【正文】 計(jì)生產(chǎn)能力，萬 t/a； K—— 儲(chǔ)量備用系數(shù)， K＝ ～ 。 本礦井可采儲(chǔ)量為 ，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，備用系數(shù)取 。則礦井和一水平上山部分（ 450m以上）服務(wù)年限分別為 和 。 13 第三章 井田開拓及采區(qū)通風(fēng) 井田開拓方案 井田開拓方式 井田開拓方式應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、地形地貌條件、井田地質(zhì)條件、煤層賦存條件、開采技術(shù)條件、裝備條件、地面外部條件等因素，通過多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 根據(jù)采礦設(shè)計(jì)規(guī)范和井田的實(shí)際情況，經(jīng)過全面考慮，確定影響該井田的開拓方式選擇的主要因素包括以下幾個(gè)方面： ； ； ； ； ； 。 綜 合本 礦 井第三系地層及第四系沖積層較厚，煤層層數(shù)多、層間距較大等情況 ，本 設(shè)計(jì) 報(bào)告推薦 采用 立井、多水平、集中 大巷 、分 組 石門開拓方式。 井口位置選擇 結(jié)合井上下建井條件以及首采區(qū)布置，首采煤層選擇等，經(jīng)比選，認(rèn)為將井口位置設(shè)在 F8斷層右側(cè)約 150m、 9層煤 450標(biāo)高 附近 較為適宜。該井位具有表土層薄、距首采區(qū)及首采煤層近，壓煤量小，而且首采區(qū)及首采煤層開采條件好，建井工期短，鐵路、公路 連接順暢，且工程量較少等優(yōu)點(diǎn)。 14 開采水平劃分及主要巷道布置 1) 開采上限及回風(fēng)水平標(biāo)高的確定 按防水煤柱高度計(jì)算的結(jié)果，并考慮煤層露頭處風(fēng)氧化帶對(duì)開采頂板的影響，以及“天窗”范圍及構(gòu)造情況，暫定本礦井各煤層開采上限為 175m。待礦井建設(shè)后可視實(shí)見圍巖條件及涌水情況作相應(yīng)調(diào)整。至于回風(fēng)水平標(biāo)高的確定，設(shè)計(jì)根據(jù)東榮二、三礦回風(fēng)大巷實(shí)見圍巖條件及施工情況，將首采區(qū)回風(fēng)水平標(biāo)高降至 190m，增加回風(fēng)大巷與風(fēng)氧化帶底界面的高度，使回風(fēng)大巷位于較好的圍巖條件下，以確保生產(chǎn)安全，同時(shí) 也可探明實(shí)際地質(zhì)情況。 2) 運(yùn)輸水平標(biāo)高的確定 本井田呈一單斜構(gòu)造，各煤層傾角為 15～ 25176。井田開采下部邊界為 900m水平，從開采上限至井田下部邊界垂高 725m，因此礦井至少以二個(gè)水平開采。第一水平運(yùn)輸巷道確定在 450m標(biāo)高，垂高 275m，一水平各采區(qū)全部采用上山開采；第二水平運(yùn)輸巷道布置于 750m標(biāo)高，垂高 250m，二水平 750m以上采區(qū)全部采用上山開采， 750m～ 900m標(biāo)高煤層利用 750m水平運(yùn)輸巷實(shí)行下山開采。 1) 主要運(yùn)輸巷道布置 根據(jù)本井田的煤層賦存條件，井田內(nèi) 14 個(gè)可采煤層中共分上、中、下三個(gè)層群。其中，中層群含 12 個(gè)可采煤層，而上、下層群只分別有 5 號(hào)層和 29～1b 號(hào)層，并且與中層群間距較大，因此，設(shè)計(jì)主要對(duì)中層群的煤層分組情況進(jìn)行了分析。 從中層群各煤層間距變化情況看，其主力開采煤層 16 與 18 號(hào)層間距和 18與 20 號(hào)層間距均為 40～ 45m左右，煤層間距相差不大。因此，設(shè)計(jì)對(duì)中層群煤層分組主要從采區(qū)服務(wù)年限合理的角度來考慮，將 9～ 18 號(hào)層作為上層組，20～ 26 號(hào)層作為下層組。 鑒于上述煤層分組情況，設(shè)計(jì)對(duì)主要運(yùn)輸大巷布置方式曾提出集中大巷分 15 區(qū)石門布置和集中石門分組 大巷布置兩個(gè)方案。經(jīng)分析，一水平 450m以上共劃分 6 個(gè)采區(qū)，其中 三采區(qū) 和 四 采區(qū)沒有分層組劃分，只有 一采區(qū) 和 二采區(qū) 分上下層組劃分采區(qū)。因此，采用集中大巷分區(qū)石門布置較集中石門分組大巷布置可節(jié)省 565m巷道。 通過上述分析比較，設(shè)計(jì)采用集中大巷分區(qū)石門布置方式。 2) 回風(fēng)水平巷道布置 根據(jù)前述回風(fēng)水平標(biāo)高確定，設(shè)計(jì)為減少巷道壓煤，回風(fēng)大巷主要沿 26號(hào)煤層 175m標(biāo)高 布置。但首采區(qū)回風(fēng)石門底板標(biāo)高為 190m。 編制礦井采區(qū)接續(xù)表 設(shè)計(jì)依據(jù)不同裝備的工作面生產(chǎn)能力，在確保礦井經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的情況下，對(duì)不同井型進(jìn)行了工作面裝備和工作面?zhèn)€數(shù)的優(yōu)化組合，對(duì)不同井型確定了合理的工作面裝備和個(gè)數(shù)，依據(jù)上述原則配合采區(qū)規(guī)劃能力并根據(jù)不同井型進(jìn)行采區(qū)接續(xù)安排，結(jié)果如下： (1)當(dāng)井型為 ：一水平前 42a 為一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，布置二個(gè)高檔工作面，第一水平生產(chǎn) 42a 以后需由兩個(gè)采區(qū)保證礦井產(chǎn)量，此時(shí)采區(qū)進(jìn)入北部邊界采區(qū)和 5 號(hào)煤層及 291b 煤層。排定的礦井年平均生產(chǎn)能力為 。 (2)當(dāng)井型為 ：，一水平前 為一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，布置一個(gè)刨煤機(jī)綜采工作面。而后，當(dāng)采區(qū)進(jìn)入構(gòu)造較復(fù)雜的南 北兩翼邊界塊段時(shí)，需由二個(gè)采區(qū)保證礦井產(chǎn)量，排定的礦井年平均生產(chǎn)能力為 。 (3)當(dāng)井型為 ，工作面裝備采用綜采機(jī)組 +高檔普采：一水平前22。 5a 為二個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，布置一個(gè)刨煤機(jī)綜采工作面、一個(gè)高檔普采工作面，排定的礦井生產(chǎn)能力為 。待一水平 后的 中，礦井生產(chǎn)采區(qū)個(gè)數(shù)雖仍為 2 個(gè)，但由于此時(shí)礦井已全部投入構(gòu)造較復(fù)雜的生產(chǎn)采區(qū)。因此，排定的礦井生產(chǎn)能力下降到 Mt/a。 從上述一水平采區(qū)接續(xù)情況及達(dá)到礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量所需工作面?zhèn)€數(shù)和采區(qū)個(gè)數(shù)看， 。 用刨煤機(jī)綜采設(shè)備，達(dá)到礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量僅需一個(gè)采區(qū)一個(gè)面，井巷工程少，建 16 井工期短，生產(chǎn)效率高，達(dá)到礦井高產(chǎn)高效的要求。而 井型達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，礦井初期即需投產(chǎn) 1～ 2 個(gè)采區(qū)及兩個(gè)工作面，尤其，初期即須投產(chǎn)構(gòu)造較復(fù)雜的南北兩翼邊界采區(qū)配采。由此，造成礦井初期投資過大，建井工期過長，同時(shí)由于配采采區(qū)地質(zhì)條件差，使得礦井的生產(chǎn)穩(wěn)定性差。 礦井主要巷道 主副井 主要特征見表 ，剖面圖 見附錄 圖 1。 表 主井特征 井型 90萬噸 /年 井筒直徑 井深 510m 主要特征見表 ，剖面圖 見附錄 圖 2。 表 副井特征表 井型 90萬噸 /年 井筒直徑 井深 515m 運(yùn)輸大巷及上下山 剖面圖 見附錄 圖 3。 剖面圖 見附錄 圖 4。 剖面圖 見附錄 圖 5。 17 剖面圖 見附錄 圖 6。 采區(qū)通風(fēng) 采區(qū)概況 中 的位置 采區(qū) 位于 井田 的中部偏東 ， 上部以 190m保護(hù)煤柱線為界，下部以 450m標(biāo)高 左右為界， 左 方以 F18 斷層為界， 右方與其它采區(qū)相鄰 。 采區(qū)煤層賦存比較穩(wěn)定，傾斜角度約 17— 25 度，適合用走向長臂采煤法。 采區(qū)內(nèi)各煤層頂?shù)装逡苑凵皫r、細(xì)砂巖和粉細(xì)礦巖互層為主，部分為中、粗砂巖。單向抗壓強(qiáng)度范圍為 ～ 。煤層露頭部位，煤層頂?shù)装鍘r層的單向抗壓強(qiáng)度值降低。 采區(qū)煤層屬低～中灰、特低硫、中～低磷、高發(fā)熱量、易選～中等可選、弱粘結(jié)～中等粘結(jié)性、低變質(zhì)階段的氣煤和長焰煤，以長焰煤為主，氣煤次之，可 作為動(dòng)力用煤和煉焦配煤。全井田煤的揮發(fā)份一般大于 40%，各煤層平均 Y值為 ～ ，灰分含量一般為 ～ %，原煤全硫?yàn)?～ %,磷的平均含量為 ～ %，各煤層平均發(fā)熱量為 ～ 。 本含煤地層主要巖性由各種粒級(jí)的砂巖組成。直接充水含水層，以裂隙含水為主，為裂隙充水礦床。 井田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，煤層位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，地表水位與煤系風(fēng)化裂隙含水帶水力聯(lián)系微弱。煤系風(fēng)化裂隙含水帶宿水性變化較大，煤系外圍巖 層透水性很微弱。排泄條件良好。第四系與煤系風(fēng)化裂隙含水帶之間有第三系隔水層，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水層與煤系風(fēng)化裂隙含水帶有水力聯(lián)系，補(bǔ)給較好，但第四系下部含水層含水性 18 及透水性較弱。 綜上所述，本井田水文地質(zhì)條件類型根據(jù)直接充水含水后的富水性和補(bǔ)給條件，以及單位涌水量的大小來劃分，屬以中等條件為主的裂隙充水礦床。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及鄰近東榮二、三礦 的 實(shí)際開采情況，礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)，無自燃發(fā)火 傾向 。 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則及要求 ， 都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。 。有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時(shí)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 12176。的采煤工作面采用下行通風(fēng)時(shí)，報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)， ，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。 采區(qū)參數(shù) 達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)的采區(qū)數(shù)目 及 位置 礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，一采區(qū)和二采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)，其中一采區(qū)有兩個(gè)工作面同時(shí)生產(chǎn)，二采區(qū)有一個(gè)工作面在生產(chǎn)。一采區(qū)位于本井田中部偏東，靠近各煤層露 頭線，二采區(qū)位于一采區(qū)北部，與一采區(qū)以 F8 斷層為界。三個(gè)采煤工作面同時(shí)開采 12 煤層。 ，區(qū)段傾斜長與數(shù)目 采區(qū)走向長度為 2200m，傾長 960m，考慮安全煤柱的 設(shè)置 和回采工藝以及煤層狀況 等情況，將 本采區(qū)劃分為 5 個(gè)區(qū)段 ，每個(gè)區(qū)段長約 190m。 (下 )山及其它準(zhǔn)備巷道的布置 本采區(qū)布置有三條傾斜上山，其中一條為運(yùn)輸上山，一條軌道上山，一條回風(fēng)上山。采區(qū)回風(fēng)上山 、 軌道上山 和運(yùn)輸上山 在同一水平面上。在回風(fēng)上山相隔 20m的巖層內(nèi)布置 運(yùn)輸 上山。在 運(yùn)輸上山 相隔 20m的巖層內(nèi)布置 軌道上 19 山 。采 區(qū)內(nèi) 所有上山都布置在 16 號(hào)煤層下部的巖層中，距煤層底板 最近處 垂高15m。新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，軌道上山的絞車房易于通風(fēng)，采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山進(jìn)行回風(fēng)；由于采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動(dòng)，為上行風(fēng)。 采區(qū) 軌道 上山采用半圓拱錨噴巷道，斷面特征見表 。 表 3— 3 軌道上山 斷面特征表 圍巖性質(zhì) 斷面 (m2) 掘進(jìn)尺寸 (mm) 凈周長 (m) 凈 掘 寬 高 巖石 4200 3800 采區(qū)運(yùn)輸上山采用 半圓拱 錨噴支護(hù) ，斷面特征見 表 。 表 運(yùn)輸上山 斷面特征表 圍巖 性質(zhì) 斷面 (m2) 掘進(jìn)尺寸 (mm) 凈周長 (m) 凈 掘 寬 高 巖石 2900 2850 采區(qū)回風(fēng)上山采用半圓拱，斷面特征 見表 。 表 回風(fēng)上山 斷面特征表 圍巖 性質(zhì) 斷面 (m2) 掘進(jìn)尺寸 (mm) 凈周長 (m) 凈 掘 寬 高 巖石 3800 3400 工作面傾斜長度約為 190 米，走向長度約為 1100 米，采高 平均 約 為 米?；夭晒ぷ髅婷咳者M(jìn)尺三米，每年進(jìn)尺 990 米。 12 煤層與 16 煤層同時(shí)生產(chǎn)，當(dāng)達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，需要三個(gè)回采工作面同時(shí)生產(chǎn)。 20 掘進(jìn)通風(fēng) 掘進(jìn)通風(fēng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ； 、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)。 、高效型局部通風(fēng)機(jī)。 ，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。 足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。 局部通風(fēng)方法 利用局部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，它是目前局部通風(fēng)最主要的方法。 有以下幾種常用通風(fēng)方式： 1) 壓入式 2) 抽出式 3) 混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合運(yùn)用 ,按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為 :長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。 4) 可控循環(huán)通風(fēng) 當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量大于全風(fēng)壓供給設(shè)置通風(fēng)機(jī)巷道的風(fēng)量時(shí)，則部分由局部用風(fēng)地點(diǎn)排出的污濁風(fēng)流，會(huì)再次經(jīng) 局部通風(fēng)機(jī)送往用風(fēng)地點(diǎn)，故稱其為循環(huán)風(fēng)。 循環(huán)通風(fēng)方式：循環(huán)通風(fēng)分為摻有適量外界新風(fēng)的循環(huán)通風(fēng)和不摻有外界新風(fēng)的循環(huán)通風(fēng)。前者即為可控制循環(huán)通風(fēng)，也稱為開路循環(huán)通風(fēng)；后者稱為閉路循環(huán)通風(fēng)。 21 在煤礦掘進(jìn)通風(fēng)中當(dāng)使用閉路循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，因既無任何出口，也無法除去這些氣體，在封閉的循環(huán)區(qū)域中的污染物濃度必然會(huì)越來越大。因此，《規(guī)程》嚴(yán)禁采用循環(huán)通風(fēng)。 如果循環(huán)通風(fēng)是在一個(gè)敞開的區(qū)域內(nèi)，且連續(xù)不斷地有適量的新鮮風(fēng)流摻入到循環(huán)風(fēng)流中 ,經(jīng)理論與實(shí)踐證明，這部分有控制的循環(huán)風(fēng)流中的污染物濃度僅僅取決于該地區(qū)內(nèi)污染物的產(chǎn)生率及 流過該地區(qū)的新鮮風(fēng)量的大小，故循環(huán)區(qū)域中任何地點(diǎn)的污染物濃度，都不會(huì)無限制地增大，而是趨于某一限值。 可控循環(huán)局部通風(fēng)優(yōu)點(diǎn) : (1) 采用混合式可控循環(huán)通風(fēng)時(shí) ,掘進(jìn)巷道風(fēng)流循環(huán)區(qū)內(nèi)側(cè)的風(fēng)速較高，避免了瓦斯層狀積聚 ,同時(shí)也降低了等效溫度，改善了掘進(jìn)巷道中的氣候條件。 (2) 當(dāng)在局部通風(fēng)機(jī)前配置除塵器時(shí)，可降低礦塵濃度。 (3) 在供給掘進(jìn)工作面相同風(fēng)量條件下，可降低通風(fēng)能耗。 可控循環(huán)局部通風(fēng) 缺點(diǎn)： (1)由于流經(jīng)局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)流中含有一定濃度的瓦斯與粉塵，因此，必須研制新型防爆除塵風(fēng)機(jī)。 (2)循 環(huán)風(fēng)流通過運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的加熱 ,再返回掘進(jìn)工作面，使風(fēng)溫上升。 (3)當(dāng)工作面附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙流會(huì)返回掘進(jìn)工作面，故安全性差，抗災(zāi)能力弱，災(zāi)變時(shí)有循環(huán)風(fēng)流通過的風(fēng)機(jī)應(yīng)立即進(jìn)行控制 ,停止循環(huán)通風(fēng) ,恢復(fù)常規(guī)通風(fēng)。 全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施把主導(dǎo)風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面。其通風(fēng)量取決于可利用的風(fēng)壓和風(fēng)路風(fēng)阻。 按其導(dǎo)風(fēng)設(shè)施不同可分為： 1) 風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng) 在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻截?cái)嘀鲗?dǎo)風(fēng)流，用風(fēng)筒把新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面，污濁空氣從獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中排出。 特點(diǎn)：此種方 法輔助工程量小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便，通常用于需風(fēng)量不大的短巷掘進(jìn)通風(fēng)中。 22 2) 平行巷道導(dǎo)風(fēng) 在掘進(jìn)主巷