【正文】 米家莊村 等 6 個(gè)村莊保護(hù)煤柱維護(hù)帶按Ⅲ級(jí)，其維護(hù)帶寬度為 10m。 采空區(qū)、斷層防水保護(hù)煤柱按留設(shè) 根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄三中的防隔水煤（巖）柱的尺寸要求計(jì)算公式 ppL KM K? = 4 （ 3 ） 1/2 =22m 式中： L=煤柱留設(shè)的寬度， m； K—安全系數(shù)，一般取 2～ 5； M—煤層采高， m； p—水頭壓力， MPa； Kp—煤的抗拉強(qiáng)度， MPa。 經(jīng)計(jì)算，采空區(qū)和斷層防水保護(hù)煤柱按 30m留設(shè) 。 永久煤柱主要為斷層煤柱、陷落柱煤柱、井田邊界保護(hù)煤柱 、 采空區(qū)保護(hù)煤柱。 其中井田邊界煤柱寬度取 20m；陷落柱外側(cè)、 斷層 兩側(cè)各 按 50m留設(shè)隔離煤柱 ； 采空區(qū)保護(hù)煤柱 取 20m。 經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為 萬 t，礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算見表 142。 ④ 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 可采儲(chǔ)量＝（礦井 設(shè)計(jì) 儲(chǔ)量 井筒、工業(yè)場(chǎng)地及大巷保護(hù)煤柱） 采區(qū)回采率 。 采區(qū)回采率 取 80%。 井下大巷保護(hù)煤柱留設(shè)按如下公式計(jì)算： S=2S1+2a 式中： a―― 受護(hù)巷道寬度的一半，取 ； S1―― 斜井保護(hù)煤柱的水平寬度（ m），可按下 式計(jì)算： 1 H( + M)fS == 335(+ )180。 =。 H―― 巷道的最大垂深，取 335m； 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 21 M―― 煤厚， 4 號(hào)煤層厚度取 ； f―― 煤的強(qiáng)度系數(shù)， 0 .1 1 0 0 .1 1 0 3 0 1 .7CfR= = ?； RC―― 煤的單向抗壓強(qiáng)度，取 30MPa。 因此，巷道兩側(cè)在 4 號(hào)煤層保護(hù)煤柱寬度為： S=2S1+2a=2 +2 =； 經(jīng)計(jì)算， 大巷平行布置 ，間距 30m，回風(fēng)大巷側(cè)均留設(shè) 35m安全煤柱 。 本次設(shè)計(jì)礦井 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為 萬 t，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算見表 142。 表 142 礦井 可采 儲(chǔ)量表 單位： 萬 t 煤層 編號(hào) 工業(yè) 儲(chǔ)量 永久煤柱損失 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 保護(hù) 煤柱 開采 損 失 設(shè)計(jì) 可采 儲(chǔ)量 井田 境界 斷層、陷落柱煤柱 村莊 煤柱 采空區(qū)煤柱 小計(jì) 主要 井巷 井筒、工業(yè)場(chǎng)地 小計(jì) 4 5 8 9 合計(jì) 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié)、 礦井工作制度 礦井設(shè)計(jì)年工作日 330d，井下四班作業(yè)， 其中 三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備；地面三班作業(yè)。每天凈提升時(shí)間為 16h。 第二節(jié)、礦井生產(chǎn)能力與服務(wù)年限 一、 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室晉煤重組辦發(fā) [2021]19 號(hào)《關(guān)于太原市 離石區(qū) 煤礦企業(yè)兼并重組整合方案（部分）的批復(fù)》文件 中確定的礦井建設(shè)規(guī)模為 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 22 二、 礦井 的服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限及上組煤開采的服務(wù)年限采用以下公式計(jì)算。 T=Z/KA 式中： T—— 礦井服務(wù)年限， a； Z—— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， 萬噸；上組煤設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 萬噸 K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K=； A—— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， 90 萬 噸 /年。 礦井服務(wù)年限： T=。 礦井上組煤服務(wù)年限： T1=第 四章 礦井開拓 第一節(jié) 、 井田開拓方式的確定 （一）井筒數(shù)量及功能 礦井移交生產(chǎn) 和 達(dá)產(chǎn)時(shí) ， 共布置 4 個(gè)井筒，分別 為主斜井 (刷大原 擔(dān)炭溝煤礦 混合提升斜井 )、 副立井 (利用原 劉家峁 煤礦混合提升斜井 )、運(yùn)人斜井 (利用原 劉家峁 煤礦回風(fēng)斜井 )、回風(fēng)立井 (新建 )。 其中： 主斜井 ：刷大 原 擔(dān)炭溝煤礦 混合提升 斜井 井筒（ 傾角 21176。，凈斷面由原 到 ）， 斜長(zhǎng) 431m，凈寬 ， 井筒右側(cè)裝備一條帶寬 輸送機(jī)，左側(cè)設(shè)膠帶檢修道，軌距 600mm，輕型 30kg/m， 設(shè)行人臺(tái)階 及 扶手 ， 擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 副立井 ： 利用原 劉家峁 煤礦混合提升斜井，斜長(zhǎng) 632m，傾角 22176。，凈 寬 ，凈斷面 ，鋪設(shè) 30kg/m 單軌，軌距 600mm， 設(shè)行人臺(tái)階 及 扶手 ， 擔(dān)負(fù)全礦井的下料、設(shè)備、進(jìn)風(fēng)和人員的提升及下放 ， 鋪設(shè)排水、壓風(fēng)、灑水管路、入井電纜，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口； 運(yùn)人斜井： 利用原 劉家峁 煤礦回風(fēng)斜井，斜長(zhǎng) 587m，傾角 24176。，凈寬 ，凈斷面 ，已裝備架空乘人器，擔(dān)負(fù)人員運(yùn)送任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 回風(fēng)立井 ；（新建）井筒凈直徑 ，凈斷面 ，垂深 265m，裝備梯子間，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，兼作安全出口。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 23 各井筒斷面見圖 23 23 23 234。 （二）井筒和工業(yè)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件 本次改造和新建的井筒均位于 原 擔(dān)炭溝煤礦 工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)， 據(jù) 場(chǎng)地內(nèi) 回風(fēng)立井附近的 N12 號(hào)鉆孔資料，井筒所穿過的巖層自上而下簡(jiǎn)述如下： 第四系砂粘土、砂 質(zhì) 粘土 、棕紅色 粘土 ， 厚度分別為 。 二 疊 系上統(tǒng)上石盒子組，主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、 細(xì) 砂巖等組成。 二 疊 系下統(tǒng)下石盒子組，主要由砂質(zhì)泥巖、 細(xì) 砂 、 粉砂巖等組成。 二 疊 系下統(tǒng)山西組，主要由粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層等組成。 從上述巖層巖性分析，井筒所穿過的巖層無流砂層、膨脹性軟巖 等不良地質(zhì)情況 ，采用普通鑿井法施工 即可 。 （三）防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 本礦井設(shè)計(jì)能力為 ，屬中型礦井。依據(jù)“煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范”（ GB502152021） 條的規(guī)定，井口及工業(yè)場(chǎng)地的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) [重現(xiàn)期（年） ]為100 年，井口校核頻率為 300 年， 防洪堤壩設(shè)計(jì)頻率按百年一遇的洪水頻率，山坡截水溝的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按 25 年考慮。 （四）保護(hù)煤柱的留設(shè) 井田開采需要留設(shè)安全煤柱的主要有礦井工業(yè)場(chǎng)地、井筒、斷層、 陷落柱、 村莊、采空區(qū)、井田境界、主要大巷。各種煤柱留設(shè)方法按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》和 《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》以及《煤礦防治水規(guī)定》的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井開采中已留設(shè)煤柱的現(xiàn)狀進(jìn)行計(jì)算留設(shè)。 計(jì)算留設(shè)安全煤柱的巖層移動(dòng)角：表土段 45176。，基巖段 72176。 井田邊界防水煤柱：井田邊界防水煤柱依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井田邊界每側(cè)留設(shè) 20m。 井筒煤柱：一級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度 20m， 然后按照各巖層的移動(dòng)角計(jì)算出各巖層的水平移動(dòng)長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 工業(yè)場(chǎng)地煤柱：二級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度 15m， 然后按照各巖層的移動(dòng)角計(jì)算出各太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 24 巖層的水平移動(dòng) 長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 公路煤柱：二級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度 15m， 然后按照各巖層的移動(dòng)角計(jì)算出各巖層的水平移動(dòng)長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 斷層 、 陷落柱兩側(cè)各留煤柱 50m。 采區(qū)邊界防水煤柱依據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，煤柱總寬度為 10m，采區(qū)邊界每側(cè)留 5m。 村莊煤柱：三級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度 10m， 然后按照各巖層的移動(dòng)角計(jì)算出各巖層的水平移動(dòng)長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 地表河流防水煤柱： 二級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度 15m， 然后按照各巖層的 移動(dòng)角計(jì)算出各巖層的水平移動(dòng)長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 采空區(qū) 煤柱：整合后的井田范圍內(nèi)及周邊有多處存在大面積的采空區(qū)，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄三中的防隔水煤（巖）柱的尺寸要求計(jì)算公式 ppL KM K? ，但由于地質(zhì)報(bào)告中未給出水頭壓力 p 的數(shù)據(jù)，因此暫結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)及已開采現(xiàn)狀確定在其邊界留設(shè)煤柱 20m。 大巷煤柱： 開拓大巷兩側(cè)留設(shè) 。 （五）進(jìn)、回風(fēng)井口的安全性 （ 1）井筒支護(hù) 主 斜 井： 刷擴(kuò) 井筒， 半圓拱 斷面， 表土段 采用 鋼筋 混凝土支 護(hù)，厚度為 600mm，基巖段 采用錨噴、錨索 支護(hù) ， 厚度為 150mm。 副立井 ：現(xiàn)有井筒， 半圓拱 斷面，采用 料石砌碹 支護(hù)，表土段支護(hù)厚度為 500mm，基巖段支護(hù)厚度為 400mm。 運(yùn)人斜 井：現(xiàn)有井筒， 半圓拱 斷面，采用 料石砌碹 支護(hù)，表土段支護(hù)厚度為 500mm，基巖段支護(hù)厚度為 400mm。 回風(fēng)立井： 新建 井筒，圓形斷面， 表土段 采用 鋼筋 混凝土支護(hù)，厚度為 600mm，基巖段 采用混凝土 支護(hù) ， 厚度為 400mm。 （ 2）井口及工業(yè)場(chǎng)地防洪能力 井田內(nèi)無常年性河流，溝谷內(nèi)一般無水，只在汛期可見一些短暫性水流，屬黃河太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 25 流域汾河水系。 經(jīng)礦方提供、踏勘走訪和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查洪水痕跡，本區(qū)流經(jīng)主斜井、 副立井 、回風(fēng)立井井口處的歷史最高洪水標(biāo)高分別為 、 、 ，主斜井、 副立井 、回風(fēng)立井井口處的標(biāo)高分別為 、 、 ，分別高出歷史最高洪水位 、 、 ，井 口 和 礦井工業(yè)場(chǎng)地 能滿足防洪要求。 礦井工業(yè)場(chǎng)地沿溝谷兩側(cè)布置，溝谷上游 匯水面積為 F=， 根據(jù)人民交通出版社《公路小橋涵設(shè)計(jì)示例》，流量經(jīng)驗(yàn)公式洪峰流量計(jì)算公式： QP=KFn，算得 百年一遇最大 洪峰 流量為 QP=， 考慮場(chǎng)地雨水匯入等因素， 在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)沿溝谷中心設(shè) （半圓拱），涵洞凈高 。 （ 3）井筒安全風(fēng)速 表 231 井筒安全風(fēng)速表 井筒名稱 井口標(biāo)高 (m) 凈 斷面 (m2) 允許 風(fēng)速 (m/s) 實(shí)際風(fēng)速 (m/s) 備 注 主 斜 井 + 4 同時(shí)作為礦井安全出口 副立井 12 專用材料井 運(yùn)人斜井 + 8 同時(shí)作為礦井安全出口 回風(fēng)立井 8 同時(shí)作為礦井安全出口 （ 4） 梯子間布置 回風(fēng)立井內(nèi)設(shè)置梯子間，采用玻璃鋼復(fù)合材料制作，梯子間相鄰兩個(gè)平臺(tái)的垂直距離取 ，梯子斜度不大于 80176。，梯子孔左右寬度 620mm，前后長(zhǎng)度 1000mm。梯子寬度 500mm，梯階間距 300mm，每架梯子上端伸出平臺(tái) 1200mm，梯子正面下端距不小于 600mm。 （ 5）井口距危險(xiǎn)建筑物距離 主、副井距通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、提升機(jī)房、變電所和辦公樓均大于 30m，符合礦井設(shè)計(jì)規(guī) 范要求。 第二節(jié) 、 達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)工作面的配備 工作面的配備： 全井田 每層 煤 以 F5 斷層群為界劃分為一、二兩 個(gè)采區(qū)開采，采區(qū)太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 26 開采順序?yàn)橐徊蓞^(qū)、二采區(qū)，當(dāng)一采區(qū)開采完畢后，必須隔離該區(qū)域?；夭晒ぷ髅娌捎脙梢斫诲e(cuò)開采的方式。 配有采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、供電設(shè)備列車。 第五章 礦井基本巷道及建井計(jì)劃 第一節(jié) 、主要巷道 與石門 根據(jù)井田的開拓方式，大巷布置本著以煤巷為主、總的井巷工程量小和基建投資少的原則，同時(shí)考慮機(jī)械化裝備水平等因素，主要布置如下： 主要巷道層位布置 礦井設(shè)置兩個(gè)開采 水平，一水平標(biāo)高 +865m，上組 2 號(hào)煤層聯(lián)合開采，二水平標(biāo)高 +795m， 下組 8號(hào)、 9號(hào)煤層聯(lián)合開采。井筒落底 +865 水平，利用暗斜井延深開采 +795水平。 一水平膠帶巷、軌道巷均沿 5 煤層頂板布置，回風(fēng)巷沿 4 號(hào)煤層頂板布置。鑒于井田南部原 曹家山 煤礦存在 4 號(hào)煤層采空區(qū)，故該區(qū)域回風(fēng)巷沿 5 號(hào)煤層頂板布置。 二水平膠帶巷、軌道巷均沿 9煤層頂板布置，回風(fēng)巷沿 8 號(hào)煤層頂板布置。 巷道掘進(jìn)要始終堅(jiān)持“有掘必探，先探后掘”的原則，首先放空采空區(qū)及周邊老空區(qū)積水，確保安全方可掘進(jìn)。 巷道安全煤柱 井下大巷保護(hù)煤柱留設(shè) 按如下公式計(jì)算： S=2S1+2a 式中： a―― 受護(hù)巷道寬度的一半，取 ； S1―― 斜井保護(hù)煤柱的水平寬度（ m），可按下式計(jì)算： 1 H( + M)fS == 335(+ )180。 =。 H―― 巷道的最大垂深，取 335m； M―― 煤厚， 4 號(hào)煤層厚度取 ； f―― 煤的強(qiáng)度系數(shù)， 0 .1 1 0 0 .1 1 0 3 0 1 .7CfR= = ?； 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 采礦工程專業(yè) 27 RC―― 煤的單向抗壓強(qiáng)度，取 30MPa。 因此，巷道兩側(cè)在 4 號(hào)煤層保護(hù)煤柱寬度為： S=2S1+2a=2 +2 =； 經(jīng)計(jì)算， 大巷平行布置 ，間距 30m，回風(fēng)大巷側(cè)均留設(shè) 35m安全煤柱 。 巷道斷面、支護(hù)方式及安全間隙 軌道巷、膠帶巷、 東、西 回風(fēng)巷均為矩形斷面，采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。 在井田南部， 曹家山 礦井對(duì) 4 號(hào)煤層已進(jìn)行過開采