【正文】 掘進(jìn)面長度，取區(qū)段斜巷寬掘進(jìn)寬度，；—— 煤厚，；——掘進(jìn)進(jìn)面年推進(jìn)長度，；—— 煤層容重，；——掘進(jìn)面回采率，取 。 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率1）帶區(qū)生產(chǎn)能力本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 ，采用綜合機(jī)械化采煤工藝，采用一次采全高，工作面產(chǎn)量大，布置一個(gè)工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。掘進(jìn)頭利用聯(lián)絡(luò)巷貫通構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)，在掘聯(lián)絡(luò)行貫通前的獨(dú)頭段采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。利用軌道和礦車完成材料設(shè)備的運(yùn)送，人工清理浮煤。4) 供電系統(tǒng)供電：地面變電站 →副井 →中央變電所 →運(yùn)輸大巷→帶區(qū)變電所→帶區(qū)運(yùn)輸斜巷→工作面5) 排水系統(tǒng) 在工作面水自流入回風(fēng)斜巷，回風(fēng)斜巷設(shè)置排水泵將水排至大巷排水溝，經(jīng)水溝水排入井底車場水倉，然后經(jīng)管道排到地面。1) 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)工作面設(shè)備材料經(jīng)副井罐籠運(yùn)至井底車場，由軌道大巷運(yùn)至運(yùn)料斜巷巷，經(jīng)無極繩絞車提至工作面。帶區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸采用軌道，電機(jī)車牽引，材料車從井底車場出來，經(jīng)軌道大巷和運(yùn)輸斜巷到工作面。帶區(qū)內(nèi)工作面采用一進(jìn)一回 U 型通風(fēng)系統(tǒng)，即：工作面兩側(cè)各布置一條巷道，一條運(yùn)料斜巷，一條回風(fēng)斜巷。3）開采順序首采帶區(qū)為北一帶區(qū)，然后依次采北二帶區(qū)，南一帶區(qū)，南二帶區(qū)。2）區(qū)段要素設(shè)計(jì)帶區(qū)北一帶區(qū)位于大巷西北側(cè)，走向長平均，傾向長平均。 帶區(qū)巷道布置1）帶區(qū)煤柱由后面第8章通風(fēng)設(shè)計(jì)確定工作面采用副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)的布置方式，每個(gè)工作面共布置兩條斜巷，一側(cè)布置一條，一條為進(jìn)風(fēng)巷（運(yùn)輸斜巷)；另一側(cè)為回風(fēng)巷。帶區(qū)準(zhǔn)備方式優(yōu)點(diǎn)，不需要開掘上山，大巷掘出后便可以掘帶區(qū)斜巷、開切眼和必要的硐室車場，因此巷道系統(tǒng)簡單；運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，費(fèi)用低，系統(tǒng)簡單，運(yùn)輸設(shè)備、數(shù)量和輔助人員少；工作面長度可保持等長，對綜合機(jī)械化非常有利；受斷層影響小；技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，國內(nèi)實(shí)踐表明，在工作面單產(chǎn)、巷道掘進(jìn)率、采出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和噸煤成本等幾項(xiàng)指標(biāo)方面，都有顯著提高和改善。 煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況煤層頂?shù)装鍘r石為粉砂巖，泥巖，細(xì)砂巖，中等穩(wěn)定，煤層特征及頂?shù)装鍘r性見煤層特征表：（表51） 表51煤層特征表煤層煤厚（）穩(wěn)定程度頂?shù)装鍘r性4中等穩(wěn)定粉砂巖、粗砂巖 水文地質(zhì)帶區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡單，涌水來源主要為4號煤層上覆砂巖、粉砂巖等弱含水層裂隙水，和底板砂巖和石灰?guī)r等強(qiáng)含水層，預(yù)計(jì)正常涌水量，最大涌水量為 。煤的容重 。5帶區(qū)巷道布置 煤層地質(zhì)特征 帶區(qū)位置設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（北一帶區(qū)）位于井田中部偏東部，巖石大巷西南部。 條帶內(nèi)沿傾斜方向的推進(jìn)方向可分為前進(jìn)式與后退式兩種。 開采順序在煤礦開采過程中，煤層與各回采工作面有計(jì)劃按一定順序組織開采，才能保證整個(gè)井田的均衡生產(chǎn)與正常接替，因此礦井開采順序的確定對礦井開采至關(guān)重要。2）經(jīng)濟(jì)因素目前，根據(jù)我國采煤機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀及采煤方法的使用情況，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)構(gòu)造因素，帶區(qū)傾斜長度的劃分是比較合理的。隨著通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段獨(dú)頭掘進(jìn)的距離可達(dá)3000多米，因此通風(fēng)問題對帶區(qū)傾斜長度的大小沒有限制。 帶區(qū)劃分的合理性 參照國家目前開采技術(shù)條件，可知以上各工作面的選取是合理的，適合于近水平中厚煤層、回采工藝為綜采的情況。根據(jù)現(xiàn)有情況，可將井田劃分為四個(gè)帶區(qū)。4）通風(fēng)線路短，風(fēng)流方向轉(zhuǎn)折變化少，系統(tǒng)簡單。2）運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少，運(yùn)輸費(fèi)用低。這樣，帶區(qū)邊界為主和一部分煤柱，工業(yè)廣場煤柱共用，既減少了煤柱損失，又避免了采空區(qū)內(nèi)出現(xiàn)較大的斷層給開采帶來的困難。9)移交生產(chǎn)時(shí)井巷開鑿位置首先向地下開掘主、副井筒，掘至米水平后，開掘部分井底車場及大巷，同時(shí)掘回風(fēng)道，到井田東部再開掘斜巷與東風(fēng)井打形成通風(fēng)系統(tǒng)，形成通風(fēng)系統(tǒng)后，再回頭掘進(jìn)初始未掘出的車場硐室及線路。6） 排水線路回采工作面→帶區(qū)回風(fēng)斜巷→運(yùn)料斜巷→軌道大巷→井底車場水倉→水泵房→副井排水管路→地面7)滅火系統(tǒng)本設(shè)計(jì)礦井各煤層均存在自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期一般為個(gè)月，為了預(yù)防煤層自燃發(fā)火，因本帶區(qū)采用俯采，不能采用灌漿防火，因灌漿水會涌入工作面，影響工作面的生產(chǎn)，故采用阻化劑和惰性氣體或氮?dú)?、均壓措施等防火?）運(yùn)料系統(tǒng)副井→軌道大巷→運(yùn)料石門→軌道中巷→運(yùn)料斜巷→帶區(qū)回風(fēng)斜巷→工作面。2）通風(fēng)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)井田的通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列式，其通風(fēng)線路為：副井→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→風(fēng)井。則： 由以上計(jì)算可知：，因此，設(shè)計(jì)的水倉容量滿足要求。①井底煤倉主井井底煤倉為一垂直斷面煤倉，坐落于井底車場膠帶運(yùn)輸斜巷與主井之間，煤倉直徑為，有效的裝煤高度為，經(jīng)計(jì)算煤倉容量為，工作面的最大出煤能力為，主井運(yùn)輸能力為，兩者之差為，故主井井底煤倉的設(shè)置有利于主井運(yùn)輸能力的緩解。兩翼大巷駛?cè)刖总噲龅碾姍C(jī)人車在存車場存放，該處同時(shí)作為上、下井人員換乘點(diǎn)。3）調(diào)車方式井底車場內(nèi)設(shè) 2 臺架線式機(jī)車（軌道），車場內(nèi)的材料設(shè)備、集裝箱平板車由架線機(jī)車牽引，重車頂入卸載站，機(jī)車返回井底車場存車線。這就要求井底車場空、。空、重車線的長度應(yīng)不小于33。電機(jī)車選用蓄電池電機(jī)車。2）空重車線長度對于采用固定式礦車作為輔助運(yùn)輸?shù)拇笾行偷V井，空、重車線的長度應(yīng)為列車長。（4）采用綜合開拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。（2）當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式礦車運(yùn)輸時(shí)，宜采用折返式的車場。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、 供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。礦井為立井開拓，煤炭由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場，在井底車場換裝，由電機(jī)車運(yùn)到帶區(qū)或帶區(qū)。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，局部半煤巖及巖巷，運(yùn)輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，一般 ，軌道大巷巷道水平掘進(jìn)坡度為千分之三到千分之五，便于排水。軌道大巷，運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，共三條巖石大巷。礦井軌道大巷、運(yùn)輸大巷布置均布置在巖石中，大巷間距。主要開采方式為帶區(qū)式開采，服務(wù)年限。4號煤層厚度為，煤層傾角小，平均，為近水平煤層，故設(shè)計(jì)為立井單水平開采。 圖43風(fēng)井井筒斷面圖表44風(fēng)井井筒特征表井型井筒直徑井深凈斷面積基巖段毛斷面積表土段毛斷面積 根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。井筒采用混凝土支護(hù)，井壁厚度。副井井筒斷面如圖42所示，主要參數(shù)見表43。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。主井?dāng)嗝嫒鐖D41，主要參數(shù)見表42。井筒內(nèi)裝備一對9的箕斗，井壁混凝土壁厚。d) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼風(fēng)量分配比較均衡，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小經(jīng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，本礦井采用中央并列式通風(fēng)。 b) 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，可以使沿井田走向運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一側(cè)的相應(yīng)井下運(yùn)輸工作量比前者要大。（井筒參數(shù)見表41）表41井筒參數(shù)井筒名稱用途井筒長度/提升方法斷面尺寸直徑/凈斷面積/主井提升煤炭250箕斗提升副井進(jìn)風(fēng)、進(jìn)人、運(yùn)料排矸220罐籠提升風(fēng)井回風(fēng)兼作安全出口200 井筒位置及形式的確定1）井筒位置的確定原則：a) 井筒沿井田走向的位置應(yīng)在井田中央，當(dāng)井田儲量不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲量分布的中央，以次形成兩翼儲量比較均衡的雙翼井田。本礦井煤層傾角小，平均為，為近水平煤層；但表土層有流沙層；水文地質(zhì)情況比較復(fù)雜；井筒需要特殊法施工，因此本礦井采用立井開拓。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需要風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利，當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。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，初期投資低；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比較簡單，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。4 井田開拓 井筒形式及井筒位置的確定 井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井；一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。各種保護(hù)煤柱損失量見（表22）表22保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲量/萬噸井田邊界保護(hù)煤柱454斷層保護(hù)煤柱0工業(yè)場地保護(hù)煤柱683大巷保護(hù)煤柱0井筒保護(hù)煤柱133合計(jì)1270 礦井可采儲量礦井可采儲量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲量，可按下式計(jì)算： （23）式中：礦井可采儲量，萬；保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬；帶區(qū)采出率。圖22工業(yè)場地保護(hù)煤柱 4）大巷保護(hù)煤柱：大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱各為15米，但本設(shè)計(jì)大巷為巖石大巷，所以大巷保護(hù)煤柱損失量為0。表21工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井型/不設(shè)選煤廠/公頃設(shè)選煤廠/公頃90912010150180240 礦井永久保護(hù)煤柱損失量1）井田邊界保護(hù)煤柱：井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失為2）斷層保護(hù)煤柱：斷層煤柱留設(shè)寬，但本設(shè)計(jì)井田內(nèi)無斷層，則斷層保護(hù)煤柱損失為03）工業(yè)場地保護(hù)煤柱：工業(yè)場地按二級保護(hù)，維護(hù)帶寬，取16公頃。4）斷層煤柱寬度，井田境界煤柱寬度為。巖層移動(dòng)角為，表土層移動(dòng)角為。1）要充分利用自然條件；2）要有合理的走向長度：3）要處理好相鄰井田的關(guān)系；4）要為礦井的發(fā)展留有余地；5）要有良好的安全經(jīng)濟(jì)效果 井田的儲量本設(shè)計(jì)的主采煤層為4號煤層，儲量估算在1：5000底板等高線圖上，采用水平投影地質(zhì)塊段法進(jìn)行估算，估算公式為： （22）式中：－－儲量塊段儲量，單位：；－－儲量塊段水平投影面積，單位：；－－儲量塊段平均鉛垂厚度，單位：；－－視密度，單位：； 礦井可采儲量 安全煤柱留設(shè)原則1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。井田的水平面積按下式計(jì)算： （21）式中S——井田的水平面積， ；H——井田的平均水平寬度， ；L——井田的平均走向長度， ； 則井田的水平面積為金家?guī)X井田邊界是鐵法礦務(wù)局根據(jù)各煤礦的生產(chǎn)能力以及煤田地質(zhì)情況總體劃分而來。井田傾斜方向的水平投影最大長度為，最小長度為，平均長度為。下部邊界：3號煤層以下4號煤層為可采煤層。本設(shè)計(jì)是4號煤層。金家?guī)X井田有1個(gè)可采煤層。2 井田境界及儲量 井田范圍金家?guī)X井田為南北走向，金家?guī)X井田所處的地理坐標(biāo)為： 北緯東經(jīng)北部邊界：金家?guī)X井田北與小青礦、大隆礦相鄰；東部邊界：以人為邊界劃分；南部邊界：南以煤層最低可采邊界線為界，上煤組局部以人為技術(shù)邊界與長　　　鐵煤礦相鄰；西部邊界：與大興煤礦相鄰，以，斷層為界。 煤的風(fēng)化和氧化鐵法煤田為隱伏煤田，金家?guī)X井田所發(fā)育的各煤層無風(fēng)化帶和氧化帶。從垂直方向看， 4煤層為無煙煤，煤的粘結(jié)指數(shù)低，無粘結(jié)性，不粘結(jié)煤，而且煤的內(nèi)在灰分又太高，故目前本井田出產(chǎn)的煤只能做動(dòng)力用煤。屬于中高揮發(fā)份煤。3）揮發(fā)份（）各煤層原煤可燃基揮發(fā)份平均值為之間，平均為。各煤層灰分相差不大，但在井田南部由于煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層灰分也相應(yīng)增高，一般以上。本區(qū)煤的全水分（）為，屬中高全水分煤。1）水分（）本區(qū)原煤分析基水分（）為，平均，上含煤段略高于下含煤段，如4煤層為。宏觀煤巖類型主要是半亮型煤，光亮型煤和暗淡型煤少見。煤巖組分以亮煤，暗煤為主，鏡煤及絲炭次之。煤的構(gòu)造為層狀構(gòu)造。下含煤段局部有似玻璃光澤，具有不平坦?fàn)?、貝殼狀、眼球狀斷口。瓦斯含量較大的地段煤層厚度、煤層埋藏深度有較好的正相關(guān)關(guān)系。4號煤層瓦斯賦存狀況井田勘探時(shí)在4號煤層中實(shí)測鉆孔瓦斯含量樣個(gè)，測得煤層瓦斯含量。在構(gòu)造部分曾提到金家?guī)X井田馬鞍形構(gòu)造在聚煤期長期發(fā)育并具有同沉積的特點(diǎn)，這種聚煤古構(gòu)造的格局控制了聚煤古地理環(huán)境的變遷，而古地理環(huán)境的變遷必然導(dǎo)致古河道的遷移。 煤層頂?shù)装褰鸺規(guī)X井田的煤層頂板分為三種巖相，即：中、粗砂巖或砂質(zhì)礫巖組成的河床相，砂質(zhì)泥巖到中砂巖組成的淺水湖泊相，薄層泥巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成的復(fù)合層頂板，屬于沼澤相及深水湖泊相。在金家?guī)X井田背斜處，號斷層以西部分，褶曲軸西翼地層傾角為度，向西傾。金家?guī)X井田屬緩傾斜煤層，煤層傾角一般在之間，總體趨勢是向西傾斜。該井田所見的各可采煤層，其夾石以泥巖和粉砂巖為主炭質(zhì)泥巖次之。以厚煤層為主，中厚煤層次之，無薄煤層。 礦層質(zhì)量及礦層特征金家?guī)X井田普遍發(fā)育的煤層4個(gè)，其中一個(gè)煤層發(fā)育范圍較大，為金家?guī)X井田主要可采層；其余為不可采煤層。隔水層：賦存于該系含水層之上，由黃色亞粘土組成，塑性較強(qiáng)，因長期淋濾作用結(jié)果，形成鐵質(zhì)結(jié)核，自西向東逐漸變粗加厚?？梢姖B透性自西向東逐漸增強(qiáng)，厚度也逐漸增厚。2）含水層及隔水層特征砂及砂礫潛水層：由黃色