【正文】 ） +179。 ＝ （三）礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量 (Zs) Zs＝ Zc－ A1－ A2－ A3－ A4 式中 A1——斷層煤柱煤量， kt； A2——防水煤柱煤量， kt； A3——井田境界煤柱， kt； A4——地面建 (構(gòu) )筑物煤柱煤量， kt。 1） F3 斷層煤柱一側(cè)按 30m 留設(shè)， F6 斷層煤柱兩側(cè)按 30m 留設(shè)，經(jīng)計(jì)算 A1＝； 則，礦井設(shè)計(jì)資源 /儲(chǔ)量為： Zs=－ ＝ （四） 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 （ Zk） 礦井可采儲(chǔ)量 =設(shè)計(jì)利用資源儲(chǔ)量 工作面開采 損失煤量 采區(qū)煤柱損失量 礦井永久煤柱損失量 =Zk(－ － － － )179。85% ＝ 25 第二節(jié) 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 一、工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330 天；每天 3 班作業(yè)，每班工作 8h；采煤工作面 采用 “自采 自 準(zhǔn) ”作業(yè)方式；掘進(jìn)工作面 3 班作業(yè)；每天凈提升時(shí)間為 16h。 二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，是指按設(shè)計(jì)規(guī)定的工作制度和設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)正常生產(chǎn)的條件下，持續(xù)、穩(wěn)定、安全地完成的日產(chǎn)量和年產(chǎn)量。 礦井設(shè)計(jì)的最優(yōu)準(zhǔn)則是使礦井生產(chǎn)獲得最大實(shí)際效益，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力是關(guān)系到礦井效益的首要影響因素，使礦井生產(chǎn)長期獲得最佳效益的生產(chǎn)能力才是合理的生產(chǎn)能力。 (一 )確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的因素 影響確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的因素很多，不僅要考慮資源條件和開采技術(shù)條件，而且涉及到技術(shù)裝備水平、經(jīng)營管理經(jīng)驗(yàn)及其區(qū)域 規(guī)劃等因素，還需保證礦井能正常安全生產(chǎn)，并獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合本礦區(qū)內(nèi)煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)的實(shí)際情況，在確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)主要考慮了以下因素： 儲(chǔ)量因素 井田范圍內(nèi)保有資源量 ，工業(yè)資源 /儲(chǔ)量 ，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量。適宜建設(shè)小型礦井。 煤層賦存及開采技術(shù)條件 井田地質(zhì)構(gòu)造屬 中等 ～復(fù)雜 類型， 礦區(qū)范圍內(nèi)煤層傾角 21～ 33176。 ,平均傾角27176。， 煤層厚度 ～ ，平均 ，純煤厚 ，含夾矸 1～ 4 層，夾矸厚 ～ 。 區(qū)內(nèi)斷層對(duì)煤 層 開采有 影響較，褶曲發(fā)育 。 本礦 可采煤層共 1層 ，即： 五頁炭 煤層 。 經(jīng)分析，煤層為傾斜薄至中厚煤層，煤層生產(chǎn)能力較小，故礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不宜太大。該礦按瓦斯礦井設(shè)計(jì)，各煤層無煤塵爆炸危險(xiǎn)性， 煤層自燃傾向性為Ⅲ 類，屬不易自燃煤層， 地溫?zé)o異常。 26 結(jié)合煤層賦存情況，采用走向長壁采煤法是可行的，這樣可提高礦井的資源回收率，充分利用礦產(chǎn)資源。 技術(shù)裝備與管理水平 該礦為擴(kuò)建礦井，資金雄厚，具有煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，擁有大批從事煤礦開采的職工和技術(shù)管理人員。 投入與產(chǎn)出 目前煤炭市場較好，礦井的開發(fā)如何抓住當(dāng)前有利 時(shí)機(jī)，做到初期投入少、見效快、盡快收回投資、滾動(dòng)發(fā)展、形成規(guī)模，并能長時(shí)間穩(wěn)定生產(chǎn)是確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力必須考慮的一個(gè)重要因素。 (二 )礦井生產(chǎn)能力方案比較 菜子溝煤礦 屬擴(kuò)建礦井，根據(jù)煤層賦存情況、儲(chǔ)量和開采技術(shù)條件，設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮了兩個(gè)井型方案。 方案一：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 150kt/a； 方案二：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 210kt/a。 以上兩個(gè)方案技術(shù)分析比較如下： (1) 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ，礦井服務(wù)年限詳見表 32。 根據(jù)《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，從表 32 中 可以看出，方案一的服務(wù)年限滿足 要求，預(yù)予采用。 方案二的服務(wù)年限不能 滿足 要求，不予采用 。 3— 2 礦井服務(wù)年限表 方 案 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 (kt/a) 礦井服務(wù)年限 (a) 規(guī) 范 規(guī)定服務(wù)年限 新建礦井 擴(kuò)建礦井 方案一 150 15 方案二 210 21 (2) 投產(chǎn)時(shí)在一采區(qū)布置 二 個(gè) 炮 采工作面，采煤工作面單產(chǎn)能力為 75kt/a。 由此可見： ① 當(dāng)?shù)V井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 210kt/a 時(shí)，布置 2 個(gè) 炮 采工作面生產(chǎn)達(dá)不到生產(chǎn)能力，布置 3 個(gè) 煤 采工作面生產(chǎn)將超 能力生產(chǎn)，同時(shí)井巷工程量大，巷道布置復(fù)雜， 27 通風(fēng)管理困難。 ② 當(dāng)?shù)V井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150kt/a 時(shí)， 布置 2 個(gè) 煤 采工作面生產(chǎn)即可達(dá)產(chǎn) ， 井巷工程量較省，巷道布置簡單，通風(fēng)管理方便。 綜上所述，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150kt/a 時(shí)具備井巷工程量少、投資??；井下同時(shí)生產(chǎn)工作面?zhèn)€數(shù)適中、采掘接替容易；巷道布置簡單、占用設(shè)備少、生產(chǎn)安全有保障、資源回收率髙等優(yōu)點(diǎn)，且礦井服務(wù)年限滿足《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》及其相關(guān)技術(shù)政策的要求，故推薦礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150kt/a。 (3) 同時(shí)生產(chǎn)水平數(shù) 本次 設(shè)計(jì)該礦移交生產(chǎn)以 “一 礦 一 區(qū) 二 面 ”布局，在 +70m水平 布置一個(gè)采區(qū)，布置 2 個(gè) 采煤 工作面 ， 4 個(gè) 掘進(jìn)工作面 。達(dá)到 150kt/a 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 經(jīng)過比較分析，本次 礦井生產(chǎn)能力按 150kt/a 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三、礦井服務(wù)年限 按國土資源部國土資發(fā)［ 2021］ 271 號(hào)文規(guī)定， “在計(jì)算煤炭礦井服務(wù)年限時(shí)，應(yīng)依據(jù)基礎(chǔ)儲(chǔ)量及資源量的類型、礦床地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度和不同的開采方式等情況，選取不等的儲(chǔ)量備用系數(shù)（ K） ”，根據(jù)本礦煤層賦存條件，儲(chǔ)量備用系數(shù) K取 。 礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算： T＝ KAZm? 式中 T——礦井服務(wù)年限， a； Zm——礦井可采儲(chǔ)量，礦井可采儲(chǔ) 量 ； A——礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力， 150kt/a； K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 T 礦 ＝ )( 4 3 0 .4 0 a?? 經(jīng)計(jì)算，礦井服務(wù)年限為 ，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 28 第 四 章 井田開拓與開采 第一節(jié) 井田開拓 一、井田開拓方式及井口位置 (一 )主井口及主要工業(yè)場地位置選擇 該礦為擴(kuò)建礦井，各井筒工業(yè)場地已基本形成。所以井田開拓方式及工業(yè)場地位置選擇應(yīng)在保證合理、安全開采煤炭資源的前提條件下，充分利用礦井現(xiàn)有地 面、井下已有生產(chǎn)生活設(shè)施和主要井巷，設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)井田地面地形、外部建設(shè)條件、資源情況、水文地質(zhì)、首采區(qū)位置、建井工期和礦井投資等影響因素分析。 鑒于上述情況 ，井田開拓主要存在兩個(gè)方案。 主井口及主要工業(yè)場地位置的確定 根據(jù)以上因素，結(jié)合改 建 礦井地面及井下煤層開采的具體條件，經(jīng)我 公司 工程技術(shù)人員現(xiàn)場踏勘，對(duì)井田開拓提出以下二個(gè)方案： 方案一 ：斜井、平硐綜合開拓，采區(qū)上、下山聯(lián)合布置方案 礦井劃分為一個(gè)水平，水平標(biāo)高 +70m；設(shè) 177。0m 排水巷和 +70m水平運(yùn)輸大巷。全礦共設(shè)通達(dá)地面的井筒 3 個(gè)，分別為 +291m 主 平硐 、 +291m 副斜井、 +432m 南回風(fēng)斜井。 改造 利用礦井原 +291m 副 平硐 作為擴(kuò)建后的主 平硐 。通過 主 平硐布置行人暗斜井與 +70m運(yùn)輸大巷相連。 利用礦井原 +291m主 斜井 做擴(kuò)建后的副斜井， 落平于 +70m標(biāo)高后布置井底車場及水倉、水泵房、中央變電所等；將已經(jīng)形成的 +70m 水平探巷改造為 +70m 運(yùn)輸大巷，通過石門轉(zhuǎn)入距五頁炭約 30m 的底板巖層中，并沿該底板層位向北布置+70m運(yùn)輸大巷。 改造利用礦井原 +432m 龍枯炭回風(fēng)斜井作為礦井?dāng)U建后的南回風(fēng)斜井，增設(shè)南總回風(fēng)斜巷至五頁炭煤層，向北沿五頁炭煤層布置總回風(fēng) 巷。 +432m 南回風(fēng)斜井服務(wù)于礦井前期開采一、二采區(qū)資源，待一、二采區(qū)開采結(jié)束后，報(bào)廢 +432m 29 南回風(fēng)斜井。 礦井沿走向劃分為 4 個(gè)采區(qū)進(jìn)行上山開采；各采區(qū)的上、下界開采標(biāo)高均為礦井許可開采的上、下界開采標(biāo)高；通過各采區(qū)軌道上山中部甩車場與 +70m運(yùn)輸大巷聯(lián)系，從而構(gòu)成各采區(qū)的提升運(yùn)輸系統(tǒng)。 方案二：斜井、平硐綜合開拓，上、下山開采方案 本方案的井筒布置與方案 Ⅰ 相同，所不同的是水平及采區(qū)劃分，闡述如下： 礦井劃分為一個(gè)水平，水平標(biāo)高 +70m，前期開采南部資源，后期開采北部資源。 前期開采南部資源時(shí)， +70m運(yùn) 輸大巷以上劃分為一、二采區(qū)進(jìn)行上山開采；+70m運(yùn)輸大巷以下劃分為三、四采區(qū)進(jìn)行下山開采。 后期開采北部資源時(shí)， +70m運(yùn)輸大巷以上劃分為五、六采區(qū)進(jìn)行上山開采；+70m運(yùn)輸大巷以下劃分為七、八采區(qū)進(jìn)行下山開采。 本方案不設(shè) 177。0m 排水巷，于各下山采區(qū)內(nèi)分設(shè)主、副水倉及水泵房，分采區(qū)進(jìn)行排水。 (二 )開拓方式方案比較 兩方案的總工程量和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用基本相同，重點(diǎn)對(duì)兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行如下分析比較： 由于礦井呈大單翼開拓布局，且許可開采標(biāo)高范圍較狹窄（ +200～ 177。0m），煤層傾角較大，傾斜煤面較短。方案 Ⅱ 以 +70m標(biāo)高為界將礦井分上、下山進(jìn)行采區(qū)布置，雖然礦井投產(chǎn)初期的上山工程量略省，但各采區(qū)僅可布置 2 個(gè)區(qū)段開采，如此，采區(qū)接替乃至工作面接替關(guān)系將顯得十分緊張。而方案 Ⅰ 將礦井沿走向劃分為 4 個(gè)采區(qū) ，各采區(qū)下界標(biāo)高設(shè)計(jì)到礦井許可開采的下界標(biāo)高，雖然礦井投產(chǎn)初期的上山工程量略大，但由于減少了下山采區(qū)的相關(guān)上車場等聯(lián)絡(luò)巷，總的采區(qū)上山工程量是減少的，且采區(qū)可布置 3～ 4 個(gè)區(qū)段開采，提高了采區(qū)服務(wù)年限，可緩解采區(qū)接替緊張狀態(tài)。 方案 Ⅱ 存在采區(qū)接替關(guān)系順序難于合理安排的問題。由于礦井呈大單翼開拓布局，設(shè)有南、北回風(fēng)斜井。 如果按方案 Ⅱ 進(jìn)行采區(qū)劃分，全礦共劃分為 8 個(gè) 30 采區(qū)（ +70m 以上沿走向劃分有 4 個(gè)采區(qū)、 +70m 以下沿走向劃分有 4 個(gè)采區(qū)）。從經(jīng)濟(jì)合理的角度，前期開采上山采區(qū)，后期開采下山采區(qū)。如此，則南、北回風(fēng)斜井均存在中途停止運(yùn)行然后再啟動(dòng)運(yùn)行的問題。 為解決上述南、北回風(fēng)斜井中途停止運(yùn)行的問題，必然只能采取各對(duì)應(yīng)的下山采區(qū)接替上山采區(qū)的接替方案。事實(shí)上，這種采區(qū)接替順序已與方案 Ⅰ 并無太大差異。 方案 Ⅰ 沿五頁炭煤層布置了 177。0m排水巷，實(shí)現(xiàn)各采區(qū)集中排水，有利于礦井安全管理。 （三）方案確定 經(jīng)綜合比較，設(shè)計(jì)采用方案 Ⅰ ，即 礦井采用斜井、平硐綜合開拓方式，采區(qū)上、下山聯(lián)合布置方案。本方案將礦井劃分為一個(gè)水平，水平標(biāo)高 +70m ；全礦沿走向劃分為 4 個(gè)采區(qū)；設(shè) 177。0m排水巷實(shí)現(xiàn)集中排水；設(shè) +70m 水平運(yùn)輸大巷，通過各采區(qū)軌道上山中部甩車場與 +70m水平運(yùn)輸大巷聯(lián)系。 三、水平劃分及煤層分組 劃分原則 礦井水平劃分應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)條件、開采技術(shù)與裝備水平、資源 /儲(chǔ)量和生產(chǎn)能力等因素確定，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 502152021），一般情況下緩傾斜、傾斜煤層階段垂高為 200～ 350m，當(dāng)煤層層間距較大時(shí)， 可分煤層組進(jìn)行開采；近距離煤層采用聯(lián)合布置。 水平劃分 礦區(qū)劃分為 一 個(gè)水平 （ +70m水平 ）。 煤層分組 礦井開采煤層一層，不采用分組開采。 四、大巷布置 +70m 運(yùn)輸大巷布置在五頁炭煤層頂板巖層中，采用 半圓拱形斷面 和圓弧拱形斷面 ， 砌碹 支護(hù) 。177。 0m 排水巷布置在五頁炭煤層中，為梯形斷面，采用錨桿支護(hù)。 31 總回風(fēng)巷布置在五頁炭煤層中，采用 半圓拱形斷面 ，砌碹 支護(hù)。 五、井筒裝備及布置 礦井 投產(chǎn)時(shí) 共布置有 三個(gè)井 筒 +291m 主平硐 、 +291m 副斜井、 +432m 南回風(fēng)斜井，后期增設(shè) +400m北回風(fēng)斜井 。 +291m主平硐 +291m 主平硐 垂直煤層走向穿層布置于五頁炭煤層頂板巖層中 ，井筒圍巖主要是砂巖、粉砂巖， 井筒 長 563m，巷道采用圓弧拱形斷面，砌碹支護(hù)，安裝帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸 、 行人、進(jìn)風(fēng)和敷設(shè)管線等。 井筒 凈高 ，凈寬 ，凈斷面積。 +291m副斜井 +291m 副斜井 垂直煤層走向穿層布置于五頁炭煤層頂板巖層中 ，井筒圍巖主要是砂巖、粉砂巖， 井筒 傾角 24176。， 斜 長 544m。敷設(shè)單軌，擔(dān)負(fù)矸石、材料、設(shè)備提升 、進(jìn)風(fēng)、排水、敷設(shè)管線等。巷道為半圓拱形斷面，采用錨噴支護(hù)， 井筒 凈高 ，凈寬 ，凈斷面積 。 +432m南回風(fēng)斜井 +432m南回風(fēng)斜井布置于龍枯炭煤層中，井筒圍巖主要是砂巖、粉砂巖， 井筒傾角 27176。，斜長 290m，半圓拱斷面，采用砌碹支護(hù)或錨噴支護(hù)，安裝主要通風(fēng)機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井一、二、采區(qū)回風(fēng)任務(wù)， 井筒 凈高 ，凈寬 ，凈斷面積 。 井筒特征詳見表 412。 表 412 井筒特征表 名 稱 單位 +291m 副 斜井 +291m 主 平硐 +432m 南回風(fēng)斜井 井口 坐標(biāo) X 3205651 3205628 3206007 Y 35491688 35491710 35492886 Z m 432 方位角 ? 186。 299 301 131 井筒長度 m 544 563 290 井筒坡度 24 3‰ 27 32 名 稱 單位 +291m 副 斜井 +291m 主 平硐 +432m 南回風(fēng)斜井 支護(hù)材料 砌碹 砌碹 砌碹 支護(hù)厚度 mm 300 300 300 井 筒 斷 面 凈寬 m 凈高 m 掘進(jìn)寬 m 掘