【正文】 失量為 萬 t。主、副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在大巷保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，故井筒保護(hù)煤柱損失量為 0。由于松散層第四系含水層直接覆蓋煤系地層上,礦井在淺部開采時(shí),必須留設(shè)合適的防水煤柱,防止礦井突水。 煤圖 23 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱導(dǎo)水裂隙帶的高度由下式確定：H=100ΣM/（+ ）177。 22 式中：H——導(dǎo)水裂隙帶高度； ΣM——可采煤層厚度之和 ,m,ΣM=。H=177。 取防水煤柱垂直高度為 50m，其傾斜長度平均為 206m。 各種保護(hù)煤柱損失量見表 23。表 23 保護(hù)煤柱損失量煤 柱 類 型 煤損(萬 t)井田邊界保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 807大巷保護(hù)煤柱 井筒保護(hù)煤柱 0防水煤柱 合 計(jì) 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲量，可按下式計(jì)算：Zk = （ZgP）C 25式中： Zk——礦井可采儲量，萬 t；P——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬 t；C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層不小于 。則，礦井設(shè)計(jì)可采儲量：Zk=()=（萬 t）第 3 章 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井的實(shí)際情況，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為 330 天，工作制度采用“三八制” ，每天兩班作業(yè)，一班準(zhǔn)備，每班工作 8 小時(shí)。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為 16 小時(shí)。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力本井田煤層傾角平均在 14176。左右,主采煤層為 7 號煤和 8 號煤，可采厚度平均在 左右，本次設(shè)計(jì)對 7 煤做具體設(shè)計(jì)，7 煤頂板為泥巖、中砂巖、粉砂巖，底板為泥巖、粉砂、中砂巖，煤層中無夾矸。瓦斯含量為 3m3/t，屬低瓦斯礦井，在距 8 煤下 177m 處有上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r，分有 5 層，厚度共計(jì) 62m，距 8 煤下 處揭露厚 28m 的灰?guī)r，屬奧陶中、下統(tǒng)含水層，具體厚度不詳?？紤]到其間距較大，不會受 7 煤采動影響，因此采用綜合機(jī)械化一次采全高開采。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 60 萬 t，理由如下：：煤田地質(zhì)條件簡單，但儲量相對較小，兩主采煤層厚均在 左右，適合于綜合機(jī)械化一次采全高開采。 ，傾斜長平均為 ，較短。但本井田中部狹窄根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》可以設(shè)計(jì)中型礦井。，井筒也較長，為滿足施工要求及裝備布置需要，井筒斷面不宜過小，因此，井筒基建費(fèi)用增多。4．在設(shè)備及基建工程量相仿的情況下，礦井生產(chǎn)能力越大，生產(chǎn)效率越高，礦井的綜合效益越好。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)，我國各類井型的礦井和第一水平服務(wù)年限見表 31。表 31 我國各類井型的礦井和第一水平服務(wù)年限第一水平服務(wù)年限（年）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬 t ）設(shè)計(jì)服務(wù)年限（年） 25176。 25176。 45176。 45176。600 及以上 80 40300500 70 35120240 60 30 25 204590 50 25 20 15礦井可采儲量 Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A、礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為: 31kT??式中：T——礦井服務(wù)年限，a； Zk——礦井可采儲量，萬 t，Zk=； A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,萬 t,A=60；K——礦井儲量備用系數(shù)，本設(shè)計(jì)取 。則，礦井服務(wù)年限為： T= a符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。第 4 章 井田開拓4 井田開拓 井田開拓的基本問題井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列行道進(jìn)入煤體，建立礦井提升，運(yùn)輸，通風(fēng)，排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式，數(shù)量，位置及其相互聯(lián)系和配合稱謂開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開拓方式的選擇主要考慮以下因素。，煤層可采線在250m，最深處到 950m；，平均在 228m；，三個(gè)隔水層，其中四含直接覆蓋在煤層露頭上； 8 煤底板 177m 有厚度為 62m 的太原組灰?guī)r，直接影響井筒的位置；，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體，平均標(biāo)高+26m。綜合考慮以上因素，本井田不具備采用平峒的條件，也不適宜采用斜井開拓，因此，確定采用立井開拓。在解決開拓問題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。，減少煤炭損失。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。 井筒的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。因本礦區(qū)沖積層表土較厚，水文地質(zhì)條件相對復(fù)雜，井筒施工需采用特殊施工，故第一水平只能采用立井開拓，根據(jù)礦井生產(chǎn)需要、井田地質(zhì)條件及《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在井田的中上部設(shè)立主、副井筒各一個(gè)，主井用來提升煤炭，副井用來運(yùn)送人員、矸石、材料及通風(fēng)等。本井田瓦斯含量為 3m3/t，屬低瓦斯礦井，井田走向較長，平均為 ，故采用兩翼對角式通風(fēng)，在井田的255─ 305m 防水煤柱之間打兩眼立井風(fēng)井，擔(dān)負(fù)礦井的回風(fēng)任務(wù)。 井筒位置的確定1．井筒位置的確定原則：第 4 章 井田開拓1）井筒沿井田走向方向的有利位置；本井田形狀近似一啞鈴形，中間窄小，兩頭寬大，形狀較對稱，儲量分布均勻，將井田天然地分為東西兩翼。所以井筒的有利位置應(yīng)在井田走向的儲量中央，形成兩翼儲量較為均勻的雙翼井田，從而使井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)阻力小。2）井筒沿井田傾向的有利位置立井開拓時(shí)，井筒位于井田傾斜方向的中部略靠上時(shí)，可以使石門長度較短，沿石門的運(yùn)輸工作量最小。3）有利于礦井初期開采的井筒位置應(yīng)盡可能地使井筒位置靠近淺部開采，以減少初期井下開拓工程量，從而減少投資和縮短基建工期。4）從減少工程量合理布置井筒首先，使地面工業(yè)廣場盡量不壓首采區(qū)煤層，其次，盡量減少地面工業(yè)廣場的壓煤量。5）保證井筒、井底車場及硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，使井筒盡量不穿過或少穿過流沙層、較厚的沖積層、斷層破碎帶、較軟煤層、煤與瓦斯突出煤層及高應(yīng)力區(qū)。6）井筒位置應(yīng)便于布置工業(yè)場地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路線，為了便于地面系統(tǒng)間的相互聯(lián)系及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差有能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件。2．井筒位置的確定本井田在 8 煤底板下部 177m 處有太原組灰?guī)r，富水極弱－中等，為區(qū)內(nèi)含水豐富的含水層，設(shè)計(jì)時(shí)須使井筒、井底車場與含水層之間有一定厚度的保護(hù)層，在確定井筒延伸方式時(shí)應(yīng)綜合考慮，不能使井筒穿過該含水層。因此為避開太原組含水層的影響，礦井開拓方式不同，將會對應(yīng)不同的井筒位置。風(fēng)井井筒位置的選擇，應(yīng)在滿足通風(fēng)條件的前提下，與提升井筒的貫通位置最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。本礦井的防水煤柱為255—305之間，且采用兩翼對角式通風(fēng)，故將風(fēng)井井筒及回風(fēng)大巷布置在防水煤柱之間，從而減少煤柱的損失。 開采水平的確定本礦井煤層露頭線標(biāo)高為－230m，煤層埋藏最深處達(dá)－ 950m,垂直高度達(dá)720m,煤層傾角平均為 14176。根據(jù)上下山斜長的要求，井田開拓可分為二水平或三水平，延伸可采用立井延伸或暗斜井延伸。井田主采煤層為 8 號煤層，設(shè)計(jì)中只針對 7 號煤層。7 號煤層傾角平變化較大 ，為 7176?！?5176。 ，為縮短投資周期，故本設(shè)計(jì)為立井二水平的方式開采。一水平標(biāo)高500m，采區(qū)式開采。一水平煤層生產(chǎn)能力：可采儲量為 3150t，服務(wù)年限為 25a。大于煤層傾角 25176。時(shí),一水平服務(wù)年限 25 年的規(guī)定。 主要開拓巷道7 號煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)較軟。故礦井開拓大巷布置在 8 煤層的底板堅(jiān)硬的砂巖中，留大煤柱護(hù)巷。由于礦井走向較長，為滿足回風(fēng)需要，單獨(dú)建設(shè)回風(fēng)立井。大巷基本保持與煤層同方向布置，巷道坡度不隨煤層而起伏,一般保持千分之三。 方案比較1．方案提出根據(jù)以上分析，有多種方案可以選擇，現(xiàn)優(yōu)化提出以下五種方案，分述如下：立井二水平集中布置，如圖 41；圖 41 立井二水平集中布置第 4 章 井田開拓（2）立井二水平加暗斜井圖 42 立井二水平加暗斜井（3）立井一水平，暗斜井延伸圖 43 立井一水平，暗斜井延伸（4）立井一水平，暗斜井延伸圖 44 立井一水平，暗斜井延伸（5）圖 45 立井二水平分組布置 方 案 五 立 井 二 水 平 ， 分 層 布 置圖 45 立井二水平分組布置（1）.立井二水平集中布置，一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采，一水平分界線在500m，二水平分界線為 750m。（2）.立井二水平加暗斜井延伸，三個(gè)水平均采用上山開采，一、二水平分界線在500m，二、三水平分界線為750m。（3）.立井一水平，暗斜井延伸，一水平采用上、下山開采，二水平采用上山開采，水平分分界線在500m。（4）.立井一水平，暗斜井延伸，一水平采用上山開采，二水平上下山開采，一水平分界線在500m，二水平分界線為750m。（5）. 立井二水平分層布置，一水平采用上山開采，二水平采用上下山開采，一水平分界線在500m，二水平分界線為750m。2. 粗略分析（1）.對于方案五，由于 7 煤 8 煤相距 28m 考慮到采動的影響，大巷難以維護(hù)，也不能跨巷回采，煤炭損失較大，而且比方案一多了兩條大巷，系統(tǒng)復(fù)雜，費(fèi)用遠(yuǎn)高于方案一，故不做經(jīng)濟(jì)比較。（2）.對于方案二，方案一和方案二的主要區(qū)別：方案一的二水平采用下山開采，不須再掘暗斜井，方案二的三個(gè)水平均采用上山開采，立井開掘到二水平，暗斜井延伸到三水平，750 到950 的傾斜長是 826 m。本礦井的煤層傾角東翼平均為 14176。西翼平均為 13176。，相對瓦斯涌出量為 3m3/t，屬低瓦斯礦井，礦井涌水量在 ，涌水量不大，且井田儲量分布為淺部儲量大，深部儲量較少，下山開采完全可以，因此可以采用下山開采。因此對于方案二不參加經(jīng)濟(jì)的比較。（3） ．技術(shù)比較第 4 章 井田開拓以上五個(gè)方案中主、副井井筒均為立井開拓，大巷布置在 8 煤層底板下 20m處的砂巖中，采用兩翼對角式通風(fēng)方式，風(fēng)井位置均布置在防水煤柱中。區(qū)別在于井筒位置、后期延伸采用的方式及部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用不同。首先對方案三和方案四都是一水平加暗斜井延伸開拓，對兩種方案先作比較如下：見表 41。表 41 三、四方案估算費(fèi)用表從上表比較可以粗略看出，方案三的費(fèi)用較方案四的費(fèi)用要高出許多，故暫時(shí)選用方案四：立井一水平暗斜井延伸開拓,一水平上山開采，二水平上、下山開采。余下的一、四方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限也均符合要求。因此兩方案需要通過經(jīng)濟(jì)比較，才能確定其優(yōu)劣。 方案項(xiàng)目 方案三 方案四主立井 （528+20 ）（528+20 ）副立井 (528+5)(528+5)井底車場 1000900/10000=90 井底車場 1000900/10000=90運(yùn)輸大巷 1500= 運(yùn)輸大巷 1500=主暗斜井 18602副暗斜井 18602基建費(fèi)（萬元）斜井車場 800900/10000=72 斜井車場 800900/10000=72運(yùn)輸大巷 15002= 運(yùn)輸大巷 6000 總計(jì)百分率 100% 百分率 82%對方案二、方案三有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果分別匯總與下列表