【導讀】山西方山匯豐新星煤業(yè)有限公司位于方山縣縣城西南24km處的峪口鎮(zhèn)郝家焉村。行政隸屬峪口鎮(zhèn)管轄。井田距209國道9公里，方山縣至臨縣的鄉(xiāng)村公路從礦區(qū)通過，交通運輸條件較為便利。割嚴重，地形復雜。最高點位于井田東部，海拔，最低點位于井。田西部,海拔，相對高差，屬低中山丘陵區(qū)。本井田地處晉西黃土高原，為大陸性季風氣候，暖溫帶半干旱地區(qū)，氣溫變化晝夜懸殊，現(xiàn)暴雨洪水災害。平均為℃，極端值達℃，平均溫差℃?；厣?℃以上的時間是翌年4月中旬。最小在12月份，為。雨量集中在7、8、9三個月，占全年的63%。值為1900mm，最大在6月份，平均為。該礦采(古)空破壞區(qū)位于井田東北部,據調查無越層越界行為。據本次調查，井田涌水量為200m3/d。詳細查明了井田構造，正確評價了構造復雜程度。詳細查明了井田水文地質條件，分析了礦井充水因素，詳細查明。區(qū)域地質構造的發(fā)展史與整個華北古陸頗為一致。

　　

【正文】 ，傾向北東， 傾角為 70176。， 斷矩 10m，井田內延伸 450m。 井田內未發(fā)現(xiàn)陷落柱，巖漿巖等其它構造現(xiàn)象，總體構造屬簡單。井田內奧灰?guī)r溶水位標高為 850m， 8號煤層在井田兩南部局部低于奧灰?guī)r溶水位，存在局部帶 壓開采。經計算， 5號煤層 最大 突水系數(shù)為 ， 8號煤層為 ，均小于受構造破壞臨界值 ，屬巖層非完整 塊段突水安全區(qū)。水文地質條件屬中等。 據地質報告提供，井田內 8號煤層均存在采（古）空區(qū)， 另據“采（古）空區(qū)積水、積氣及火區(qū) 調查報告”。 5號煤層在井田北東部存在 3處采（古）空區(qū)，其面積為 160517m2，積水量為 。 8號煤層在井田西北部存在 3處采（古）空區(qū)，其面積為 8380m2，積水量為 。各采（古）空區(qū)未發(fā)現(xiàn)積氣及火區(qū) 。該礦與其相鄰煤礦均無越界開采現(xiàn)象。 8號煤層均有爆炸性， 5號煤層自燃傾向性等級為 Ⅱ — I類，屬于容易自燃煤層， 8號煤層自燃傾向性等級為 I類，屬于容易自燃煤層 ，礦井為低瓦斯礦井。 二、井田開拓方式與工業(yè)場地選擇 影響因素 山西方山匯豐新星煤業(yè)有限公司為本次兼并重組整合單保礦井，兼并重組后生產能力為 120萬 t/a，批準開采 4— 8號煤層。兼并重組前礦井名稱為山西新星煤業(yè)有限公司，為 45 萬 t/a 生產能力的基建礦井，采用主斜井、副 立 井、回風立井三個井筒開掘，現(xiàn)開采井田內 5 號煤層，現(xiàn)有的井筒及地 面 設施、井下巷道是影響礦井開拓方式和工業(yè)場地選擇的主要影響因素。 工業(yè)場地選址方案 該礦井為兼并重組單保礦井，現(xiàn)為 45 萬 t/a 基建井，工業(yè)場地位于井田東中部，河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 34 已有三個井筒均 在此工業(yè)場地內，即主斜井、副 立 井、回風立井。該工業(yè)場地 面 已有設施多，也比較寬闊，道路暢通，能滿足兼并重組整合后 120 萬 t/a 的需要，為了充分利用已有的地面設施，井 筒 及井下巷道，設計確定利用現(xiàn)有工業(yè)場地做為兼并重組后礦井工業(yè)場地。 井田開拓方案 礦井設計開拓方案主要考慮的原則： (1)認真貫徹執(zhí)行煤礦開采的有關方針、 政策、法規(guī)、規(guī)范、以礦井資源開采條件為 基礎，合理開采。 (2)合理利用礦井現(xiàn)有的井巷工程和地 面 設施，減少整合投資。 (3)采用先進的采煤方法，提高資源回收率。 (4)保證產品質量，提高經濟效益 。 (5)以人為本、依靠科技進步，提高機械化水平，簡化開拓系統(tǒng)。 依據地質報告，礦井地質構造屬簡單類型，水文地質屬中等。 礦井開采現(xiàn)狀，原新星煤業(yè)有限公司礦井工業(yè)場地位于井田中東部，采用主斜井、副立井、回風立井三個井筒開拓井田內 5 號煤層，工業(yè)場地較寬闊，地面設施較多，能滿足兼并重組后 120 萬 t/a 生產能力需要。三個井筒均 落 低于 5 號煤層，在井田西南部東西方向沿 5號煤層 布置 三條 主要 大巷，原 45萬 t/a年礦井開拓 系統(tǒng) 已基本完成。主斜井 傾角 22176。， 凈寬 4m， 凈斷面 ，副立井凈直徑 5m，凈斷面 ,回風立井凈直徑 3m，凈斷面 7m2。設計本著盡可能利用已有設施，井筒及井下巷道，減少基建投資的原則，確定在現(xiàn)有工業(yè)場地進行兼并重組后 120 萬 t/a 礦井建設。 設計提 出 兩個方案進行選擇，現(xiàn)分述如下： 方案 Ⅰ： （斜井開拓方案） 根 據礦井生產規(guī)模、裝備及通風安全，為保證大件設備下放，如利用原有井筒必須刷大兩個井筒， 而 刷大兩個井筒，施工難度大、投入費用多、施工工期長。經以上分析，確定在工業(yè)場地新開副斜井，利用原主斜 井 ， 將原副斜井改造為回風立井，形成斜井開拓系統(tǒng)。 利用現(xiàn)有 主 斜井，做兼并重組后主斜井，改造現(xiàn)有副立井做兼 并重組后回風立井，在工業(yè)場地內新 建 副斜井，兩斜一立的三個井筒開拓全井田。 主斜井（已有），傾角 22176。，半圓拱斷面，凈寬 4m，凈斷面積 ，裝備 B=1000mm的大傾角強力膠帶輸送機、單軌 檢修 道，擔負礦井原煤提升、進風任務。 設臺階扶手為礦井的一個安全出口。 副斜井（新建）傾角 20176。，半圓拱斷面，凈寬 5m，凈斷面積 ，裝備單鉤串車，架空乘人裝置，擔負礦井全部輔助提升、人員上下及進風任務，設臺階扶手，做河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 35 為礦井的一個安全出口。 回風立井（已有）利用原副立井改造，圓形斷面，凈直徑 5m，凈斷面 ，為礦井 專 用回風 井 ，裝備梯子間為礦井的另一個安全出口。 根據煤層賦存情況及各煤層間距，礦井采用兩個水平開采井田內 8 號煤層，以一水平開采 5號煤層，水平標高 +870m，以二水平開采 8號煤層，水平標高 +830m。 一水平 ： 三條主要大巷在一水平井底煤倉處，東西方向沿 5 號煤層布置，西至 5號煤層 風 氧化帶，東至井田東邊界， 形成第一水平 5號煤層 一、二采區(qū) 開拓開采系統(tǒng)。 二水平：一組三條主要巷道，在二水平井底煤倉處，東西方向沿 8 號煤層布置，西至 8 號煤層風氧化帶，東至井田東邊界，形成二水平一 、二 采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。由井底 煤倉 東 200m 處沿 8號煤層向北開掘三條上山至吳城局村西，轉為東西方向布置 ，西 至 8 號煤層風氧化帶，東至 8 號煤層風氧化帶 ， 形成 二水平三、四 采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。 方案Ⅱ ： （斜立井開拓方案） 利用現(xiàn)有主斜井刷大做兼并重組后的主斜井，利用現(xiàn)有副立井做兼并重組后副立井，利用現(xiàn)有回風立井刷大做兼并重組后回風立井 ，以 一斜、二立、三個井筒開拓全井田。 主斜井（已有井筒刷大），傾角 22176。，半圓拱斷面，凈寬由 4m刷大至 5m， 凈 斷面，裝備 B=1000mm 大傾角強力膠帶輸送機 、單軌，擔負礦井提升原煤， 下放大件設備及進風任務 ，設臺階扶手，為礦井的一個安全出口。 副 立 井（已有）圓形斷面，凈直徑 5m，凈斷面 ，裝備一對 1t標準 罐 籠，擔負礦 井 小型材料設備提升、人員上下及進風任務。 回風立井（已有井筒刷大）圓形斷面，凈直徑由 3m 刷大至 5m，凈斷面 ，擔負礦回風任務，設梯子間為礦井的另一個安全出口。 根據煤層賦存情況及各煤層間距，礦井采用兩個水平開采井田內 8 號煤層，以一水平開采 5號煤層，水平標高 +910m；以 二水平開采 8號煤層，水平標高 +854m。 井下主要巷道布置同方案 I： 開拓方案技術經濟比較： 1）技術 比較 方案 I： 優(yōu)點： 新建副斜井可與井下工程同步進行，縮短建井工期。 井筒功能單一，主輔運輸互不干擾。 不需刷大井筒。 河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 36 缺點： 需新建一個斜井。 原有井筒只利用 2 個需關閉 1個立井。 方案Ⅱ： 優(yōu)點： 三個井筒全部利用。 無需新建井筒。 缺點： 需刷大兩個井筒，施工難度大，建井工期長。 主 斜 井擔 負提煤和下放大件設備任務相互干擾。 2） 經濟比較： 經濟比較（可比部分） 項目名稱 單位 方案 I 方案Ⅱ 數(shù)量（ m） 單價 （元 /m） 金額 （萬元） 數(shù)量 （ m） 單價 （ 元 /m） 金額 （萬元） 主斜井刷大 m 773 9000 新建副斜井 m 637 12020 回風立井刷大 m 110 9000 99 副斜井猴車 套 1 30 合計 經綜合比較：方案 I較優(yōu)越，設計推薦方案 I。 第二節(jié) 井 筒 一 、井口數(shù)目和位置的 確定 根據推薦方案，礦井采用主斜井、副斜井、回風立井三個井筒開拓，主斜 井 利用原主斜井、副斜井新建，回風立井利用原副立井改造。三個井筒均位于現(xiàn)有工業(yè)場地內。 二 、井 筒用途、裝備及布置 主斜井 (已有 )，傾角 22176。，凈寬 4m，凈斷面 ，至一水平斜長 773m，至二水平斜長 859m，裝備 B＝ 1000mm 的皮帶運輸機，單軌檢修道，擔負礦井原煤提升和進風任務。 副斜井 (新建 )，凈寬 5m，凈斷面 ，傾角 20176。，至一水平斜長 637m，至二水河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 37 平斜長 769m，裝備單鉤串車，架空乘人裝置，擔負礦井全部輔助提升、人員上下和進風任務。設臺階扶手為礦井的一個安全出口。 回風立井 (已有 )，凈直徑 5m，凈斷面積 ，垂深至一水平垂深 193m，二水平垂深 253m。井口設兩臺 主風機，擔負礦井回風任務。設梯子間，為礦井的另一個安全出口。 三 、井壁結構 主斜井為已有井筒，表土段采用料石砌碹支護，厚度 600mm，基巖段采用料石砌碹支護，厚度 300mm。 副斜新建，表土段采用鋼筋混凝土支護，厚度 500mm，基巖段采用錨噴支護，厚度150mm。 回風立井為已有井筒，表土段采用混凝土支護，支護厚度 500mm，基巖段采用混凝土，厚度 300mm。 副斜井井筒施工及回風立井延深采用普通鉆煤法即可，回風立井延深。副斜井施工隊也采用普通鉆煤法，可采用打反井的施工方法。 第 三 節(jié) 開采水平的設計 一 、 水平劃分及階段垂高的確定 根據開拓方案， 全井田 采用兩個水平開采，即以 +870m 一 水平開采 5 號煤層，以+830m二水平開采 8號煤層。 二 、主要運輸大巷及總回風巷的布置方式和位置選擇 根據 開拓 布置，礦井采用兩個水平的開拓方式，即一水平開采 5 號煤層，二水平開采 8號為層。 5 號煤層平均厚度 為厚煤層， 8號煤層平均厚度 為中厚煤層，適合采用綜合機械開采。為節(jié)省投資，加快施工進度，簡化生產環(huán)節(jié)盡可能加大工作面推進長度，充分發(fā)揮機械化開采效能，確定一、二水平主要運輸、軌道、回風大巷均沿煤層布置。 一水平 主要大巷布置： 在井田南中部一水平井底煤倉處，東西方向沿 5 號煤層布置一組三條大巷，西至風氧化帶，東至井田東邊界，形成第一水平 5 號煤層開拓開采系統(tǒng)。 以一個采區(qū)開采井田內 5 號煤層。即運輸大巷、軌道大巷沿 5 號煤層底板布置，回風大巷沿 5 煤層頂板布置。 二水平主要大巷布置： 在井田南中部二水平井底煤倉處，東西 方向沿 8號煤層布置 一組三條大巷 ，西至 8號煤層風氧化帶，東至井田東邊界，形成二水平一采區(qū)開拓開采系統(tǒng)。 在井底煤倉東河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 38 200m 處向北沿 8 號煤層布置一組三條上山，至 吳城局村西，轉為東西方向布 置； 西至8號煤層風氧化帶 、 東至 8 號煤層風氧化帶，形成二水平二采區(qū)開拓系統(tǒng)。以兩個采區(qū)開采井田內 8號煤層，即運輸、軌道、回風三條大巷均沿 8 號煤層底板布置。 第 四 節(jié) 采區(qū)劃分 根據開拓布置，礦井采用 兩個 水平的開拓方式，設計以 +870m一 水平開采 井田內 5號煤層，劃分為 一 個采區(qū) ； 設計以 +830m二 水平開采井田內 8 號煤層，劃分為二個采區(qū)，開采順序為 一 水平一采區(qū)→ 二 水平 一 采區(qū) →二水平二采區(qū) 。 第五節(jié) 井底車場及硐室 一、井底車場形式的確定 本次設計考慮主斜井采用膠帶輸送機提升煤炭， 副斜井采用 單 鉤串車完成輔助任務，大巷采用膠帶輸送機，副斜井 在 +870m 一水平 ，設甩車場直接連通 一水平 軌道 大巷 。落底 +830m 二水平 設 平車場，通過車場與 二水平一采區(qū)軌道大巷 連接，井底車場主要為輔助運輸提升 服 務，運輸量相對較小，車場形式簡單，調車方便。 二、 空重車線長度的確定、列車運行及調車方式、車場通過能力的計算（采用礦車做主運輸時計算） 本次設計副斜井為進風、輔助提升井，副斜井井底車場形式 +870m 一水平為甩車場 ，+830m 二水平為 平 車場， 空重線采用雙軌布置，長度 50m，鋪設 30kg/m 軌道，軌距 600mm。調車方式為自動滑行調車。 三、井底車場硐室 主要硐室布置 形式為：主斜井井底及附近布置有井底煤倉、中央變電所、水泵房、主副水倉，副斜井井底車場布置有等候室、消防材料庫等。 主斜井井底煤倉為直立圓煤倉，一水平為已有，垂深 28m，凈直徑 6m，容量 600 m3，二水平為新建，垂深 30m，凈直徑 6m，容量 660 m3，井底撒煤清理采用調度絞車牽引礦車完成。 井底水倉：一水平為已有、二水平新建。一水平井底水倉由主、副水倉組成， 主水倉有效長度 118m，容量 732m3，副水倉有效長度 78m，有效容量 488，水倉清理采用調度絞車牽引礦人工清理。 水 倉總有效容量為量 1220m3。 四、井底車場主要巷和硐室支護形式及支護材料 井底車場和硐室因斷面較大，服務年限長采用料石砌碹或混凝土澆注的支護形式。 井底車場及硐室工程量見表 451。 河北工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 39 工 程 量 匯 總 表 表 451 序號 巷道 名稱 支護 形式 支護 厚度 斷面（ m2） 長度 掘進體積（ m3） 鋪軌 水溝長度（ m） 坡度（176。） 煤巖 類型 備