【正文】 在煤礦生產(chǎn)過程中，首先應(yīng)采取有效措施防止瓦斯積聚超限。造成局部瓦斯?jié)舛瘸蓿绊懮a(chǎn)，當(dāng)積聚濃度達到爆炸界限，遇火就會引起爆炸，造成重大人員傷亡，礦井毀壞的嚴重后果。大于 2 、3 煤層，其瓦斯含量和相對涌出量亦會在 2 、3 煤層的基礎(chǔ)上有所增加。日后，新陽煤礦的瓦斯含量和相對涌出量將會隨著開采深度的增加而“與時俱增” 。91011煤層由于埋藏深、蓋山厚，煤的變質(zhì)程度深，瓦斯含量也隨之增大，因此應(yīng)引起特別注意。今后對一切采空區(qū)瓦斯的封閉或其它防治辦法要確實有效和持之以恒；對于向斜軸部和逆斷層所在地段以及井田東部地段進行必要的瓦斯測試、研究，以便做到對癥下藥，萬無一失。煤塵煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會引起燃燒、爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員健康， 因此煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。詳見下表 15。91011煤層屬高揮發(fā)性煤種，具有自燃傾向性，但經(jīng)十多年的開采，井下無自燃發(fā)火先例，雖然井下無自燃發(fā)火先例，但是也不能掉以輕心，尤其在采掘 91011煤層時必須引起高度重視。05’41’ ’—37176。35’47’’—111176。井田西南與水峪井田毗鄰；井田西部與羊寨勘探區(qū)為鄰，東與白壁關(guān)井田(目前已規(guī)劃為新陽煤礦白壁關(guān)區(qū))相鄰，北至丈八煤層露頭；南到兌鎮(zhèn)介西鐵路北。開采深度由 850m 至 500m（標(biāo)高） 。可采煤層總厚為 ，可采含煤系數(shù)為 %。太原組厚 ～，平均厚 ，含煤 8 層，自上而下編號為5 、6 、71 、7 、8 、91011 、11a ，煤層總厚 ，含煤系數(shù)%，井田內(nèi)含煤地層為上古生界石炭系太原組及二疊系山西組總厚度為 m，其中主采煤層為 91011煤層。　井田尺寸井田的走向方向約為 ，傾斜方向約為 ，井田的平均水平寬度為 ，煤層的傾角平均約為 。21 / 119 圖 21 新陽礦煤層賦存狀況示意圖　礦井工業(yè)儲量　儲量計算基礎(chǔ)根據(jù)新陽井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；依據(jù)《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》: 煤厚能利用儲量最低可采厚度為，煤的灰份指標(biāo)能利用儲量灰份最高不大于 40%（含 40%） ，暫不能利用儲量灰份最高不大于 50%（含 50%）超過 51%則不計儲量,暫不能利用儲量厚；依據(jù)國務(wù)院過函（1985）5 號文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于 3%的礦井?！【锏刭|(zhì)勘探井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細勘探。井田內(nèi)東部邊界附近、北部邊界附近屬 C 級儲量，南部邊界附近及北部邊界一部分屬于 B 級儲量，其余區(qū)域為 A 級儲量。91011煤層最小可采厚度為 ，最大可采厚度為 ，平均厚度為 3m。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井， k 值取 ；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不穩(wěn)定的礦井，k 值取。各級資源/儲量圈定原則控制的資源量 332地質(zhì)資源量333k 推斷的資源量333工業(yè)資源／儲量探明的資源量 331邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 2M11經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 111b次邊際經(jīng)濟的資源量 2S21邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 2M22經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量 122b次邊際經(jīng)濟的資源量 2S2223 / 119根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》規(guī)定，圈定各類資源儲量，必須符合以下原則：（一）圈定各級儲量的鉆孔見煤點綜合質(zhì)量必須符合煤田勘探鉆孔質(zhì)量乙級孔以上規(guī)定；否則，不能參加資源量估算。（三）各煤層在劃分各類資源量時，一般按實際工程點影響范圍圈定，并采用相應(yīng)控制程度的煤層底板等高線、勘探線相結(jié)合的方法。儲量計算公式：Q = （SHγ）/cosα （式 22）公式中：S——塊段平面積（m 2） ；H——塊段平均煤厚（m） ；γ——煤層視密度（t/m 3） ；α——煤層平均傾角（176。（一）煤厚采用塊段內(nèi)或塊段附近見煤點厚度以算術(shù)平均法求得平均厚度。（二）塊段傾角采用塊段或相鄰 100m 等高距的平均寬度經(jīng)三角函數(shù)計算求得。（四）煤的容重本次采用本礦提供的可采煤層容重為 。塊段劃分如圖 22 所示。表 21 儲量計算表儲量計算表分塊數(shù) 分塊面積 煤層傾角/176。 工業(yè)資源儲量 Zg工業(yè)資源儲量分為探明的儲量（111b 和 2M11） 、控制的儲量（121b 和2M22） 、推斷的儲量（333 k）三種?！〉V井可采儲量　安全煤柱留設(shè)原則工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。表土層移動角為 45176。表 22 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)井 型（萬 t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃/10 萬 t）240 及以上 120180 4590 930 26 / 119　礦井永久保護煤柱損失量（1）井田邊界保護煤柱井田邊界保護煤柱留設(shè) 50m 寬，則井田邊界保護煤柱損失量為：Zb=LBHγ/cosα 式（24）式中： Zb——井田邊界保護煤柱煤量，Mt；L——邊界長度，Km；B——煤柱寬度，m；M——煤層平均厚度，91011 ＃ 煤層平均煤厚為 m；γ——煤的平均容重，t/m 3，91011 ＃ 煤層為 ；α——煤層平均傾角，176。=則井田邊界保護煤柱損失量為：Zb =。本礦井地質(zhì)條件及沖擊層和基巖移動角見表 23。 H M 176。 176。260 30 45 75 75 65各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。因此可求出工業(yè)廣場保護煤柱量，工業(yè)廣場保護煤柱留設(shè)詳見圖23。） 式（26）S=（571+643）1236/（2176。27 / 119圖 23 工業(yè)廣場保護煤柱圖（3）大巷保護煤柱大巷中心距離為 40 m，大巷兩側(cè)的保護煤柱寬度各為 40 m，則大巷保護煤柱損失量為 。各種保護煤柱損失量見表 24。則礦井設(shè)計可采儲量：Z k=(－)=?！〉V井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的說明》 ，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日 300d 計算， “四六”制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修） ，每日三班出煤，凈提升時間為 16h?！〉V井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限　確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟效益及國家對煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案比較或系統(tǒng)優(yōu)化后確定。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市） ，交通（鐵路、公路、水運） ，用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。　礦井設(shè)計生產(chǎn)能力由于新陽礦井田范圍大，煤炭儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，應(yīng)建設(shè)大型礦井，故初步擬定新陽礦井生產(chǎn)能力為。礦井可采儲量 Zk、設(shè)計生產(chǎn)能力 A 礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： T =ZK/AK 式（31） 式中： 　　　 T——礦井服務(wù)年限，a； 　　 Zk——礦井可采儲量，Mt； 　　 A——設(shè)計生產(chǎn)能力，Mt； 　　 K——礦井儲量備用系數(shù)，取 ；則礦井的服務(wù)年限為：T=（4）=符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜放工作面保產(chǎn)。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)順槽膠帶輸送機到大巷膠帶輸送機運到井底煤倉，再經(jīng)主斜井膠帶運輸至地面，提升能力大，自動化程度高。礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求，詳見表 31。煤層傾角15176。煤層傾角45176。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其互相聯(lián)系和配合稱為開拓方式。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究：確定井筒的形式、數(shù)量和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；合理確定開采水平的數(shù)目和位置；布置大巷及井底車場；確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；進行礦井開拓延伸、深部開拓及技術(shù)改造；合理確定礦井通風(fēng)、運輸及供電系統(tǒng)。在解決開拓問題時，應(yīng)遵循下列原則：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。合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失；必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)；31 / 119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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件；根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受井底含水層的威脅；主提升膠帶機有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的條件下，立井井筒短、提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別法則的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。本礦井煤層傾角小，平均 176。（2）井筒位置的確定井筒位置的確定原則：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，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼32 / 119和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。（3）井筒標(biāo)高的確定主井口、副井口標(biāo)高（777m～780m） ，高于新陽河床標(biāo)高（740m）37m～40m，且井口兩側(cè)均筑有防水溝，故地面井口比較安全，洪水最大流量未曾進行過測量（因為洪水流量大并且很快消失） ，新陽煤礦工業(yè)廣場沒有受過水害影響。工業(yè)廣場的形狀和面積：根據(jù)表 22 工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為 40 公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為1000 m，寬為 400 m。91011 煤層傾角平緩，平均為 176。91011 煤層水平標(biāo)高+620 m，為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，要求巷道布置系統(tǒng)力求簡單，掘進工程量要少，結(jié)合實際生產(chǎn)中采區(qū)布置與帶區(qū)布置各自的優(yōu)缺點及適用條件，分析比較可知本礦井采用采區(qū)式開采最為技術(shù)可行，經(jīng)濟合理，優(yōu)勢明顯，故設(shè)計為采區(qū)式開采。　主要開拓巷道 91011煤層平均厚度為 ，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為緩斜煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度較大。由于礦井瓦斯涌出量不大，所以布置一條主運輸大巷，一條輔助運輸大巷，共兩條大巷。7176?！》桨副容^根據(jù)第三章所核算礦井及第一水平服務(wù)年限，全礦井服務(wù)年限為 ，綜上所述，本設(shè)計開拓方案只設(shè)一個水平。由于輔助運輸采用無軌膠輪車，爬坡能力強。圖 41 立井單水平開拓方式方案二：主斜副立單水平開拓斜井提煤運輸能力大，立井輔助運輸能力大，為此提出主井采用斜井開拓，副井采用立井開拓。圖 42 主斜副立單水平開拓方式方案三：斜井單水平開拓方式 1主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中央，大巷布置在煤層中，沿底板掘進，局部半煤巖及巖巷，如圖 43。圖 44 斜井單水平開拓方式 22．技術(shù)比較以上所提四個方案大巷布置及水平數(shù)目均相同，區(qū)別在于井筒開拓方式的不同和井筒形式的不同，及部分基建、生產(chǎn)費用不同。方案一主副井均為立井，立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯、及水文等自然條件的限制。方案二主井為斜井，斜井的運輸能力比立井大，有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井的需要；斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。方案三、四井筒形式相同，開拓巷道布置有所區(qū)別。方案四井筒位于井田在中央的儲量中心，但井田中央煤層距地表距離大，井筒長，且?guī)r巷掘進速度慢，準備時間長，基建費用多。經(jīng)濟比較第一、二、三、四方案有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結(jié)果，分別計算匯總與下列表中：表 4表 4表 4表 4表 45 和表 46。所以此處把方案一和方案四排除，所以以下為方案二和方案三做詳盡的比較。km費用萬元工程量萬 t/km單價元/t