【正文】 工程地質(zhì)條件；（4）井筒應(yīng)有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平；有利于井底車場和主要運輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；（5）有利于首采區(qū)或帶區(qū)布置在井筒附近的富煤地段，以保證有良好的前期效益；（6）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱煤層；（7）離水源、電源較進，礦井專用鐵路線短，道路布置合理。擬把工業(yè)廣場布置在井田上部邊界的中央，以形成儲量比較均勻的雙翼井田，可以使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風(fēng)阻力小。四、開采水平的確定本礦井煤層傾角變化不大，可考慮劃分一個或兩個水平。五、大巷和井底車場的位置考慮到系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的方便，單水平開拓時決定開拓一條運輸大巷和一條回風(fēng)大巷，由于服務(wù)于整個井田，根據(jù)條件選擇將大巷布置底板巖層中。礦井開拓方案示意圖如圖31所示。根據(jù)以上所述的井筒位置選擇的一些基本原則和礦井開拓方案，已經(jīng)選定了井筒的位置、形式等。此外，還布置有檢修道、動力電纜、照明電纜、通訊信號電纜、人行臺階等設(shè)施。 圖32 主井井筒斷面圖（2）副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為5m，井壁采用混凝土砌碹支護方式，井筒主要用于提料、運人、提升設(shè)備、矸石等。副井井筒斷面見圖圖33。風(fēng)井井筒斷面見圖圖34。由第五章礦井通風(fēng)的風(fēng)速驗算可知，所選擇的井筒符合風(fēng)速要求。本礦井設(shè)計年產(chǎn)量為90萬噸，采用臥式環(huán)形車場，在大巷運輸采用3噸底卸式礦車運煤。井底車場線路布置見圖35。～3176。運輸大巷及回風(fēng)大巷斷面特征如圖36所示。圖36 運輸大巷、回風(fēng)大巷斷面特征第二節(jié) 井下運輸與礦井提升一、運輸方式運煤：本礦井井型為90萬噸/a，運輸系統(tǒng)需有較大的運輸能力，煤層賦存條件簡單，且煤層底板條件很好，故采用3t底卸式礦車運輸，軌距600mm。人員乘副井罐籠下井，在井底車場換乘站換乘人車，或步行到達(dá)各個工作地點附近。二、運輸系統(tǒng)運煤系統(tǒng)：工作面—→分帶運輸巷—→帶區(qū)煤倉—→運輸大巷—→井底煤倉—→主井—→地面 運料系統(tǒng)：地面—→副井—→井底車場—→運輸大巷—→進風(fēng)行人斜巷—→分帶進風(fēng)斜巷—→工作面人員運送系統(tǒng)：地面—→副井—→井底車場—→運輸大巷—→各個工作地點附近 運矸系統(tǒng)：礦井回采巷道均沿煤層掘進，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)生矸石量少，在局部掘進穿越巖層和施工風(fēng)橋、運輸斜巷運輸機機頭硐室及帶區(qū)車場等硐室時產(chǎn)生的少量矸石，采用1 t礦車運至井底車場，由副井提升到地面，再由礦車運送到地面矸石山。主副井的提升方式為：主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。主井提升系統(tǒng)礦井采量為90萬噸/a，所以主井采用一對9t箕斗提升。第三節(jié) 擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括：①通風(fēng)方式，即為進、出風(fēng)井的相對位置(中央式，對角式，混合式)；②通風(fēng)方法，即礦井主扇的工作方法(抽出式，壓入式，抽壓混合式)；③通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，即井下進、回風(fēng)巷道的聯(lián)系方式。一、井田基本條件礦井地質(zhì)概況本區(qū)開采9號煤，煤層埋藏在＋630~＋300之間，煤層傾角變化小，傾角在10176。之間，煤層埋藏穩(wěn)定。9號煤為自然發(fā)火煤層，自燃發(fā)火期5個月。井田開拓方式井田開拓采用立井單水平帶區(qū)式開拓，運輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在巖層中。變電所、充電硐室、炸藥庫井下大巷采用3t底卸式礦車運輸，井底車場設(shè)變電所等硐室。遇巖巷掘進所需火藥由井底車場火藥庫提供，各硐室均需獨立通風(fēng)。具體地說，要適應(yīng)以下基本要求：（1）礦井必須有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)；（2）進風(fēng)井口必須布置在粉塵、有害和高溫氣體不能侵入的地方；（3）礦井必須至少要有2個能行人的通達(dá)地面的安全出口，各個出口之間的距離不得少于30m；（4）箕斗提升井一般不應(yīng)兼做進風(fēng)井或出風(fēng)井；（5）礦井必須采用機械通風(fēng)，主要通風(fēng)機必須安裝在地面；（6）盡可能避免設(shè)置大量風(fēng)橋和風(fēng)門或采用容易引起大量漏風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)；（7）井下各主要硐室均需獨立通風(fēng)；（8）通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；（9）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道。（1）抽出式特點：在礦井主要通風(fēng)機作用下，礦井內(nèi)空氣處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時，漏風(fēng)從地面露入井下。圖37 抽出式通風(fēng)1進風(fēng)井；2回風(fēng)井；3主要通風(fēng)機（2）壓入式特點：在礦井主要通風(fēng)機作用下，礦井內(nèi)空氣處于高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時，漏風(fēng)從井下露入地面。圖38 壓入式通風(fēng)1進風(fēng)井；2回風(fēng)井；3主要通風(fēng)機（3）混合式特點：使用的設(shè)備多，動力消耗大，通風(fēng)管理復(fù)雜，一般很少使用。抽出式通風(fēng)與壓入式通風(fēng)相比具有以下優(yōu)點：（1）井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主通風(fēng)機因故障停止運轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高，可以使采區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。（3）對高瓦斯礦井瓦斯管理很有利。選擇礦井通風(fēng)方式時，應(yīng)考慮以下兩種因素：（1）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級。一般說來，新建礦井多數(shù)是在中央并列式、中央分列式、兩翼對角式和分區(qū)對角式中選擇。圖39 中央并列式圖310 中央分列式圖311 兩翼對角式圖312 分區(qū)對角式下面對這幾種通風(fēng)方式的特點及優(yōu)缺點適用條件列表比較，通風(fēng)方式比較見表51。風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好通風(fēng)路線短，阻力小缺點風(fēng)路較長，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大建井期限略長，有時初期投資稍大建井期限略長，有時初期投資稍大井筒數(shù)目多基建費用多適用條件煤層傾角大、埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重煤層走向較大（超過4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風(fēng)道通過對以上幾種通風(fēng)方式的比較和技術(shù)分析，結(jié)合礦井的地質(zhì)條件，煤層為緩傾斜煤層，全礦共2個帶區(qū)。~12176。根據(jù)以上分析，確定技術(shù)可行的兩個方案為：兩翼對角式通風(fēng)或中央并列式通風(fēng)。而中央并列式通風(fēng)初期工程量小，投資少，投產(chǎn)快；地面建筑集中，便于管理；易于實現(xiàn)通風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)示意圖見圖313。~12176?？傮w可見，該煤層的開采條件相當(dāng)好。煤層老頂為22m的砂巖，直接頂為3m的砂質(zhì)頁巖。煤質(zhì)以低中灰～中灰、特低硫為主，極少量低硫、低中硫，中磷，為高固定炭的貧煤為主。~12，煤層賦存條件性當(dāng)好?；镜诪?m的砂質(zhì)頁巖，直接底為30m的砂巖。五、水文地質(zhì)本區(qū)水文地質(zhì)類型簡單，井下涌水主要來自頂板淋水和井筒及采空區(qū)滲水，涌水量與季節(jié)有關(guān)。六、地表情況本區(qū)對應(yīng)的地表無村莊、無河流、無湖泊、無鐵路，開采不受地表的限制。一、帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定傾斜長壁采煤法的應(yīng)用條件（1）根據(jù)我國目前情況，一般認(rèn)為傾斜長壁采煤法適用于傾角小于12176。（2）工作面走向斷層少。傾斜長壁采煤法比走向長壁采煤法具有以下優(yōu)點：（1）巷道布置簡單，巷道掘進和維護費用低、投產(chǎn)快。（3）由于傾斜長壁工作面的回采巷道既可以沿煤層掘進，又可以保持固定的方向，故可以使采煤工作面保持等長，從而減少了因工作面長度的變化給生產(chǎn)帶來的不利影響，對綜合機械化采煤非常有利。另外，可以保證工作面的獨立通風(fēng)，從而有利于安全生產(chǎn)。如傾斜和斜交斷層比較發(fā)育時，布置傾斜工作面可以減少斷層對開采的影響，可保證工作面的有效推進長度；當(dāng)煤層頂板淋水較大或采空區(qū)采用注漿放火時，仰斜開采有利于疏干工作面，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；當(dāng)瓦斯涌出量大時，俯斜開采有利于減少工作面的瓦斯含量?？梢燥@著改善工作面單產(chǎn)、巷道掘進率、采出率、勞動生產(chǎn)率和噸煤成本等幾項指標(biāo)。俯斜開采的適用條件：頂板淋水很?。幻簩雍穸却?，煤質(zhì)松軟易片幫；瓦斯含量大的煤層。9號煤層厚9米，帶區(qū)內(nèi)采用沿空掘進，分層跳采接替，所以分帶之間不留煤柱。表41 首采帶區(qū)工作面接替順序工作面接替順序84951037261二、生產(chǎn)系統(tǒng)全礦井煤的大巷運輸全部采用3t底卸式礦車，帶區(qū)運輸采用膠帶運輸機運輸，相鄰的兩個分帶設(shè)立一個帶區(qū)煤倉。①運煤系統(tǒng)工作面—→運輸斜巷—→帶區(qū)煤倉—→運輸大巷—→井底車場—→井底煤倉—→主井②運料系統(tǒng)副井—→井底車場—→運輸大巷—→進風(fēng)行人斜巷—→軌道斜巷—→工作面③排矸系統(tǒng)出矸地為大巷和煤倉施工地等處。煤倉施工：先自下向上掘鑿小反井，而后再自上向下刷大成設(shè)計斷面。帶區(qū)巷道施工：采用鉆爆發(fā)法掘進，用刮板機運輸。通風(fēng)方法掘進通風(fēng)的基本要求：掘進巷道應(yīng)采用礦井全壓通風(fēng)或局部通風(fēng)機通風(fēng)，不得采用擴散通風(fēng)；局部通風(fēng)采用壓入式，通風(fēng)機和啟動裝置必須安裝在進風(fēng)巷中，要安裝風(fēng)電閉鎖裝置，距離回風(fēng)口不得小于10 m。四、帶區(qū)車場及主要硐室?guī)^(qū)車場設(shè)計帶區(qū)煤層傾角10176。帶區(qū)大巷和回采巷道通過繞道直接連接，車場簡單，采用無極繩絞車輔助運輸。帶區(qū)主要硐室①帶區(qū)煤倉帶區(qū)運煤巷為膠帶輸送機運煤，帶區(qū)運煤巷把煤直接運至帶區(qū)煤倉，每個帶區(qū)均設(shè)帶區(qū)煤倉，通過帶區(qū)煤倉與運輸大巷連接。帶區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在通風(fēng)良好，圍巖穩(wěn)定，地壓小，易維護，無淋水，易于搬遷變壓器等電器設(shè)備的地方，并使變電所位于帶區(qū)用電負(fù)荷中心。（2）帶區(qū)通風(fēng)的基本要求：①每個帶區(qū)必須有單獨的回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)，回采面和掘進面都應(yīng)采用獨立通風(fēng)，不能串聯(lián)；②回采工作面的風(fēng)速不得低于1m/s；③工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1％；④必須保證通風(fēng)設(shè)施（風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)筒）規(guī)格質(zhì)量要求；⑤要保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小風(fēng)流暢通；⑥機電硐室必須在進度風(fēng)流中；⑦采空區(qū)必須要及時封閉；⑧要防止管路、避災(zāi)路線、避災(zāi)硐室和局部反風(fēng)系統(tǒng)。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有“U”、“Y”、“W”、“E”、“Z”型，各種形式的優(yōu)缺點及使用條件如下(由于工作面為后退式開采，故各種通風(fēng)形式只考慮后退式)：“U”型通風(fēng)：風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小等優(yōu)點，但風(fēng)流線路長，變化大。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。“Y”型、“W”型、“Ｅ”型：這三種通風(fēng)系統(tǒng)均為兩進一回或一進兩回的采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)。三、帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)由于本設(shè)計礦井為帶區(qū)布置，有專門的回風(fēng)大巷，因此采用運輸大巷進風(fēng)，回風(fēng)大巷回風(fēng)?？梢圆捎密壍佬毕镞M風(fēng)、運輸斜巷回風(fēng)，也可采用運輸斜巷進風(fēng)、軌道斜巷回風(fēng)。（二）運輸斜巷進風(fēng)、軌道斜巷回風(fēng)這種通風(fēng)的特點是運煤設(shè)備處在新風(fēng)中，比較安全。軌道斜巷通過行人進風(fēng)斜巷（石門）與運輸大巷相連，運輸斜巷通過回風(fēng)斜巷（石門）與回風(fēng)大巷相連，形成帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。圖42 帶區(qū)通風(fēng)示意圖第四節(jié) 采煤方法一、采煤工藝方式選擇采煤工藝采煤工藝：采煤工作面各工序所用的方法、設(shè)備及其在時間、空間上的相互配合。就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看，綜采是采煤工藝的重要發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗以及勞動條件好、勞動強度小的優(yōu)點。根據(jù)我國的經(jīng)驗和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好、構(gòu)造少、上綜采后能很快獲得高產(chǎn)、高效，或者某些地質(zhì)條件特殊上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟效益。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強，工作面搬遷容易。與綜采相比，普采操作技術(shù)比較容易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。炮采工藝的主要優(yōu)點是技術(shù)裝備少，適應(yīng)性強，操作技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理比較簡單，是我國目前采用仍然較多的一種采煤工藝，但是，由于炮采單產(chǎn)和效率低、勞動條件差，根據(jù)我國的技術(shù)政策，凡條件適于機采的炮采面，特別是在國有重點煤礦都要逐步改造成普采面。需遵循以下原則：①煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤方法；②安全勞動條件好；③盡可能采用機械化采煤，達(dá)到工作面高產(chǎn)高效；④材料消耗少，生產(chǎn)成本低；⑤便于生產(chǎn)管理。~12176。結(jié)合礦井實際情況，綜合考慮采用分層綜采采煤法，全部跨落法管理頂板。分層分采時，在同一分帶內(nèi)，采完上分層后，要待上分層采空區(qū)跨落穩(wěn)定之后，才能掘進下分層的斜巷和開切眼。每班割四刀。移架采用分組間隔交錯式及時移架支護方式。設(shè)計采用一個工作面生產(chǎn)，一個工作面?zhèn)溆?，實行“三八”工作制，二班生產(chǎn)，一班檢修。該采區(qū)的煤層特征，其煤層賦存條件好，地質(zhì)條件簡單。工作面的推進方向和推進度由于后退式的工作面和巷道的維護條件好，工作面的推進方向確定為后退式。工作面采量（1）組織循環(huán)作業(yè)并編制循環(huán)圖表工作面實行“三八”作業(yè)制，即二班采煤一班檢修。循環(huán)作業(yè)圖表見圖43。由此得出，本設(shè)計的工作面生產(chǎn)能力完全可以保證年產(chǎn)量達(dá)到要求。結(jié)合本礦井實際情況，在井田內(nèi)劃分為東西兩個帶區(qū)，兩個帶區(qū)的布置基本相同。根據(jù)通風(fēng)需要，一個工作面布置兩條回采巷道，一條進風(fēng)、行人運料，另一條回風(fēng)，鋪設(shè)膠帶運煤。日進8刀。四、變電所、充電硐室、炸藥庫帶區(qū)內(nèi)設(shè)變電所，遇巖巷掘進所需火藥由井底車場火藥庫提供，各硐室均需獨立通風(fēng)。井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為200人，綜采工作面同時工作的最多人數(shù)為50人，掘進工作面同時工作的最多人數(shù)為24人。（１）按該用風(fēng)地點同時的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得小于４m179。二、計算采煤、掘進、硐室等處的實際需風(fēng)量采煤工作面需風(fēng)量計算：（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：式中 Ｑ采——采煤工作面需要風(fēng)量，m179。/min；K瓦——瓦斯用處不均衡系數(shù)。/t，則工作面絕對瓦斯涌出量為Ｑ瓦＝8749443/3502460＝ m179。計算得：Ｑ采＝100＝（2）按工作面同時工作的最多人數(shù)計算：式中 4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；n采 ——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，50人。 m/s； S采 ——采煤工作面平均有效斷面積，㎡