【正文】 20′00″ 56176。主副井井壁壁厚皆為 450 毫米。當(dāng)?shù)厥仙a(chǎn)規(guī)模不大，供應(yīng)量小，價(jià)格較貴，尤砌井所需石料規(guī)格要求較高，價(jià)格更昂，且在鑿井當(dāng)時(shí)石料生產(chǎn)尚無正式供應(yīng)處，因而砌井材料選用了砼。副井為一對(duì)一噸礦車雙層單車普通罐籠，專供提升矸石，材料設(shè)備及人員升降，井筒內(nèi)（設(shè)有梯子間） ，并敷設(shè)有排水管，灑水管，壓風(fēng)管及電纜。 井筒的主要參數(shù)主井設(shè)有一對(duì) 8 噸箕斗，專供提煤及回風(fēng)用。立井井筒橫斷面形狀有圓形，矩形兩種，圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能小，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用少，以便于施工等特點(diǎn)。方案Ⅲ和方案Ⅳ的區(qū)別也僅在于第三水平是用延伸井筒或暗斜井開拓，很明顯方案Ⅲ工程量大，且方案Ⅲ生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，所以決定選用方案Ⅳ，余下的Ⅱ，Ⅳ方案均屬技術(shù)上可行，水平服務(wù)年限也符合要求，所以進(jìn)行工程量和基建費(fèi)用比較：現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較對(duì)方案Ⅱ和方案Ⅳ進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較時(shí)，按照相同工程量不作比較的原則，工程量比較及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較如下頁表所示：（1）基建工程量比較如表 4－2 所示：表 42 基建工程量比較表項(xiàng)目 方案Ⅱ 方案Ⅳ主井井筒/m 1000+20 833+20副井井筒/m 300+5 250+5井底車場(chǎng)/m 1000 1000初期運(yùn)輸大巷/m 1700 1700主井井筒/m 500 333+333副井井筒/m 150 100+333井底車場(chǎng)/m 1000 2022主石門/m 800 1200后期運(yùn)輸大巷/m 6000+7700 21400（2）經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較見表 4－3 所示經(jīng)濟(jì)比較得：方案Ⅱ和方案Ⅳ基建工程量相差不大，但方案Ⅱ初期投資大，工程量多，但開采水平少，后期工程量明顯減少，且僅需延伸一次井筒，對(duì)生產(chǎn)影響少于方案Ⅳ，水平的設(shè)置技術(shù)上完全滿足要求，所以決定選用方案Ⅱ表 4－3 基建費(fèi)用比較表方案Ⅰ 方案Ⅳ　 工程量/m 單價(jià)/元/m 費(fèi)用/萬元 工程量/m 單價(jià)/元/m 費(fèi)用/萬元主井井筒/m 1020 1050 853 1050 副井井筒/m 305 3000 255 3000 井底車場(chǎng)/m 1000 900 90 1000 900 90主石門/m 800 800 64 800 800 64運(yùn)輸大巷/m 1700 800 136 1700 800 136初期小計(jì) 　 　 　 　 主井井筒/m 500 1050 666 1050 副井井筒/m 150 3000 45 433 3000 井底車場(chǎng)/m 1000 900 90 2022 900 180主石門/m 800 800 64 1200 800 96運(yùn)輸大巷/m 13700 800 21400 800 1712后期小計(jì) 　 　 　 　 開采水平內(nèi)的巷道布置方式、主運(yùn)巷的位置本礦井的大巷布置為集中石門分煤層大巷，各煤層頂?shù)装逯饕獮樯皫r，巖性穩(wěn)定，運(yùn)輸大巷由于服務(wù)時(shí)間長，因此應(yīng)布置在煤層底板巖層中，且距煤層有一定的距離，以避開開采動(dòng)力影響，根據(jù)該礦井開采的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及煤層頂?shù)装鍘r性，運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在距煤層底板法向距離 20米位置，上層膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷布置在煤層底板巖石中，距煤層法線距離20m。開拓方案技術(shù)比較開拓方案提出了四個(gè)，方案Ⅱ和方案Ⅰ在技術(shù)上都是可行的，都是兩水平開采，區(qū)別在于方案Ⅱ采用暗斜井連接兩水平，工程量相比差不多，兩方案的生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單可靠，方案Ⅰ需要多開井筒 150 m+200 m，并相應(yīng)增加了井筒和石門的運(yùn)輸，提升，排水費(fèi)用。Ⅳ、采用三水平開采，布置－210 m、320 m 和450 m 三個(gè)水平。Ⅲ、采用三水平開采，布置－210 m、320 m 和450 m 三個(gè)水平。Ⅱ、采用兩水平開采，布置布置－210 m 和－320 m 兩水平。Ⅰ、采用兩水平開采，布置－210 m 和－320 m 兩水平。同時(shí)第二種方式與第一種方式比較有優(yōu)點(diǎn)而無缺點(diǎn)，故在設(shè)計(jì)中決定將主運(yùn)道布置在第四煤層中。綜合以上三個(gè)方面的分析：雖然第二種方式投資大于第一種方式，但可以節(jié)約幾十萬噸煤柱及今后維護(hù)的費(fèi)用。第二種方式：由于主運(yùn)道處在可采的薄煤層中且上距可采煤層一般在 13m 以上的距離，上部煤層采空后又處在免壓帶內(nèi)。巷道維護(hù)費(fèi)用比較：第一種方式：雖然為保護(hù)巷道留了護(hù)巷煤柱，但當(dāng)320m 水平上下都采空后，主運(yùn)道處在上下采空的邊緣，靜壓力將集中作用在煤柱和巷道上，對(duì)巷道維護(hù)很不利，尤其320 m 水平西翼主運(yùn)道的服務(wù)年限很長，差不多由礦井投產(chǎn)開始直至礦井結(jié)束底 0 年左右時(shí)間都需要維護(hù)。第一水平的壓煤量為：（只計(jì)算可比部分，工業(yè)廣場(chǎng)煤柱范圍內(nèi)的長度不計(jì)）5250m60=552825 噸。巷道長度只計(jì)算兩種方式的不同部分。根據(jù)上述本礦井的各運(yùn)輸水平及回風(fēng)水平的標(biāo)高如下：運(yùn)輸水平：第一水平320m（東翼中間水平250m） 第二水平450m回風(fēng)水平：第一水平210m 第二水平305m階段集中運(yùn)輸?shù)赖奈恢迷紤]了兩個(gè)位置，第一種方式為沿第四 1煤層掘進(jìn)，另一種方式是布置在可采煤層的底板薄煤層即第四煤層中。為了第二水平及第三水平的西側(cè)通過320m 回風(fēng)，在 305m 水平仍需掘一回風(fēng)水平。第二水平標(biāo)高的確定主要考慮了深部煤層（向斜盆地部分）至320 水平尚有約 1000 米左右的斜長（西側(cè)） ，仍需劃分為兩個(gè)較合適。故只要第一水平階段垂高的長度能使礦井服務(wù)年限有一定的時(shí)間延續(xù)，上山長度一般在 500～600 米之間，對(duì)深部水平的劃分適宜，即可采用。100m 576 528 444 413 718110m 634 576 489 455 790120m 691 629 533 496 862從儲(chǔ)量計(jì)算知第一水平如采用 100m 的階段垂高其服務(wù)年限將減少于 20 年，嫌短些。 14176。 11176。緩傾斜煤層， 階段垂高及主要巷道階段垂高的決定主要取決于采區(qū)上山的長度及整個(gè)井田沿傾斜的寬度，同時(shí)要有一定的服務(wù)年限。煤層埋深，傾角 6～11176。如果分帶布置類型和參數(shù)不同，還應(yīng)該比較分帶斜巷的維護(hù)及煤的運(yùn)輸費(fèi)用。（4）水平高度在經(jīng)濟(jì)上有利從經(jīng)濟(jì)與技術(shù)統(tǒng)一的觀點(diǎn)來看，技術(shù)上合理的水平、垂高、應(yīng)能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果，可以通過經(jīng)濟(jì)的比較方法，選擇有利的水平垂高。（3）要有利于采區(qū)的正常接替為保證礦井均衡生產(chǎn)，一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)采區(qū)開始減產(chǎn)，另一個(gè)采區(qū)應(yīng)投入生產(chǎn)，因此，一個(gè)采區(qū)的服務(wù)年限應(yīng)大于另一個(gè)采區(qū)的服務(wù)準(zhǔn)備時(shí)間。③行人：對(duì)于沒有人車或其他運(yùn)人的設(shè)備到工作面的礦井，階段斜長過大致使行人不方便。需要考慮以下因素：①煤的運(yùn)輸：開采水平的礦井，采用帶區(qū)布置時(shí)，可以采用絞車牽引礦車或者采用無極繩絞車牽引，近年來，多數(shù)礦井逐步布置膠帶運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，降低生產(chǎn)成本，提高了運(yùn)輸速度。根據(jù)《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的決定》的十五的規(guī)定，工業(yè)場(chǎng)地采用垂直走向長方形布置，工業(yè)場(chǎng)地長 600m，寬 300m，面積18 公頃。（4）盡量減少工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。 工業(yè)廣場(chǎng)位置、形狀與面積工業(yè)場(chǎng)地的選擇主要考慮以下因素：（1）盡量位于井田中央或沿煤炭運(yùn)量的中心，以形成雙翼井田，降低運(yùn)輸、通風(fēng)、巷道維護(hù)費(fèi)用，生產(chǎn)均衡，綜合經(jīng)濟(jì)效益好；（2）盡量利用荒山、坡地，不占良田，不搬遷村莊，盡量避開挖深、高填工程點(diǎn)，應(yīng)有合理的運(yùn)輸流向，根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，確定礦井工業(yè)場(chǎng)地的占地面積。由于地面掩蓋層之覆蓋，淺部煤層需留防水煤柱，一般為垂深 60 米米，按此距離計(jì)算，淺部的可采邊界約在200 左右，為確能保證此距離，故將回風(fēng)水平定為210 米（） 。井筒坐標(biāo)為：主井：。在地面上要考慮七里河及沙河的洪水線高度，不受洪水威脅。根據(jù)以上分析并結(jié)合本礦的實(shí)際情況由于井田煤系地層上覆巨厚掩蓋層，在此條件下就形成采用豎井開發(fā)的合理性，故本井田決定以一對(duì)豎井開發(fā)整個(gè)井田。以上井筒（硐）形式，對(duì)于不同的實(shí)際條件具有不同的適應(yīng)性，各有優(yōu)缺點(diǎn)。在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒通風(fēng)斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓更有利；當(dāng)表土層為富含水的沖積層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井井筒施工容易；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層，適應(yīng)性強(qiáng)。因此，對(duì)井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需特殊法施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓。（2）斜井開拓與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較：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(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室比立井簡單，井筒延深施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底版含水層的威脅；主井提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作安全出口，井下一旦發(fā)生透水等事故，人員可迅速從井筒撤離。井筒（硐）形式主要有平硐、斜井和立井三種，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)：（1）平硐開拓的優(yōu)點(diǎn)：井下煤炭運(yùn)輸不需要轉(zhuǎn)載即可有平硐直接外運(yùn)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低；平硐地面工業(yè)設(shè)施較簡單，不需結(jié)構(gòu)復(fù)雜的井架、絞車房和硐口車場(chǎng)；不留設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱、井內(nèi)不設(shè)井底車場(chǎng)、水自流、無水倉，排水費(fèi)用低；平硐施工條件簡單、建井工期短、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。 確定井筒（硐）形式及位置選擇井筒（硐）是井下與地面出去的咽喉，是全礦生產(chǎn)的樞紐。其次是煤系地層傾角小，井筒附近 10 度～11 度，其他地方 13 度～15 度，僅在個(gè)別地段由于一些原因傾角增大至 20 度左右；井田中部偏東的向斜構(gòu)造存在，在開拓方式選擇中亦需考慮。（2）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能力校核設(shè)計(jì)礦井為大型礦井，開拓方式為立井雙水平開拓。由計(jì)算可知，礦井的服務(wù)年限于 75 年， 井型校核通過對(duì)實(shí)際煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因素對(duì)井型進(jìn)行校核。 礦井設(shè)計(jì)能力的確定設(shè)計(jì)礦井主采煤層為 2 號(hào)煤層，煤層平均厚度為 ，為厚煤層，采用單水平立井開拓（詳見第四章） ，水平標(biāo)高為320m。采區(qū)產(chǎn)量過大由于構(gòu)造復(fù)雜，工作面無法布置太多，同時(shí)采區(qū)的采掘銜接亦要造成緊張；可是采區(qū)產(chǎn)量又不能過小，過小的采區(qū)產(chǎn)量要使維持礦井產(chǎn)量的采區(qū)數(shù)增加，掘進(jìn)工程量大設(shè)備多，人員多，造成投資大，效率低，成本高。本井田構(gòu)造復(fù)雜，水文地質(zhì)條件亦很復(fù)雜，且有水患威脅。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為 16 個(gè)小時(shí)。 礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下：ZK =（Z g–P）C=（30960. ） = 式中 ZK——礦井可采儲(chǔ)量，Mt； Zg——礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt；P——永久煤柱損失煤量，Mt；C——采區(qū)采出率，第三章 礦井工作制度、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 礦井工作制度按照《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改決定的說明》中的說明，本礦井工作制度確定為：礦井年平均工作日為 330 天，采用四六制作業(yè)。即使回收部分煤柱，但回收率將達(dá)不到 50%。如工業(yè)廣場(chǎng)煤柱上山煤柱，回風(fēng)道煤柱等，約可回收 50%左右的煤量。以上各項(xiàng)煤柱損失共計(jì) 萬 t，占地質(zhì)儲(chǔ)量的 %。γ－上山移動(dòng)角70176。工廣煤柱見圖 21： δ δγΨΨ ΨΨβ圖 2－1 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱計(jì)算設(shè)計(jì)圖ψ－表土層移動(dòng)角　50176。；表土層移動(dòng)角 φ＝5176。＝70176。上山移動(dòng)角 γ＝70176。工業(yè)廣場(chǎng)布置為 400500m 的矩形，另外，根據(jù)規(guī)定，與寬邊都加 15m 的圍護(hù)帶，煤層傾角 α＝8176。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》補(bǔ)充規(guī)定，大型礦井工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積標(biāo)準(zhǔn)取 1 公頃/10 萬 t。巷道煤柱及開采損失：第七煤層為厚煤層，回收率按 75%計(jì)算其他煤層按 85%計(jì)算。煤量不多，如果回采工程量又較大，所以決定暫不回采，待以后回收各種煤柱時(shí)再行回采。村莊壓煤量為 萬噸，占地質(zhì)儲(chǔ)量的 %。井田四周的村莊不再考慮遷移，采取留煤柱的方式保護(hù)。地面之七里河及沙河系間歇河，只在雨季有水，余下時(shí)間河床內(nèi)水很??；且在掩蓋層內(nèi)夾有較厚而分布穩(wěn)定的粘土層作為隔水層，隔絕了河水下滲的通路，故開采該兩條河下的煤層時(shí)不再留設(shè)防水煤柱。這個(gè)數(shù)字是否可靠還待生產(chǎn)中驗(yàn)證，特別是在礦井移交生產(chǎn)初期需要進(jìn)行觀察，積累資料。計(jì)算所得斷層煤柱儲(chǔ)量為 萬噸，占地質(zhì)儲(chǔ)量的 %。礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算公式是：ZC= SM1r1 +SM2r2 + SM3r3+SM4r4式中： ZC—礦井工業(yè)儲(chǔ)量，Mt； S—煤層面積； M—煤層厚度，M 1=；M 2= ；M 3= ； M4=Z1=SM2r2= 27000000=244944000tZ2=SM4r4=27000000=3790800tZ3=SM6r6= 27000000=33898500tZ4=SM7r7=27000000=26973000tZ= Z1+ Z2+ Z3+ Z4=244944000t +3790800t +33898500t +26973000t =309606300t 即為：30960. 6300Mt 礦井可采儲(chǔ)量 煤柱的留設(shè)及煤柱損失礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，即工業(yè)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地、井田疆界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量：結(jié)合本井田復(fù)雜的地形有以下幾個(gè)要留永久保護(hù)煤柱。第 4 煤層為不穩(wěn)定煤層，儲(chǔ)量全屬 C2 級(jí)，