【正文】 運輸適合于不宜布置煤層大巷的條件，以及老礦改造與礦井生產(chǎn)能力不是很大的礦井，或初期運輸距離很長的平硐開拓。再經(jīng)濟(jì)方面，當(dāng)運輸距離比較短，生產(chǎn)集中時，膠帶運輸機的投資及運營費用比礦車間斷運輸要省，礦井發(fā)初期投資少，生產(chǎn)費用低，效益好。只有到了生產(chǎn)后期，隨著運輸距離的加大，才能顯示出運輸費用低的優(yōu)點。大巷采用礦車運輸方式，則要求大巷平整，一般布置巖層大巷易于滿足要求。首先大巷運輸設(shè)備的選擇大巷運輸方式的確定主運輸系統(tǒng)有膠帶運輸機運輸?shù)倪B續(xù)式和礦車軌道運輸?shù)拈g斷式兩種運輸方式。費用匯總表在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點：，風(fēng)井建設(shè)費用相同，并未在比較中出現(xiàn)；，不同的只是建設(shè)時間的不同；%經(jīng)行估算，因此對最好的選取方案沒有影響；，而且維護(hù)費用較低，故未對比其維護(hù)費用的差別；，只比較方案中不相同的部分，簡單明了；綜合以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定礦井開拓方式為：雙立井單水平開拓（井筒位于井田中央）。見表25。圖24主斜副立單水平開拓在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點：①方案方案2和方案3中帶區(qū)劃分方案及帶區(qū)巷道布置形式相同，開采方式相同。圖22 雙立井單水平開拓方案二：雙斜井單水平開拓，如圖23。因此礦井后期的開拓延伸及深部開拓布置，基本上和前期的一致，這樣存在井筒同時擔(dān)任生產(chǎn)和延伸任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾少，立井接井時礦井將短期停產(chǎn)，故后期開拓時，需要制定詳細(xì)的措施。為便于在巷道交叉時架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，軌道大巷、運輸大巷沿底板掘進(jìn)，回風(fēng)大巷沿煤層頂板掘進(jìn)。由于礦井瓦斯涌出量較大，為滿足回風(fēng)需要，在巖石中再布置一條回風(fēng)大巷。5）主要開拓巷道，賦存穩(wěn)定，底板起伏不是很大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度中等。階段內(nèi)采用帶區(qū)式準(zhǔn)備。一般5176。4號煤層傾角平緩，為3176。4）開采水平的確定井田主采煤層為4號煤層，9號煤層由于含硫量高，近期暫不開采，后期根據(jù)需要可采用延伸井筒方式開采4號煤層以下煤層。3）工業(yè)場地的位置工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。綜合上述原因，本礦井采用立井單水平開拓。但本礦井煤層賦存較深，設(shè)計井底標(biāo)高在510m左右，這樣即使使用立井開拓，井筒深度也較深，采用斜井開拓井筒將更長，故采用斜井開拓不合理。本礦井煤層傾角小，平均5176。因此，相對斜井而言，立井井筒短，提升速度快，井筒斷面大，通風(fēng)阻力小，易滿足深井開拓的通風(fēng)要求。主要缺點是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。(2) 適用條件：①斜井：　煤層賦存較淺，垂深在200m以內(nèi)，煤層賦存深度為0～500m，含水砂層厚度小于20～40m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的煤層．井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層．②立井　立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文地質(zhì)等自然條件的限制。②立井　優(yōu)點：立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，機械化程度高，易于自動控制，井筒為圓形斷面機結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費用低，有效斷面大通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。確定井筒形式、數(shù)目、位置1）井筒形式的確定根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場地位置，本著合理開發(fā)全井田，集中生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)簡單、初期井巷工程量少、投資省、出煤早、達(dá)產(chǎn)快、安全、高效的原則，設(shè)計提出了三個開拓方案：方案一：立井開拓方案二：斜井開拓方案三：主斜加副立井開拓以上三種井筒開拓方案比較如下：(1)斜井與立井優(yōu)缺點：①斜井　優(yōu)點：井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進(jìn)速度快，地面工業(yè)建筑，井筒裝備，井底車場及硐室都投資少；井筒裝備和地面建筑物少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小；膠帶輸送機提升增產(chǎn)潛力大，改擴(kuò)建比較方便，容易實現(xiàn)多水平生產(chǎn)，并能減少井下石門長度。5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。2）合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則：1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3）布置大巷及井底車場；4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6）合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。合理的開拓方式需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。600及以上8040——300～5007035——120～2406030252045～90502520159～30各省自定影響井田開拓的主要因素井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。～45176。表24 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角25176。礦井前期采用中央分列式通風(fēng)，設(shè)專門回風(fēng)大巷，東區(qū)、西區(qū)各布置一個風(fēng)井，可以滿足通風(fēng)需要。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強力膠帶輸送機運到帶區(qū)煤倉，運輸能力也很大，自動化程度較高。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個大采高工作面保產(chǎn)。礦井可采儲量Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為： ()式中：T——礦井服務(wù)年限，a；Zk——礦井可采儲量，Mt；A——設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt；K——礦井儲量備用系數(shù)，；則礦井服務(wù)年限為：T= = 4號煤層服務(wù)年限為：T= = 44a 符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。確定雙柳礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為240萬t/a。否則應(yīng)縮小規(guī)模；（3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限確定依據(jù)：《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。則礦井設(shè)計可采儲量為：Zk=（）=礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計年工作日為330天，工作制度采用“三八制”，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作8小時。則：4煤層工業(yè)廣場煤柱量P1= 9煤層工業(yè)廣場煤柱量P2= 總的煤柱量為：Z3= P1+ P2 = 其他保護(hù)煤柱按工業(yè)儲量的5%計算。根據(jù)已知條件，畫出如圖22所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸。75176。30m45176。75176。75176。表22 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱設(shè)計參數(shù)表廣場中心深度煤層傾角煤層厚度表土層厚度φδγβ4號煤層470m5176。又根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》之規(guī)定，工業(yè)廣場屬二級保護(hù)，其圍護(hù)帶寬度為20 m。= Mt斷層煤柱損失量為：Z2 = Z2‘+Z2“=+= Mt3)工業(yè)廣場保護(hù)煤柱工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)見表21。 斷層靠近邊界一側(cè)的煤柱為：Z2‘=S1Mγ ()式中：Z3‘——斷層靠邊界一側(cè)煤柱損失量，Mt； S1——斷層靠邊界一側(cè)煤柱面積，； M——煤層厚度，；γ——煤的容重，；Z2‘=S1Mγ=（+）176。表21 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井 型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240及以上120～18045～909～30b 礦井永久保護(hù)煤柱損失量礦井永久保護(hù)煤柱包括井田境界保護(hù)煤柱、斷層保護(hù)煤柱、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱、風(fēng)井保護(hù)煤柱，具體留設(shè)如下：1)井田邊界保護(hù)煤柱井田邊界煤柱可按下列公式計算：Z1＝LbMγ ()式中：Z1——邊界煤柱損失量，Mt； L——邊界煤柱長度，21660m； b——邊界寬度，井田邊界煤柱在本井田一側(cè)按20m留設(shè)； M——煤層厚度，；γ——煤的容重，；Z1＝LbMγ=2166020（+）176。據(jù)實際經(jīng)驗，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下：落差＞50m的斷層，兩側(cè)各留50m的煤柱；落差＞20m～≤50m的斷層，兩側(cè)各留30 m煤柱；落差10 m～≤20 m的斷層，兩側(cè)各留20 m煤柱；落差＜10 m的斷層不留設(shè)斷層煤柱；5）井田境界煤柱寬度為20m；6)工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)場地占地面積指標(biāo)見表21。（1）礦井永久保護(hù)煤柱損失量a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；2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。計算礦井可采儲量時，必須要考慮以下?lián)p失：工業(yè)廣場保護(hù)煤柱；井田境界煤柱損失；采煤方法所產(chǎn)生的煤柱損失；其他損失。則，9號煤層工業(yè)儲量為：Zg9 =176。M——煤層厚度。=9號煤層工業(yè)儲量按下式計算：Zg = SMr ()式中：Zg——煤層工業(yè)儲量，萬t。R——煤的容重。S——煤層面積，S = 。 工業(yè)儲量計算井田范圍內(nèi)的煤炭儲量是礦井設(shè)計的基本依據(jù)，礦井主采煤層為4號、9號煤層，采用算術(shù)平均法。井田范圍內(nèi)鉆孔分布，井田內(nèi)北部邊界附近和西部及東部邊界附近，鉆孔布置較少；其它區(qū)域鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。（6）煤層容重：。；（3）依據(jù)國務(wù)院過函（1998）5號文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。 井田的水平面積按下式計算： S=HL ()式中：S——井田的水平面積，㎡。最小為3176。 。井田尺寸。 m，％。井田呈長方形， km2。（2）井田的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；（3）保證井田有合理尺寸；（4）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；（5）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。經(jīng)煤炭科學(xué)院總院重慶分院鑒定雙柳煤礦4(3+4)號煤層自燃傾向性為Ⅲ級，不易自燃，自燃發(fā)火期241天。經(jīng)煤炭科學(xué)院總院重慶分院鑒定雙柳煤礦4(3+4)%，煤塵具有爆炸性。（2）突出危險性根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)2010年12編制的《山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司雙柳煤礦4(3+4)煤層煤與瓦斯突出危險性鑒定報告》，4(3+4)煤層底板等高線+430m以上區(qū)域無突出危險性；自建礦以來，在石門揭穿4(3+4)煤層及在4(3+4)煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)過程中均未出現(xiàn)過突出事故，打鉆過程中沒有噴孔、頂鉆等現(xiàn)象。表14 歷年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果年度2004年2005年2006年2007年2008年2009年相對瓦斯涌出量m3/t絕對瓦斯涌出量m3/min22由表14知，雙柳煤礦為高瓦斯礦井。加強瓦斯監(jiān)測，及時掌握瓦斯在井下各工作面及空巷中的濃度和分布情況是確保礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。瓦斯在煤層中或巖層中常以游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)存在。表13 煤質(zhì)特征表煤層號灰分（%）硫分（%）磷（%）煤類可選性 4(3+4)FM、JM易選—難選 9(8+9)JM二、工業(yè)用途綜述本井田煤屬煉焦用煤。4(3+4)～％，％，～％，％，9(8+9)～％，％。4(3+4)～％，％，～％，％，9(8+9)～％，％。原煤、精煤揮發(fā)分均隨煤層層位降低而變小。4(3+4)號煤層精煤全硫略高于原煤的原因是煤中有機硫較高難以脫洗。各煤層主要煤質(zhì)特征如下：一、化學(xué)性質(zhì)(一)灰分(Ad)原煤灰分4(3+4)～％，％，～％，％；9(8+9)～%，%；精煤灰分4(3+4)～％，％，～％，％，9(8+9)—%，%。底板4(3+4)、9(8+9)號煤層底板巖性主要為砂巖，局部為粉砂巖、細(xì)粒砂巖，一般抗壓強度大于10 MPa，～％， m，在巖石水穩(wěn)定性較好時，大部分煤層底板可劃為普通底板。9(8+9)號煤層板，巖性主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為炭質(zhì)泥巖，～ MPa，可劃為不穩(wěn)定—較穩(wěn)定頂板。、底板(一)主要可采煤層頂、底板分類1.、頂板4(3+4)號煤層頂板，在井田南部巖性為細(xì)—粗粒砂巖，其余部分巖性主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為粉砂巖。六、10號煤層位于太原組下部，上距9號煤層0～ m， m。頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)粉砂巖或鋁質(zhì)泥巖。五、9(8+9)號煤位于