【正文】 前朔黃鐵路已基本建成，鐵路運(yùn)輸狀況也將大為改觀。井田地形總體西高東低，南高北低。三、氣象和地震情況：本區(qū)屬典型的大陸性氣候，氣候干燥，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季溫暖適中，冬季寒冷干燥?！?，降水量多集中在七～九月。根據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB5001－2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，地震基本烈度為7度。全礦井初期布置有主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井共三個(gè)井筒，三個(gè)井筒均布置于同一工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。主斜井井筒內(nèi)裝備帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)；副斜井鋪設(shè)軌道，擔(dān)負(fù)礦井矸石、材料、設(shè)備輔助提升以及人員上下井任務(wù)；回風(fēng)斜井為專用回風(fēng)井筒，擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)；三個(gè)井筒作為礦井的安全出口，其井筒均設(shè)有行人臺(tái)階?；夭晒ぷ髅娌捎米呦蜷L(zhǎng)壁式布置，礦井2號(hào)、5號(hào)煤層采用分層布置，大剝皮式開采。首采的2號(hào)煤層設(shè)二個(gè)開采水平，開采水平標(biāo)高為+1440 m、+1420 m。后期采區(qū)及工作面數(shù)目：后采的5號(hào)煤層布置1個(gè)采區(qū)、1個(gè)綜采放頂煤回采工作面、兩個(gè)普掘工作面。2號(hào)、5號(hào)煤層的開拓采用分層布置的方式，初期開采的2號(hào)煤層首采區(qū)采用單翼開采，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于安全生產(chǎn)管理。首采區(qū)為211采區(qū)。礦井后期開采的5號(hào)煤層全井田劃分為七個(gè)采區(qū)，為515151515152522采區(qū)。采用走向長(zhǎng)壁式開采。2號(hào)煤層+1440水平軌道、膠帶大巷以傾角8186。5號(hào)煤層+1370水平軌道、膠帶大巷以傾角9186。第二章 采區(qū)基本開采條件第一節(jié) 采區(qū)基本條件一、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造：5號(hào)煤層位于太原組下部，～。頂板為泥巖或細(xì)砂巖，底板為泥巖、粉砂巖?！?2176。本區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，發(fā)育有北東向、北西向兩組正斷層，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱。F2正斷層：為F1斷層的分支斷層，位于井田西南部，走向北西向，傾向北東，傾角75176。F3正斷層：貫穿井田南東部，向東和向南延伸至區(qū)外。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度1300m，落差40m。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度600m，落差15m。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度600m，落差10m。井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度280m，落差5m。在局部裂隙帶的部位，一般頂板破碎，且有裂隙水涌出或滲出。三、煤層、煤質(zhì)及其頂?shù)装鍘r性：（一）煤層頂、底板巖性特征5號(hào)煤層以直接頂為主，老頂次之，局部出現(xiàn)偽頂。老頂巖性為中粗砂巖、細(xì)砂巖，－，巖石致密堅(jiān)硬，穩(wěn)定性好，不易冒落。5號(hào)煤底板未發(fā)現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。煤的化學(xué)組成和工藝性能2007年4月24日山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)安苑煤業(yè)有限公司石炭系5號(hào)煤進(jìn)行煤質(zhì)測(cè)試的資料，其分析結(jié)果現(xiàn)敘述如下：5號(hào)煤層水 分（Mad）：%； %。揮發(fā)分（Vdaf）：%； %。發(fā)熱量（）：； 。據(jù)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751—86）》，5號(hào)煤為長(zhǎng)焰煤（CY），代碼42?？刹擅簩用嘿|(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告見附件?？勺鳛閯?dòng)力用煤、民用煤。，屬低瓦斯礦井。試驗(yàn)結(jié)果各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。煤塵爆炸性試驗(yàn)成果見附表214 。5號(hào)煤層自燃發(fā)火等級(jí)為Ⅱ級(jí)，屬自燃。整合前九牛溝煤礦、后村煤礦5號(hào)煤層采空區(qū)多處發(fā)生自燃，現(xiàn)火區(qū)均已封閉。第二節(jié) 采區(qū)儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、采區(qū)范圍：采區(qū)范圍為:東西分別為5煤層+1370m水平以上至井田邊界保安煤柱，南北分別為F3斷層至下山保安煤柱，采區(qū)面積 239200萬平方米?；夭晒ぷ髅嫔a(chǎn)能力按下式計(jì)算：A工=Llm1rC1=707100=（kt/a）式中：A工—回采工作面年產(chǎn)量，t／a；L—回采工作面年推進(jìn)速度，m；l—回采工作面長(zhǎng)度，m；m1—回采工作面采煤高度，r—煤的容重，t／m3；C1—；加10%的掘進(jìn)煤，為A掘=（kt/a），則：采區(qū)生產(chǎn)能力為A礦= A工+ A掘=+=（kt/a）四、采區(qū)回采率：采區(qū)回采率= 100% =() 100% =80%五、采區(qū)服務(wù)年限：工作面服務(wù)年限＝采區(qū)可采儲(chǔ)量/采區(qū)年生產(chǎn)能力 ＝（年）第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采區(qū)上山布置方案一、巷道布置方案比較：(一)考慮到該采區(qū)走向較長(zhǎng)，儲(chǔ)量豐富，為使采區(qū)的生產(chǎn)準(zhǔn)備靈活多變，并兼顧采區(qū)的通風(fēng)、瓦斯問題處理，以及防止煤層自燃發(fā)火，因而在采區(qū)的巷道布置上必須具備生產(chǎn)系統(tǒng)靈活可靠，對(duì)開采設(shè)備適應(yīng)，在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的條件，為此我們?cè)诓蓞^(qū)的巷道布置上考慮了兩種方案：方案一、采區(qū)巷道沿采區(qū)傾向方向布置，工作面采用走向開采；方案二、采區(qū)巷道沿采區(qū)走向方向布置，工作面開采方式為傾斜長(zhǎng)壁式；（二）方案一、采區(qū)巷道沿采區(qū)傾向布置，工作面采用走向開采，準(zhǔn)備巷垂直于大巷布置，該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：采區(qū)下料系統(tǒng)沿煤層掘進(jìn)，節(jié)省大量巖巷，采區(qū)采出煤量較多。采區(qū)準(zhǔn)備巷位置合理，系統(tǒng)靈活可靠。 缺點(diǎn)：工作面推進(jìn)長(zhǎng)度較小，不利于工作面的高產(chǎn)高效。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：工作面走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，適應(yīng)高產(chǎn)高效的要求。巷道掘進(jìn)量增加，采區(qū)運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。不利于采區(qū)和工作面的銜接，不利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)。二、采區(qū)準(zhǔn)備巷布置：后期開采的5號(hào)煤層采用下山的開拓布置方式，單翼式開采。膠帶上山沿5號(hào)煤層頂板布置，軌道上山沿5號(hào)煤層底板布置。5號(hào)煤層軌道順槽沿煤層底板布置，運(yùn)輸順槽沿煤層底板布置。三、巷道斷面參數(shù)：表531 巷道斷面和支護(hù)形式巷道名稱斷面形狀凈斷面(m2)掘進(jìn)斷面(m2)支護(hù)形式支護(hù)厚度mm軌道上山矩形掛網(wǎng)錨噴膠帶上山矩形掛網(wǎng)錨噴回風(fēng)上山矩形掛網(wǎng)錨噴膠帶順槽矩形66錨網(wǎng)軌道順槽矩形66錨網(wǎng)回采開切眼矩形錨桿第二節(jié) 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)一、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)：煤流系統(tǒng)工作面（可彎曲刮板輸送機(jī)） → 運(yùn)輸順槽（膠帶輸送機(jī)）→膠帶上山（膠帶輸送機(jī)）→5號(hào)煤層井底煤倉(cāng)→主斜井（膠帶輸送機(jī)）→ 地面。調(diào)度絞車）→軌道上山（礦車調(diào)度絞車）→回采工作面。排水系統(tǒng)工作面→5號(hào)煤層軌道（膠帶）上山→5號(hào)煤層+1370m水平軌道大巷（水溝））→5號(hào)煤層井底水倉(cāng)及泵房→副斜井（管道） → 地面礦井水處理站水池。后期開采的5號(hào)煤層設(shè)二個(gè)開采水平，開采水平標(biāo)高為+1370 m、+1340 m，煤層按開采水平分層，自上至下分別為+1370和+1340水平，2水平層間距平均30m，煤層采用分層布置的開拓方式，大剝皮式開采。支護(hù)要求：上、下平巷超前支護(hù)采用DZ25型單體支柱配π型頂梁支護(hù)的方式，兩巷超前支護(hù)分別距工作面支架尾梁不少于20m。支護(hù)材料及支護(hù)密度：上、下平巷超前支護(hù)采用DZ25系列單體支柱配π型頂梁聯(lián)合支護(hù)；其中上平巷自上出口以外20m為一梁三柱，下平巷自下出口至轉(zhuǎn)載機(jī)為一梁三柱。100mm。⑧頂粱與頂板鋼帶或鐵物之間要用木板枇墊實(shí)，并保持平直。⑤，單體支柱活柱行程不得小于200mm。⑥兩巷單體支柱均穿鐵鞋(直徑320mm或工字鋼鞋)支護(hù)。根據(jù)礦井地質(zhì)報(bào)告和本礦開采所揭露煤層的情況來看，煤層賦存平穩(wěn)，傾角一般為3186。屬水平傾斜煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層穩(wěn)定可采。簡(jiǎn)化采煤工藝，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低巷道掘進(jìn)率。提高資源回收率，減少資源損失。（二）采煤方法及工藝的選擇采煤方法選擇由于本礦井煤層埋藏淺、厚度大，地面沒有村莊分布，井下開采條件簡(jiǎn)單，因此設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)壁式采煤方法。組合頂梁液壓支架放頂煤是近年來發(fā)展起來的綜合機(jī)械化放頂煤采煤方法的方式之一。實(shí)踐證明，組合頂梁液壓支架放頂煤開采是一種投資比較少，見效快，布置靈活，安全性較高，適合用于地方煤礦的一種比較先進(jìn)的采煤方法。組合頂梁液壓支架放頂煤采煤方法已發(fā)展成為厚及特厚煤層開采的一個(gè)重要分支。并且綜采放頂煤需適用如下條件：1）頂煤的冒放性好或較好，這與煤層的賦存條件、煤及其頂板的力學(xué)性質(zhì)、層理發(fā)育狀況及夾矸層特性等多種因素有關(guān)；2）煤層厚度：緩傾斜煤層5～10m為宜，急傾斜煤層15m以上，一般不宜小于20m；3）煤層傾角：0176。緩及傾斜厚煤層和急傾斜特厚煤層；4）采深H（m）與煤層單向抗壓強(qiáng)度Rc（MPa）的比值：H/Rc≥17；5）煤層頂?shù)装鍘r性：直接頂板能隨采隨冒，頂煤放出后能及時(shí)充填放出空間，巖性以泥巖、頁巖、粉砂巖等中等穩(wěn)定以下為好；底板巖性以支架不鉆底，能較好發(fā)揮支架支撐能力的巖性為宜；6）煤層結(jié)構(gòu)：當(dāng)夾矸強(qiáng)度大于煤層強(qiáng)度時(shí)。炮采放頂煤技術(shù)在我國(guó)亦是成熟的采煤工藝。這種采煤工藝具有掘進(jìn)率低、材料消耗量少、生產(chǎn)集中、成本低、布置靈活、適應(yīng)范圍廣泛等明顯優(yōu)點(diǎn)。并且，炮采放頂煤開采與綜采放頂煤適用范圍相比，還可適用于：1）地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)，如斷層密集的窄條不規(guī)則地帶、采區(qū)邊角煤、火成巖侵入?yún)^(qū)等難以分層開采的地區(qū)；2）厚煤層分層開采殘留煤；3）小煤柱的回收但炮采放頂煤開采需適用如下條件：1）頂煤的冒放性好或較好，這與煤層的賦存條件、煤及其頂板的力學(xué)性質(zhì)、層理發(fā)育狀況及夾矸層特性等多種因素有關(guān)；2）煤層6～10m為宜，煤層厚度不超過15m；3）煤層結(jié)構(gòu)：頂煤中夾矸單層厚度一般不大于300mm，其強(qiáng)度不影響頂煤冒落。分層采煤法目前是我國(guó)中厚、厚及特厚煤層的主要采煤工藝之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此，采用分層開采不僅投入大，而且不利于安全生產(chǎn)，不利于資源回收。（2）煤層冒放性分析影響頂煤冒放的自然因素主要有：煤層開采深度、煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、夾矸層數(shù)及硬度和厚度、煤層頂板巖性及其厚度、老頂巖性及其厚度和巖、煤體發(fā)育程度、煤巖層交界面地質(zhì)結(jié)構(gòu)程度等。預(yù)計(jì)本礦井頂煤將會(huì)順利破壞而冒落。煤層埋深越大，工作面煤壁前方頂煤受超前支撐壓力越大，越易預(yù)先發(fā)生變形、破碎直至松散，是頂煤能否放出的先決條件。根據(jù)其它礦井煤類條件估算，本井田煤層頂煤冒放的臨界深度在80m左右，而礦井可采煤層埋深基本在100m以上，從開采深度上分析，本礦井煤層處于可冒放范圍。本礦井煤層垂直裂隙發(fā)育，有利于頂煤的冒放。對(duì)于比較軟的夾矸層，它成了煤層的弱面，而比較硬的夾矸則成了頂煤中的“骨架”，使頂煤強(qiáng)度增加，夾矸越硬、越厚，頂煤就越難冒放。⑤頂板條件對(duì)頂煤冒放性的影響分析本礦井5號(hào)煤層直接頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，穩(wěn)定性一般，頂板易于放落。⑥采放高度對(duì)頂煤冒放的影響分析采放比影響著頂煤冒落充分松散與否的空間條件。通過初步分析，本礦井開采煤層具有冒放性，煤層厚度適宜，適合采用放頂煤采煤工藝。綜采放頂煤采煤工藝與炮采放頂煤采煤工藝相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：① 綜采工作面裝備采煤機(jī)組,機(jī)械落煤,實(shí)現(xiàn)了采、裝、運(yùn)的機(jī)械化，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。③工作面隨機(jī)掛梁、推移輸送機(jī)和支架，縮短了作業(yè)循環(huán)時(shí)間，同時(shí)縮短了機(jī)道上方頂板空頂時(shí)間，改善了機(jī)道頂板支護(hù)，減少了頂板事故。頂煤靠自重壓力破落，節(jié)省了電耗；⑥避免了多次采動(dòng)煤層形成裂隙而漏風(fēng)，對(duì)防止煤層自燃極為有利；⑦提高了煤炭的塊煤率，提高了煤炭的售價(jià)；⑧生產(chǎn)人員少，工效高，成本大大降低。綜采放頂煤是一種技術(shù)經(jīng)驗(yàn)較成熟的采煤工藝，與炮采放頂煤工藝的根本區(qū)別是落煤和裝煤均采用機(jī)械化。綜采要求技術(shù)水平、管理水平和職工素質(zhì)相對(duì)較高。二、回采工作面設(shè)備選型本礦井的資源條件因處于寧武煤田邊緣，非常適合建設(shè)300kt/a的小型礦井的條件，不宜建中、大型礦井。同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸暢通，并增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)的緩沖能力，以期達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。（3）對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，要求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，把材料、設(shè)備方便地運(yùn)送至工作地點(diǎn)，作為提高工作面生產(chǎn)能力的一個(gè)重要因素考慮，并在巷道布置上加以保證?；夭晒ぷ髅嬖O(shè)備選型設(shè)計(jì)如下：采煤機(jī)：MGTY250/， ～ m,，牽引速度： 最大牽引力時(shí)（ 12 t） 0 ～ m / min, 空載時(shí) 0 ～ m / min。前部刮板輸送機(jī)：溜槽整體鑄造,中雙鏈, 型號(hào)SGB630/75，輸送能力200t/h，L=100m,功率40kW，電壓660V。順槽轉(zhuǎn)載機(jī)：封底溜槽,中雙鏈, 型號(hào)SZD630/40，轉(zhuǎn)載能力200t/h，L=,功率40kW，電壓660V。工作面設(shè)備配備見表511。偽頂巖性為炭質(zhì)泥巖、粘土質(zhì)泥巖，在開采過程中會(huì)隨著煤層陷落；直接頂為細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，穩(wěn)定性一般，頂板易于放落。底板巖性多為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，個(gè)別地段有炭質(zhì)泥巖，底板穩(wěn)定性一般。支架選型支架所承受的載荷按下式計(jì)算：P=（6～8） SγMcosɑ式中: P—支架承受的載荷，KN；S—支架支護(hù)的頂板面積，；γ—頂板巖石視密度，；M—采高，； α—煤層傾角，取12176。P=（6—8）cos12176。適用于放頂煤采煤法，滿足頂板支護(hù)及回采工藝要求。四、回采工藝： 割煤方式：采用雙滾筒采煤機(jī)雙向割煤，前滾筒割頂煤后滾筒割底煤。進(jìn)刀過程具體如下： (1)當(dāng)采煤機(jī)割到工作面端頭時(shí)，其后的運(yùn)輸機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一段下部煤。然后將運(yùn)輸機(jī)移直。(4)將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒位置，返程正常割煤。采煤機(jī)割煤工序正常割煤長(zhǎng)度為100m，采煤機(jī)向上（下）割煤，直至割透上（下）端頭煤壁。裝運(yùn)煤：采煤機(jī)與前運(yùn)輸機(jī)裝底煤、后部輸送機(jī)裝頂煤。移架滯后采煤機(jī)滾筒3～5架追機(jī)作業(yè)，頂板不好處可緊跟采煤機(jī)滾筒后停機(jī)移架或拉超前架。放頂煤