【正文】 局部基巖出露，地勢大致為西高東低。 井田內(nèi)各煤層成層平穩(wěn)，地質(zhì)構造簡單，無斷層，煤質(zhì) 中硬， 有煤塵爆炸性危險 ；平均容重 (體積質(zhì)量 )為 3/t m 。 二 1 煤層瓦斯相對涌出量為 ～， d， 為低瓦斯礦井 。礦井正常涌水量 263m3/h。 二、儲量計算 gZ gZ =179。 179。 =（ Mt） kZ 永久煤柱損失按工業(yè)儲量的 5%計算 : P= gZ 179。 5%=179。 5%=(Mt) kZ =( gZ － P）179。 C=(－ )179。 75%=(Mt) 式中 P—— 永久煤柱損失 。 C—— 采區(qū)采出率，厚煤層不小于 75% 。 河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 22 礦井設計生產(chǎn)能力和服務年限 AKZT k? 式中 T—— 礦井服務年限， a。 kZ —— 礦井可采儲量， Mt； A—— 設計生產(chǎn)能力， Mt。 K—— 礦井儲量備用系數(shù)，取 。 則礦井服務年限為： T= 在計算礦井服務年限時，考慮礦井投產(chǎn)后，可能由于地質(zhì)損失增大、采出率降低和礦井增產(chǎn)的原因，使礦井服務年限縮短，設置了備用儲址 bZ ，備用量為 : ??Z =（ Mt） 在備用儲量中，估計約有 50%為采出率過低和受未預知地質(zhì)破壞影響所損失的儲量礦井開拓設計時認定的實際采出的儲量約為 : － 179。 50%=（ Mt） 四、開拓方案及技術比較 由于本井田地形平坦，不存在平硐開拓條件，表土較厚且有流沙層，斜井施工困難，所以，確定采用立井開拓 (主井裝備箕斗提升煤炭 )，并按流沙層較薄、井下生產(chǎn)費用較低的原則，確定井筒位于井田走向中部流沙層較薄處。為減少巷道掘進工程量，減少通風阻力，決定采用兩翼對角式通風方式，回風井布置在井田上部邊界走向兩邊。 這樣，井田需要開鑿主立井、副立井和回風井三個井筒。 第 4 章 井田開拓 23 根據(jù)井田條件和煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定，本井田可劃分為 23 個階段，設置 1 一 3 個開采水平。階段內(nèi)采用采區(qū)式準備方式，每個階段沿走向劃分為 2 個走向長 1 500 m 的采區(qū)，采區(qū)劃分為若干區(qū)段。在井田每翼布置一個生產(chǎn)采區(qū)，為減少初期工程量，縮短建井時間，采區(qū)間采用前進式開采順序。因井田內(nèi)瓦斯和涌水量均較大 。采用上下山開采，下山部分在技術上困難較多，故決定階段內(nèi)均采用上山開采，由于井田斜長較大，傾角在為 ?13 左右，因此排除了單水平上下山開采的開拓方案。這樣，階段劃分和開采水平設置有兩個方案， 一是井田劃分為兩個階段，設置兩個開采水平 。二是井田劃分為三個階段，設置三個開采水平。 (1)水平垂高 ①兩階段、兩水平： 250 m， 250m。 ②三階段、三水平： 230m， 135 m， 135m。 (2)開采水平實際出煤量 ①兩階段、兩水平方案 第一階段為 :*1055/2202= 萬 t 第二階段為 :*1147/2202= 萬 t ②三階段、三水平方案 第一階段 :*958/2202= 3230 萬 t。 第二階段 *671/2202=2062 萬 t。 第三階段 *573/2202=1932 萬 t。 (3)水平服務年限 ①兩階段、兩水平方案 : 第一水平 :*1055/2202=。 第二水平： *1147/2202= ②三階段、三水平方案 河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 24 第一水平 :*958/2202=29 .9a。 第二水平 :*671/2202= 第三水平： *573/2202= (4)采區(qū)服務年限 開采水平內(nèi)每翼一個采區(qū)生產(chǎn)，礦井由兩個采區(qū)同采保證產(chǎn)量，考慮 1a 的產(chǎn)量遞增和 遞減期。 兩階段、兩水平方案中的采區(qū)服務年限 : 第一階段 , 第二階段 。 三階段、三水平方案中的采區(qū)服務年限 : 一水平采區(qū) :+1=+1 a。 二水平采區(qū) :, 三水平采區(qū)： 。 (5)區(qū)段數(shù)目及區(qū)段斜長 兩階段、兩水平方案： 第一個階段區(qū)段斜長為 1055/6=176m。 第二個階段區(qū)段斜長為 1147/6=191m。 三階段、三水平方案 : 一水 平劃分為 5個區(qū)段，區(qū)段斜長為： 958/5 =191 m。 二水平劃分為 4個區(qū)段，區(qū)段斜長為： 671/4 =168 m。 三水平劃分為 3個區(qū)段，區(qū)段斜長為： 573/3 =191 m。 (6)區(qū)段采出煤量 ①兩階段、兩水平方案 第 4 章 井田開拓 25 第一個水平 2 個采區(qū)，每個采區(qū) 6個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量 : 第二個水平 2 個采區(qū)，每個采區(qū) 6個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量 : ② 三階段、三水平方案 : 一水平 2個采區(qū)，每個采區(qū) 5個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量 : 二水平 2個采區(qū)，每個采區(qū) 4個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量 : 三水平 2個采區(qū)，每個采區(qū) 3個區(qū)段，每個區(qū)段出煤量 : 井田內(nèi)所劃定階段的主要參數(shù)如表所列。 考慮到各煤層間距較小，宜采用集中大巷布置。為減少煤柱損失和保證大巷維護條件，大巷布置于 m1 煤層底板下垂距為 30 m 的厚層砂巖內(nèi)。上階段運輸大巷留作下階段回風大巷使用。上階段運輸大巷留作下階段回風 采區(qū)采用集中巖石上山聯(lián)合準備，井田一翼的中央采區(qū)上山布置在距 m‘煤層底板 30m 以下的砂巖中，并在采后加以維護，留作下階段的總回風通道及安全階段劃分數(shù)目 階段斜長/m 水平垂高/m 水 平 實際出煤 /萬 t 服務年限 /a 區(qū)段數(shù)目 /個 區(qū)段斜長/m 區(qū)段采出煤量 /萬 t 水平 采區(qū) 2 1055 250 6 176 1147 250 6 191 3 958 230 5 192 671 135 4 168 573 135 3 191 河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 26 出口，其余采區(qū)上山位于距 m。煤層底板約 20 m 的砂巖中，并在這些采區(qū)采后加以報廢。 考慮兩 種井筒延深方案，一是直接延深，二是暗斜井延深。 根據(jù)前述各項決定，在技術上可行的開拓方案有下列四種，如圖 39所示。 第 4 章 井田開拓 27 方案 1和方案 2的區(qū)別僅在于第二水平是用暗斜井延深還是直接延深立井。兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠。 兩方案對比，第 1 方案需多開立井井筒 ((2 179。 135 m)、階段石門 (1230 m)和立井井底車場，并相應地增加了井筒和石門的運輸、提升、排水費用。第 2 方案則多開暗斜井井筒 (傾角 ?13 ,2X625 m)和暗斜井的上、下部車場，并相應地增加了斜井的提升和排水費用。 方案 3 和方案 4 的區(qū)別也僅在于第二水平是用立井直接延深還是采用暗斜井延深。粗略估算結果如表 36所列。 對兩方案的基建費和生產(chǎn)費粗略估算如表 35所列，粗略估算后認為 :第 1 和河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 28 第 2 方案的費用相差較大。方案 1 的提升、排水工作的環(huán)節(jié)少，人員上下較方便，在方案 2 中未計入暗斜井上、下部車場的石門運輸費用，以及方案 1 在通風方面優(yōu)于方案 2，所以決定選用方案 2。 方案 1 和方案 2粗略估算費用 方案 方案 1 方案 2 基建費 /萬元 立井開鑿 主暗斜井開鑿 石門開鑿 副暗斜井開鑿 井底車場 上下斜井車場 小計 小計 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 暗斜井提升 石門運輸 立井提升 立井排水 排水（斜、立井） 小計 小計 總計 費用 /萬元 費用 /萬元 百分率 116% 百分率 100% 方案 3 和方案 4粗略估算費用 方案 方案 3 方案 4 基建費 /萬元 立井開鑿 主暗斜井開鑿 石門開鑿 副暗斜井開鑿 井底車場 上下斜井車場 小計 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 暗斜井提升 石門運輸 立井提升 立井排水 排水（斜、立井） 小計 總計 費用 /萬元 費用 /萬元 百分率 100% 百分率 107% 第 4 章 井田開拓 29 方案 3 和方案 2粗略估算費用 在上述經(jīng)濟比較中說明方案 2 和方案 3 在經(jīng)濟上相差不大，但方案 3 的通風比較簡單，而方案 2中還有一個水平的運輸大巷費用未計入其中，故選擇方案 3。 礦井基本巷道 井筒 礦井共有三個井筒，分別為主井、副井、風井。 主井 位于礦井工業(yè)場地，擔負全礦井 Mt/a 的煤炭運輸任務。井筒內(nèi)裝備有一對型號為 JDG12/110179。 4 的箕斗。箕斗名義載重 12t。井筒凈直徑為 5m，凈斷面積為 2m ，表主層段掘進斷面面積為 2m ，基巖掘進斷面面積為 2m 。井筒斷面如圖 方案 方案 3 方案 2 基建費 /萬元 立井開鑿 主暗斜井 開鑿 立井開鑿 石門開鑿 副暗斜井開鑿 石門開鑿 井底車場 上下斜井車場 井底車場 小計 小計 生產(chǎn)費 /萬元 立井提升 暗斜井提升 立井提升 石門運輸 立井提升 石門運輸 立井排水 排水（斜、立井） 立井排水 小計 小計 總計 費用 /萬元 費用 /萬元 百分率 % 百分率 100% 河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 30 井筒特征 井型 井筒直徑 5m 井深 308m 凈斷面積 2m 掘進斷面 2m 副井 位于礦井工業(yè)場地，井筒內(nèi)裝備有一對型號為 GDG1/4/2/4K 的雙層四車加寬罐籠。井筒直徑為 6m，凈斷面積為 2m ，表主層段掘進斷面面積為 2m ，基巖掘進斷面面積為 2m 。井筒 斷面如圖 第 4 章 井田開拓 31 井筒特征 井型 井筒直徑 6m 井深 288m 凈斷面積 2m 掘進斷面 2m 風井 風井位于井田中央，井筒直徑為 5m。內(nèi)設梯子間作為安全出口，掘進斷面面積為 2m 。 河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 32 井筒斷面如圖 井筒特征 井型 井筒直徑 5m 井深 55m 凈斷面積 2m 掘進斷面 2m 第 4 章 井田開拓 33 井底車場硐室 井底車場硐室主要有井底換裝站、井底煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫井底清理巷、水倉、調(diào)度室、等候室、機頭銅室聯(lián)絡巷等。 主要開拓巷道 礦井主要運輸大巷長約 1100m，巷道凈寬度 ，凈斷面積 2m 。斷面圖如下：河北聯(lián)合大學輕工學院本科生畢業(yè)設計 34 第五章 準備方式 —— 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 采區(qū)位置 設計首采區(qū)位置位于井田東翼，大巷北部。 采區(qū)煤層特征 采區(qū)所采煤層為二 1 煤層，其煤層特征：灰黑及黑色，煤的原始結構遭受嚴重破壞，以糜棱煤為主，碎粒煤次之，偶加碎塊煤。煤中揉皺構造及鏡面發(fā)育。 二1煤層 為低灰、特低硫、低磷、高熱值高熔融性煤貧煤 ，煤層平均厚度 ，平均傾角 ?13 ，煤的體積質(zhì)量 3/mt ，瓦斯相對涌出量為 ～ t/m3 ，為低瓦斯礦井。二 1 煤層煤塵爆炸性指數(shù)為 %，有煤塵爆炸性危險；煤層自燃等級為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。 煤層底板巖石構造情況 直接頂板為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為砂巖。 老頂為大占砂巖，平均厚 16m。 底板為深灰色泥巖夾中細粒巖屑石英砂巖或中細粒砂巖夾泥質(zhì)條帶，含白云母片、植物化石碎片、菱鐵質(zhì)結核和黃鐵礦晶體，具水平、透鏡狀、 緩波狀及壓扁狀層理，有蟲穴及生物攪動構造。 水文地質(zhì) 底板水是礦井水的主要組成部分，直接充水含水層與煤層之間有較穩(wěn)定隔水層，且隔水性能良好。預計正常礦井涌水量 263 h/m3 ，最大礦井涌水量 447 h/m3 。 第 5 章 準備方式 —— 采區(qū)巷道布置 35 地質(zhì)構造 井田內(nèi)地質(zhì)構造簡單，煤層整體呈北高南低的單斜構造。煤層平均傾角 ?13 。井田中央沿南北走向貫穿整個井田有一個相對平緩的褶曲。整個井田范圍內(nèi)未見斷層。 地表情況 各采區(qū)范圍對應地面均沒有村莊，以山丘、洼地為主。在井田范圍內(nèi)無大的地表水系和水體。 采區(qū) 采區(qū)準備方式的確定 根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，煤層傾角約 ?13 ，礦井走向長度不大，采用采區(qū)式開采更有利于煤礦的開采。