【正文】 量在 ～ %之間，平均 %屬低、中磷煤。 3）煤種及變質(zhì)特點(diǎn) 根據(jù)對(duì)原煤可燃基揮發(fā)分和鏡煤平均最大反射率的測(cè)試結(jié)果，揮發(fā)分為%。 4）煤的可選性 由于本區(qū)煤層比重大，按國際使用 或 比重液洗選，精煤回收率特低，一般洗不出精煤。 6）瓦斯、煤塵、煤的自燃性 根據(jù)永華二礦歷年瓦斯等級(jí)鑒定及實(shí)際瓦斯涌出情況，井田煤的瓦斯含量高，詳見表 13： 表 13 永華二礦歷年瓦斯等級(jí)鑒定及 2020 年實(shí)際瓦斯涌出情況表 瓦斯等級(jí)鑒定 年份 絕對(duì)涌出量（ m3/min） 相對(duì)涌出量 (m3/t) 瓦斯等級(jí) 2020 低 2020 高 2020 高 2020 高 2020 高 7）煤塵、煤的自燃傾向性及煤塵爆炸危險(xiǎn)性 根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院于 2020 年對(duì)永華二礦煤樣測(cè)定結(jié)果，二 1煤屬無爆炸危險(xiǎn)性的煤層，煤層自燃等級(jí)為三類，屬不易自燃煤層。劃定范圍走向長約 ，傾斜寬度 ，面積約 。煤層的平均傾角為 18176。工業(yè)廣場(chǎng)按 I 級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為 20m。 表 21 巖層移動(dòng)角 廣場(chǎng)中心深度 （ m） 煤層傾角 （ 176。） δ（ 176。） β（ 176。a39。c39。 ⅠⅠ 39。ⅡⅠ 圖 21 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 保護(hù)煤柱梯形面積為： S =(上寬 +下寬 )高 /(2cos18176。 則： Zi=104= 2） 斷層煤柱 本礦井內(nèi)只有井田東部邊界有 F22斷層。 經(jīng)計(jì)算， L＝ 70～ 90m。 3）井田邊界煤柱 按《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，礦井邊界煤柱要留設(shè) 20～ 40 m,與其它礦井相鄰時(shí)留設(shè) 20 m煤柱，無相鄰時(shí)留設(shè) 40 m煤柱，遇有 斷層等構(gòu)造須留設(shè) 20～40 m煤柱。 邊界煤柱可按下列公式計(jì)算： Z=LBMR (25) 其中： Z—邊界煤柱損失量； L—邊界煤柱長度； B—邊界煤柱寬度； 20m M—煤層厚度； R—煤的容重； 則井田的邊界煤柱為： 20103104= 表 22 煤柱留設(shè)方法 名 稱 留 設(shè) 方 法 工業(yè)廣場(chǎng) 根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開采規(guī)程》第 72 條：工業(yè)廣場(chǎng)維護(hù)帶寬度為 15m 井田邊界 邊界煤柱 20m 大 巷 大巷煤柱每側(cè) 45m 4）礦井可采儲(chǔ)量（ Zk）： 礦井的可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算： Zk=(ZgP)C (26) 其中： Zk—礦井的可采儲(chǔ)量； Zg—礦井的工業(yè)儲(chǔ)量； P—保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量； C—采區(qū)采出率，厚煤層不小于 ；中厚煤層不小于 ；薄煤層小于 ；地方小煤礦不小于 。 計(jì)算得： Zk =（ ） = 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 1） 礦井工作制度 按照《煤炭工業(yè) 礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算， “三八 ”制作業(yè) (兩班生產(chǎn)，一班檢修 )，每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為 16h。 3） 礦井服務(wù)年限 永華二礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 90 萬 t/a，儲(chǔ)量備用系數(shù)取 k=，礦井服務(wù)年限計(jì)算如下： T=Zk/(AK)= （ 27） 式中： T― 礦井的服務(wù)年限， a； kZ ― 礦井的可采儲(chǔ)量， Mt； K― 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K ＝ ； A― 礦井年生產(chǎn)能力，萬 t/a。 表 23 礦井及第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力( aMt/ ) 礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a ) 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年 限 (a ) ? ＜ 25176?！?45176。 及以上 60～ 70 30～ 35 － － ～ 50～ 60 25～ 30 20～ 25 15～ 20 ～ 40～ 50 20～ 25 15～ 20 10～ 15 井田開拓的基本問題 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(yùn)輸、 通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。合理的開拓方式，需要對(duì)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。 （ 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(chǎng)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(chǎng)； （ 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(yùn)輸及供電系統(tǒng) 。在解決開拓問題時(shí)，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。 （ 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)。 （ 4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。 （ 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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 1)確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) （ 1）井筒形式的確定 井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。 平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上 山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。主要缺點(diǎn)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。井 田瓦斯比較大，對(duì)開拓方式的選擇影響較大。 綜上所述，設(shè)計(jì)采用立井開拓，而且立井開拓提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助運(yùn)輸有利，并且通風(fēng)端面大，風(fēng)阻小，所以立井比較符合設(shè)計(jì)要求。 2）工業(yè)場(chǎng)地的位置、形狀和面積 工業(yè)場(chǎng)地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為 500m，寬為 300m。 3）開采水平的確定及采區(qū)劃分 井田主采煤層為二 1 煤層，設(shè)計(jì)中只針對(duì)二 1 煤層， 其它煤層均為不可采或局部可采。埋藏深度達(dá) 560m，在井田南面以露頭線為界，最高點(diǎn)位于礦區(qū) 4001 孔南礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，最低點(diǎn)位于礦區(qū)石家寨北礦區(qū)邊界處，標(biāo)高 ，相對(duì)高差 。根據(jù)本井田由于煤層的賦存狀況， 采用二個(gè)開采水平，上下山開采方式。 4）運(yùn)輸大巷和井底車場(chǎng)的布 置 二 1 煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為緩傾斜煤層，煤層變體不大，且煤質(zhì)較好，但由于本礦井走向較短，故一水平不布置主要運(yùn)輸大巷，二水平暗斜井下部設(shè)主要運(yùn)輸大巷，兩條運(yùn)輸大巷均布置在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷在煤層中沿煤層地板走向布置。其中膠帶輸送機(jī)大巷擔(dān)負(fù)礦井煤炭運(yùn)輸任務(wù)；輔助運(yùn)輸大巷擔(dān)負(fù)礦井材料、人員、設(shè)備等運(yùn)輸任務(wù)。 5）開拓方案 （ 1）提出方案： 根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案比較示意圖見 (圖 22)。暗斜井延深至 450m，布置大巷，采用帶區(qū)式開采，皮帶和軌道運(yùn)輸大巷在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷布置在煤層中，大巷沿煤層走向布置。 方案二：立井單水平開拓 (暗斜井延伸至 560m) 主、副井的井筒均為 立井，布置在井田的中部，井口標(biāo)高為 +176m，井筒直接延伸至一水平，標(biāo)高為 350m，不布置大巷，通過石門與采區(qū)上山連接，井底車場(chǎng)為環(huán)式車場(chǎng)。如（ b）所示。暗斜井先延深至 455m，再延深至 700m。不設(shè)運(yùn)輸大巷。 方案四：立井單水平開拓 (上設(shè)輔助水平標(biāo)高為 220，暗斜井延深至 560m) 主、副井的井筒均為立井，布置在井田的中部，井口標(biāo)高為 +176m，井筒通過立井延伸至 350m后，受奧灰水威脅只能采用暗斜井延深， 350m以上為一水平， 350m至 560m為第二水平。暗斜井延深至 450m。 560m 處設(shè)運(yùn)輸大巷，采用帶區(qū)式開采，皮帶和軌道運(yùn)輸大巷在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷布置在煤層中， 大巷沿煤層走向布置。 由于本礦井傾向平均斜長 ， 礦井瓦斯較大，考慮到階段垂高不能太大及現(xiàn)有的輔助運(yùn)輸設(shè)備，本礦井最終采用兩水平的開采方式。兩方案都是立井單水平開拓，上山部分分兩個(gè)上山采區(qū)開采，區(qū)別在于暗斜井延伸位置不同，采用的準(zhǔn)備方式不同，方案一采用帶區(qū)式準(zhǔn)備，方案二采用采區(qū)式準(zhǔn)備。 方案三、四主要區(qū)別在于方案三布置了一個(gè)上山采區(qū)，一個(gè)下山采區(qū)，下山采區(qū)底部掘進(jìn)到工業(yè)廣場(chǎng)保 護(hù)煤柱外；方案四是在一水平上設(shè)輔助水平，采用盤區(qū)式準(zhǔn)備。方案三的運(yùn)輸存在往返運(yùn)輸，另外石門較長。 （ａ） （ｂ） （ c） 0 （ｄ） 圖 22 a—方案一； b－方案二； c－方案三；ｄ －方案四 （ 3）經(jīng)濟(jì)比較 四個(gè)方案的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于下列表中： 見 (表 2表 2表 2表 27)。 礦井基本巷道 1）井筒 礦井共有 4 個(gè)井筒，分別為主立井、副立井、西回風(fēng)立井、中央回風(fēng)立井。此外，還布置有檢修道、動(dòng)力電纜、照明電纜、通訊信號(hào)電纜、人行臺(tái)階等設(shè)施 。 （ 2）副井 副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 6m，凈斷面面積為 ，井筒內(nèi)裝備一對(duì) 噸礦車雙層四車加寬罐籠一對(duì)，井壁采用混凝土砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石等。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道。 （ 3）風(fēng)井 風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為 5m，凈斷面面積為 ，采用混凝土支護(hù)方式，井壁厚度為 400mm，備有安全出口。 （ 4）風(fēng)速驗(yàn)算 所選定的主、副井作為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井作為回風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。 2）井底車場(chǎng)及硐室 從礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)看，井底車場(chǎng)有兩大類，即環(huán)形式和折反式。井底車場(chǎng)只為輔助運(yùn)輸服務(wù)。井底車場(chǎng)線路布置及調(diào)車方式見 (圖 23)。 由式 (28)知 L =15+1+10=。 （ 1）井底車場(chǎng)的形式和布置方式 根據(jù)礦井開拓方式，主斜井、副斜井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為環(huán)繞式井底車場(chǎng)，副斜井、井底車場(chǎng)鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸。 （ 2）空重車線長度 井底車場(chǎng)空、重車線調(diào)車線長度按 倍列車長度考慮，一列礦車為 12 個(gè)車廂，采用 1t 固定箱式礦車，型號(hào)為 外形尺寸 (長 寬 高 )20208801150(mm)，取調(diào)車線長度為 70m。然后，電機(jī)車經(jīng)過繞道，進(jìn)入副井空車線，牽引列車駛向采區(qū)，這種方式稱為頂推式。 （ 5）井底煤 倉 井底煤倉的有效容量可按下式計(jì)算： Qmc=()Amc (29) 式中： Qmc—井底煤倉有效容積， t； Amc—礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量， t； ～ —系數(shù)。 本礦井可取 ，礦井設(shè)計(jì)的日產(chǎn)量為 ，則需要井底煤倉的有效容量為： Qmc== 可得煤倉容積為 ，取煤倉 直徑為 5m，則有效高度為 20m 主井井底煤倉為一傾斜圓斷面煤倉，坐落于主井底段，煤倉直徑為 5m，有效裝煤高度為，經(jīng)計(jì)算煤倉容量為 1483t。 水倉布置在井底車場(chǎng)重車線的一側(cè)，水倉開口在重車調(diào)車線中部，礦井正常涌水量為 270m3/h，最大涌水量為 306m3/h，所需水倉的容量為： Q0=3068=2448(m3) 根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為 : Q=SL (210) 式中 : Q—水 倉容量， m3； S—水倉有效斷面積， ； L—水倉長度， 317m； 則 Q=308=3234m3 由上面計(jì)算得知： 0，故設(shè)計(jì)的水倉容量滿足要求。 井底車場(chǎng)車場(chǎng)巷道及硐室除煤倉、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。由于其服務(wù)時(shí)間長，為了便于維護(hù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，其斷面均采用半圓拱型，并采用錨噴支護(hù)，回風(fēng)大巷斷面如 (圖 26)，其支護(hù)方式采用錨噴。 圖 24 軌道運(yùn)輸大巷斷面布置圖 表 29 二水平軌道暗斜井、軌道運(yùn)輸大巷及一水平軌道石門斷面 特征表 圍巖類