【正文】 保護裝置臺628〃10小水泵2BA6A3臺426〃11回柱絞車JH8臺44〃12發(fā)爆器MFB200個213〃13乳化液泵XRB2BA80/2037個22〃14液壓支柱注液槍DZ—Q1個14216〃15推溜器YQ100A臺20525〃二、開采順序井田內(nèi)批準(zhǔn)開采4號煤層，若井田內(nèi)03和3號煤層局部達到可采厚度時，應(yīng)先開采03和3號煤層，再開采4號煤層，本設(shè)計為4號煤層的開采設(shè)計。為了盡量減少初期工程量，縮短建井工期，最大限度地節(jié)省初期投資，首采采區(qū)選擇在主立井南側(cè)的第一采區(qū)。掘進工作面通風(fēng)采用局扇、壓入式通風(fēng)，局扇型號為BKJ56。排水系統(tǒng)：該礦井水文地質(zhì)條件較簡單，一采區(qū)回采工作面采用俯斜推進， 回采工作面和運輸、回風(fēng)順槽內(nèi)積水流入運輸大巷，采用小水泵排至主要運輸巷，再經(jīng)主要運輸巷采用小水泵排至井底水倉。）14最大速度（km/h）26離間間隙（mm）280轉(zhuǎn)彎半徑（mm）6000參考外形尺寸（mm）（長寬高）600019002000600022502000機車自重（t）運料系統(tǒng)：地面→副立井→副立井井底車場→主要運料巷→回風(fēng)大巷→回風(fēng)順槽→回采工作面。（四）輔助運輸根據(jù)井下現(xiàn)實情況，有坡度、巷道不平不直和礦井生產(chǎn)管理經(jīng)驗，礦井輔助選用無軌膠輪車3臺。（三）主要運輸巷道斷面、支護方式、坡度及鋼軌型號主運輸大巷沿4號煤底板掘進，㎡，㎡；采用錨噴支護；不設(shè)檢修道。（二）井下輔助運輸由于本礦井有平硐開拓、煤層賦存淺、煤層傾角小于5176。采區(qū)運輸系統(tǒng)如下：運煤系統(tǒng)：回采工作面→運輸順槽→運輸大巷→主要運輸巷→井底煤倉→主立井→地面。工作面運輸巷和軌道巷均采用工字鋼梯形棚子支護，設(shè)計在距工作面前方20m的兩順槽范圍內(nèi)，采用抬棚來加強支護。根據(jù)4號煤層賦存情況及頂扳壓力等，工作面支護選用DZ20型單體液壓支柱，HDJA1000型金屬鉸接頂梁。二、采區(qū)運煤、運料、通風(fēng)及排水系統(tǒng)。緊靠工業(yè)廣場煤柱布置首采工作面，工作面長度為80m，工作面推進長度800m左右。C式中：A采—回采工作面生產(chǎn)能力，t／a；1——工作面長度，80m； L——工作面年推進度，528m； m——工作面采高，；γ—煤的容重，／m3； C——工作面回采率，C＝；則 A采＝52880＝98956(t／a)≈99kt／a掘進煤產(chǎn)量按回采煤產(chǎn)量的lO％／a，礦井總產(chǎn)量為()2＝(kt／a)，可滿足礦井210kt／a的設(shè)計生產(chǎn)能力。m回采工作面生產(chǎn)能力按下式計算：A采＝l回采工作面長度的確定根據(jù)井田內(nèi)可采煤層的賦存條件，結(jié)合礦井煤層開采技術(shù)條件及管理水平，國內(nèi)采煤機及配套設(shè)備的性能、合理的回采工作面年推進度等因素綜合考慮，設(shè)計確定回采工作面長度為80m。一次采全高。經(jīng)過綜合分析比較，確定采用高檔炮采長壁工作面一次采全高的采煤方法，全部垮落法管理頂板。采用單體液壓支柱支護具有支護速度快、初撐力高、可靠性高等優(yōu)點。巷道布置簡單，萬噸掘進率低，通風(fēng)系統(tǒng)簡單。根據(jù)該礦煤層賦存和開采技術(shù)條件以及管理水平，本著投資少、見效快、安全性好和回采率高的原則，結(jié)合地方煤礦目前的開采技術(shù)及管理水平，確定采用技術(shù)裝備水平較高的單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護的高檔炮采長壁工作面，一次采全高的采煤方法。其主要缺點是：1．與分層普采相比煤炭回收率低，丟煤易引起煤炭自燃；2．易混入矸石，原煤灰分高，粉塵大，工作面作業(yè)條件差；3．工作面設(shè)備多，管理復(fù)雜，投資大。（二）一次采全高放頂煤普采放頂煤普采采煤法就是在厚及特厚煤層的底部布置回采工作面，采用滾筒式采煤機、懸移支架或滑移支架、刮板輸送機及其他附屬設(shè)備進行配套聯(lián)合生產(chǎn)，除用采煤機正常割煤外，還利用礦山壓力或輔以人工松動方式使工作面上方頂煤破碎，并隨著工作面的推進從頂梁支架的上方或后方并回收的一種采煤方法。人工假頂分層普采的主要優(yōu)點是煤炭回收率高，厚煤層回采率可達95%以上；主要缺點是鋪設(shè)假頂工作量大，用人多、工藝復(fù)雜、推進速度慢，下分層頂板及巷道維護困難、（4號煤層為易自燃煤層）反復(fù)揭露采空區(qū)易燃發(fā)火、巷道掘進率高、生產(chǎn)組織管理復(fù)雜、成本高。（一）人工假頂分層普采該采煤方法是將厚煤層分成若干層，頂分層要為下分層鋪設(shè)人工假頂?shù)囊环N采煤方法，適用于煤層頂板中等冒落，直接頂具有一定厚度的緩傾斜及傾斜厚煤層。結(jié)合礦井設(shè)計生產(chǎn)能力和技術(shù)管理水平，上一套綜采工作面設(shè)備（綜采分層開采、綜采放頂煤開采及大采高綜采）比同等條件下上一套高檔普采工作面設(shè)備的投資要高出6～9倍，因此上綜采首先在經(jīng)濟上是不合理的，本設(shè)計不予考慮。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件簡單，為低瓦斯礦井。二、三采區(qū)上山起伏變化較大； 一、二采區(qū)工作面推進長度較小，搬家次數(shù)多；礦井通風(fēng)線路長，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜；煤柱損失較多； 表222 開拓方案經(jīng)濟比較表序號項 目單位方案一方案二方案一比方案二(%)備注1初期井巷工程量m26982460+2初期掘進費萬元+3總的井巷工程量m697073904總掘進費萬元5建設(shè)工期月+說明兩方案的井下運輸、通風(fēng)等項目費用差別不大，未列入方案比較表第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采煤方法的選擇永寧煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力為210kt/a，為小型井。采區(qū)的接替順序為：一采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)。采區(qū)間采用前進式開采順序。通過以上比較可以看出，兩方案總的掘進費用相差不大，在10%以內(nèi)，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，方案一較方案二具有較多優(yōu)點，故設(shè)計推薦開拓方案一。見表222。井田西南部為第三采區(qū)，垂直運輸和回風(fēng)大巷向北掘進三采區(qū)運輸、回風(fēng)上山，在上山南側(cè)劃分為區(qū)段，布置走向長壁工作面回采。在井田東部下安村附近掘進副立井至4號煤層底板后，在＋829m標(biāo)高布置井底車場，然后向北掘進主要運料巷道與回風(fēng)大巷貫通。井田西南部為第三采區(qū)，垂直運輸和回風(fēng)大巷向西掘進三采區(qū)運輸、回風(fēng)上山，在上山兩側(cè)劃分為區(qū)段，布置走向長壁工作面回采。把井田劃分為三個采區(qū)，井田東部為第一采區(qū)，在采區(qū)內(nèi)垂直運輸和回風(fēng)大巷劃分為條帶，布置傾斜長壁工作面回采。方案一：運輸和回風(fēng)大巷沿南北方向布置開拓方案主立井和回風(fēng)立井掘進至4號煤層底板后，在＋831m標(biāo)高布置井底車場和硐室，從井底車場向西在4號煤層中掘進主要運輸和回風(fēng)巷道，然后掘進南北方向運輸和回風(fēng)大巷。經(jīng)過綜合技術(shù)分析比較，并結(jié)合該礦開拓現(xiàn)狀，最后確定主立井及其工業(yè)場地選在賀家莊村附近，副立井及其工業(yè)場地選在井田東部下安村附近。主要缺點：（1）副立井與運輸大巷貫通距離較長。（6）副立井的位置選在井田東部下安村附近，便于布置副立井地面生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)建筑物。（4）平整場地工程量小。（2）井筒和村莊煤柱合在一塊，可以減少煤柱損失。第二章 井田開拓方式第一節(jié) 井口與工業(yè)場地位置的選擇根據(jù)該礦煤層賦存、地形和地質(zhì)構(gòu)造等條件， 把主立井和回風(fēng)立井的位置選在井田北中部賀家莊村附近，副立井的位置選在井田東部下安村附近。所以礦井和水平的服務(wù)年限都為28a。二、礦井和水平的服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計算： 式中：T──礦井設(shè)計服務(wù)年限，a； Zk──可采儲量，kt； A──礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，kt/a； K──儲量備用系數(shù)。礦井同時生產(chǎn)的水平數(shù)為一個。該井田總體為一不對稱的向斜構(gòu)造，向斜軸自北向南貫穿全區(qū)，煤層傾角一般為3～5176。第三，從生產(chǎn)能力與礦井服務(wù)年限的關(guān)系來看，取210kt/a的生產(chǎn)能力是合適的，考慮到D級儲量經(jīng)過巷探或補探提高儲量級別后，可以計入工業(yè)儲量，礦井服務(wù)年限能夠滿足有關(guān)規(guī)定?？紤]到本井田煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單等，并結(jié)合礦井外部條件，經(jīng)過技術(shù)分析比較后，確定礦井年生產(chǎn)能力為210kt/a，服務(wù)年限為28a。表144 礦井可采儲量匯總表 （kt）煤層編號工業(yè)儲量(B＋C級）煤 柱 損 失開采可采儲量井筒和工廣村莊礦界損失4號12298263228728118937574合計12298263228728118937574第五節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限確定礦井年生產(chǎn)能力時，綜合考慮了該礦煤炭儲量、服務(wù)年限、煤層賦存情況、地質(zhì)構(gòu)造、開采技術(shù)條件以及市場需求等因素。表143 礦 井 地 質(zhì) 儲 量 匯 總 表煤層儲量計算面積（km2）能利用儲量 (kt)B/（B+C+D） (％)BCDB+C+D4號3728857097813276合計3728857097813276可采儲量可采儲量用下式計算：式中：──可采儲量，kt； Z──工業(yè)儲量，kt； P──永久煤柱損失，kt； C──采區(qū)回采率，取80％。其中B級儲量為3728kt，B級占B+C+％，C級儲量為8570kt，D級儲量為978kt。圈定B級儲量的基本工程間距為2000米，以B級儲量基本線距1／2的距離(1000m)外推C級儲量，其余均為D級儲量。首先根據(jù)儲量級別劃分塊段，按下列公式求取塊段儲量。表142 儲量計算標(biāo)準(zhǔn)最低可采厚度 (m)最高灰分 (％)能利用暫不能利用能利用暫不能利用4050③儲量計算方法區(qū)內(nèi)煤層傾角小于15176。儲量計算面積及視密度列入表141。二、儲 量地質(zhì)儲量本礦批準(zhǔn)開采4號煤層，4號煤層的地質(zhì)儲量是根據(jù)地質(zhì)報告所提供的儲量計算方法和計算結(jié)果。點號 X Yl、 4160910 19508700 4161160 19510050 4160420 19510400 4159660 19511160 4159660 19512000 4158200 19511600 4158775 19509125本井田形態(tài)為一不規(guī)則七邊形，東西長約3100m，南北寬約2900m， m2。（3）在井田西部邊界有煤層露頭，當(dāng)開采至露頭附近時水量有增大的可能，開采時應(yīng)引起注意，采取有效的防水措施。在開采過程中一定要重視對構(gòu)造特別是斷層、陷落柱的發(fā)現(xiàn)和研究，以防斷層導(dǎo)水使奧灰水侵入造成水害。⑦礦井主要水害及其防治井田內(nèi)4號煤層水文地質(zhì)條件類型為二類一型，尚屬簡單，但開采時對以下幾方面應(yīng)引起重視。本礦設(shè)計生產(chǎn)能力210kt/a。⑥礦井涌水量預(yù)算由于本井田內(nèi)的水文地質(zhì)資料缺乏，礦井涌水量計算所需參數(shù)難以確定，故本設(shè)計利用鄰近生產(chǎn)礦井資料，采用富水系數(shù)法對本礦礦井涌水量進行估算。說明4號煤層礦井充水水源以煤層上覆礦床采動影響范圍內(nèi)的基巖含水層為主。⑤礦井充水因素分析據(jù)井田周圍開采4號煤層的礦井調(diào)查資料，礦井水主要來自井筒揭露的砂巖含水層、松散層與基巖界面的底礫巖層水及頂板少量滲水?；谝陨险J識本次將4號煤層水文地質(zhì)類型定為二類一型。另外井田西南部約占井田面積1／4的范圍位于奧灰水位之下，最低處相差約50m，但井田內(nèi)隔水層較好，據(jù)緊鄰井田南界的白家莊礦區(qū)精查勘探報告中，按《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》突水系數(shù)經(jīng)驗公式對10號煤層(底板標(biāo)高低于奧灰水位180m)104Pa／m，104Pa／m。井田內(nèi)除奧灰?guī)r以外的各含水層富水性弱，只在淺部富水性較強。（3）石炭系本溪組泥巖隔水層本溪組地層為一套泥巖、粘土巖，鐵鋁巖為主的地層，夾薄層石灰?guī)r和砂巖，砂巖一般為泥質(zhì)膠結(jié)，隔水性很好，是含煤地層和奧陶系地層之間重要的隔水層。奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組；石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r溶蝕裂隙含水層組；二迭系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組；二迭系石盒子組砂巖裂隙含水層組；第四系和上第三系孔隙含水層組③隔水層（1）二迭系山西組泥巖隔水層據(jù)鉆孔資料，山西組4號煤層以下是一套以泥巖為主的地層，井田內(nèi)連續(xù)沉積，是山西組和太原組之間較好的隔水層。北川河主要接受大氣降水補給，局部地段接受地下水補給。水文地質(zhì)①地表水井田內(nèi)無較大的河流，只在井田東側(cè)有一北川河。由于該礦目前缺少瓦斯、煤塵、自燃等級實際測試數(shù)據(jù)，建議盡快補充這方面的資料。煤塵和煤的自燃發(fā)火性該礦尚無煤塵和自燃傾向性測試數(shù)據(jù)。建議該礦開采時應(yīng)加強通風(fēng)和瓦斯管理，防止瓦斯爆炸。第三節(jié) 開采技術(shù)條件瓦斯據(jù)地質(zhì)報告：歷次勘探在本井田臨近鉆孔中未采集瓦斯樣，本設(shè)計通過對周圍煤礦的調(diào)查(調(diào)查結(jié)果見表131)，認為本礦井為低瓦斯礦井，隨著開采向向斜軸部延伸，開采深度和開采面積的增大，瓦斯有可能增加。4號煤層除焦煤(JM)外還有1／3焦煤(1／3JM)。焦炭經(jīng)轉(zhuǎn)鼓試驗100轉(zhuǎn)后，～％，～％，證明焦炭的抗碎性及耐性良好，屬較優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤，且焦炭工業(yè)分析灰分(Ad)～％，揮發(fā)份(Vdaf)～％，全硫()～％，屬特低灰、特低硫強粘結(jié)性焦煤