【正文】 輕微切割的低山丘陵地帶，由黃土梁、沖溝組成的典型黃土侵蝕型地貌，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，地形比較復(fù)雜，可供選擇的礦井工業(yè)場地位置只有濁漳河西源的南北兩岸。在工業(yè)廣場的西南側(cè)和東南部分別布置主井和立井，這樣便于開采初期的運(yùn)料和工業(yè)廣場上地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置。煤層結(jié)構(gòu)簡單，含0～1層夾矸，頂板主要為泥巖、粉細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖。開采的地質(zhì)條件較好，若采用斜井井開拓方案，則輔助提升比較困難，通風(fēng)也不利，特別是開采下部煤層時通風(fēng)路線長、阻力大、風(fēng)量小。因此，綜合考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)以及地質(zhì)條件，開拓方式定為主斜副立綜合開拓。圖41 開拓方式剖面圖Figure 41 Mode of development 井筒形式和數(shù)目建井初期，先開鑿主斜井、副立井，之后在井田中部開鑿回風(fēng)立井。 井筒位置及坐標(biāo)主斜井：井筒實(shí)際落底標(biāo)高為+563 m。井筒裝備一條帶寬1000mm大傾角強(qiáng)力運(yùn)輸式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井提煤任務(wù)，并利用檢修軌道擔(dān)負(fù)全礦井大件和長材料的上、下任務(wù)，利用主井井底聯(lián)絡(luò)巷布置中央變電所、主排水泵房和井底水倉?；仫L(fēng)立井：在井田中部布置回風(fēng)立井，揭露垂深326m，裝備梯子間，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，并作為礦井安全出口之一。表41井筒位置及特征表Table 41 The position and characteristics of wellbore名稱及參數(shù)項目主斜井副立井回風(fēng)立井井口坐標(biāo)緯距X（m）經(jīng)距Y（m）標(biāo)高Z（m）+++落底標(biāo)高（m）+ ++井筒長度（m）井筒凈寬或凈直徑（m）井筒支護(hù)方式及厚度（mm）表土段混凝土碹，600混凝土碹，600混凝土碹，600基巖段錨噴，150混凝土碹，350混凝土碹，300井筒斷面積（m2）凈掘表土段基巖段井筒坡度25176。90176。325176。井 筒 裝 備輸送機(jī)、提升絞車提升絞車、梯子間主斜井、副立井、回風(fēng)立井的斷面圖分別見圖42和圖43以及44?！?176。根據(jù)上述三個特點(diǎn)，宜在上下兩組煤中分別設(shè)置水平開采。 主要巷道布置情況（1）確定大巷的數(shù)目及布置時，一般應(yīng)遵循下列原則：①開采煤層群時，根據(jù)煤層數(shù)目、煤層間距，可以采用分層運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式；集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式或分組集中運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式。②有些煤層的層間距離較大，但煤層受斷層切割，或者賦存狀態(tài)不穩(wěn)定，只有局部地段可采，而且儲量較小，不宜單獨(dú)布置運(yùn)輸大巷，可根據(jù)具體情況與其它鄰近煤層劃為一組布置大巷。④巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，如砂巖、石灰?guī)r和砂質(zhì)頁巖等。運(yùn)輸大巷應(yīng)距煤層有一定距離，以避開支承壓力的不利影響，這個距離一般與煤層10～30m，對急斜煤層，為避免底板移動影響，一般應(yīng)布置在底板移動范圍以外10～20m的地方。（2）總回風(fēng)巷道的位置需要在礦井開拓和通風(fēng)系統(tǒng)中統(tǒng)一考慮。下一水平的總回風(fēng)巷道常?？梢岳蒙纤降倪\(yùn)輸大巷。②第一水平沿走向的總回風(fēng)巷道盡可能標(biāo)高一致，以便于掘進(jìn)和維護(hù)。分段之間由斜巷連接。③當(dāng)多水平同時生產(chǎn)時，應(yīng)使上水平的進(jìn)風(fēng)與下水平的回風(fēng)互不干擾。平行的運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的間距一般應(yīng)大于30m，井采取措施以減少漏風(fēng)。⑤在煤層上覆有含水沖積層時，在井田淺部開采邊界要留設(shè)防水煤柱。在避免工作面開采動壓影響的條件下，要靠近采區(qū)上部第一個工作面的回風(fēng)道。當(dāng)開拓煤層群時，根據(jù)開拓方式，運(yùn)輸大巷與總回風(fēng)巷可放在同一層位，也可放在不同層位。在不同層位時兩者可上下重選布置以減少煤柱損失。層間距較大，傾角較小時，也可把總回風(fēng)巷設(shè)在煤層群的上部。有條件的傾斜煤層也可將總回風(fēng)巷設(shè)在最下的可采煤層中。根據(jù)各分區(qū)的開拓部署，設(shè)置各自的總回風(fēng)巷。綜合各方面因素，決定在主斜井井底附近，沿煤層傾向布置運(yùn)輸大巷、軌道大巷、回風(fēng)大巷，其中運(yùn)輸大巷、軌道大巷沿煤層底板布置，回風(fēng)大巷沿煤層頂板布置，三條大巷間距30m。形成了3號煤開采時的主要運(yùn)輸、通風(fēng)、排水系統(tǒng)。圖45 巷道布置平面圖Figure 45 Roadway layout plan 盤區(qū)劃分井田內(nèi)主采煤層為3號煤層，～，煤層傾角為3176。煤層穩(wěn)定全區(qū)可采。二盤區(qū)因有九龍村和濁漳河，以及井田邊界因素，采區(qū)的服務(wù)年限比較少。 開采順序在井田范圍內(nèi)，盤區(qū)的開采順序一般采用前進(jìn)式，即從井田中央開始，向井田兩翼推進(jìn)的方式。但如果煤組間距離較遠(yuǎn)，上、下煤組不受采動影響時，也可以先開采下煤組。根據(jù)以上開采順序的原則和井田實(shí)際情況，全井田3號煤層共劃分二個盤區(qū)，分別為南側(cè)的一盤區(qū)和上山北側(cè)二盤區(qū)，開采順序為先采一盤區(qū)后采二盤區(qū)。 盤區(qū)布置及主要參數(shù)盤區(qū)布置及主要參數(shù)是：根據(jù)盤區(qū)的地質(zhì)資料、設(shè)計資料和礦井的生產(chǎn)情況，設(shè)計出首采工作面采煤工作面長度、區(qū)段長度、工作面連續(xù)推進(jìn)長度等具體參數(shù)；設(shè)計出盤區(qū)的具體尺寸和盤區(qū)的生產(chǎn)能力；設(shè)計出盤區(qū)留設(shè)煤柱及回采率。一盤區(qū)走向長度約為1650m，傾向長度2970m。兩個盤區(qū)的主要參數(shù)如表42所示?！?176?！?，煤層結(jié)構(gòu)較簡單，夾1～2層夾矸。煤塵有爆炸危險性，自燃傾向性為不易自燃煤層。據(jù)該礦地質(zhì)報告，頂板裂隙不發(fā)育，一般不發(fā)生冒頂現(xiàn)象。位于礦區(qū)南部邊界，北北西盤（下盤）上升、南南東盤（上盤）下降，為一正斷層，區(qū)內(nèi)斷距約150m，全區(qū)呈隱伏狀。 首采采煤工作面長度的確定本部分設(shè)計內(nèi)容主要包括工作面走向長度（傾斜長壁工作面為傾斜長度，有時候也叫做工作面連續(xù)推進(jìn)長度）、工作面區(qū)段（傾斜）長度（傾斜長壁工作面為走向長度）。煤層厚度較大時作面長度應(yīng)與采煤工藝開采厚度是否分層及其厚度、開采能力相適應(yīng)。設(shè)備能力一定的情況下，頂煤厚度加大，采放比提高時，工作面長度應(yīng)適當(dāng)縮短。煤層厚度較大，采用普通支柱時，頂板支護(hù)困難，或頂板垮落有推倒放頂線支柱的危險，應(yīng)打斜撐柱，工作面不宜太長。行人運(yùn)料很不方便，特別是急傾斜煤層，工作面作業(yè)條件比較因難，勞動強(qiáng)度大．為了安全起見，防止滑落煤和巖塊砸傷人員或沖倒支架，工作面宜短不宜長。因此，頂板松軟破碎或堅硬時，工作面不宜太長。不同的回采工藝方式，對地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)性有所不同。（2）技術(shù)因素①采煤機(jī)滾筒式采煤機(jī)或刨煤機(jī)采煤比爆破落煤的進(jìn)度快、效率高、產(chǎn)量大。工作面愈長、相對減少丁輔助工作時間，同時也相應(yīng)減少了盤區(qū)區(qū)段數(shù)目和工作搬家次數(shù)，節(jié)約了工程量。③頂板管理頂板不穩(wěn)定時，工作面不應(yīng)過長，綜采工作面長度一般情況下是不受頂板管理要求的限制，故條件相同時綜采上作面長度一般應(yīng)大于普采工作面。瓦斯涌出量較大的煤層，需要用來沖淡瓦斯的風(fēng)量愈大。⑤巷道布置在煤層群聯(lián)合布置盤區(qū)時，由于各煤層的賦存條件和開采技術(shù)條件不同，根據(jù)工作面生產(chǎn)技術(shù)條件所確定的合理工作面長度也不盡相同。（3）經(jīng)濟(jì)因素由于工作面長度與地質(zhì)因素和技術(shù)因素關(guān)系十分密切，直接影響生產(chǎn)效益、所以應(yīng)根據(jù)條件，以產(chǎn)量高、效率高為原則選取合理的工作面長度。采煤工作面的經(jīng)驗長度：綜合機(jī)械化采煤工作面長度，一般為150～220m，如開采技術(shù)條件許可工作面長度可達(dá)250～300m，每個工作面長度盡可能保持一致；普通機(jī)械化采煤工作面的長度，一般宜為120～160m，其總長度一般為200～300m。當(dāng)受斷層等構(gòu)造影響時，根據(jù)實(shí)際情況決定其長度。水砂充填采煤的工作面長度，可參照條件類似的分層下行陷落采煤法工作面長度的數(shù)值確定。對于日產(chǎn)萬噸的高產(chǎn)高效放頂煤工作面，當(dāng)煤層厚度較小、采煤機(jī)割煤時間大于放頂煤時間時，工作面長度以180~200m為佳；當(dāng)煤層厚度較大、放煤時間較長時，工作面長度以150~180m為宜。表43 工作面長度參考表Table 43 Face length of the reference table回采工藝類型工作面長度(m)綜合機(jī)械化采煤不宜小于160普通機(jī)械化采煤薄煤層不小于120，中厚煤層不小于140炮采工藝100～120綜合以上技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)因素以及采煤工作面經(jīng)驗長度，選定工作面長度為190m。有煤柱護(hù)巷時，區(qū)段斜長等于采煤工作面長度加區(qū)段平巷和護(hù)巷煤柱的寬度。表44 盤區(qū)煤層巷道護(hù)巷煤柱尺寸Table 44 Mining area roadway pillar size巷道類別薄及中厚煤層巷道一側(cè)(m)厚煤層巷道一側(cè)(m)備注大巷20～3025～50回風(fēng)巷2020～30區(qū)段平巷8～2015～20邊界5～105～10較大斷層10~5010～50視斷層落差情況而定根據(jù)上述盤區(qū)煤柱留設(shè)經(jīng)驗，確定采區(qū)邊界煤柱按20m留設(shè)，大巷間距30m，兩側(cè)預(yù)留煤柱30m，區(qū)段平巷煤柱預(yù)留20m。一盤區(qū)走向長度約為1650m，傾向長度2970m，現(xiàn)將盤區(qū)的區(qū)段斜長、區(qū)段走向長度，和區(qū)段數(shù)目計算如下：一、二盤區(qū)均采用走向長壁采煤法，根據(jù)地質(zhì)條件，需煤柱護(hù)巷。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，參照表34采區(qū)巷道護(hù)巷煤柱尺寸。L=2H+D+B （式42）式中 L—區(qū)段斜長，m；H—區(qū)段平巷的寬度，m；D—護(hù)巷煤柱寬度；B—工作面長度。當(dāng)盤區(qū)范圍內(nèi)煤層傾斜方向有較大變化或遇到落差較大的斷層時，區(qū)段劃分應(yīng)考慮以這種自然變化為界，以利于工作面生產(chǎn)。 盤區(qū)的生產(chǎn)能力、盤區(qū)煤柱和回采率盤區(qū)生產(chǎn)能力是盤區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面和掘進(jìn)工作面產(chǎn)旦的總和，是礦井和采區(qū)集中化的標(biāo)志之一。近年來，隨著采煤、運(yùn)輸設(shè)備制造水平的高度發(fā)展，大大地提高了綜采設(shè)備生產(chǎn)能力，因此在礦井綜合開采條件許可時，應(yīng)盡可能提高工作面單產(chǎn)，創(chuàng)造一井一面的高產(chǎn)大型礦井，從而使礦井生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，設(shè)備配置更加完善，使礦井獲得高的生產(chǎn)率和較高的綜合效益，使礦井生產(chǎn)經(jīng)營達(dá)到一個新的水平。則A=190+190=2566t/d②盤區(qū)內(nèi)回采工作面數(shù)目盤區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個面，不應(yīng)超過兩個面；普采工作面宜為兩個面，不應(yīng)超過三個面。根據(jù)實(shí)際情況，本盤區(qū)內(nèi)采用一個工作面便可滿足產(chǎn)量要求。礦井生產(chǎn)能力能夠滿足60萬t/a。（a）盤區(qū)運(yùn)輸能力為保證盤區(qū)生產(chǎn)能力，要求盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的小時生產(chǎn)能力應(yīng)與回采工作面設(shè)備能力相適應(yīng)。則An≥=。驗算通風(fēng)允許的最大盤區(qū)生產(chǎn)能力為：AB≤ （式46）式中 V—巷道允許最大風(fēng)速，取4m/s；S—進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)巷道凈斷面，取12m2；Q—日產(chǎn)一噸煤所需風(fēng)量，m3/min/t。因AB≤60412247。（3）盤區(qū)煤柱盤區(qū)煤柱包括盤區(qū)范圍內(nèi)的巷道煤柱，以及盤區(qū)邊界煤柱，斷層煤柱，防水煤柱、邊界煤柱等。①盤區(qū)煤柱的留設(shè)根據(jù)經(jīng)驗，一般煤層大巷保護(hù)煤柱兩側(cè)各寬50～100m。護(hù)巷煤柱留設(shè)時，在使用安全的前提下還應(yīng)便于煤柱回收。盤區(qū)的保護(hù)煤柱示意圖見圖46。工作面回采率計算時按照下列原則進(jìn)行選取數(shù)據(jù)：厚煤層不應(yīng)小于93%；中厚煤層不應(yīng)小于95%，薄煤層不應(yīng)小于97%，而在煤層冒放性較好和良好的放頂煤采煤工作面，其工作面回采率為85％。②盤區(qū)回采率盤區(qū)采出煤量占儲量的百分串，稱作盤區(qū)回采率。按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定盤區(qū)回采率：厚煤層不應(yīng)小于75%，中厚煤層不應(yīng)小于80%，簿煤層不應(yīng)低于85%。 盤區(qū)內(nèi)巷道及硐室布置（1）一般規(guī)定采煤工作面瓦斯涌出量大于或等于20m3/min、進(jìn)回風(fēng)巷道凈斷面8m2以上，經(jīng)抽放瓦斯達(dá)到《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》的要求和增大風(fēng)量已達(dá)到最高允許風(fēng)速后，其回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛热圆环媳疽?guī)程第一百三十六條規(guī)定的，由企業(yè)主要負(fù)責(zé)人審批后，可采用專用排瓦斯巷，專用排瓦斯巷的設(shè)置必須遵守下列規(guī)定：①工作面風(fēng)流控制必須可靠；②專用排瓦斯巷必須在工作面進(jìn)回風(fēng)巷道系統(tǒng)之外另外布置，并編制專門設(shè)計和制定專項安全技術(shù)措施，嚴(yán)禁將工作面回風(fēng)巷作為專用排瓦斯巷管理；③%，；專用排瓦斯巷進(jìn)行巷道維修工作時，%；④專用排瓦斯巷及其輔助性巷道內(nèi)不得進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)置電氣設(shè)備；⑤專用排瓦斯巷內(nèi)必須使用不燃性材料支護(hù)，并應(yīng)當(dāng)有防止產(chǎn)生靜電、摩擦和撞擊火花的安全措施；⑥專用排瓦斯巷必須貫穿整個工作面推進(jìn)長度且不得留有盲巷；⑦專用排瓦斯巷內(nèi)必須安設(shè)甲烷傳感器，甲烷傳感器應(yīng)當(dāng)懸掛在距專用排瓦斯巷回風(fēng)口10～15m處，%時，能發(fā)出報警信號并切斷工作面電源，工作面必須停止工作，進(jìn)行處理；⑧專用排瓦斯巷禁止布置在易自燃煤層中。在開采單一中厚煤層或薄煤層時，一般沿煤層布置，在開采煤層群時，也應(yīng)盡可能沿煤層布置巷道，巷道支護(hù)方式目前也主要采用錨桿支護(hù)。其中運(yùn)輸大巷、軌道大巷沿煤層底板布置，回風(fēng)大巷沿煤層頂板布置。（a）軌道大巷（b）運(yùn)輸大巷（c）回風(fēng)大巷圖47 大巷斷面圖Figure 47 Down the roadway crosssection diagram表45 巷道特征表Table 45 Roadway characteristics table巷道名稱斷面積（m2）掘進(jìn)尺寸（mm）支護(hù)方式噴射厚度（mm）凈周長（m）凈斷面積設(shè)計斷面寬高軌道大巷42003100錨噴100運(yùn)輸大巷42003100錨噴100回風(fēng)大巷45003200錨噴100（3）區(qū)段平巷的布置開采厚煤層時，各分層的區(qū)段平巷，在煤層傾角小于15176。時，一般用內(nèi)錯式布置；傾角大于20176。時，可用水平式布置；傾角小于8176。的近水平煤層，一般可用重迭式布置。根據(jù)經(jīng)驗，其位置應(yīng)選在距煤層底板的垂直距離8～12m處，并在支承壓力傳遞影響角以外的地方，角度介于25176。之間，區(qū)段集中巷還應(yīng)布置在比較堅硬的穩(wěn)定的底板巖層中，并應(yīng)避開地質(zhì)破壞的影響