【正文】 工作面通風(fēng)有上行風(fēng)和下行風(fēng)之分，但是本礦井采用帶區(qū)式準(zhǔn)備方式，工作面傾角比較小，上行風(fēng)和下行風(fēng)的區(qū)別不是很大。而礦井生產(chǎn)能力大，且周圍小煤窯較少，采用抽出式通風(fēng)比較安全，漏風(fēng)小。5）如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費(fèi)用都較抽出式小?，F(xiàn)將兩種工作方法的優(yōu)缺點(diǎn)對比如下：1）抽出式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；2）壓入式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)。下面對這幾種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表比較，見表81。礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括礦井通風(fēng)方式和通風(fēng)方法，選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的因素較多，要選定比較合理的通風(fēng)系統(tǒng)，必須滿足下列要求[2]：1）礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；2）進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵等有害氣體污染；3）北方礦井，冬季井口需裝供暖設(shè)備；4）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；5）工業(yè)廣場不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；6）裝有皮帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；7）裝有箕斗的井筒不得作為主要進(jìn)風(fēng)井；8）可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，帶區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；9）通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；10）通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。本區(qū)凍結(jié)期為個(gè)月，即11月至次年4月，凍結(jié)深度，表土層一般為，該井田煤系形成于侏羅晚系，屬中生陸相沉積，其煤層賦存深度為，全井田共含一層可采煤層，是4號煤層，煤層傾角約為，屬于近水平煤層，本井田煤質(zhì)牌號主要為無煙煤，煤層易自燃發(fā)火，發(fā)火期為36個(gè)月，經(jīng)瓦斯抽放后煤層瓦斯含量較低，為低瓦斯礦井，相對瓦斯涌出量為。 開采計(jì)劃 開采順序本礦移交時(shí)，投產(chǎn)帶區(qū)為北一帶區(qū)，所以首采帶區(qū)為北一帶區(qū)，在該帶區(qū)投產(chǎn)時(shí)，馬上進(jìn)行下一個(gè)帶區(qū)的開拓準(zhǔn)備。根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井移交時(shí)必須符合下列標(biāo)準(zhǔn)：1) 井上、下各生產(chǎn)系統(tǒng)基本形成，并能進(jìn)行正常、安全生產(chǎn)。裝載174。鉆眼174。裝巖機(jī)174。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為240萬噸/年，為了提高綜采的設(shè)備效率，應(yīng)該在保證設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)的前提下，力求增加生產(chǎn)時(shí)間，因此本工作面的工作制度采用“三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備”的作業(yè)方式，即“四六”工作制，這種循環(huán)方式能充分利用工作面的空間與時(shí)間，增加機(jī)組設(shè)備的利用率，使產(chǎn)量提高，成本降低。工作面采用自移式端頭支架，移動速度快，操作方便。3圖61 工作面端部斜切進(jìn)刀過程2）頂板管理工作面采用全部跨落法管理頂板。由于煤層賦存穩(wěn)定，傾角較小，采用往返一次割兩刀，由于工作面較長，頂板較穩(wěn)定，故選擇工作面端部斜切進(jìn)刀，割三角煤方式。錨桿布置：排距800mm；頂錨桿間距：運(yùn)輸帶區(qū)斜巷為900mm；回風(fēng)帶區(qū)斜巷為900mm；兩幫錨桿間距為660mm，錨網(wǎng)長1800mm，以防止片幫傷人。如果煤壁片幫嚴(yán)重，在采煤機(jī)前滾筒前方拉超前架及時(shí)支護(hù)暴露的頂板。工作面機(jī)頭、機(jī)尾分別布置端頭架3架，中間架104架，共計(jì)110架。3）考慮綜采面的生產(chǎn)能力，適當(dāng)選擇采煤機(jī)最大牽引速度，截深與采高。 ∴ 礦井生產(chǎn)能力: （62）式中：K——帶區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取； ∴ 2) 按采煤機(jī)生產(chǎn)能力進(jìn)行校核采煤機(jī)理論生產(chǎn)能力: （63）式中：——采高，； ——采煤機(jī)截深，； ——采煤機(jī)牽引速度，； ——煤的容重；； ∴ 采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力 （64）式中： ——采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力系數(shù)，； ∴ 工作面按設(shè)計(jì)需要能力為：，采煤機(jī)生產(chǎn)能力滿足要求。根據(jù)本設(shè)計(jì)井田的條件，決定回采工藝選擇綜采，（根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，大型礦井應(yīng)以綜合機(jī)械化采煤工藝為主）綜采的優(yōu)點(diǎn)是：高產(chǎn)、高效、安全、低耗及勞動條件好，勞動強(qiáng)度小。用下式計(jì)算帶區(qū)巷道掘進(jìn)率 （55）式中： ——帶區(qū)巷道掘進(jìn)率，米/萬噸；——掘進(jìn)巷道總長度，米；——帶區(qū)可采儲量，萬噸；帶區(qū)巖石巷道掘進(jìn)率=巖石巷道總長/帶區(qū)可采儲量（米/萬噸）帶區(qū)煤層巷道掘進(jìn)率=煤層巷道總長/帶區(qū)可采儲量（米/萬噸） 帶區(qū)回采率帶區(qū)回采率=帶區(qū)可采儲量/帶區(qū)工業(yè)儲量6 采煤方法 采煤方法的選擇采煤方法包括采煤系統(tǒng)與回采工藝兩方面，據(jù)不同的井田地質(zhì)條件，可以有不同的采煤方法與回采工藝相結(jié)合，從而構(gòu)成多種多樣的采煤方法，根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，選擇采煤方法時(shí)，一般應(yīng)遵循下列原則；1) 綜合考慮礦井地質(zhì)構(gòu)造，煤層特征，頂?shù)装鍡l件以及瓦斯、煤塵、水文、自燃發(fā)火等狀況，保證安全生產(chǎn)。4) 帶區(qū)巷道斷面還要滿足通風(fēng)和安全的需要。 帶區(qū)開采順序?qū)τ谝粋€(gè)帶區(qū)來說，合理的開采順序應(yīng)該是在考慮采動影響的關(guān)系的前提下，保證帶區(qū)內(nèi)回采工作面的正常接替，保證礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，最大限度地采出煤炭資源，減少巷道掘進(jìn)和維護(hù)工程量，合理集中生產(chǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，便于災(zāi)害防治，保證生產(chǎn)安全可靠。 帶區(qū)硐室?guī)^(qū)變電所是帶區(qū)供電樞紐，合理確定帶區(qū)變電所的位置及尺寸是保證帶區(qū)正常生產(chǎn)，減少工程費(fèi)用的重要措施。按下式計(jì)算：帶區(qū)采出率 = 帶區(qū)實(shí)際采出煤量/帶區(qū)可采儲量帶區(qū)開采損失主要有：工作面落煤損失，約占厚度及其他損失占。（1）工作面的生產(chǎn)能力，按下式計(jì)算： （52）式中： ——工作面生產(chǎn)能力，萬； ——工作面長度，； —— 煤層厚度，； ——工作面年推進(jìn)長度，； —— 煤層容重，； ——工作面回采率，取。利用錨桿機(jī)進(jìn)行巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作；選用手持風(fēng)動鉆機(jī)來完成幫錨桿的打眼和安裝工作。運(yùn)輸路線如下：地面 →副井 →225m井底車場 →軌道大巷 →運(yùn)料斜巷→帶區(qū)回風(fēng)斜巷 →工作面2) 通風(fēng)系統(tǒng)副井 →井底車場 →軌道大巷→進(jìn)風(fēng)行人斜巷→帶區(qū)運(yùn)輸斜巷 →工作面→帶區(qū)回風(fēng)斜巷→回風(fēng)大巷→中央風(fēng)井3) 排矸系統(tǒng)巷道沿煤層掘進(jìn)，礦井投產(chǎn)后，基本不產(chǎn)生矸石，在局部掘進(jìn)穿越巖層和施工風(fēng)橋、斜巷運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭硐室時(shí)產(chǎn)生的少量矸石，采用礦車將矸石運(yùn)到廢棄巷道中，因此在地面不設(shè)排矸系統(tǒng)。4）帶區(qū)運(yùn)輸帶區(qū)內(nèi)各分帶的運(yùn)輸斜巷鋪設(shè)的膠帶輸送機(jī)，煤炭經(jīng)帶區(qū)運(yùn)煤斜巷、帶區(qū)運(yùn)煤斜巷和運(yùn)輸大巷直接到井底煤倉。帶區(qū)內(nèi)劃分12個(gè)區(qū)段，區(qū)段平均長 ，寬 ，工作面長，區(qū)段斜巷均為寬，高。本設(shè)計(jì)礦井大巷布置在巖石中，輔助運(yùn)輸采用軌道，電機(jī)車牽引。帶區(qū)平均瓦斯涌出量為，瓦斯涌出量較大，為高瓦斯礦井，有突出的危險(xiǎn)。前進(jìn)式是回采工作面向遠(yuǎn)離大巷方向推進(jìn)，運(yùn)輸斜巷及回風(fēng)斜巷在回采工作面之后采空區(qū)中維護(hù)，這種工作面推進(jìn)方式有投產(chǎn)快、出煤早的優(yōu)點(diǎn)，但巷道維護(hù)困難，漏風(fēng)量大，因此這種方式只在頂板巖石堅(jiān)硬，地質(zhì)變化很小，無自燃發(fā)火傾向的薄煤層中才考慮使用，本設(shè)計(jì)井田采用后退式回采，即回采工作面由條帶邊界向大巷方向推進(jìn)，以保證條帶運(yùn)輸斜巷及回風(fēng)斜巷具有良好的維護(hù)條件，避免了嚴(yán)重漏風(fēng)，更有利于預(yù)防煤層的自燃發(fā)火。不僅有利于工作面的持續(xù)推進(jìn)，減少工作面的搬家次數(shù)，也有利于工作面及帶區(qū)的正常接替，而且開采時(shí)采用沿空留巷，減少了煤柱損失，增加了可采儲量及服務(wù)年限，利于集中生產(chǎn)，從經(jīng)濟(jì)上考慮其優(yōu)越性是明顯的。下面從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素的角度來分析以上各條帶尺寸選擇及劃分的合理性：1）技術(shù)因素帶區(qū)生產(chǎn)時(shí)，斜巷內(nèi)鋪設(shè)膠帶運(yùn)輸機(jī)，根據(jù)我國目前運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀，膠帶機(jī)其長度在之間，考慮到帶區(qū)實(shí)際斜長，可用兩臺膠帶機(jī)搭接，這樣可解決工作面推進(jìn)長度過長的問題，即解決了條帶斜巷的運(yùn)輸問題。5）對某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，如斷層、頂板淋水、采空區(qū)注漿防水、瓦斯含量高等。根據(jù)煤層的賦存條件，該井田為近水平煤層，傾角在左右，可以采用盤區(qū)式準(zhǔn)備和帶區(qū)式準(zhǔn)備，但與盤區(qū)式準(zhǔn)備相比，帶區(qū)式準(zhǔn)備有下列優(yōu)點(diǎn)：1）巷道布置簡單，巷道掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用低、投產(chǎn)快。8)瓦斯抽放系統(tǒng)本井田瓦斯相對涌出量為，屬高瓦斯礦井，為了預(yù)防瓦斯事故，確保礦井安全，必須進(jìn)行預(yù)抽放瓦斯，降低瓦斯?jié)舛龋镜V井采用瓦斯道與鉆孔抽放相結(jié)合方式進(jìn)行抽放，同時(shí)必須采取預(yù)防突出措施。3）運(yùn)煤系統(tǒng)回采工作面→帶區(qū)運(yùn)輸斜巷→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→主井→地面。②水倉布置及清理水倉布置在井底車場空重車線的一側(cè)，礦井正常涌水量為，最大涌水量為，所需水倉的容量為：根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為： （41）式中：——水倉容量，； ——水倉有效斷面，； ——水倉長度。大巷來的機(jī)車直接倒入卸載站然后運(yùn)走。副井提升矸石，運(yùn)輸材料，為使其長度留有調(diào)整的余地，并考慮出矸工作不均勻、不連續(xù)，故空、。其尺寸為。（3）當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車場；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng)，則宜采用環(huán)形形式的車場。1）井底車場的形式和布置方式井底車場是連接礦井井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運(yùn)輸大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿煤層頂板掘進(jìn)。4號煤層平均厚度為，賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度中等。井田主采煤層為4號煤層，其它煤層均不可采。圖42副井井筒斷面圖表43副井井筒特征表井型提升容器一對1t雙層四車加寬多繩罐籠井筒直徑井深凈斷面積 井筒支護(hù)混凝土井壁厚表土段井壁厚基巖段毛斷面積 表土段毛斷面積c）風(fēng)井風(fēng)井采用立井型式，圓形斷面，凈直徑為，凈斷面積為，風(fēng)井布置在工業(yè)廣場內(nèi)，不需要留單獨(dú)的保護(hù)煤柱。圖41主井井筒斷面圖表42主井井筒特征表井型 提升容器一對9箕斗井筒直徑井深凈斷面積井筒支護(hù)混凝土井壁厚表土段井壁厚基巖段毛斷面積表土段毛斷面積b）副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為，凈斷面積，井壁采用混凝土支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備，矸石等。2）井筒形式的確定a）主井主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑，凈斷面積，基巖段毛斷面積，表土段毛斷面積。應(yīng)該避免井筒偏于一側(cè)造成單翼開采的不利局面。主要缺點(diǎn)：立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需要設(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。平硐開拓受地形及埋藏條件限制，要求地形條件合適，即在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。則礦井設(shè)計(jì)可采儲量為： 3 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及一般工作制度 礦井的年產(chǎn)量根據(jù)本礦區(qū)的煤層賦存狀況及本井田的儲量，確定本礦井的年生產(chǎn)量為240萬噸， 礦井的一般工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)年工作日為300天；根據(jù)本礦的煤層狀況、年產(chǎn)量、工人的技術(shù)水平和管理者管理水平，本礦采用“四六制”作業(yè)、三采一準(zhǔn)制度，即每班每日工作6小時(shí)，三個(gè)采煤班，一個(gè)準(zhǔn)備班；每晝夜的井提升時(shí)間為16小時(shí)。則工業(yè)場地保護(hù)煤柱壓煤量為。3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地，村莊，其他。根據(jù)井田劃分的原則進(jìn)行劃分。井田的走向最大長度為，最小長度為，平均長度為。其中。但在火成巖侵入部位有局部的煤質(zhì)變化現(xiàn)象。4）煤類金家?guī)X井田內(nèi)煤質(zhì)牌號以無煙煤（包括弱粘結(jié)煤）為主，氣煤次之，各煤層灰分在之間，低硫、低磷。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，煤層灰分每增加，發(fā)熱量減少左右。浮煤水分綜合平均值為，表明該區(qū)煤經(jīng)℃空氣干燥后，水分可降低個(gè)百分點(diǎn)。絲炭主要分布在水平層理的表面上，形成薄膜，反映出沼澤盆地小幅度頻繁升降。結(jié)構(gòu)為線理狀，條帶狀及透鏡狀，原生裂隙不發(fā)育，次生裂隙內(nèi)有方解石及粘土礦物充填。瓦斯含量由井田中部及東側(cè)向金家?guī)X井田背斜鞍部逐漸增大；由中部向西側(cè)瓦斯含量也是遞增的。研究煤層頂?shù)装鍘r性的變化規(guī)律，離不開對古河流的研究?？傮w規(guī)律為東部煤層傾角較疏緩，向西傾角逐漸增大。煤層變化的總規(guī)律：井田的西部、南部厚，東部、北部及東南部較薄。井田內(nèi)普遍發(fā)育，起到了一定的隔水作用。根據(jù)孔抽水資料：，；孔抽水資料：。 井田的水文情況1）井田范圍內(nèi)的河流、流量及洪水位鐵法煤田的水文地質(zhì)條件較為簡單，煤系地層上覆蓋有它巨厚的白堊系地層，白堊系地層滲透很差，滲透性系數(shù)較低，所以第四系含水層和白堊系上部風(fēng)化帶含水層中的水不易滲入井下。鐵法盆地的褶曲構(gòu)造不甚明顯，靠近盆地的西側(cè)，自北而南依次發(fā)育了北西西到近北東向的大明背斜、樸屯向斜、曉明背斜和北東向的大興向斜、曉青向斜和金家?guī)X井田背斜。從成因上看，屬于北東向的新華夏系構(gòu)造切割東西向構(gòu)造帶而形成的斷陷構(gòu)造盆地，且盆地的展布方向?yàn)楸北睎|向，盆地的形成和發(fā)展，始終受到新華夏系構(gòu)造的控制，盆地內(nèi)的構(gòu)造形式以斷裂構(gòu)造為主，褶曲構(gòu)造次之，并伴有廣泛的巖漿活動。金家?guī)X井田作為鐵法沉積盆地的一個(gè)次級構(gòu)造單元，除了具有鐵法盆地的沉積特點(diǎn)以外，在沉積建造與構(gòu)造演化上，還有其自身的若干特征。 井田及其附近的地質(zhì)特征 區(qū)域地層鐵法煤田為一內(nèi)陸山間盆地。 礦區(qū)的氣象及地震該區(qū)為大陸性寒溫帶干旱半干旱氣候，風(fēng)多雨少，春冬兩季多為西北風(fēng)，夏秋兩季多為西南風(fēng)，風(fēng)力一般級，大者高達(dá)級，無風(fēng)季節(jié)少見。鐵路及公路網(wǎng)能有利于金家?guī)X的煤炭資源持續(xù)不斷的向外運(yùn)輸。971 礦區(qū)概述及井田特征 礦區(qū)概述 交通位置金家?guī)X井田位于鐵法礦區(qū)東南部，行政區(qū)隸屬于遼寧省調(diào)兵山市，位于調(diào)兵山市的金家?guī)X井田鎮(zhèn)及鐵