【正文】 最小值/815最大值/1583平均值/628煤層的SiO2的含量在45%左右 ，8煤層的Al2O3的含量在36%左右， 8煤層的Fe2O3的含量都在5%以下。各煤層煤灰均屬難融熔灰。對(duì)于浮煤揮發(fā)分， %，一般在14～24%之間； %%，一般在15～24%之間。因此，可以將煤質(zhì)的主要等級(jí)指標(biāo)歸納如下：7煤層：高灰（25—40）、特低硫（≤）、中磷（—）。原煤的水分平均值為： %之間；浮煤水分平均值： %之間。 瓦斯 m3/min， m3/min，礦井瓦斯等級(jí)為低瓦斯礦井。2 井田境界和儲(chǔ)量 井田境界 井田劃分的依據(jù)1)在井田劃分時(shí)，它保證各井田合理的尺寸和境界，使煤的各部分得到合理性開發(fā)。對(duì)于現(xiàn)代化大型礦井，要求井田有足夠儲(chǔ)量和合理服務(wù)年限，生產(chǎn)能力小的礦井可小些。本設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a,屬于中型礦井。2)保證井田有合理的尺寸。如井田長(zhǎng)度過(guò)短，則難以保證礦井各個(gè)開采水平有足夠的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限。井田走向長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)給礦井通風(fēng)，井下運(yùn)輸帶來(lái)不便。3)合理劃分礦井開采范圍，處理相鄰礦井關(guān)系。一般應(yīng)先淺后深，先易后難，分別開發(fā)建井，以節(jié)約初期投資。 井田劃分結(jié)果根據(jù)埋深、井田構(gòu)造情況以及上述各項(xiàng)要求，本礦井井田境界確定如下：井田的走向最大長(zhǎng)度為6km，最小長(zhǎng)度為5km。煤層的傾角最大為15176。平均為11176。；H—井田的平均水平寬度，m；L井田的平均走向長(zhǎng)度，m。）。2)依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查》煤炭資源量估算指標(biāo)中無(wú)煙煤為：，最高灰分為40%。3)儲(chǔ)量計(jì)算厚度：，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的加石總厚度不超過(guò)每分層厚度的50%時(shí)，以各煤分層總厚度作為儲(chǔ)量計(jì)算厚度。5)煤層體積質(zhì)量：179。 井田地質(zhì)勘探 根據(jù)勘探的性質(zhì)和時(shí)間，呂家坨井田的勘探工作可分為六個(gè)階段：第一階段：華北煤田地質(zhì)勘探局116隊(duì)從1953年開始進(jìn)行地質(zhì)勘查，于1955年8月提交精查地質(zhì)報(bào)告《開平煤田呂家坨勘探區(qū)地質(zhì)報(bào)告書》。施工的鉆孔主要分布于井田的東部（淺部），線距500m左右，孔距大致在500～700m左右。第二階段：由于礦井設(shè)計(jì)和對(duì)井田中深部控制的需要，華北煤田地質(zhì)勘探局116隊(duì)自1955年11月至1958年施工了5個(gè)淺部控制孔、3個(gè)中深部控制孔和5個(gè)井筒檢查孔，并于1958年提交了《呂家坨勘探區(qū)補(bǔ)充地質(zhì)資料》、《井筒檢查孔報(bào)告》等資料，完成了呂家坨井田上、中部勘探任務(wù)。第三階段：由于礦井采掘工程的迅速發(fā)展，要求進(jìn)一步查明礦井深部煤層情況，以適應(yīng)礦井的擴(kuò)展。第四階段：從1976年至1988年，共施工鉆孔187個(gè)，其中施工地面鉆孔22個(gè)。第六階段：從1999年至2008年6月，共施工地面鉆孔16個(gè)。2007年，由河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì)對(duì)950m水平的四、六、八采區(qū)進(jìn)行了三維地震勘探工作。）γi—煤容重, t/m3Mi—煤層的總厚度, mS—井田面積,㎡所以 Z=107176。 =108噸 井田可采儲(chǔ)量 永久煤柱煤量要計(jì)算井田可采儲(chǔ)量，首先要確定各種永久煤柱損失。1) 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱受保護(hù)面積邊界是由受保護(hù)建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護(hù)帶確定的。地面建筑物和主要井筒的保護(hù)煤柱是從受保護(hù)的邊界起，按基巖移動(dòng)角β、γ和δ及表土層移動(dòng)角216。煤層群開采時(shí)，應(yīng)采用重復(fù)采動(dòng)條件下的移動(dòng)角值。圖231 巖層移動(dòng)角示意圖安全煤柱的留設(shè)與計(jì)算一般用垂直斷面法求得。在矩形的外緣加上15m寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積aˊbˊcˊdˊ。劃兩條保護(hù)線，即m1m2，n121n2。和下山移動(dòng)角β=，與煤層相交得nˊ和kˊ，則通過(guò)nˊ和kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。作保護(hù)線，得沿走向的煤柱邊界AˊBˊ和CˊDˊ，將nˊkˊ和AˊBˊ，CˊDˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界ABCD。⑶煤柱煤量計(jì)算工業(yè)場(chǎng)地煤柱煤量=梯形面積*煤層平均厚度*煤層平均密度工業(yè)廣場(chǎng)面積的取值，依據(jù)設(shè)計(jì)井型大小按《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》中《煤礦工業(yè)廣場(chǎng)占地指標(biāo)》所列數(shù)值的規(guī)定選取。1010000＝105 m2設(shè)計(jì)工業(yè)廣場(chǎng)形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為420 m, 寬為400m。δ=γ=75186。沖擊層移動(dòng)角Φ＝45186。經(jīng)計(jì)算得：梯形高度 h=梯形上底 AB=梯形下底 CD=得 S底=1/2（+）=104 m2工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱煤量= 梯形面積煤層平均厚度煤層平均密度 所以 7煤層工業(yè)場(chǎng)地煤柱量＝104＝106t8煤層工業(yè)場(chǎng)地煤柱量＝1044＝106t故 總工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失量＝106t㈡ 斷層保護(hù)煤柱根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，為保護(hù)礦井的安全生產(chǎn)，本井田無(wú)特大的斷層，只有一些較小斷層，所有斷層長(zhǎng)度總為3100m，斷層兩側(cè)各留設(shè)40m的保護(hù)煤柱。每天4班作業(yè)，每天凈提升時(shí)間為16 h。隨著社會(huì)進(jìn)步和勞動(dòng)制度改革，目前綜采多采用四六制，每班工作六小時(shí)，三班出煤一班檢修，以縮短煤礦工人的輔助勞動(dòng)時(shí)間，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限對(duì)于儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好的礦區(qū)宜建設(shè)大型礦井。對(duì)煤層生產(chǎn)能力大，地形地貌復(fù)雜的礦區(qū)，工業(yè)廣場(chǎng)不易選擇和布置，為避免過(guò)多的地面工程，井型應(yīng)當(dāng)定大一些，儲(chǔ)量不豐富，煤層生產(chǎn)能力不大，或?yàn)楸∶簩?，或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，或有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，宜建中小礦井。因此，可以設(shè)計(jì)為大型礦井。1) 校核礦井煤層的開采能力是否滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，本礦井計(jì)劃用一個(gè)采區(qū)的一個(gè)高產(chǎn)、高效工作面保證全礦井的產(chǎn)量。+24=240萬(wàn)噸每年。2) 校核各種輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力根據(jù)后面礦井運(yùn)輸提升部分的設(shè)計(jì)可知，礦井的各種輔助運(yùn)輸能力都能滿足礦井生產(chǎn)能力的要求。新建礦井及水平服務(wù)年限見(jiàn)表31。～25176。～45176。～90176。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：240萬(wàn)t/a大型礦井的服務(wù)年限不小于60a，開采傾角0～25186。經(jīng)校核儲(chǔ)量條件滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。7煤層、8煤層自燃傾向性為自燃。涌水量很大。在副井中鋪設(shè)四趟排水管道可滿足排水的要求。綜上所述，本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為240萬(wàn)噸/年。當(dāng)平硐以上煤層垂高或斜長(zhǎng)過(guò)大時(shí)，多開地面出口有利時(shí)，可采用階梯平硐開拓。各種提升方式的斜井井筒傾角一般規(guī)定如下： 串車提升 ≤25176。 輸送機(jī) ≤16176。片盤斜井可一個(gè)片盤生產(chǎn)，一個(gè)片盤準(zhǔn)備。根據(jù)井田特點(diǎn)，結(jié)合地面布置，采用單一的開拓方式不能滿足通風(fēng)、安全生產(chǎn)、提升、運(yùn)輸時(shí)或單一開拓不合理時(shí)，可采用平硐—立井、平硐—斜井、斜井—立井等綜合開拓方式。當(dāng)條件受限制時(shí)，主副井不能直接延深時(shí)，也可采用暗立井延深開拓方式。采用立井多水平開拓時(shí)，為避免出現(xiàn)多段提升，增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不宜多次采用暗斜井延深，避免增加設(shè)備占用量，增加投資費(fèi)用。3) 井筒數(shù)目采用斜井或立井開拓時(shí)，新建礦井一般要開鑿一對(duì)井筒，滿足提升和輔助運(yùn)輸?shù)男枰M足礦井通風(fēng)和施工的需要。若采用主井通風(fēng)，用箕斗或膠帶輸送機(jī)井筒做風(fēng)井時(shí)，應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。 確定工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置1) 工業(yè)廣場(chǎng)及井口位置確定的原則⑴ 對(duì)初期開采有利，即儲(chǔ)量必須可靠，井巷工程量省，建井工期較短。 ⑶ 盡量不占良田、少占農(nóng)田。 ⑷ 井筒應(yīng)盡量避免穿過(guò)流沙層、較大含水層、較厚的沖積層、有煤和瓦斯突出的煤層以及較大面積的采空區(qū)和大斷層，以減少施工困難，并盡量少壓煤。 ⑹ 用斜井開拓時(shí)，應(yīng)考慮井筒層位的合理選擇，考慮其經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合理性。2) 風(fēng)井位置的確定風(fēng)井位置應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)合理選擇。 ⑵ 采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)、回風(fēng)井并列在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。大型礦井相距可達(dá)60～100m，并在井田上部邊界附近設(shè)安全出口，如果礦井水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，無(wú)突水危險(xiǎn)時(shí)，且主副井筒均能上下人員，也可以單獨(dú)設(shè)置安全出口。 ⑷ 采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界。為保證井下生產(chǎn)時(shí)有足夠的風(fēng)量，本礦井開采前期采用中央邊界式通風(fēng)。開采水平的高度根據(jù)煤層賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)水平及水平接替等因素綜合考慮決定。其中開采水平有合理的服務(wù)年限很重要，須符合規(guī)范規(guī)定。表41 礦井水平垂高表井 型緩傾斜、傾斜煤層急傾斜煤層大、中型礦井150～250100～150小型礦井80～12060～100采用上下山開拓時(shí)，水平垂高可大于250 m。用盤區(qū)石門和溜煤眼開采時(shí)，盤區(qū)斜長(zhǎng)可根據(jù)具體確定。 為擴(kuò)大水平的開采范圍，對(duì)傾角在16176。在井田深部受自然條件限制時(shí)，且儲(chǔ)量不多，深部境界不一致，設(shè)置開采水平有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在最終水平以下設(shè)下山開采。用多水平上下山開采的礦井，為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助運(yùn)輸?shù)壤щy，也可考慮設(shè)置輔助水平。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，呂家坨礦計(jì)劃設(shè)三個(gè)主水平，三個(gè)水平都采用上、下山開拓。第一水平垂高為：310m，第二水平垂高為：340 m。某些礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)表明：煤層間距小于50 m時(shí)，一般可采用集中運(yùn)輸大巷的布置方式；而采用分組集中大巷的布置方式時(shí)，分層間距一般應(yīng)大于70 m。對(duì)于瓦斯涌出量很大的有些煤層，為了滿足技術(shù)上和安全上的要求，也可以分別劃分為煤組。 3) 運(yùn)輸大巷一般布置在底板巖層中，但在下列條件下，也可考慮布置在煤層中： ⑴ 距其他煤層很遠(yuǎn)，儲(chǔ)量有限的單個(gè)薄及中厚煤層； ⑵ 煤組（或煤系）底部有距離很近的富含溶洞水或含水層，不宜布置底巖石運(yùn)輸大巷，而在煤層中有堅(jiān)硬頂板、有布置大巷條件的薄及中厚煤層； ⑶ 井田走向較短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長(zhǎng)，而煤層厚度又不大、大巷維護(hù)不困難時(shí)； ⑷ 煤組（或煤系）底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)固、無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)的薄及中厚煤層，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較有利時(shí)； ⑸ 煤層賦存不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的中、小礦井，尤其是地方小礦井或生產(chǎn)勘探性礦井。5) 巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅(jiān)硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，應(yīng)考慮大巷距上部煤層的發(fā)現(xiàn)距離。對(duì)急傾斜煤層，一般應(yīng)布置在底板移動(dòng)線之外，并留出10～20 m 的安全巖柱。為便于機(jī)車行使，大巷應(yīng)盡量取直，不宜彎曲折轉(zhuǎn)過(guò)多。7) 近水平煤層的大巷應(yīng)與井田內(nèi)煤層的主要延展方向一致，便于在其兩側(cè)布置盤區(qū)。8) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)要求設(shè)置總回風(fēng)道時(shí)，總回風(fēng)道的布置原則，同上述運(yùn)輸大巷基本相同。當(dāng)井田上部邊界標(biāo)高不一致時(shí)總回風(fēng)道可按不同標(biāo)高分段設(shè)置，但分段不宜過(guò)多。呂家坨礦井兩可采煤層的間距較小，地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，故設(shè)計(jì)采用集中大巷布置。采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定應(yīng)以技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理為原則。煤層群分組時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的礦山地質(zhì)和開采技術(shù)條件，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性。根據(jù)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤層間距小于20～30m時(shí)，適合采用聯(lián)合布置采區(qū)；煤層數(shù)多、可采總厚度大時(shí)，采用聯(lián)合布置更為有利。的煤層，采用上下山同時(shí)布置采區(qū)；初期開采的采區(qū)，應(yīng)盡量布置在高級(jí)儲(chǔ)量區(qū)域內(nèi)。煤層組與組間的開采順序是：原則上采用下行式，即先采上組煤層，依次開采下組煤層。礦井開拓水平內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)應(yīng)符合“規(guī)范”規(guī)定，見(jiàn)表42。同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)一個(gè)，一個(gè)采區(qū)保證全礦井的產(chǎn)量。根據(jù)井田條件和設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，本井田可劃分為2個(gè)水平，4個(gè)階段。在井田內(nèi)每翼布置一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)，并采用采區(qū)前進(jìn)式開采順序。在井田實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，采區(qū)劃分和大巷布置不變，提出技術(shù)上可行的四種方案，如圖421所示：方案Ⅰ：立井兩水平開拓立井直接延伸，上、下山開采。方案Ⅱ：立井兩水平開拓暗斜井延伸，上、下山開采。方案Ⅲ：立井兩水平開拓加暗斜井延伸，上、下山開采。方案Ⅳ：立井兩水平開拓加暗斜井延伸，上、下山開采。 方案Ⅰ：立井兩水平開拓立井直接延伸 方案Ⅱ：立井兩水平開拓加暗斜井延伸 方案Ⅲ：立井兩水平開拓暗斜井延伸 方案Ⅳ：立井兩水平開拓加暗斜井延伸圖 41 各方案示意圖在井田實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行方案的粗略經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，根據(jù)技術(shù)條件，將方案1與方案方案3與方案4進(jìn)行比較，排除其中兩個(gè)相對(duì)較劣的方案，然后對(duì)剩下的兩個(gè)方案進(jìn)行精確的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，粗略方案經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)下表。/h）時(shí)間（h）運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）一水平130315360 二水平130271560 石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬(wàn)t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）第一水平11257 第二水平9693 續(xù)表小計(jì)　 合計(jì)　 表44 方案二 立井兩水平開拓暗斜井延伸　　　數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）費(fèi)用（萬(wàn)元）基建費(fèi)用（萬(wàn)元）主立井開鑿表土段5 基巖段79 副立井開鑿表土段5 基巖段 一水平石門開鑿巖巷50 井底車場(chǎng)巖巷230 主暗斜井開鑿巖巷 副暗斜井開鑿巖巷 小計(jì)　 生產(chǎn)費(fèi)用（萬(wàn)元）提升系數(shù)煤量（萬(wàn)t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬(wàn)元）一水平立井提升11257 二水平斜+立井提升9693 排水涌水量（m179。）時(shí)間（h）運(yùn)