【正文】 ⑥地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)破壞較嚴(yán)重、構(gòu)造復(fù)雜、斷層較多和使用分層長(zhǎng)壁綜采較困難的地段、上下山等，采用放頂煤開(kāi)采比用其他方法。與厚煤層傾斜分層開(kāi)采相比，綜放開(kāi)采的優(yōu)越性： ?有利于合理集中生產(chǎn) ?對(duì)煤層及地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的適用性③具有顯著的經(jīng)濟(jì)因素 。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 第六章 采煤方法 第一節(jié) 采煤方法的選擇 該井田內(nèi)煤系地層為二疊系山西組，煤層埋藏穩(wěn)定，無(wú)大的地質(zhì)構(gòu)造，只有 3號(hào)煤層可采，其平均厚度為 米，平均傾 角只有 3度到 5度，該井田圍巖性質(zhì)較穩(wěn)定，瓦斯含量不大，為低沼氣礦井，礦井涌水量較小，井田平均走向長(zhǎng) ，傾斜長(zhǎng) ，煤的容重為： ，煤層無(wú)自然發(fā)火的現(xiàn)象。它們均布置于副井井筒與井底車場(chǎng)連接處附近。 副井系統(tǒng)硐室：副井系統(tǒng)硐室有主排水泵房，水倉(cāng)及清理水倉(cāng)硐室主變電所、等候硐室，及修理間等。 第三節(jié) 主副井硐室布置 主井系統(tǒng)硐室：主井系統(tǒng)硐室有礦車?yán)嬢d站 硐室，井底煤倉(cāng)，清理井底煤倉(cāng)撤煤硐室及水窩房等。 三、井底車場(chǎng)主要巷道和硐室的支護(hù)方式和材料 本次設(shè)計(jì)均利用原有的兩個(gè)井筒改造后利用，達(dá)產(chǎn)時(shí)布置井底硐室有中央變電所、主副水倉(cāng)、水泵房及消防材料庫(kù)等。 二、井底車場(chǎng)硐室名稱及位置 根據(jù)生產(chǎn)安全需要，井底設(shè)置配電室、主副水倉(cāng)、水泵房、消防材料庫(kù)等硐室。 水平車場(chǎng)井底能力以滿足輔助提升要求為基準(zhǔn)來(lái)考慮。如下圖： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 一、井底車場(chǎng)空重車線長(zhǎng)度的確定、列車運(yùn)行及調(diào)車方式 礦井主運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，井底車場(chǎng)擔(dān)負(fù)材料、設(shè)備的周轉(zhuǎn)及運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)輸量不大。 井底車場(chǎng)類別很多，通常按照礦車運(yùn)行的方式，分環(huán)行車場(chǎng)、梭式車場(chǎng)和盡頭式車場(chǎng)，后二者又統(tǒng)稱折返式車場(chǎng)。③在井底車場(chǎng)附近 ,還有調(diào)度室、醫(yī)療室、電機(jī)車修理室等。硐室的布置應(yīng)符合礦井安全規(guī)程的要求。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 六、井底煤倉(cāng) 井底煤倉(cāng)采用圓柱型垂直煤倉(cāng)，井底煤倉(cāng)的有效容積為： Qmc=()Am 式中： Qmc—— 井底煤倉(cāng)的有效容量（ t） Am—— 礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量（ t） —— 系數(shù)，大型礦井取大值，小型礦井取小值。 五、 主要運(yùn)輸大巷斷面及支護(hù)方式 根據(jù)井田開(kāi)拓方式，結(jié)合煤層賦存條件，井下主要大巷布置在巖層和煤中。 三、回風(fēng)立井布置 風(fēng)井的巷道采用圓形巷道進(jìn)行設(shè)計(jì)，風(fēng)井的凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為，井筒凈直徑為 5m，垂高 153m。 第一節(jié) 井筒、石門與大巷 一、主 井?dāng)嗝娌贾? 主井設(shè)計(jì)采用可彎曲膠帶輸送機(jī)往上運(yùn)煤，井筒斜長(zhǎng)為 ，巷道采用半圓拱形設(shè)計(jì)，并用混凝土、錨噴支護(hù)。立井 工程量： 162 方案二的掘進(jìn)費(fèi)用比方案一多 運(yùn)輸 大巷 工程量： 2980 工程量： 3000 左右 方案一和方案二的掘進(jìn)工程量幾乎相同 準(zhǔn)備巷 道及采 區(qū)上山 無(wú) 無(wú) 采區(qū) 劃分 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采 分為四個(gè)采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采 兩種方案的劃分方式相同 從上面的比較不難看出，方案一明顯優(yōu)于方案二，因此該礦井采用方案一進(jìn)行開(kāi)采。立井 工程量： 160 方案二雖然工程量少，但是和方案一比較，掘進(jìn)費(fèi)用要比方案一高得多，另外方案一采用斜井地面的輔助提升設(shè)備要比方案二要少，井底車場(chǎng)的工程量也要比方案二要少很多 副井形 式及工 程量 形式 。 兩個(gè)方案比較如下： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 項(xiàng)目 比較內(nèi)容 比較 方案一 方案二 主井形 式及工程量 形式 。 主副井同井底車場(chǎng)連接起來(lái)后 ， 按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時(shí)，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個(gè)大的采區(qū) 。工業(yè)場(chǎng)地與一方案相同。 該方案為單水平開(kāi)拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4個(gè)盤區(qū)并采用傾斜長(zhǎng)壁 采煤法進(jìn)行開(kāi)采。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場(chǎng)，與主井相聯(lián)系。 方案一：主井井口標(biāo)高 780m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為 ，副井標(biāo)高為 782m，傾角為 15 度，斜長(zhǎng)為 ，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 第三節(jié) 開(kāi)采水平的置 為了保證生產(chǎn)使用，便于維護(hù)，減少煤柱損失，一般將主要運(yùn)輸大巷布置在煤層底板不受采動(dòng)影響的堅(jiān)硬巖層或煤組下部煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定，無(wú)自然發(fā)火的薄及中厚煤層中。 分區(qū)對(duì)角式：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)掘總回風(fēng)巷，它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）每個(gè)采區(qū)有獨(dú)立通風(fēng)路線，互不影響，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)，建井工期短，初期投資少，出煤快（ 2）占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）風(fēng)流線路是直向式的，風(fēng)流線路短，阻力小，內(nèi)部漏風(fēng)少，安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)。 兩翼對(duì)角式：適用煤層走向大于 4km，井型較大，低瓦斯礦井或瓦斯與自然發(fā)火 嚴(yán)重的礦井 。 中央分列式：適用于煤層傾角小，走向長(zhǎng)度適中的礦井。 （三）礦井通風(fēng)方式的選擇 中央并列式：適用于煤層傾角較 大，走向不長(zhǎng)，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自燃發(fā)火不嚴(yán)重礦井。 回風(fēng)立井 :凈直徑為 5m，凈斷面 ，掘進(jìn)斷面為 。 井筒裝備及布置： 主斜井：凈斷面 2m ，掘進(jìn)斷面為 ，裝備 1400mm 寬鋼繩芯膠帶輸送機(jī)和 600mm 檢修軌。 副斜井：擔(dān)負(fù)礦井人員、設(shè)備、材料等輔助運(yùn)輸任務(wù)，作進(jìn)風(fēng)井、排矸和安全出口。礦井移交生產(chǎn)及達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，共布置 3 個(gè)井筒，即主斜井、副斜井、中 央回風(fēng)立井。 第二節(jié) 井筒位置、形式、數(shù)目及礦井通風(fēng)方 式 （一）主副井井筒位置形式的選擇 由本區(qū)地質(zhì)情況及煤層賦存情況，可以將主副井筒位置選在煤層南部露頭線井田邊界處，而煤層南部露頭線的方位大致在礦區(qū)儲(chǔ)量的中心處，另外根據(jù)煤層底板等高線可以看出，在煤層南部露頭線處建井后可以將井田分為東西兩翼進(jìn)行開(kāi)采，而東西兩翼一個(gè)是上山，一個(gè)是下山，井口的布置離煤層最近，所以是合理的，根據(jù)以上條件可以確定主井的井口坐標(biāo) y＝ ， x＝ 。 ，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開(kāi)拓時(shí)均采用立井開(kāi)拓方式。立井開(kāi)拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等 自然條件限制。 ⒊膠帶輸送機(jī)提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長(zhǎng)度。對(duì)于表土 層雖厚，地勢(shì)高，屬于干旱貧水區(qū)的山西、內(nèi)蒙和西北地區(qū)，應(yīng)充分注意斜井開(kāi)拓的優(yōu)越性。 凡是煤層賦存較淺，垂深在 200 米以內(nèi)，最大到 500 米，都要首先研究斜井開(kāi)拓的可能性與合理性。平硐開(kāi)拓的適用條件：受地形及埋藏條件的限制，必須是平硐水平以上有較多的煤炭?jī)?chǔ)量，也就是說(shuō)必須找到一地地勢(shì)比較低，使煤層位于平硐水平以上，而在該礦區(qū)內(nèi)沒(méi)有這樣的地方，所以該礦井不適合用平硐開(kāi)拓。多數(shù)煤層直接露出地表如與采區(qū)對(duì)頭施工，投產(chǎn)很快（ 4）通風(fēng)工程較其他開(kāi)拓方式小，主要采用小風(fēng)井或小平硐回風(fēng)，安全條件好。由于本區(qū)內(nèi)沒(méi)有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，所以井筒與工業(yè)廣場(chǎng)的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)該選在靠近井田儲(chǔ)量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢(shì)平坦。 本設(shè)計(jì)為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計(jì)，井田面積為 平方公里，井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為 3～ 5176。 礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 （井型） A，服務(wù)年限 T 及可采儲(chǔ)量 Zk，三者的關(guān)系用下式表達(dá)： T= AKZK? 本公式見(jiàn)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）公式 2－ 3－ 3，式中： K――礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，可取 Zk――井田可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 當(dāng) A＝ ，可求得該礦井的服務(wù)年限為 65年，滿足 180 萬(wàn)噸的礦井服務(wù)年限必須大于 60 年的要求。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 第三章 礦井的工作制度及生產(chǎn)能力 第一節(jié) 礦井的工作制度 依據(jù)《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）確定該礦井的年工作數(shù)是 330 天，每天凈提升時(shí)間為 14 小時(shí)，本設(shè)計(jì)考慮到采用綜合機(jī)械化采煤的特性，決定采用“四六”制，即采用三班出煤，一班檢修的方式。 C－采區(qū)回采率，厚煤層采區(qū)回采率取 。 Zg－井田地質(zhì)儲(chǔ)量，萬(wàn)噸 。煤柱是一個(gè)梯形。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按其走向移動(dòng)角δ =75186。然后在基巖中于下山和上山方向按上山移動(dòng)角γ =75186。 。如圖所示，在開(kāi)拓平面圖上通過(guò)建筑物四個(gè)角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形 abcd。 大巷兩側(cè)各按 30m 留設(shè)保安煤柱，出于對(duì)巷道的保護(hù)并且對(duì)巷道的擴(kuò)展，大巷留 平方公里的煤柱。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 第三節(jié) 可采儲(chǔ)量計(jì)算 安全煤柱的留設(shè)原則 : 建筑物、鐵路和公路按保護(hù)等級(jí)外推圍護(hù)帶，表土按 450下推，遇基巖再按 65～750下推留設(shè)保安煤柱。 。之間，采用煤層的偽厚度及煤層水平投影面積估算。 第二節(jié) 地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算 井田內(nèi)大部分地區(qū)地層傾角平緩，一般在 3176。 5176。斜長(zhǎng) 米。斜長(zhǎng) 米 。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 第二章 井田境界與儲(chǔ)量 第一節(jié) 井田境界 井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺(tái)鋪井田相接，西南為北巖井田，東西長(zhǎng) 公里，南北寬 公里，井田面積 平方公里。風(fēng)化煤可作為粘土礦開(kāi)采，根據(jù)其質(zhì)量用于陶瓷制造業(yè)，耐火材料及建筑用料。風(fēng)化煤完全失去煤的性質(zhì)、棕褐色、土狀光澤、微具塑性，手感松軟，遇水成泥狀，可燃性基本全無(wú)，灰 分中Al2O3 含量增高。風(fēng)氧化帶的深度和寬度，取決于地形、蓋層的厚度、巖性，地下潛水位及構(gòu)造等因素。硫分含量呈鋸齒狀變化。 9 號(hào)煤＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率 ％，灰分產(chǎn)率在＋ 80－＋ 25mm粒級(jí)增高， +25－＋ 6mm 粒級(jí)灰分下降， 6－ 0mm 粒級(jí)灰 分又呈上升趨勢(shì)，硫分含量在＋ 80－＋ 25mm 粒級(jí)增加，隨后又下降。 （三）、煤的有害成分含量及煤的 可選性 ： 3 號(hào)煤磷含量為 ％， 15 號(hào)煤層小于 ％， 3 號(hào)煤屬低磷煤， 9號(hào)、 15號(hào)為特低磷煤；原煤硫分含量 3 號(hào)煤小于 ％， 9 號(hào)煤為 ％，15 號(hào)煤為 ％，經(jīng) 比重液洗選后， 3 號(hào)煤硫分略有上升， 9 號(hào)、 15 號(hào)煤則明太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 顯下降。 3號(hào)煤層煤質(zhì)變化小， 15 號(hào)煤層煤層煤質(zhì)變化大。垂向上，煤中的硫分自上而下增加。在井田南部補(bǔ) 66孔周圍有一富硫帶。原煤灰分產(chǎn)率從上至下，呈遞增之趨勢(shì)， 3 號(hào)煤為低灰煤， 15 號(hào)煤為中灰煤。 15 號(hào)煤層為黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核，宏觀煤巖類型為半暗淡型。 9號(hào)煤層為灰黑色，玻璃光澤，致密，性脆，由暗煤和亮煤組成，條帶狀結(jié)構(gòu)，階梯狀斷口，可見(jiàn)黃鐵礦結(jié)核或呈星散狀賦存于煤中。 （四）煤層對(duì)比：本區(qū) 3 號(hào)煤層位于山西組，屬陸相沉積， 9號(hào)、 15 號(hào)煤層位于太原組，屬海陸交互相含煤沉積，各煤層厚度、層位、層間距穩(wěn)定，由于 9 號(hào)、 15號(hào)煤層厚度相較 3號(hào)煤層薄對(duì)比依據(jù)充分，因此本設(shè)計(jì)只對(duì) 3號(hào)煤層進(jìn)行可采設(shè)計(jì)，9 號(hào)、 15 號(hào) 煤層設(shè)為不可采。底板以黑灰色炭質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖為主。 （三） 15 號(hào)煤層：位于太原組下部，煤厚 － 米，平均 米，厚度無(wú)明顯變化規(guī)律，夾石 1－ 2層，最多達(dá) 5 層，夾石厚度一般在 米以下。煤層厚 － 米，平均 米，厚度變化大。 （二） 9號(hào)煤層：位于太原組中部的 K4上 與 K4灰?guī)r之間。下距 K5灰?guī)r 米左右，距 9 號(hào)煤層 50 米左右。其中石炭系太原組含煤八層 ，僅 9 號(hào)煤、 15 號(hào)煤二層穩(wěn)定可采，二疊系山西組含煤五層，僅 3 號(hào)煤層穩(wěn)定可采。一般厚 米。 第三節(jié) 煤層的埋藏特征 一、煤的層數(shù) 古書院井田含煤地