【導(dǎo)讀】五陽煤礦交通條件較為便利。太焦鐵路線自北而南橫穿井田，襄垣火車站、五陽火。車站位于井田之內(nèi)，本礦鐵路專用線與五陽站相接。邯長、太焦鐵路在長治北站交會(huì)。太焦線北接石太、同浦線，南接隴海線。榆黃公路自本井田穿過，西距208國道1km。五陽煤礦距襄垣城約3km，距長治市。潞安礦區(qū)的公路網(wǎng)連接著整個(gè)礦區(qū)，礦區(qū)至長治、太原。等地均有汽車相通，陸路交通便捷發(fā)達(dá)，煤炭外銷十分方便。潞安礦區(qū)位于太行山中段西側(cè)，長治盆地之西部。隸屬的五陽井田位于礦區(qū)東北?？v觀其地貌特征，屬黃士高原的低山丘陵地帶，地勢(shì)較為平坦，呈南高北低，西高。大多為黃士所覆蓋，局部零星出露中奧陶系地層及二疊系地層，沖溝發(fā)育。潞安礦區(qū)位于華北地臺(tái)山西臺(tái)背斜，沁水煤田中東部邊緣。該系地層在五陽井田內(nèi)無出露，主要分布在左權(quán)、襄垣、平順等地。該統(tǒng)缺失饅頭組、僅發(fā)育毛莊組。主要為淺灰色中厚至薄層狀石灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r等。泥巖互層，上部發(fā)育，有淡水灰?guī)r及薄層石膏層。

　　

【正文】 井型 井筒直徑 8m 表土段毛斷面積 m2 凈斷面積 井 筒支護(hù) 基巖段混凝土 砌碹 500mm 提升容器 一對(duì) 5t 礦車、雙層四車加寬罐籠 表土段鋼筋混凝土 500mm 圖 422 副井井筒斷面 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 121 頁 井 筒 特 征 井型 井筒直徑 凈斷面積 基巖段毛斷面積 表土段毛斷面積 圖 423 風(fēng)井井筒斷面 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)是連接礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通 風(fēng)、排水、供五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 121 頁 電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。 1）井底車場(chǎng)的形式和布置方式 根據(jù) 本礦井的地質(zhì)條件，確定采用膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤，用礦車承擔(dān)輔助運(yùn)輸 。 井底車場(chǎng)選擇立井刀式環(huán)行井底車場(chǎng)， 本車場(chǎng)具有運(yùn)輸暢通，調(diào)車方便，通過能力大，以及工程量省和布置合理等優(yōu)點(diǎn)，如圖 424。 1—主井 2—副井 3—中央變電所 4—中央 水泵房 5—水倉 6—運(yùn)輸石門 7—軌道石門 8—等候室 9—主、副井聯(lián)絡(luò) 巷 10—煤倉 圖 424 井底車場(chǎng)平面布置圖 2）井底車場(chǎng)硐室 （ 1）主井系統(tǒng)硐室 立井系統(tǒng)硐室由井底煤倉、裝載膠帶巷、清理井底 灑 煤硐室及 排 水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐?；费b載硐室布置在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室的布置由線路布置決定。為了保證礦井正常生產(chǎn)，充分發(fā)揮膠帶運(yùn)輸機(jī)和箕斗提升的潛力，井底設(shè)置兩個(gè)直徑 10 m，高 25 m的圓筒煤倉，總?cè)萘考s 4000 t。兩個(gè)煤倉底下設(shè)給煤硐室裝載膠帶機(jī)巷和裝載硐室定量倉。這種裝載系統(tǒng)靈活可靠，能夠確保大型礦井穩(wěn)定高產(chǎn)的需要。 （ 2）副井系統(tǒng)硐室 副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉 及 清理水倉硐室、中央變電 硐室 、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材 ，電纜及方便管理，同時(shí)考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在 副井 附近，并設(shè)有防爆密閉門。水倉布置在井底車場(chǎng)最低處。 （ 3）其它硐室 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 121 頁 醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、消防車硐室、井下材料庫、火藥庫、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車場(chǎng)等。 主要開拓巷道 巷道斷面設(shè)計(jì)主要是選擇斷面形狀和斷面尺寸，其合理與否直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)效果。我國煤礦巷道常用形狀是梯形和直墻拱形，其次是矩形。在此選用半圓拱形。 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面必須滿足行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、安全設(shè)施、設(shè)備安裝、檢修和施工的 需要。因此，巷道斷面尺寸取決于巷道的用途；存放和通過它的機(jī)械、器材或運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量和規(guī)格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風(fēng)量等。 1） 膠帶運(yùn)輸大巷 （ 1）斷面形式、尺寸、支護(hù)方式 本礦井為年產(chǎn) 500 萬 t，第一水平服務(wù)年限 為 42a，膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)拇笙?，其凈寬?4m 以上，又穿過中等穩(wěn)定的巖層，故選用鋼筋砂漿錨桿與噴射混泥土支護(hù)，半圓拱形斷面。大巷斷面圖見圖 425。 支護(hù)參數(shù)：錨桿長 L=2m，間距 M=，排距 M=，錨桿直徑 d=20mm，噴射混泥土層厚 T1=100mm，而錨桿露出長度 T2=100mm。 （ 2） 用風(fēng)速校核巷道凈斷面積 由表 418 知 υm=8m/s，已知通過大巷風(fēng)量 Q=20m3/s smsmSQv /8/ ???? 設(shè)計(jì)的大巷斷面積，風(fēng)速?zèng)]超過規(guī)定，可以使用。 五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計(jì) 第 36 頁 共 121 頁 825 1050 250軌面300100850 80012001350 1650 14001750 52580010022001450350037504400460015 176。15 176。皮帶大巷 1：60300300 藥卷 支 /m錨桿 根 /m材料消耗表巷道名稱 圍巖類別斷面積 m 2凈 掘支護(hù)材料消耗噴射砼 m 3 /m皮帶大巷 Ⅲ 5 Ⅲ皮帶大巷錨深間排距外露長度型式錨桿（ mm ）寬 高支護(hù)厚度（mm)支護(hù)方式設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸（ mm )掘凈斷面積 m2圍巖類別巷道名稱巷道斷面特征表20直徑 圖 425 皮 帶大巷斷面圖 2）輔助運(yùn)輸大巷 （ 1） 斷面形式、尺寸、支護(hù)方式 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 共 121 頁 軌道大巷布置在煤層底板巖層中，采用半圓拱斷面，見圖 426，支護(hù)方式采用鋼筋砂漿錨 桿與噴射混泥土支護(hù)。 支護(hù)參數(shù)：錨桿長 L=，間距 M=≈，排距 M?=，錨桿直徑d=14mm，噴射混泥土層厚 T1=100mm，而錨桿露出長度 T2=50mm。 （ 2） 風(fēng)速驗(yàn)算： smsmSQv /8/ ???? 設(shè)計(jì)的軌道大巷斷面積，風(fēng)速?zèng)]超過規(guī)定，可以使用。 3）總回風(fēng)巷 （ 1）斷面形式、尺寸、支護(hù)方式 總回風(fēng)巷布置在煤層底板巖層中，采用半圓拱斷面，見圖 427，支護(hù)方式采用鋼筋砂漿錨桿與噴射混泥土支護(hù)。 支護(hù)參數(shù)：錨桿長 L=2 m，間距 M=，排距 M?=，錨桿直徑 d=20mm，噴射混泥土層厚 T1=120mm，而錨桿露出長度 T2=100mm。 （ 2） 風(fēng)速驗(yàn)算： smsmSQv /8/ ???? 設(shè)計(jì)的總回風(fēng)巷斷面積，風(fēng)速?zèng)]超過規(guī)定，可以使用。 五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計(jì) 第 38 頁 共 121 頁 圖 426 輔助運(yùn)輸巷斷面圖 五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁 共 121 頁 6001000410120048401004600500500 1002203780120軌面4120230017001300117555077522001700120105010501600800 巷道斷面特征表巷道名稱 圍巖類別斷面積 m2凈 掘設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸（ mm ) 支護(hù)方式支護(hù)厚度（mm )高寬錨桿（ mm ）型式 外露長度 間排距 錨深 直徑軌道大巷 Ⅲ 4840 4120 錨噴 120 樹脂藥卷 100 800 1900 20Ⅲ軌道大巷噴射砼 m3/m支護(hù)材料消耗掘凈斷面積 m 2圍巖類別巷道名稱材料消耗表錨桿 根 /m 藥卷 支 /m 圖 427 回風(fēng)大巷斷面圖 五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計(jì) 第 40 頁 共 121 頁 5 采區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特性 煤層特征 井田內(nèi)發(fā)育的共有兩層可采煤層，分別是 3煤層和 15煤層。其結(jié)構(gòu)、厚度及一般特征描述如下： 1） 3煤層：位于山西組中下部，厚度 ~，平均厚度 ， 最薄點(diǎn)位于井中東部的五 157 孔，全區(qū)總體上穩(wěn)定，無夾矸，無明顯變化趨勢(shì)，風(fēng)化帶內(nèi)可見最小煤厚為 m。 煤巖類型以半亮型和半暗淡型煤為主，中間夾 1~2 層暗淡型煤，底部為光亮型煤。煤層中節(jié)理裂隙發(fā)育，棱角狀斷口。煤的硬度 f =~，容重 。 2） 15煤層：位于太原組下部，上距 K2 灰?guī)r 5m 左右，厚度 ~ 厚度。 含夾矸 0~1 層，一般夾矸厚度小于 ，夾矸巖性多為炭質(zhì)泥巖 。 煤巖類型以光亮型為主，下層以半亮型為主，界線明顯。內(nèi)生節(jié)理發(fā)育，玻璃光澤。煤的硬度 f = ~，容重 。 井田內(nèi)各煤層煤質(zhì)穩(wěn)定， 15煤層均屬肥煤和焦煤類。在井田淺部，煤層多屬肥煤類，在井田深部多屬焦煤類。在背斜軸部巖漿巖床和東翼巖漿巖墻附近，煤的揮發(fā)份降低，粘結(jié)性變差，煤質(zhì)多屬焦煤類，局部變?yōu)槭菝夯驘o煙煤。用于煉焦用煤。 3煤層：高灰、特低硫、中磷。 15煤層：中灰、低硫、中磷 。 煤層頂?shù)装逄卣? 1） 3煤層頂、底板 偽頂：為 ~，較硬，常呈花斑狀。 直接頂板：以灰色細(xì)砂巖為主，其次為深灰色粉砂巖和黑色泥巖，粉砂巖常夾細(xì)砂巖薄層，水平層理，含植物葉片化石。 老頂：大部為淺灰色細(xì)－中砂巖，斜層理發(fā)育，中厚－厚層狀，較硬，有時(shí)該層直接覆于煤層之上，采后不易冒落。層厚 5~20m。 直接底板：大部分區(qū)域?yàn)楹谏鄮r，頂部含根化石，底部含葉化石，局部區(qū)域?yàn)榉凵皫r。層厚平均 。 間接底板：灰色細(xì)砂巖，微發(fā)褐，成分以石英為主，含少量長石；堅(jiān)硬，巖性不均五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁 共 121 頁 勻， 多為深灰色粉砂巖和灰色細(xì)砂巖互層的條帶狀結(jié)構(gòu)，平行層理。平均層厚 。 2） 15煤層頂、底板 偽頂：局部發(fā)育，為 ~，硬度較小，斑狀結(jié)構(gòu)。 直接頂板：以黑色泥巖或深灰色粉砂巖為主，在距離煤層 ~ 的位置，常含一層厚 ~，可以作為煤層對(duì)比的標(biāo)志。層厚在 ~間，平均 。 老頂：間接頂板多為深灰 ~灰色帶狀細(xì)砂巖，夾粉砂巖薄層，層厚平均 。 直接底板：以深灰色粉砂巖為主，其次為灰色細(xì)砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖，富含植物根化石 ，根化石一般較亮，層厚 ~，平均 。 間接底板：淺灰色細(xì)粒石英砂巖，斜層理，厚層狀，有時(shí)夾粉砂巖條帶，堅(jiān)硬，層厚平均 。 煤層與瓦斯 該礦井 瓦斯絕對(duì)涌出量 ， 瓦斯相對(duì)涌出量 m3/t，二氧化碳相對(duì)涌出量 m3/t。井田內(nèi)可采煤層的煤塵均具有爆炸性， 爆炸指數(shù) %。 而且各煤層均有自燃傾向， 煤層自燃等級(jí)為 Ⅱ ， 發(fā)火期為 3~6 個(gè)月。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 井田共劃分為 5 個(gè)采區(qū)，首采區(qū)位于井田東翼，煤層傾角在 176。~10176。之間變 化，煤層傾角隨著煤層走向自東北向西南逐漸減小。 確定采區(qū)走向長度 根據(jù)沿井田實(shí)際的地質(zhì)情況，確定首采區(qū)的走向長為 3200m。為使礦井能夠盡快投產(chǎn)，減少礦井建設(shè)的初期工程量和初期投資，縮短建井期，首采區(qū)布置在井筒附近。 確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目 首采區(qū)工作面采用單一走向長壁一次采全高采煤法，雙翼開采、雙巷布置與掘進(jìn)，上下區(qū)段工作面接替容易，生產(chǎn)期間工作面下方有兩條通道與山上相連，通風(fēng)、運(yùn)料和行人均方便。 根據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，區(qū)段煤柱的寬度：在雙巷掘進(jìn)的情況下一般為 8~20m，本礦選擇 20m，且每隔 200m設(shè)置一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷；綜采工作面區(qū)段巷道寬度為 ~，五陽二礦 5Mt/a 新井設(shè)計(jì) 第 42 頁 共 121 頁 本礦區(qū)段運(yùn)輸平巷 ，區(qū)段回風(fēng)平巷 。 區(qū)段斜長等于回采工作面長度加上區(qū)段平巷和護(hù)巷煤柱的寬度。 采區(qū)斜長為 1149 m，工作面長度為 240 m，區(qū)段平巷寬度為 += m，區(qū)段煤柱為 20m，則區(qū)段斜長為： 240＋ 2 4+20＝ m，首采區(qū)區(qū)段數(shù)目： 1149/≈ 4個(gè)。 采區(qū)上下山的布置 井田內(nèi)兩層煤均為 5m，但層間距較大，故采用單層準(zhǔn)備方式，在各開采煤層中單獨(dú)布置準(zhǔn)備巷道，形 成相互獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)。 本礦采用兩條上山，運(yùn)輸上山和軌道上山都布置在巖層中，規(guī)程規(guī)定，布置兩條巖石上山的間距須在 25~30m之間，本礦選擇 30m。兩條上山都采用巖石巷道，受煤層傾角變化和走向斷層影響小，且受采動(dòng)影響較小，特別是維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低。具體布置情況如下圖 521： 1—軌道上山 2—運(yùn)輸上山 圖 521 采區(qū)上山布置示意圖 采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)運(yùn)料等系統(tǒng)的確定 采區(qū)巷道布置平、剖面圖見圖紙。 運(yùn)輸系統(tǒng)：工作面 —— 區(qū)段運(yùn)輸平巷 —— 溜煤眼 —— 運(yùn)輸上山 —— 采區(qū)煤倉 —— 皮帶運(yùn)輸大巷 —— 井底煤倉 —— 主井； 通風(fēng)系統(tǒng)：副井 ——軌道運(yùn)輸石門 ——軌道運(yùn)輸大巷 ——軌道上山 ——甩車場(chǎng) ——五陽二礦 5Mta 新井設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 43 頁 共 121 頁 區(qū)段回風(fēng)平巷 ——聯(lián)絡(luò)巷 ——工作面 ——區(qū)段回風(fēng)平巷 ——回風(fēng)石門 ——回風(fēng)大巷——風(fēng)井； 運(yùn)料系統(tǒng)：副井 ——軌道運(yùn)輸石門 ——軌道運(yùn)輸大巷 ——采區(qū)下部車場(chǎng) ——軌道上山 —— 采區(qū)上部車場(chǎng) ——區(qū)段回風(fēng)平巷 ——工作面。 采區(qū)車場(chǎng)設(shè)計(jì) 采區(qū)上部車場(chǎng)形式的選擇 采區(qū)上部車場(chǎng)是采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段平巷和階段回風(fēng)大巷之間的一組巷道和硐室的總稱。按軌道上山與上部區(qū)段回風(fēng)平巷的連接方式不同，采區(qū)上部車場(chǎng)分為甩車場(chǎng)和平車 場(chǎng)，平車場(chǎng)又有順向和逆向等形式。本礦上部車場(chǎng)采用甩車場(chǎng)形式，甩車場(chǎng)具有通過能力大，調(diào)車方便，勞動(dòng)量小等優(yōu)點(diǎn)。如圖 531 所示，軌道上山以沿煤層的甩車道與區(qū)段回風(fēng)平巷相連，絞車房位于階段回風(fēng)大巷標(biāo)高以上，絞車將礦車沿軌道上山提升至甩車道標(biāo)高以上，然后經(jīng)甩車道甩車至上部區(qū)段的軌道平巷中，在軌道平巷中設(shè)儲(chǔ)車線和調(diào)車線。由于雙向甩車所需的交岔點(diǎn)斷面較大，施工和維護(hù)困難，故本礦選用單向甩車場(chǎng)，即只在上山一側(cè)布置甩車道，上