【正文】 上物產(chǎn)率為％，灰分產(chǎn)率在＋ 80－＋ 25mm粒級增高， +25mm以下級呈鋸齒狀變化。 （四）、煤的風(fēng)氧化 本井田 煤的風(fēng)氧化 作用主要發(fā)生在 3號煤層露頭處，西部、南部及東部均有。風(fēng)化煤完全失去煤的性質(zhì)、棕褐色、土狀光澤、微具塑性，手感松軟，遇水成泥狀，可燃性基本全無，灰分中 Al2O3含量增高。氧化煤的腐植酸若大于 20％，可作為提取腐植酸的原料、灰分小于 46％，低位干基發(fā)熱量在 12MJ/kg以上的仍可作為動力用煤。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第二章 井田境界與儲量 第一節(jié) 井田境界 井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺鋪井田相接，西南為北巖井田，東西長 公里，南北寬 公里，井田面積 平方公里。其主斜井口座標(biāo)為 y＝， x＝ ， H=780，坡度 15176。，斜長 米 。副斜井口座標(biāo)為 x＝ ，y＝ ， H=782，坡度 15176。，斜長 米。煤層傾角 3176。 5176。，煤層容重為,井田邊界北與西南方向受地質(zhì)構(gòu)造和人為共同影響，其地質(zhì)構(gòu)造主要受白馬寺斷層的影響 ，人為邊界受晉城礦 務(wù)局劃分的鳳凰山礦和王臺鋪礦的影響以及晉城市區(qū)的影響，無擴(kuò)區(qū)的可能。 第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算 井田內(nèi)大部分地區(qū)地層傾角平緩，一般在 3176。到 5176。之間，采用煤層的偽厚度及煤層水平投影面積估算。 井田的地質(zhì)儲量的計算公式： Z=s*r*m 關(guān)于以上公式參數(shù)的確定： 。 。 煤的容重 ,3＃煤層的平均厚度為 ；井田面積為 ，煤的容重為 /m 3，由上面的公式可計算出 3＃地質(zhì)儲量為： Z=s*r*m= mmtm ??? =22113 萬噸 第三節(jié) 可采儲量計算 安全煤柱的留設(shè)原則 : 建筑物、鐵路和公路按保護(hù)等級外推圍護(hù)帶，表土按 450下推，遇基巖再按 65～750下推留設(shè)保安煤柱。 井田邊界煤柱按 20m留設(shè)。 大巷兩側(cè)各按 30m 留設(shè)保安煤柱，出于對巷道的保護(hù)并且對巷道的擴(kuò)展，大巷留。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 Ⅱ Ⅱ斷面Ⅰ Ⅰ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護(hù)帶αφγφ φφβ δ δ工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第 15條，工業(yè)場地占地面積見表： 井型（萬 t/a） 占地面積指標(biāo)（ 公頃 /10萬 t） 240以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業(yè)廣場煤柱損失示意圖 。如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形 abcd。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 。通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1 在這個剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點(diǎn) m1， n1 起在表土層以 o=45 度劃兩條保護(hù)線，即 m1m2， n1n2。然后 在基巖中于下山和上山方向按上山移動角γ =75186。和下山移動角β =，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過 nˊ和 kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按其走向移動角δ =75186。作保護(hù)線，求得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界 ABCD。煤柱是一個梯形。 c、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱占地面積為： ??S ＝ 公頃＝ 可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》上冊公式： 2－ 3－ 1) 式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸 。 Zg－井田地質(zhì)儲量，萬噸 。 P－永久煤柱損失，萬噸 。 C－采區(qū)回采率，厚煤層采區(qū)回采率取 。 綜上所述本礦 3 號煤層可采儲量為： ???? CPZ gk )(Z 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 第三章 礦井的工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井的工作制度 依據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》（上冊 ）確定該礦井的年工作數(shù)是 330 天，每天凈提升時間為 14小時，本設(shè)計考慮到采用綜合機(jī)械化采煤的特性，決定采用“四六”制，即采用三班出煤，一班檢修的方式。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 由于本地區(qū)儲量豐實(shí)，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為 180萬噸。 礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力（井型） A，服務(wù)年限 T及可采儲量 Zk，三者的關(guān)系用下式表達(dá)： T= AKZK? 本公式見《煤礦礦井采礦設(shè)計 手冊》（上冊）公式 2－ 3－ 3，式中： K――礦井儲量備用系數(shù)，可取 Zk――井田可采儲量，萬噸 當(dāng) A＝ ，可求得該礦井的服務(wù)年限為 65年，滿足 180萬噸的礦井服務(wù)年限必須大于 60年的要求 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓的確定 本設(shè)計為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計，井田面積為 平方公里，井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為 3～ 5176。，走向長 ， 傾斜長 ， 基本上呈矩形。由于本區(qū)內(nèi)沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較 為簡單，所以井筒與工業(yè)廣場的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場應(yīng)該選在靠近井田儲量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢平坦。 開拓方式的選擇： （一）、平硐開拓 平硐開拓有很突出的優(yōu)點(diǎn) :(1)沒有井筒和井底車場，平硐本身相當(dāng)于運(yùn)輸大巷，煤炭直接運(yùn)出地面，環(huán)節(jié)少，能力大，投資省（ 2）依靠平硐自然排水，直接流出硐口，排水能力大，安全可靠不用設(shè)備，不開鑿硐室、水倉，無需長期維護(hù)清掃（ 3）施工設(shè)備和施工技術(shù)簡單，進(jìn)度快，平均月進(jìn)度可達(dá) 100米。多數(shù)煤層直接露出地表如與采區(qū)對頭施工，投 產(chǎn)很快（ 4）通風(fēng)工程較其他開拓方式小，主要采用小風(fēng)井或小平硐回風(fēng)，安全條件好。（ 5）硐口無井架、絞車房、扇風(fēng)機(jī)房等建筑，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，占地少（ 6）平硐進(jìn)入山體后可按需要變更方位或彎曲，靈活性大，有利于開拓布置。平硐開拓的適用條件：受地形及埋藏條件的限制，必須是平硐水平以上有較多的煤炭儲量，也而在該礦區(qū)內(nèi)沒有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開拓。 （二）、斜井開拓 對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開拓 。 凡是煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，最大到 500 米 ，都要首先研究斜井開拓的可能性與合理性。對于表土層不厚，水文地質(zhì)簡單，井筒不需要特殊施工的緩傾斜及傾斜煤層，不論井型大小均可采用斜井開拓。斜井與立井相比有如下主要優(yōu)點(diǎn) : ⒈井筒施工簡單，速度快、投資少 ⒉井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小。 ⒊膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 （三）、立井開拓 采用立井開拓的條件一般為： 煤層賦存較深或沖積層較厚 水文復(fù)雜，井筒需要用特殊方法施工 多水平開采的急傾斜煤層。立井開拓的適 應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件限制。技術(shù)上也比較可靠。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時均采用立井開拓方式。其優(yōu)點(diǎn)如下： ，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動控制。 ，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 綜上所述斜井開拓和立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)，該礦井 3號煤層埋藏淺，水文地質(zhì)簡單，另外從經(jīng)濟(jì)條件的合理性考慮（掘進(jìn)費(fèi)用、巷道維護(hù)費(fèi)用、與其配套的各種提升系統(tǒng)的費(fèi)用等等一系列經(jīng)濟(jì)費(fèi)用），該礦井應(yīng)該采用斜井開采。 第二節(jié) 井筒位置、形式、數(shù)目及礦井通風(fēng)方式 （一）主副井井筒位置形式的選擇 由本區(qū)地質(zhì)情況及煤層賦存情況，可以將主副井筒位置選在煤層南部露頭線井田邊界處，而煤層南部露頭線的方位大致在礦區(qū)儲量的中心處，另外根據(jù)煤層底板等高線可以看出，在煤層南部露頭線處建井后可以將井田分為東西兩翼進(jìn)行開采，而東西兩翼一個是上山，一個是下山，井口的布置離煤層最近，所以是合理的，根據(jù)以上條件可以確定主井的井口坐標(biāo) y＝ ， x＝ 。副斜井座標(biāo)為 x＝ ， y＝ 。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計生產(chǎn) 能力時，共布置 3個井筒，即主斜井、副斜井、中央回風(fēng)立井。各井筒用途分述如下： 主斜井：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。 副斜井：擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)，作進(jìn)風(fēng)井、排矸和安全出口。 回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，不裝備。 井筒裝備及布置： 主斜井：凈斷面 2m ，掘進(jìn)斷面為 ，裝備 1400mm寬鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和 600mm檢修軌。 副斜井：凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 ， 礦車。 回風(fēng)立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進(jìn)斷面為 。 太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 （二） .階段垂高、開采水平的規(guī)劃及其服務(wù)年限的確定 從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在 3～ 5 度之間，屬于近水平煤層，因此對其垂高的計算已 經(jīng)毫無實(shí)際意義可言，所以在井田內(nèi)不應(yīng)該劃分階段，而是直接劃分為帶區(qū)進(jìn)行開采，所以該礦井初步設(shè)計為斜井單水平帶區(qū)開拓，帶 區(qū)內(nèi)進(jìn)行單一開采，由于采用單一水平進(jìn)行開采，所以該開采水平的服務(wù)年限即為礦井的服務(wù)年限為 65 年。 （三）礦井通風(fēng)方式的選擇 中央并列式 ：適用 于煤層傾角較大，走向不長，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自燃發(fā)火不嚴(yán)重礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)是：（ 1）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中便于管理（ 2）節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，壓煤少（ 3）進(jìn)出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長（ 4）工業(yè)場地有噪音影響。 中央分列式： 適用于煤層傾角小，走向長度適中的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）比中央并 列式安全性好（ 2）通風(fēng)阻力小，幾個內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對瓦斯、自燃發(fā)火的管理（ 3）工業(yè)場地?zé)o噪音影響（ 4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。 兩翼對角式： 適用煤層走向大于 4km，井型較大，低瓦斯礦井或瓦 斯與自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井 。煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）風(fēng)流線路是直向式的，風(fēng)流線路短，阻力小，內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)噪聲危害（ 2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。 分區(qū)對角式 ：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷，它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）每個采區(qū)有獨(dú)立通風(fēng)路線，互不影響，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)，建井工期短，初期投資少，出煤快（ 2）占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。 考慮 到該礦井實(shí)際情況，該礦井應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。 第三節(jié) 開采水平的 位 置 為了保證生產(chǎn)使用，便于維護(hù)，減少煤柱損失，一般將主要運(yùn)輸大巷布置在煤層底板不受采動影響的堅硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅硬、圍巖穩(wěn)定，無自然發(fā)火的薄及中厚煤層中。因此將該礦井的主要運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤層底板的堅硬巖層中，查閱《礦太原理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 井開采設(shè)計手冊》（上冊），兩井筒間距為 60m，主井井底標(biāo)高為 620 m，副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井副井相聯(lián)系。 方案一： 該方案采用雙斜井開拓， 主井井口標(biāo)高 780m，傾角為 15 度 ，斜長為，副井標(biāo)高為 782m，傾角為 15度，斜長為 ，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。 以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)上合理，此處地面寬敞。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系。副井打至 620水平時 ， 掘井底車場 ， 然后按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m時，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區(qū) 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布 置可將采區(qū)分為 4個帶 區(qū)并采用傾斜長壁采煤法進(jìn)行開采。 方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標(biāo)高 790m，經(jīng)度 ，緯度 ，向下掘進(jìn)打至 620水平，副井標(biāo)高為 792m，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。工業(yè)場地與一方案相同。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系 。 主副井同井底車場連接起來后 ， 按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將