【正文】 局部基巖出露，地勢(shì)大致為西高東低。 井田內(nèi)各煤層成層平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無斷層，煤質(zhì) 中硬， 有煤塵爆炸性危險(xiǎn) ；平均容重 (體積質(zhì)量 )為 3/t m 。 二 1 煤層瓦斯相對(duì)涌出量為 ～， d， 為低瓦斯礦井 。礦井正常涌水量 263m3/h。 二、儲(chǔ)量計(jì)算 gZ gZ =179。 179。 =（ Mt） kZ 永久煤柱損失按工業(yè)儲(chǔ)量的 5%計(jì)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(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 AKZT k? 式中 T—— 礦井服務(wù)年限， a。 kZ —— 礦井可采儲(chǔ)量， Mt； A—— 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力， Mt。 K—— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 則礦井服務(wù)年限為： T= 在計(jì)算礦井服務(wù)年限時(shí)，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(wù)年限縮短，設(shè)置了備用儲(chǔ)址 bZ ，備用量為 : ??Z =（ Mt） 在備用儲(chǔ)量中，估計(jì)約有 50%為采出率過低和受未預(yù)知地質(zhì)破壞影響所損失的儲(chǔ)量礦井開拓設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)定的實(shí)際采出的儲(chǔ)量約為 : － 179。 50%=（ Mt） 四、開拓方案及技術(shù)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(fèi)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(jìn)工程量，減少通風(fēng)阻力，決定采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，回風(fēng)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(fēng)井三個(gè)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(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為 23 個(gè)階段，設(shè)置 1 一 3 個(gè)開采水平。階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備方式，每個(gè)階段沿走向劃分為 2 個(gè)走向長(zhǎng) 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(gè)生產(chǎn)采區(qū)，為減少初期工程量，縮短建井時(shí)間，采區(qū)間采用前進(jìn)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(shù)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(zhǎng)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(shè)置有兩個(gè)方案， 一是井田劃分為兩個(gè)階段，設(shè)置兩個(gè)開采水平 。二是井田劃分為三個(gè)階段，設(shè)置三個(gè)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(shí)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(wù)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(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(wù)年限 開采水平內(nèi)每翼一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)，礦井由兩個(gè)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(wù)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(wù)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(zhǎng) 兩階段、兩水平方案： 第一個(gè)階段區(qū)段斜長(zhǎng)為 1055/6=176m。 第二個(gè)階段區(qū)段斜長(zhǎng)為 1147/6=191m。 三階段、三水平方案 : 一水 平劃分為 5個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長(zhǎng)為： 958/5 =191 m。 二水平劃分為 4個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長(zhǎng)為： 671/4 =168 m。 三水平劃分為 3個(gè)區(qū)段，區(qū)段斜長(zhǎng)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(gè)水平 2 個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 6個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 第二個(gè)水平 2 個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 6個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : ② 三階段、三水平方案 : 一水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 5個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 二水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 4個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段出煤量 : 三水平 2個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū) 3個(gè)區(qū)段，每個(gè)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(hù)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(yùn)輸大巷留作下階段回風(fēng)大巷使用。上階段運(yùn)輸大巷留作下階段回風(fēng) 采區(qū)采用集中巖石上山聯(lián)合準(zhǔn)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(hù)，留作下階段的總回風(fēng)通道及安全階段劃分?jǐn)?shù)目 階段斜長(zhǎng)/m 水平垂高/m 水 平 實(shí)際出煤 /萬 t 服務(wù)年限 /a 區(qū)段數(shù)目 /個(gè) 區(qū)段斜長(zhǎng)/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(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(bào)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(xiàng)決定，在技術(shù)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(jiǎn)單可靠。 兩方案對(duì)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(chǎng)，并相應(yīng)地增加了井筒和石門的運(yùn)輸、提升、排水費(fèi)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(chǎng)，并相應(yīng)地增加了斜井的提升和排水費(fèi)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(jié)果如表 36所列。 對(duì)兩方案的基建費(fèi)和生產(chǎn)費(fèi)粗略估算如表 35所列，粗略估算后認(rèn)為 :第 1 和河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第 2 方案的費(fèi)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(jì)入暗斜井上、下部車場(chǎng)的石門運(yùn)輸費(fèi)用，以及方案 1 在通風(fēng)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(fèi)用 方案 方案 1 方案 2 基建費(fèi) /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(chǎng) 上下斜井車場(chǎng) 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) /萬元 立井提升 暗斜井提升 石門運(yùn)輸 立井提升 立井排水 排水（斜、立井） 小計(jì) 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 百分率 116% 百分率 100% 方案 3 和方案 4粗略估算費(fèi)用 方案 方案 3 方案 4 基建費(fèi) /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(chǎng) 上下斜井車場(chǎng) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) /萬元 立井提升 暗斜井提升 石門運(yùn)輸 立井提升 立井排水 排水（斜、立井） 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)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(fèi)用 在上述經(jīng)濟(jì)比較中說明方案 2 和方案 3 在經(jīng)濟(jì)上相差不大，但方案 3 的通風(fēng)比較簡(jiǎn)單，而方案 2中還有一個(gè)水平的運(yùn)輸大巷費(fèi)用未計(jì)入其中，故選擇方案 3。 礦井基本巷道 井筒 礦井共有三個(gè)井筒，分別為主井、副井、風(fēng)井。 主井 位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)全礦井 Mt/a 的煤炭運(yùn)輸任務(wù)。井筒內(nèi)裝備有一對(duì)型號(hào)為 JDG12/110179。 4 的箕斗?；访x載重 12t。井筒凈直徑為 5m，凈斷面積為 2m ，表主層段掘進(jìn)斷面面積為 2m ，基巖掘進(jìn)斷面面積為 2m 。井筒斷面如圖 方案 方案 3 方案 2 基建費(fèi) /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(chǎng) 上下斜井車場(chǎng) 井底車場(chǎng) 小計(jì) 小計(jì) 生產(chǎn)費(fèi) /萬元 立井提升 暗斜井提升 立井提升 石門運(yùn)輸 立井提升 石門運(yùn)輸 立井排水 排水（斜、立井） 立井排水 小計(jì) 小計(jì) 總計(jì) 費(fèi)用 /萬元 費(fèi)用 /萬元 百分率 % 百分率 100% 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 井筒特征 井型 井筒直徑 5m 井深 308m 凈斷面積 2m 掘進(jìn)斷面 2m 副井 位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，井筒內(nèi)裝備有一對(duì)型號(hào)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(jìn)斷面面積為 2m ，基巖掘進(jìn)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(jìn)斷面 2m 風(fēng)井 風(fēng)井位于井田中央，井筒直徑為 5m。內(nèi)設(shè)梯子間作為安全出口，掘進(jìn)斷面面積為 2m 。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jìn)斷面 2m 第 4 章 井田開拓 33 井底車場(chǎng)硐室 井底車場(chǎng)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(jī)頭銅室聯(lián)絡(luò)巷等。 主要開拓巷道 礦井主要運(yùn)輸大巷長(zhǎng)約 1100m，巷道凈寬度 ，凈斷面積 2m 。斷面圖如下：河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 第五章 準(zhǔn)備方式 —— 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 采區(qū)位置 設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞，以糜棱煤為主，碎粒煤次之，偶加碎塊煤。煤中揉皺構(gòu)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(duì)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(xiǎn)；煤層自燃等級(jí)為Ⅲ類，屬不易自燃煤層。 煤層底板巖石構(gòu)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(xì)粒巖屑石英砂巖或中細(xì)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(jié)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(dòng)構(gòu)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(yù)計(jì)正常礦井涌水量 263 h/m3 ，最大礦井涌水量 447 h/m3 。 第 5 章 準(zhǔn)備方式 —— 采區(qū)巷道布置 35 地質(zhì)構(gòu)造 井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層整體呈北高南低的單斜構(gòu)造。煤層平均傾角 ?13 。井田中央沿南北走向貫穿整個(gè)井田有一個(gè)相對(duì)平緩的褶曲。整個(gè)井田范圍內(nèi)未見斷層。 地表情況 各采區(qū)范圍對(duì)應(yīng)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(zhǔn)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(zhǎng)度不大，采用采區(qū)式開采更有利于煤礦的開采。