提升任務，并作為進風井兼作安全出口，設計副斜井井底設平車場，滿足材料、設備和人員轉(zhuǎn)載任務，井底車場西側(cè)設等候硐室和急救硐室，東側(cè)布置中央變電所、中央水泵房、主、副水倉、管子道等硐室。在主斜井井底東西方向設一組巷道（三巷），服務于井田西南部資源，劃分該處為首采采區(qū)，即一采區(qū)；向北布置一組巷道（三巷），作為服務于井田中部及東部資源，該處為接替采區(qū)，即二采區(qū)；二采區(qū)膠帶巷掘至緯線3973000處，一組大巷繼續(xù)掘至北部井田邊界，服務于井田北部資源，即三采區(qū)；一組巷道轉(zhuǎn)向東布置掘至經(jīng)線19863000處分界，再轉(zhuǎn)向南北，溝通后期魏莊風井，服務于井田東北部資源，即四采區(qū)。因此，根據(jù)大巷的布置形式，全井田劃分為四個采區(qū)。設計前期（一、二、三采區(qū)）礦井為中央分列式通風，由主斜井和副斜井進風，回風立井回風。設計后期（四采區(qū)）礦井為中央分列式通風，由主斜井、副斜井和進風立井（前期回風立井）進風，魏莊風井回風。（二）斜井開拓方式方案二： 本方案井筒及大巷布置基本一致。井筒仍按上述方案參數(shù)新掘和裝備，不同點為主斜井煤倉下落式布置，主斜井井底設通風立眼和清煤斜巷。大巷布置以煤倉上口為分界點，仍布置東西和南北兩組巷道，服務于一、二采區(qū)。二采區(qū)巷掘至2300m處再分為兩組巷道：一組巷道繼續(xù)向北延伸二采區(qū)巷到礦井北部邊界，服務于井田北部（三采區(qū)），另一組巷道轉(zhuǎn)為東向服務于井田東北部（四采區(qū)）。根據(jù)大巷的布置形式，全井田劃分為四個采區(qū)。礦井前期為中央分列式通風，主斜井和副斜井進風，回風立井回風。礦井通風方法為機械抽出式。（三）開拓方案比較及選擇針對上述兩方案井田15號煤層開拓方案的比較，各開拓方案經(jīng)濟技術(shù)比較見表。從技術(shù)經(jīng)濟比較表可看出，方案一比方案二更能利于礦井安全生產(chǎn)和提高礦井經(jīng)濟效益，結(jié)合礦方意見，設計推薦方案一為本井田的開拓方案。表 井田開拓方案經(jīng)濟技術(shù)比較表方案一方案二優(yōu)點井底井巷工程量相對少100m；煤倉打到煤層頂板堅硬巖層中，有利于大斷面支護；主井底可只設沉淀過濾池，井筒滲水可自流入軌道巷水溝，且清理撒煤簡單。后期開采井田北部及東北部大巷掘進工作量少2000m，且三采區(qū)大巷形成后，可兩翼回采；三采區(qū)工作面準備過程中，可避開井田西北部各構(gòu)造影響。運輸環(huán)節(jié)簡單；缺點井底多一部集中轉(zhuǎn)載上倉膠帶；井底井巷工程量相對多；煤倉打到煤層底板下，破壞底板圍巖；后期開采井田北部及東北部大巷掘進工作量多；三采區(qū)工作面準備過程中，不能避開井田西北部各構(gòu)造影響。五、水平劃分 鑒于礦井單煤層開采15號煤層，設計開拓開采15號煤層采用+810m水平。六、開拓大巷布置形式的確定各采區(qū)分別布置一組大巷：分別作為采區(qū)膠帶巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)回風大巷。采區(qū)軌道運輸巷通過副斜井井底+810m水平井底車場相通，采區(qū)膠帶運輸巷通過上倉斜巷、行人進風巷和井底煤倉與主斜井相通，采區(qū)回風巷通過總回風大巷與回風立井相通。七、采區(qū)劃分及開采順序 采區(qū)開采順序：一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)→四采區(qū)。第四節(jié) 井 筒一、井筒數(shù)目及用途 本次設計新掘井筒為：主斜井、副斜井和回風立井井筒，各井筒用途如下：（1）主斜井主斜井井筒內(nèi)一側(cè)裝備帶寬1000mm的帶式輸送機擔負井下原煤提升任務。井筒另一側(cè)內(nèi)鋪設軌距600mm、22kg/m的單軌，擔負井筒帶式輸送機的檢修任務?？寇壍纻?cè)井筒側(cè)幫上布置有行人臺階、扶手，并每隔40m布置躲避硐室，同時作為礦井一個進風井筒和安全出口。（2）副斜井副斜井井筒鋪設軌距600mm、30kg/m的單軌，井筒內(nèi)裝備有單鉤串車，擔負材料、矸石、設備及大件的輔助提升任務，裝備摘掛式架空乘人裝置，擔負礦井人員上下任務。同時作為礦井一個進風井筒和安全出口。井筒一側(cè)幫上布置有行人臺階、扶手，并每隔40m布置躲避硐室，同時作為礦井一個進風井筒和安全出口。（3）回風立井（前期）新掘回風立井井筒內(nèi)裝備金屬梯子間，作為前期一、二采區(qū)的專用回風井筒，兼做礦井一個安全出口。二、井筒布置及裝備 井筒特征詳見下表。表 井筒特征表井筒名稱主斜井副斜井回風立井（前期）魏莊回風立井（后期）坐標XY井口標高(m)+960++1009+969提升方位角(176。)160176。155176。60176。井筒傾角(176。)176。22176。90176。90176。井底水平標高(m)+802+810+829+845井筒長度(m)557（575）348（378）180124井筒寬度/直徑(m)凈掘表土基巖井筒斷面(m2)凈掘表土基巖井筒支護支護材料表土砼碹砼碹砼碹砼碹基巖錨噴錨噴錨噴錨噴支護厚度(mm)表土500500500500基巖150150150150井筒用途提升煤炭，進風井，兼做礦井一安全出口。下放材料設備、提升矸石、上下人員。進風井，兼做礦井一安全出口。前期一、二采區(qū)專用回風井及兼做礦井一安全出口。后期三、四采區(qū)專用回風井兼做礦井一安全出口。