【正文】 工作面通風(fēng)系統(tǒng)只有一條進(jìn)風(fēng)巷道和一條回風(fēng)巷道，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理?；仫L(fēng)巷在前方煤體維護(hù)。但工作面上隅角易積聚瓦斯。確定一水平選擇工作面通風(fēng)方式為上行式通風(fēng)。本礦井屬于高瓦斯礦井，決定采用三條石門、三條上山、三條盤區(qū)大巷的布置方式，設(shè)專用回風(fēng)道。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要取決于采煤方法，但又能在一定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)，其基本要求如下：1）每一生產(chǎn)水平和每一采區(qū)都必須布置單獨的回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采取獨立通風(fēng)。一般地說，在地面小窯塌陷區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重、開采第一水平和低沼氣礦井等條件下，采用壓入式通風(fēng)是比較合適的，否則不宜采用壓入式通風(fēng)。如果能夠嚴(yán)防總風(fēng)路上的漏風(fēng)，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費用都較抽出式小。表42 抽出式和壓入式的優(yōu)缺點工作方式優(yōu)點缺點抽出式整個通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇應(yīng)故停止運轉(zhuǎn)時，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。礦井相對瓦斯涌出量較大，煤層無自然發(fā)火危險，煤塵沒有爆炸性。由于風(fēng)流路線較短，阻力和漏風(fēng)小，所以各采區(qū)風(fēng)阻表較穩(wěn)定；礦井總風(fēng)壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；但它的初期投資較大，管理相對分散，發(fā)生事故時反風(fēng)較困難。下面為4種通風(fēng)方式圖：圖41 中央并列式通風(fēng)示意圖圖42 中央分列式通風(fēng)示意圖圖43 兩翼對角式通風(fēng)示意圖圖44 分區(qū)對角式通風(fēng)示意圖表41 礦井通風(fēng)方式對比表項目類型適用條件優(yōu)缺點中央并列式新建礦井，煤層傾角大，走向長度小于4Km，而且瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井初期投資少，出煤快，采區(qū)生產(chǎn)集中，便于管理；節(jié)省風(fēng)井工業(yè)廣場占地，壓煤少；便于井筒延伸，為深部通風(fēng)提供有利條件；風(fēng)流折返流動路線長，通風(fēng)阻力大，通風(fēng)費用高；工業(yè)廣場有風(fēng)機(jī)，噪音大。1）通風(fēng)方式技術(shù)比較一般礦井主要有五種通風(fēng)類型：中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、分區(qū)對角式和混合式通風(fēng)?？繉嶓w煤一側(cè)布置移動變電站，作為進(jìn)風(fēng)、行人及輔助運輸巷道。區(qū)段平巷的布置考慮滿足通風(fēng)要求，設(shè)備安放要求外，盡量不破壞頂板的完整性，設(shè)計斷面形式及尺寸見圖36。區(qū)段平巷沿煤層走向掘進(jìn)，為了適合往復(fù)式回采要求，區(qū)段平巷采用雙巷掘進(jìn)，每間隔200米開聯(lián)絡(luò)巷，方便兩條巷道的通風(fēng)及設(shè)備聯(lián)系。，嚴(yán)禁采高超過支架允許的最大高度，當(dāng)煤層變薄時，采高不得不小于支架允許的最小采高；，應(yīng)使用端頭支架，否則，必須增設(shè)其他形式的支護(hù)。當(dāng)煤層傾角大于15176。重量24t制造廠家峰峰機(jī)械廠（3）頂板及采空區(qū)管理：本采區(qū)地質(zhì)條件簡單，本礦井設(shè)為“一井一面”高產(chǎn)高效礦井，采用全部垮落法管理頂板。 表36 SSJ1200/2200型伸縮帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表項目數(shù)值單位型號SSJ1200/2200輸送量1600t/h輸送長度1500m帶速m/s輸送機(jī)類型尼龍整芯阻燃帶寬度m貯帶長度100m機(jī)尾搭接長度15m機(jī)頭外形尺寸(長寬高)874432502200mm電動機(jī)型號YBS200功率3200kW電壓660/1140v質(zhì)量188t制造廠家原平起重運輸機(jī)械總廠7）回采工作面支護(hù)方式（1）回采工作面支護(hù)方式，因此，采用自移式液壓支架支護(hù)，完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護(hù)幫、支架前移和推拉工作面刮板輸送機(jī)等一套動作。圖35 采煤機(jī)進(jìn)刀方式示意圖2）工作面裝煤方式利用采煤機(jī)螺旋滾筒配合刮板輸送機(jī)鏟煤板裝底煤，后部刮板輸送機(jī)運頂煤，前后兩部刮板輸送機(jī)平行運煤集中到順槽運輸機(jī)外運。兩工序分別滯后采煤機(jī)后滾筒5～8m和10～15m。采煤機(jī)端頭斜切式進(jìn)刀，雙向割煤，往返一次進(jìn)兩刀，兩刀放一次頂煤。通過上述比較，結(jié)合相鄰礦井的經(jīng)驗，本采區(qū)工作面采用走向長壁布置，后退式開采。4）工作面推進(jìn)長度和推進(jìn)方向本礦井工作制度為三八制，兩班采煤一班檢修，采煤班每班采2刀，；每年按330天計，年推進(jìn)長度為792m/年。綜合機(jī)械化采煤工作面長度一般為150－220 m，每個工作面長度盡可能保持一致。缺點：煤炭損失大，對于煤厚比采高大的煤層，一次不能采完；控頂較困難，煤壁容易偏幫；采高固定，適應(yīng)條件單一。2）確定采煤工藝方式本采區(qū)地質(zhì)條件簡單，本礦井設(shè)為“一井一面”高產(chǎn)高效礦井，要求工作面生產(chǎn)能力比較大，機(jī)械化程度比較高，根據(jù)煤層厚度條件，本礦采用綜合機(jī)械化采煤的回采工藝，全部垮落法管理頂板，經(jīng)濟(jì)效果明顯。煤層結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸一層，局部二層。M由以上分析，每割一刀煤的循環(huán)時間T循為： T循=T+T端+T故 (33) =+20+20=109(分鐘)所以，綜放面每班進(jìn)2刀是能夠?qū)崿F(xiàn)的。根據(jù)實際情況，T停取20分。雙向割煤，往返一次割兩刀。由于主采煤層厚工作面產(chǎn)量大，只布置一個綜采放頂煤工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。（4）出矸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面→回風(fēng)運料平巷→盤區(qū)軌道大巷→采區(qū)上部車場→軌道上山→采區(qū)下部車場→軌道運輸石門→井底車場→副井→地面。、運輸系統(tǒng)（1）運煤系統(tǒng)工作面→運輸平巷→盤區(qū)運輸巷→運輸上山→皮帶運輸石門→ 井底煤倉→主井→地面。所以下部采區(qū)變電所設(shè)在采區(qū)中心地區(qū)，呈“一”型布置，采用錨噴支護(hù)。應(yīng)避開較大的地質(zhì)構(gòu)造、含水層，并不受開采的影響。圖32 采區(qū)中部車場（3）采區(qū)下部車場形式由于一水平未開掘水平運輸大巷，只采用石門運輸，故采區(qū)下部車場直接設(shè)在石門內(nèi)，方向同上山一致，如圖33，該車場工程量較小，調(diào)車方便，通過能力大。圖31 采區(qū)上部車場本采區(qū)選用的采區(qū)上部車場為順向平車場，如圖31。由于瓦斯較大故一水平采用三條巖石上山，由于上部煤層傾角較小，可采用盤區(qū)式布置，故專門布置三條盤區(qū)大巷，由于煤層埋藏較淺，服務(wù)年限較短，盤區(qū)大巷可布置在煤層中。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定高瓦斯礦井必須布置專用的回風(fēng)道，因此布置三條上山，三條上山采用兩進(jìn)一回的通風(fēng)方式。由于本礦采用綜合機(jī)械化放頂煤開采，機(jī)械化水平較高，設(shè)計一個采區(qū)滿足礦井產(chǎn)量，故盡量取較長的采區(qū)走向長度。二1煤屬無爆炸危險性的煤層，煤層自燃等級為三類，屬不易自燃煤層。表218 GDG1/6/2/4罐籠技術(shù)特征表項目單位技術(shù)特征型號GDG1/6/2/4裝載礦車型號車數(shù)個4乘人數(shù)個46罐籠裝載量t罐籠自重t罐籠長和寬mm47501024組合罐道寬度mm180經(jīng)校核后GDG1/6/2/4型罐籠滿足本設(shè)計礦井副井提升要求3 采煤方法及采區(qū)巷道布置二1煤層位于山西組下部，下距下二疊系石盒子組12～20m，全層厚0～。根據(jù)礦井概況，設(shè)計主井采用兩套8t雙箕斗提升，副井采用一對1t雙層罐籠提升。本設(shè)計采用膠帶輸送機(jī)運輸型號為SSJ1400/3355。圖23 井底車場布置圖3）主要開拓巷道主要開拓巷道如運輸大巷(圖24，25)，主石門(同運輸大巷)均布置在底板砂巖中。煤倉采用上裝式布置，通過檢修清理斜巷清理。（4）硐室井底車場硐室主要有：井底換裝站、井底煤倉、主變電所、主排水泵房、消防材料庫井底清理斜巷、水倉、調(diào)度室、等候室、保健室、機(jī)頭硐室聯(lián)絡(luò)巷等。井底車場布置如圖23。（1）副井進(jìn)出車線長度驗算 L =mnLk+NLj+ Lf (28)式中: L—主井空重車線長度或副井進(jìn)出線長度，m； M—列車數(shù)目，列； N—每列車的礦車數(shù)，按列車組成計算確定，其一般值見下表28，輛； Lk—每列礦車帶緩沖器的長度，m； Lj—每臺機(jī)車的長度，m； Lf—附加長度一般取10m。本礦井設(shè)計年產(chǎn)量為90萬噸，設(shè)專門運煤上山、運煤石門或運煤大巷，均采用皮帶運煤。風(fēng)井井筒斷面和井筒特征表分別見(圖29， 表214)。采用金屬罐道梁，行鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。（1）主井主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為5m，井筒內(nèi)裝備兩對12噸長形箕斗，井壁采用混凝土砌碹厚450mm，充填混凝土厚50mm。技術(shù)比較上采用方案四較合理。這個兩個方案的運輸距離較長。如（d）所示。一水平上設(shè)輔助水平，只承擔(dān)輔助運輸、排水、通風(fēng)任務(wù)。井底車場為環(huán)式車場。暗斜井延深至560m，不布置大巷，采用采區(qū)式開采。方案一：立井單水平開拓(暗斜井延伸至450m)主、副井的井筒均為立井，布置在井田的中部，井口標(biāo)高為+176m，井筒直接至一水平，標(biāo)高為350m，不布置大巷，通過石門與采區(qū)上山連接，井底車場為環(huán)式車場。設(shè)計確定布置兩條大巷，一條膠帶輸送機(jī)大巷，一條輔助運輸大巷。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為150250m。工業(yè)廣場形式與面積見前一節(jié)相關(guān)內(nèi)容（圖21）。 （2）井筒位置的確定選擇井筒位置時要考慮以下主要原則：1）有利于井下合理開采2）有利于礦井初期開采3）盡量不壓煤或少壓煤4）有利于掘進(jìn)與維護(hù)5）便于布置地面工業(yè)場地綜上和礦井概況，主副井筒和進(jìn)風(fēng)井位置設(shè)計在井田中央，回風(fēng)井位于井田走向中央的上部邊界。本井田煤層走向較短，傾向較長，埋藏深度560m。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。（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。（3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。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)系和配合稱為開拓方式。25176。2）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力根據(jù)井田的儲量和煤層賦存情況及開采技術(shù)條件。3）井田邊界煤柱按《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，礦井邊界煤柱要留設(shè)20～40 m,與其它礦井相鄰時留設(shè)20 m煤柱，無相鄰時留設(shè)40 m煤柱，遇有斷層等構(gòu)造須留設(shè)20～40 m煤柱。則： Zi=104= 2）斷層煤柱本礦井內(nèi)只有井田東部邊界有F22斷層。）γ（176。本礦井的地質(zhì)條件、沖積層和基巖層移動角見表21。2）礦井工業(yè)儲量的計算：礦井工業(yè)儲量是指地質(zhì)勘探工作根據(jù)煤層的可采厚度和質(zhì)量指標(biāo)確定為符合開采條件的儲量，可用下式表示：Zg＝SMR （21）式中：Zg—礦井的工業(yè)儲量； S —井田的傾斜面積，； M —煤層的厚度，； R —煤的容重，；則：Zg=1000000= Mt1）工業(yè)廣場煤柱礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬噸/年，取工業(yè)廣場的尺寸為300m500m的長方形。4）煤的可選性由于本區(qū)煤層比重大，精煤回收率特低，一般洗不出精煤。～%之間，%屬低、中磷煤。2）煤的化學(xué)性質(zhì)因煤巖有機(jī)物質(zhì)較高，故灰分較低?！?，巖性以炭質(zhì)泥巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖。如表12所示。表11 地溫梯度值表6805孔6809孔深度（m）地溫梯度℃/100深度（m）地溫梯度℃/100560℃/100350℃/100℃/100～℃/100m，℃/100m。（7）奧陶系灰?guī)r含水層由隱晶質(zhì)灰?guī)r組成，揭露厚度一般46m左右，巖溶裂隙發(fā)育不均，含水性與透水性亦有差異，單位涌水量O．00976～，滲透系數(shù)O．012～，礦區(qū)南部廣泛出露，直接受大氣降雨補(bǔ)給。該含水層含水較弱，單位涌水量O．004～，距二1煤層底板20m左右，是二1煤層底板直接充水含水層。（2）二1煤頂板砂巖含水層由山西組的大占砂巖和下石盒子組的砂鍋窯砂巖組成，大占砂巖厚10～20m，砂鍋窯砂巖厚10～30m，砂巖均為裂隙承壓水，但含水性弱，是二1煤頂板直接充水含水層，易于疏排。圖13 構(gòu)造綱要圖偃龍礦區(qū)南緣的嵩山、玉帶山為黃河與淮河的分水嶺，礦區(qū)處于分水嶺北側(cè)的斜坡地帶，雨季大氣降水流向北注入伊洛河，屬黃河流域。 （2）切割東西向褶曲北西、北東向兩組斷裂，如嵩山斷層、五指嶺斷層，礦區(qū)內(nèi)的鐵窯斷層（F19）、孫家坡斷層（F22）。1）構(gòu)造運動本區(qū)域曾歷經(jīng)嵩陽、呂梁、少林、加里東、印支、燕山、喜山構(gòu)造運動，各時期的構(gòu)造運動方向和強(qiáng)弱不一。6）新生界（CZ）第四系（Q）:與下伏地層呈不整合接觸，厚0～200m,西厚東薄，由黃土、卵石、沙、粘土組成。二1煤段：泥砂巖及煤層組成，一般厚17m，內(nèi)含1～2層煤，其中二1煤層為主要可采煤層；大占砂巖段：為長石石英砂巖，一般厚15m，為標(biāo)志層之一；香炭砂巖段：長石石英砂巖、泥巖組成，一般厚31m；小紫斑泥巖段：由灰綠色泥巖、紫斑泥巖、灰色粉砂巖組成，一般厚13m。4）上石炭太原組（C3t）：為海陸交互相