【正文】 K=4 200 =1160m3/min 式中： Q—— 礦井總。 （ 1）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 Q=4井下爆破材料庫(kù)、 膠帶輸送機(jī)頭硐室、箕斗裝載輸送機(jī)巷與采區(qū)變電所采用獨(dú)立通風(fēng)。考慮到井型和礦井需要風(fēng)量不大，本著技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則，綜合分析確定，本礦不另設(shè)專用風(fēng)井，利用副井進(jìn)風(fēng)，主井兼回風(fēng)井完全能夠滿足礦井安全生產(chǎn)需要。 33 通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式為抽出式，結(jié)合井田開拓方式，礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式 ，副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)。 確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的依據(jù) 根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自然傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件，提出多個(gè)技術(shù)上可行的方案，通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 6）井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。 （ 4）多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按需分配的前提下，各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng)接近，當(dāng)通風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓相差較大時(shí)，應(yīng)減小共用風(fēng)路的風(fēng)壓，使其不超 過任何一個(gè)通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓得 30%。 （ 2）進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。多數(shù)礦井的煤塵均無爆炸性，煤層也不自燃，但井下涌水量普遍較大。但水文地質(zhì)條件為、中等偏復(fù)雜，預(yù)計(jì)井下涌水量較大，底板灰?guī)r有突水可能性。 乳化液泵選用 XRB2B80/200 型兩臺(tái)，配套乳化液箱型號(hào)為 XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量 80L/min。 31 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZD630/75 型，功率 75kw，鏈速 ，輸送能力 450t/h。 回采工作面采煤運(yùn)輸主要設(shè)備選型如下： 采煤機(jī)選用 MG150 型雙滾筒采煤機(jī)，功率 150kw，采高 2m，滾筒直徑 ，牽引速度 0～ 6m/min，截深 ，生產(chǎn)能力 400t/h。 高檔普采工作面選用雙滾筒采煤機(jī)割煤，利用采煤機(jī)擋 煤板裝煤，選用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽選用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)煤。 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸順槽→回采工作面→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉(cāng)斜巷→總回風(fēng)巷→主井→排出地面。 矸石及輔助 運(yùn)輸系統(tǒng) 掘進(jìn)工作面矸石→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→ 425m 水平井底車場(chǎng)→副井→地面。 巷道支護(hù)方式巖巷以錨噴支護(hù)為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護(hù)。開拓、準(zhǔn)備巷道斷面形狀以拱形斷面為主，回采巷道采用梯形斷面。車場(chǎng)繞道及清理撒煤通道內(nèi)分別布 置消防材料庫(kù)和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。 其他主要硐室名稱及位置 30 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，泵房?jī)?nèi)裝備 7 臺(tái)水泵。 井下爆破材料庫(kù) 井下爆破材料庫(kù)為壁槽式，容量為 900kg，位置在距井底 400m 的軌道運(yùn)輸石門一側(cè)。 水倉(cāng)容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計(jì)算為 8640m3，相當(dāng)于 的礦井正常涌水量。煤倉(cāng)位置位于車場(chǎng)水平以上 25m 至 45m，煤倉(cāng)與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長(zhǎng) 13m。采區(qū)開采順序按照先近后遠(yuǎn)的原則安排。 采區(qū)劃分及開采順序 全井田為單翼開拓布置，共劃分了五個(gè)采區(qū)，其中 425m 水平以上 3個(gè)， 425m水平以下 2個(gè)。所以，本礦井一個(gè)高檔普采工作面對(duì)于保證礦井年產(chǎn)量是穩(wěn)妥和易實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。工作面長(zhǎng)度 130m，采高 2m，每循環(huán) ，每天 個(gè)循環(huán)，年推進(jìn)度 1170m，其工作面生產(chǎn)能力為： A=130 2 1170 106 =式中： —— 煤層容重（ t/m3） —— 工作面回采率?？刹蓛?chǔ)量占地質(zhì)儲(chǔ)量的 44％。 上述儲(chǔ)量計(jì)算所采用的煤層最低可采厚度為 ，最高灰分 40％。設(shè)計(jì)利用地質(zhì)儲(chǔ)量為 70390kt（ 二 1 煤），其中 A級(jí) 8060kt、 B級(jí) 10620kt、 C級(jí) 51710kt。 井田走向長(zhǎng)約 ，傾斜寬約 ～ ，面積 。一 2 煤結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，普遍含夾矸 1～ 4 層，夾矸厚 ～ ，平均 。 一 2 煤賦存于太原組底部，上距 二 1 煤層 ～ ，平均 ，其直接頂板為太原組 L2 灰?guī)r。區(qū)內(nèi) 19 個(gè)鉆孔穿見該層位，除 4401 及 1004 孔斷失、 1002 孔受斷層影響外，其余 16 個(gè)鉆孔穿見煤層全部可采，煤厚為 ～ ，平均 ，屬穩(wěn)定型厚煤層。石炭系太原組含煤 9層，僅一 2 煤層全區(qū)發(fā)育，普遍可采。 煤層賦存情況 本區(qū)含煤地層為石炭二迭系。另外 5 條屬井田內(nèi)斷層，除 F21 斷層落差為 27～ 44m 外，其余 4 條井田內(nèi)斷層落差均小于 30m。南東翼地層走向北西，傾向南西，傾角一般為 4o～ 5o ，伴有次一級(jí)的小向斜構(gòu)造，使地層產(chǎn)狀局部有一定變化。 1 背斜構(gòu)造 背斜軸部寬緩，軸線位于 100 3001 及 5204 孔連線附近， F21 斷層斜交軸部穿過。井田基本構(gòu)造形態(tài)為一向南西傾伏的寬緩背斜。 二 構(gòu)造 焦作煤田位于華北板塊的南部太行構(gòu)造亞區(qū)，煤田分布受太行山斷隆和開封坳陷的直接控制，煤田構(gòu)造以高角度正斷層為主，伴有褶皺。 準(zhǔn)備方式 地質(zhì)特征 一 地 層 本區(qū)上部為巨厚的第三、四系地層，下部為二迭系、石灰系及奧陶系等老地層。故設(shè)計(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長(zhǎng)壁工作面布置方式。 井巷工程量匯總表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 長(zhǎng)度（ m） 掘進(jìn)體積（ m3） 煤巷 巖巷 半煤巖巷 小計(jì) 煤巷 巖巷 小計(jì) 1 井筒 2 井底車場(chǎng) 3 主要運(yùn)輸巷道 4 采區(qū) 143 211 合計(jì) 2397 211 注：表中掘進(jìn)體積 m3 巖巷包括 m3 砂土。萬噸掘進(jìn)指標(biāo)為 、 2538 m3/萬 t。 移交生產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)時(shí)井巷工程量 礦井移交生產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)時(shí)井巷總長(zhǎng)度為 ，其中煤層巷道（包括工作面順槽） 2397m，占全部巷道 30％ ；巖層巷道 ，占全部巷道 ％。巖巷掘進(jìn)頭配備有 YT24 型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、G10 型風(fēng)鎬、 P30B 型耙斗裝巖機(jī)、 BKY604X 型局部通風(fēng)機(jī)及錨噴支護(hù)設(shè)備。 全礦井采掘工作面比為 1： 3。 巷道支護(hù)方式巖巷以錨噴支護(hù)為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護(hù)。開拓、準(zhǔn)備巷道斷面形狀以拱形斷面為主，回采巷道采用梯形斷面。 采區(qū)排 水 首采區(qū)均為俯斜開采，工作面及采空區(qū)水通過順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉(cāng)，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。 設(shè)備及材料經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→各用料地點(diǎn)。 采區(qū) 煤、矸及輔助運(yùn)輸方式、采區(qū)通風(fēng)和排水 煤炭運(yùn)輸系統(tǒng) 回采工作面煤炭→ 膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉(cāng)斜巷→井底煤倉(cāng)→主井箕斗→地面。 據(jù)調(diào)查，與本礦煤層賦存條件相近的陳四樓礦井一個(gè)傾斜長(zhǎng)壁高檔普采工作面（長(zhǎng)度 130m，采高 ），年產(chǎn)量已達(dá) 50 萬噸左右，平均月產(chǎn) 4～ 5 萬噸。 加上 10％掘進(jìn)煤，采區(qū)生產(chǎn)能力為 Mt/a。 采區(qū)生產(chǎn)能力 礦井以一個(gè)采區(qū)一個(gè)高檔普通機(jī)械化采煤工作面和三個(gè)掘進(jìn)工作面保證礦井產(chǎn)量。 永夏礦區(qū)陳四樓礦井，首采區(qū)煤層傾角 3～ 6176。故設(shè)計(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長(zhǎng)壁工作面布置方式。首采區(qū)走向長(zhǎng) ，傾斜寬 ～ ，面積 ，可采儲(chǔ)量 5623kt。 采區(qū)布置及生產(chǎn)能力 首采區(qū)的 數(shù)目及位置 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，根據(jù)本礦井的煤層賦存條件和綜合開采技術(shù)條件，布置一個(gè)首采區(qū)即可保證礦井生產(chǎn)能力。 回采工作面長(zhǎng)度及年進(jìn)度 回采工作面長(zhǎng)度確定為 130m，生產(chǎn)當(dāng)中根據(jù)煤層及構(gòu)造具體條件可適當(dāng)調(diào)整。 24 頂梁選用 長(zhǎng)π型鋼梁，一梁三柱，排距 ，柱距 。 工作面頂板管理方式及支架選型 根據(jù)煤層及頂?shù)装鍘r層條件，頂板管理方式為全部垮落法。 順槽選用 SSJ800/90 型可伸縮帶式輸送機(jī)，功率 75kw，輸送能力 450t/h。 工作面刮板輸送機(jī)選用 SGB630180型可彎曲刮板輸送機(jī)，功率 90 2kw，鏈速，輸送能力 450t/h。軌道順槽配備有乳化液泵、 調(diào)度絞車、煤層注水設(shè)備等。所以，本礦井選用分層開采，全部冒落法管理頂板。由于煤層為近水平煤層，采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，以簡(jiǎn)化井下巷道布置、減少采區(qū)巷道煤柱，提高煤炭資源回收率。屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級(jí)屬低沼。巷道及硐室總體積 ，其中巷道 ，硐室 。車場(chǎng)繞道及清理撒煤通道內(nèi)分別布置消防材料庫(kù)和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。 其他主要硐室名稱及位置 副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，泵房?jī)?nèi)裝備 7 臺(tái)水泵。 井下爆破材料庫(kù) 井下爆破材料庫(kù)為壁槽式，容量為 900kg，位置在距井底 400m 的軌道運(yùn) 輸石門一側(cè)。 水倉(cāng)容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式 V=2（ Q+3000）計(jì)算為 8640m3，相22 當(dāng)于 的礦井正常涌水量。煤倉(cāng)位置位于車場(chǎng)水平以上 25m 至 45m，煤倉(cāng)與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長(zhǎng) 13m。 主井底撒煤通過在井底車場(chǎng)水平設(shè)置的清理撒煤平巷（利用施工巷道）來完成，清理撒煤極為方便。兩個(gè)方案相比，“半上提” 方案增加主井井筒長(zhǎng) 25m，增加清理撒煤斜巷長(zhǎng) 60m，且主井底還要增加排水設(shè)施，顯然不如 “全部上提” 方案優(yōu)越。 井底車場(chǎng)硐室名稱及位置 主井裝載系統(tǒng)位置及清理撒煤方式 井底車場(chǎng)位于 二 1煤層 頂板巖層內(nèi)，上部基巖厚 91m，下距 二 1煤層頂 19m。機(jī)車經(jīng)繞道至副井空車線，掛鉤后牽引空列車至車場(chǎng)調(diào)車線，駛出井底車場(chǎng)。車場(chǎng)繞道內(nèi)設(shè)置材料車線，材料車線長(zhǎng) 。 空重車線長(zhǎng)度及列車調(diào)車方式 副井井底兩側(cè)分設(shè)空重車線，空重車線長(zhǎng)度按礦井后期 1列車牽引 20 輛 1 噸礦車組成考慮，各為 1列長(zhǎng)計(jì) 50m。 附：井筒特征表 最后需要指出的是，由于本礦井筒凍結(jié)深度將超過目前全國(guó)紀(jì)錄 50m，所以凍結(jié)鑿井施工存在一定的難度，要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，為此設(shè)計(jì)將下述課題列為科研及新技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，成立由科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)及施工單位組成的技術(shù)攻關(guān)小組，共同努力攻克本礦井凍結(jié)施工中的技術(shù)難題，確保井筒質(zhì)量和礦井建設(shè)順利進(jìn)行，為我國(guó)凍結(jié)鑿井技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)?；鶐r段壁厚 400mm?；鶐r段采用單層素砼井壁，壁厚 350mm，砼標(biāo)號(hào)為 300 號(hào)。 其井壁特征如下： （ 1）主井：凍結(jié)上段壁厚 1100mm，其中內(nèi)壁厚 600mm，外壁厚 500mm，凍結(jié)下段壁厚 1600mm，其中內(nèi)壁厚 850mm，外壁厚 750mm。 綜合上述分析，本礦主、副井井筒 凍結(jié)段井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用塑料 夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)形式。分析破壞的原因，多數(shù)學(xué)者專家共認(rèn)的是：表土層底部含水層水位的大幅度下降引起地層沉降，使井壁發(fā)生豎向負(fù)摩擦力造成了井壁破壞。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝較復(fù)雜，造價(jià)較高，目前應(yīng)用較少。 第二種；瀝青板夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu) 19 這種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)與第一種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)最大的不同是以 70～ 100mm 厚的瀝青板夾層取代 4mm 厚的聚乙烯塑料板夾層。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，造價(jià)低，效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。 我國(guó)自 1995 年開始采用凍結(jié)鑿井法以來，井壁結(jié)構(gòu)得到了不斷的改進(jìn)，從早期的單層砼井壁到雙層鋼筋砼井壁，再到目前深井凍結(jié)中廣泛使用的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)。但仍需要克服一定的難度，并進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。正是由于鉆井施工存在井筒偏斜問題，國(guó)內(nèi)提升井筒多采用凍結(jié)法施工，考慮到本礦表土段礫石層多有利于凍結(jié)而不利于鉆進(jìn)的特點(diǎn)，故設(shè)計(jì)推薦表土段按凍結(jié)法施工，由于表土段底部普遍發(fā)育有含水層，主副井采用全深凍結(jié)，凍結(jié)深度為 485m。 凍結(jié)法和鉆井法是目前國(guó)內(nèi)常用的特殊鑿井施工方法，至 1994 年底，國(guó)內(nèi)凍結(jié)鑿井井筒已完成 392 個(gè)，最大凍結(jié)深度 435m（陳四樓礦副井） ；鉆井井筒完成 46 個(gè)，最大鉆井深度 508m（潘三西風(fēng)井）。 井筒施工方法與井壁結(jié)構(gòu) 根據(jù)礦井新生界等厚線圖及井檢孔地質(zhì)報(bào)告資料，主、副井穿過的表土層厚度達(dá) 430m，主要由粘土、砂質(zhì)粘土幾粘土夾礫石組成，其中粘土、砂質(zhì)粘土占總厚度的 50％左右，礫石層占總厚度的 40％左右，粘土夾礫石層占總厚度的 10％左右。安裝梯子間作為井下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)三趟排水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。安裝梯子作為下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)灑水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。村莊搬遷是 一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)工程，礦方要認(rèn)真組織實(shí)施。礦井投產(chǎn)約第十年搬遷趙屯村，約第二五年搬遷南程村。為最大限度地開發(fā)利用這些優(yōu)質(zhì)的煤炭資源，實(shí)現(xiàn)礦井接替的社會(huì)效益和礦井建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，這些村莊需要全部搬遷。 村莊搬遷規(guī)劃 本井田內(nèi)有四個(gè)自然村莊，這些村莊均位于井田的開采區(qū)域內(nèi)。采區(qū)走向長(zhǎng) 1～ ，傾斜寬 1～ 。由于煤層走向有一定的起伏變化，膠帶輸送機(jī)大巷采用定向開鑿、局部穿層、分段取直。由于井田底板灰?guī)r水壓大，存在突水可能，故大巷層位以下以不進(jìn)入底板巖層為宜。 17 大巷布置 425 水平設(shè)置軌道運(yùn)輸大巷和膠帶運(yùn)輸大巷。水平標(biāo)高的確定，設(shè)計(jì)曾考慮過 400m 和 425m 兩個(gè)水平標(biāo)高方案，為兼顧上下