【正文】 順序（區(qū)段內(nèi)） 采區(qū)為由近及遠(yuǎn)的前進(jìn)式開采。 最后一個(gè)采區(qū)采完后，進(jìn)行大巷煤柱的回收。（二）、回采方法（1）采煤系統(tǒng)采區(qū)巷道通過采區(qū)上下山集中運(yùn)輸聯(lián)合布置，采面布置原則一般為先上后下，開第42頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙采原則為先上分層后下分層。采區(qū)車場(chǎng)一般布置在運(yùn)輸上、下山的靠近采面的運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷位置，一個(gè)采區(qū)原則上設(shè)置一水倉（上山采區(qū)除外）一煤倉，離水平煤倉較近的采區(qū)直接進(jìn)水平煤倉；采區(qū)變電所布置在距離各采面最近的采區(qū)車場(chǎng)中。具體見平面圖（2）工作面的斜長因二、四、十一層煤層賦存穩(wěn)定，無大的地質(zhì)構(gòu)造，頂板中等穩(wěn)定，適應(yīng)于機(jī)械化開采。但由于傾角較大，考慮到支架的防滑防倒問題，工作面不宜過長，結(jié)合礦井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)（150m左右效率最高），工作面長度一般在150~170m，之間，斜長一般在800~1000米。十三層由于頂板為Ⅱ類圍巖，煤厚1米以下，采用炮采加單體支柱進(jìn)行開采，工作面長度度一般在150~170m，斜長在600左右。（3）保護(hù)煤柱為提高煤炭資源的回收率，在充分考慮礦壓控制的原理的基礎(chǔ)上，采面之間的保護(hù)煤柱在8~10米，采區(qū)煤柱之間若沒有斷層保護(hù)煤柱的距離為30米，深部大斷層的安全煤柱為50米，防水煤柱長度按下列公式計(jì)算：一般按下列公式計(jì)算L= 3P/Kp其中：K=安全系數(shù) M=煤層厚度 P=水頭壓力 KP=抗壓強(qiáng)度（4）回采工藝根據(jù)礦井煤層埋藏實(shí)際情況，提高資源和裝備機(jī)械化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化的要求，已淘汰高檔普采，現(xiàn)采煤工藝主要有炮采和綜采。均采用單一走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。 綜合機(jī)械化采煤工藝：前組4層和后組11層采用綜采。爆破工藝：全礦只有后組13層煤采用炮采。第43頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第四節(jié) 礦井延深的必要性一、 延深的必要性截止到目前，，由于近年來礦井產(chǎn)量呈逐年上升，基本維持在200萬噸左右，且主要開采中厚煤層，二、四層的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的60％左右，生產(chǎn)接續(xù)較緊張，目前550米水平已下山開采，急需進(jìn)行第四水平的延深。二、 勘探地質(zhì)資料根據(jù)《協(xié)莊煤礦擴(kuò)大區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告》、《協(xié)莊煤礦延深補(bǔ)充綜合勘探地質(zhì)報(bào)告》、《三維地震勘探報(bào)告》及礦井實(shí)際揭露資料，確定礦井構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等，局部偏復(fù)雜；11煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，13煤層為大部可采的較穩(wěn)定煤層，15煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。三、 初步設(shè)計(jì)特點(diǎn)及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）、設(shè)計(jì)特點(diǎn)i. 充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)，延深采用暗斜式。ii. 針對(duì)儲(chǔ)量分布，采用上下山相結(jié)合的開采方式，加大水平開采階段垂高，有利于深部儲(chǔ)量開采。iii. 首采運(yùn)輸系統(tǒng)直接利用井底煤倉，其余采區(qū)采用底卸式礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸系統(tǒng)靈活便利。iv. 西風(fēng)井采用立井形式，減少壓煤，降低井巷工程費(fèi)用。 （二）、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)延深區(qū)開采面積6Km2,可采煤層6層，地質(zhì)儲(chǔ)量5431萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量4227萬噸，可采儲(chǔ)量2599萬噸，服務(wù)年限15年，井巷工程量13302米。 第44頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第二章 開采范圍與生產(chǎn)能力第一節(jié) 開采范圍及儲(chǔ)量一、延深水平的境界、尺寸和開采面積（1）、礦井現(xiàn)有井田境界根據(jù)山東煤管局（87）便煤管生字1091號(hào)文，協(xié)莊礦井改擴(kuò)建井田境界為：東北以F10斷層與翟鎮(zhèn)礦為界，東部以良F3斷層與良莊礦為界；南部以煤層露頭及地方小煤井為界；西至各煤層侵蝕面。東西長約10公里，南北傾斜寬約3公里。（2）、延深水平境界第四水平延深區(qū)井田境界位于F21號(hào)斷層西北，改擴(kuò)建期間為礦井后備區(qū)。其范圍東南部至F21號(hào)斷層與現(xiàn)有井田相臨；西邊界：上組煤到各煤層的剝蝕邊界，下組煤至京滬高速公路保護(hù)煤柱；淺部至550米下山，深部邊界至各煤層1050米標(biāo)高人為邊界。平均走向長3800米，平均傾斜長1580米，井田面積約6平方公里。二、延深水平井田儲(chǔ)量礦井現(xiàn)有工業(yè)儲(chǔ)量截止目前從F21斷層以上，包括550米水平下山采區(qū)共有地質(zhì)儲(chǔ)量5431萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量4727萬噸，可采儲(chǔ)量為2599萬噸。其中850水平以上地質(zhì)儲(chǔ)量為1796萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量1472萬噸，可采儲(chǔ)量808萬噸；850水平以下地質(zhì)儲(chǔ)量為3635萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量3255萬噸，可采儲(chǔ)量1791萬噸。第二節(jié) 生產(chǎn)能力與服務(wù)年限一、礦井的工作制度（1）、礦井年工作日數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日300天計(jì)算。所以，本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為300天。（2）、礦井工作制度的確定礦井工作制度設(shè)計(jì)采用“三八”工作制，即二班采煤，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時(shí)第45頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙間為8個(gè)小時(shí)。（3）、礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間14小時(shí)。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力不足而影響礦井的增產(chǎn)或改擴(kuò)建。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為14小時(shí)。二、 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限（1）、礦井生產(chǎn)能力的確定協(xié)莊礦經(jīng)過前期改擴(kuò)建后,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力已由120萬t/年增至180萬t/年,1997年實(shí)際原煤產(chǎn)量達(dá)220萬t。延深區(qū)構(gòu)造復(fù)雜,斷層發(fā)育,僅探明落差在30m以上的斷層就達(dá)15條之多,且在大斷層附近還會(huì)有小的伴生斷層,開采條件較差,給延深開拓及采區(qū)生產(chǎn)影響較大。延深水平儲(chǔ)量較少,共有工業(yè)儲(chǔ)量4727萬t,可采儲(chǔ)量2599萬t,大致可劃分二個(gè)上山采區(qū),四個(gè)下山采區(qū),大部分儲(chǔ)量位于井田深部。延深區(qū)由于受構(gòu)造影響,采區(qū)布置分散,運(yùn)輸、通風(fēng)線路長,西部受剝蝕面及高速公路影響,并且其勘探精度不足,構(gòu)造、儲(chǔ)量不祥,給集中生產(chǎn)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)帶來較大影響,所以延深井型不宜過大，初步確定為每年100萬噸。（2）、礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限的計(jì)算公式為： T= 式中 T——礦井的服務(wù)年限，a；Zk——礦井的可采儲(chǔ)量，萬t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；第46頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：礦井可采儲(chǔ)量為21769萬t，則礦井服務(wù)年限為 T== 65a 60a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。第一水平服務(wù)年限的計(jì)算公式為：T1= 式中 T1——延深水平的服務(wù)年限，a； Zk1——延深水平的可采儲(chǔ)量，萬t； K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=；A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：延深水平工業(yè)儲(chǔ)量為4727萬t，則服務(wù)年限為 T1==33a 第三章 礦井開拓第一節(jié) 水平延深方案的選擇一、階段及水平標(biāo)高的確立 根據(jù)《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》第5條規(guī)定，儲(chǔ)量計(jì)算最大垂深部超過1200米，因此，延深水平深部邊界定為1050米。550~1050米標(biāo)高垂深500米，為延深階段，階段斜長1580米，根據(jù)現(xiàn)有采區(qū)提升設(shè)備，可利用一個(gè)開采水平上下山開第47頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙采全部儲(chǔ)量。目前，協(xié)莊礦井采區(qū)接續(xù)緊張，根據(jù)礦井接續(xù)安排，第四水平延深過度期間，延深區(qū)550水平也將不可避免進(jìn)行下山開采，因此，第四水平階段垂高可適當(dāng)加大至300米左右。由于第四水平延深區(qū)煤層儲(chǔ)量主要集中在井田的深部，為有利于深部采取下山開采，并且兼顧上山采區(qū)，水平標(biāo)高確定為850米，上山斜長850米，下山斜長700左右，對(duì)上下山開采均比較有利。 二、 延深開拓方式由于協(xié)莊礦在改建中主付井提升運(yùn)輸 均按180萬噸/年能力考慮，第四水平延深后原有主、付井能力均能滿足生產(chǎn)能力要求，為充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)能力，第四水平延深方式采用暗斜井延深。由于延深區(qū)位于井田的西北部，延深后礦井形成單翼布置，并且淺部F21號(hào)斷層以上前組煤劃歸地方小煤礦，延深區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，煤層埋深較深，針對(duì)以上特點(diǎn)，暗斜井上下車場(chǎng)布置本著避免反向運(yùn)輸，上車場(chǎng)及井筒于前組煤保證足夠的安全煤柱，下車場(chǎng)布置在圍巖條件較好的砂巖中，盡量縮短延深工期的原則進(jìn)行布置。在“協(xié)莊礦第四水平延深方案設(shè)計(jì)”中，依據(jù)當(dāng)時(shí)中間資料，對(duì)暗斜井布置共提出三個(gè)方案，并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)審查比較后同意采用第一方案。方案比較簡(jiǎn)述如下：方案一：暗斜井上部車場(chǎng)布置在249號(hào)鉆孔以東400米處，巖層位于十三層煤頂板，井底車場(chǎng)位于850水平F17號(hào)斷層?xùn)|部二層煤頂板砂巖中，布置三條暗斜井延深，一條皮帶暗斜井運(yùn)煤，一條矸石暗斜井提升矸石及上下人員，另一條人車管子暗斜井下放材料，上下人員及敷設(shè)管線。方案二：暗斜井上部車場(chǎng)布置在249號(hào)鉆孔附近，井底車場(chǎng)布置在由F15，F(xiàn)17及F21號(hào)三條斷層所夾的三角塊段之間。井底車場(chǎng)落底在880水平十一層煤頂板砂巖中。第48頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙方案三：上部車場(chǎng)位于249號(hào)鉆孔以西700米處，井底車場(chǎng)位于F15號(hào)斷層以北850水平十一層煤頂板砂巖中。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，得出方案一井巷工程量最少，基建投資比方案二少318萬元，比方案三少585萬元，延深工期比方案二短7個(gè)月，比方案三短17個(gè)月，暗斜井井筒只需穿過F21號(hào)斷層且與巖層走向夾角大，對(duì)巷道施工支護(hù)有利，井底車場(chǎng)布置在二層煤頂板砂巖中，圍巖條件好，且井底車場(chǎng)附近有附近有10－1和10－2鉆孔控制巖層層位，車場(chǎng)布置較可靠，雖存在井底車場(chǎng)壓煤量大的缺點(diǎn)，但后期可部分回收，因此，方案設(shè)計(jì)推薦方案一，方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表（3－1）方案項(xiàng)目方案一方案二方案三方案比較方案一方 案二方 案三井巷工程巷道（M）1036811411128630＋1043＋2495硐室(M3)163651636516365000基建投資（萬元）巷道工程5623589661590＋273＋536設(shè)備及安裝999．90＋＋合計(jì)0＋＋年運(yùn)行費(fèi)用（萬元）3193323290+13+10壓煤量++0延深工期（月）0+7+延 深 開 拓 方 案 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 比 較 表 （3－1）第49頁方案一方案二方案三優(yōu)點(diǎn)1. 工程量少，工期最短基建投資最少。2. 井底車場(chǎng)巖層層位好，布置可靠。3. 井筒施工及支護(hù)較容易。，對(duì)車場(chǎng)施工支護(hù)有利。缺點(diǎn)，且井底車場(chǎng)壓前組煤。2. 工程量較大，工期較長。3. 井筒偽傾斜布置對(duì)施工支護(hù)不利。4. 井底車場(chǎng)易受斷層擺動(dòng)影響，1. 工程量最大，工期最長，投資最大。2. 井筒過大斷層較多施工支護(hù)不利。山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙三、主要大巷布置 （1）、－550大巷：－550水平大巷布置方式為集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門式，沿十一層煤頂板砂巖共布置兩條大巷，其中軌道大巷已向西掘進(jìn)至暗井上部車場(chǎng)以西，層位調(diào)整在十三層煤后，目前繼續(xù)向西掘進(jìn)。另一條皮帶集中巷已掘進(jìn)至暗斜井上部車場(chǎng)。（2）、－550水平總回風(fēng)巷：前期延深區(qū)淺部－550水平沿十一層煤布置一條總回風(fēng)巷，為－550下山區(qū)及一采上山區(qū)服務(wù) ，后－550下山結(jié)束后，可利用－550西大巷西段作為總回風(fēng)巷。（3）、－850水平大巷布置：由于延深區(qū)煤層傾角比淺部大，前后組石門較淺部短，為減少開拓工程量并有利于巷道維護(hù)，－850水平大巷采用集中運(yùn)輸大巷，采區(qū)石門第50頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙布置方式，集中大巷布置在十一層煤頂板砂巖中。由于采區(qū)全部轉(zhuǎn)入西翼生產(chǎn)時(shí)，全部新鮮風(fēng)流均由－850西大巷進(jìn)入，因此，為滿足通風(fēng)的要求。四、采區(qū)劃分及開采順序（1）.采區(qū)劃分：延深水平自東向西，基本上以斷層為界，沿走向共劃分兩個(gè)上山采區(qū)，四個(gè)下山采區(qū)。由于儲(chǔ)量大部分位于井田的深部，且受地質(zhì)構(gòu)造影響，只有一、二采區(qū)上山開采，其余均為下山開采。 一采區(qū)位于F21 ~F22號(hào)斷層之間，只有前組煤可開采，一采上山區(qū)為單翼開采，儲(chǔ)量較少，下山區(qū)平均走向?yàn)?800米左右，可布置成雙翼采區(qū)。 二采位于F22 ~F16號(hào)斷層之間，上山區(qū)條件較復(fù)雜，部分可采，下山區(qū)內(nèi)由F22－1和F24號(hào)斷層穿過。 三采下山區(qū)位于F16～F13號(hào)斷層之間，區(qū)內(nèi)由F23和F24斷層穿過。 四采下山區(qū)由F13號(hào)斷層前組煤至剝蝕面，后組煤至京滬高速公路煤柱。(2).開采順序：采區(qū)采用前進(jìn)式。采區(qū)內(nèi)工作面 推進(jìn)方式為后退式，采區(qū)同一區(qū)段內(nèi)先采上層煤后采下層煤，在上層煤走向和傾向上采過一定的距離后上下煤層可同時(shí)開采，以使各煤層搭配開采。（3）.采區(qū)接續(xù)：協(xié)莊礦井長期以來超強(qiáng)度開采，且主要二、四、十一中厚煤層，－550水平以上