【正文】 確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為300m，寬為400m。~12186。為緩傾斜煤層，設計為采區(qū)式開采。 方案比較由于本井田地勢平坦，表土較厚，所以，確定采用立井開拓，因為大型礦井第一水平服務年限必須大于三十年，且必須保證初期投資小，投產期快，將井筒位置定位沿走向中央，沿傾向略微靠下處。由于煤層大巷掘進速度快，且現(xiàn)代維護技術增強，再者兩層煤的間距較小，宜布置分煤層煤層大巷。在井田布置一個生產采區(qū)，并采取采區(qū)前進式開采順序。根據(jù)前述各項決定，本井田在技術上可行的開拓方案有以下幾種。設計采用單一走向長臂綜采法采煤工藝。分述如下。方案二：立井單水平加暗斜井開拓主、副井均為立井，布置于井田中央，設兩個水平，但第二水平以斜井延深。方案一、二、三分別見圖41，42，43所示。下上開采的另一主要優(yōu)點是充分利用了原有開采水平的井巷和設施，節(jié)省開拓工程量和基建投資，可延長水平的服年限。因此方案一已明顯優(yōu)于方案三。方案一與方案二的區(qū)別在于第二水平是立井開拓還是暗斜井開拓，兩方案比較，方案一多開立井井筒110m，階段石門280m。采用立井提升，優(yōu)點是提升能力大，礦井延深在條件允許時，增加的設備較少，但施工條件差，施工速度慢，開拓維護費用高。方案一優(yōu)于方案二。見表41和表42。表41 方案一費用計算表方案一：立井兩水平開拓數(shù)量（10m）基價（元）費用（萬元）費用（萬元）主井開鑿表土段8166582基巖段6451 2620副井開鑿表土段8253617 2基建費用基巖段51 21 27552（萬元）井底車場巖巷10041874一水平石門巖巷5243355二水平石門巖巷5043355小計立井提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價（元）費用（萬元）第一水平第二水平生產費用排水涌水量（m179。）時間（h）服務年限（年）基價（元）費用（萬元）（萬元）2008760101石門運輸系數(shù)煤量（萬t）平均運距（km）基價（元）費用（萬元）第一水平第二水平小計合計表43 開拓方案費用匯總表開拓方案匯總方案方案一方案二基建費用(萬元）生產費用(萬元）合計(萬元）百分比100從上面的經濟比較中，可以發(fā)現(xiàn):雖然方案一的基建和生產費用略高于方案二，但由于第一水平設計采用刀把式車場，暗斜井延伸困難，需另外單獨修建井底車場，工序過程復雜。最終確定選擇方案二。主立井位于礦井工業(yè)場地。②主井提升采用箕斗，用q=(ocaT)/(3600Nt1)求出一次提升量，再按松散煤的容重計算出松散體積，選擇一對16t箕斗提升。井筒支護采用混凝土厚度450mm，充填混凝土50mm罐道梁中心線間距，可用下式求得：H＝a＋2h＋S0 =3328mm （）式中：a——兩側罐道之間間距，取a=21和200mm；h——組合鋼罐道高度，取h=158mm。主井井筒斷面見圖44。①副井井筒裝備采用剛性裝備（剛性罐道）,罐道梁采用工字鋼、通梁式布置，罐道與罐道梁的連接方式采用鋼軌連接。②副井提升設備采用三噸單層雙車多繩摩擦提升罐籠，根據(jù)礦車規(guī)格和《設計規(guī)范》有關要求驗算，選用GDGY12/754型多繩提升罐籠。③副井井筒斷面選用圓形斷面3號罐道梁中心線間距可按下式求出：L1＝a+2h+S0=1674mm （）L2＝B+f2+b2/2 =1584mm （）式中：L1 —— 1～2號梁中心線，mm；L2 —— 罐道中心線與2號罐道梁中心線間距，mm；a —— 兩側罐道之間的距離，1114mm；h —— 木罐道厚度，200 mm；S0 ——罐道與罐道梁連接處墊板凹槽處寬度，取S0=160mm；b2 ——2號罐梁寬度，取168mm。副井井筒斷面見圖45。, m178。井深370m，內設玻璃鋼梯子間作為安全出口，M、S、T與罐籠井筒一樣，取決于梯子間的布置和結構尺寸。根據(jù)后面章節(jié)通風設計部分的風速驗算，各井筒風速均符合《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。其井筒裝備及斷面形式同北回風立井。井底車場設計是否正確，要看其運輸通過能力是否滿足礦井生產的需要、列車運行是否安全、施工是否方便和車場繞道工程量是否節(jié)省等。（2）立井開拓，井筒相互位置見礦井開拓系統(tǒng)圖。（4）井下主要運輸大巷膠采輸送機運煤；輔助運輸采用膠輪車。（6）井下運輸設備主要是膠采運輸機及膠輪車。礦井開采后續(xù)采區(qū)時，目前考慮，可采用采用中央分列式通風，在井田北部和南部各開掘風井，由于風井的深度較大，具體實施方案預算而得。井底車場形式（1）選擇井底車場形式的原則① 車場的通過能力，應比礦井生產能力有30%以上的富裕系數(shù)，有增產的可能性；② 調車簡單，管理方便，彎道及交岔點少；③ 操作安全，符合有關規(guī)程、規(guī)范要求；④ 井巷工程量小，建設投資省、便于維護、生產成本低；⑤ 施工方便，各井筒間、井底車場巷道與主要巷道間能迅速貫通，縮短建設時間。（2） 井底車場各硐室布置1．水倉由兩個獨立的巷道組成,即主倉和副倉，當一個清掃時另一個正常使用。水倉采用機械清理，射流泵清倉，沉淀漿排泥。根據(jù)規(guī)程規(guī)定水倉應有主副兩個，主水倉有效容積不小于4小時正常涌水量，即11和224=768m3。主副水倉分別擔任一半的用水量，即每個水倉擔任768m3的用水量,單個水倉長度為768/=62m。2．中央水泵房和中央變電所中央水泵房和中央變電所聯(lián)合布置在車場繞道附近，分別有一條通道與井底車場連接。水泵房尺寸：，高3m。3．管子道布置管子道為泵房通往井筒的斜巷道，布置在泵房的頂端，除設置排水管外，還可作安全出口，由井筒引入的電纜也由此進入中央變電所，管子道傾角30度，中設人行階梯，高3m，179。（2）不拐彎，不易發(fā)生堵倉。煤倉容積：根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，大型礦井應容納1～2h提升量，由于全礦和采區(qū)的作業(yè)制度不同，采區(qū)出煤為17h，凈提升時間為16h，應在此基礎上加大煤倉容量，煤倉直徑3～8m。16）]/＝608m3故煤倉容量設計為600m3煤倉直徑:D=5m煤倉高度：H=600/（D/2）2＝，取30m。底板高出大巷底板300m，大巷有30％的坡度，凈長10m，半圓拱，混凝土支護。井下火藥庫采用壁槽式，布置在距調度室外側的軌道大巷一側，與輔助運輸大巷垂距50m，有兩個便于運送火藥和行人的出口與軌道大巷相連，庫房規(guī)格為AB=5230,全混凝土支護，容積600kg。1和2．電機車庫及電機修理間布置在井底車場或大巷等進出車方便、干燥的地方，此礦井布置在進入車場輔助大巷前。~12186。主運輸大巷斷面特征如圖46。 m178。圖46 輔助運輸大巷斷面（半圓拱，錨噴，B=5200） 圖47 回風大巷斷面（半圓拱，錨噴，B=5000） 開拓系統(tǒng)的綜述本礦井井型為120萬t，通過技術經濟比較：確定本井田為立井兩水平開拓。本井田主要采用采區(qū)式開采，采用采區(qū)式上山開采，主要運輸采用底卸式礦車運輸，輔助運輸電機車牽引礦車運輸。部分巖石巷道掘出的煤直接由副井提至地面處理。通風系統(tǒng)新鮮風流——副井——井底車場——輔助運輸大巷——采區(qū)下部車場——采區(qū)輔助運輸大巷——采區(qū)下部車場——采區(qū)運料斜巷——采煤工作面——采區(qū)運輸斜巷——采區(qū)運輸大巷——主運輸大巷——主井煤巷掘進工作面需要的風用局部扇風機提供，經采區(qū)運輸大巷至主運輸大巷排出。供電系統(tǒng)高壓電纜由井底車場中央變電所——輔助運輸大巷——采區(qū)輔助運輸大巷——采區(qū)變電所——運輸機、移動變電所等處壓氣和供水系統(tǒng)掘進巖巷的鑿巖機和錨桿打眼機所用的空氣，采掘工作面、斜巷以及運輸斜巷皮采機轉載點所需的防塵噴霧用水，分別由地面（或井下）壓氣泵房和地面貯水池（或井下小水泵）以專用管路送至各個需要的地點。 采區(qū)煤層煤層特征采區(qū)所采煤層為1和2號煤層，其煤層特征：為高變質煤，為黑色～灰黑色，煤巖成分由鏡煤，亮煤、暗煤和絲炭組成。~10186。煤層結構復雜：受構造破壞，裂隙十分發(fā)育，煤體結構多為碎裂結構和碎粒結構，硬度較小，機械強度低。1和2煤層結構復雜，含矸0~7層，煤層愈厚，夾矸層數(shù)愈多， 12勘探線以南，用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評價均，屬較穩(wěn)定煤層。本采區(qū)煤的牌號以高變質無煙煤為主，部分為天然焦。本采區(qū)煤的主要用途是供動力燃料和民用煤，部分可作化工用煤。表51 煤質情況表煤種工業(yè)牌號硬度發(fā)熱量灰份揮發(fā)分活性炭硫份貧煤PM35MJ/kg%7~12%70%% 開采煤層的瓦斯及煤塵情況瓦斯涌出量統(tǒng)計經地質分析及預測，1和2煤瓦斯涌出量小于1m3/t，煤層最大瓦斯涌出量4m3/t，為低瓦斯礦井。 煤層頂?shù)装鍘r石構造情況煤層圍巖特征如表52。礦井正常涌水量11和22m179。 地質構造井田為單斜構造，以斷裂構造為主。斷層基本為高角度正斷層，斷層面傾角一般70～80186。北部構造相對簡單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。采區(qū)內地質構造簡單，煤層整體呈東西部高，中部低的向斜構造，造成煤層底板有較小的波動，但變化不大煤層傾角一般在4186。平均傾角6186。井田中央，井底車場附近有一沿南北走向貫穿有一向斜。其他采區(qū)內構造簡單。地表無大的地表水系和水體。煤層穩(wěn)定，結構簡單，火成巖對煤層干擾不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。煤層傾角4186。平均傾角6186。采煤方法全區(qū)基本選用傾斜長壁采煤法，全部跨落法管理頂板，采用采區(qū)式開采；東部南八、南十采區(qū)傾角為10186。傾斜長壁采煤法的適用條件：是否布置成傾斜長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質構造特點，著重于斷層的分布規(guī)律并保證工作面有足夠的連續(xù)推進長度。以下的煤層。~17186。當煤層傾角在20186。傾斜長壁采煤法的評價：采用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、投產快。當井底車場和少量的大巷工程完畢后，就可以很快地準備出采煤工作面投入生產。工作面出煤經分采斜巷運輸直達運輸大巷，運輸環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)簡單。（4） 通風路線短，風流方向轉著變化少，同時使巷道交岔點和風橋等通風構筑物也相應減少。（6） 技術經濟效果比較顯著。走向長壁采煤法的適用條件：是否布置成走向長壁工作面主要考慮煤層傾角的大小，其次考慮地質構造特點，著重于斷層的分布規(guī)律并保證工作面有足夠的連續(xù)推進長度，具體有下列幾個方面：（1）目前的設備條件，走向長壁采煤法主要適用于傾角在8186。的薄及中厚煤層。（3）巷道沿煤層掘進，可提前探測煤層構造及厚度變化情況；走向長壁采煤法的優(yōu)缺點：（1）采區(qū)巷道近水平，掘進，運輸，行人方便；（2）巷道沿煤層掘進，可提前探測煤層構造及厚度變化情況；（3）通風、排水方便，可避免仰斜開采的瓦斯積聚，俯斜開采的涌水問題；（4）現(xiàn)有生產設備技術成熟，設備適應能力強，選型方便。 回采工藝本采區(qū)1和2號煤層采用綜合機械化放頂煤采煤工藝。根據(jù)我國綜采生產的經驗和目前的技術水平，綜采適用于以下條件：煤層地質條件較好，構造少，上綜采后能很快獲得高產，高效。（2） 效率高 由于放頂煤工作面的一次采出厚度大，生產集中，放煤工藝勞動量小以及出煤點增多等原因，其生產效率和經濟效益大幅度提高。（4） 巷道掘進量小 掘進率和巷道維護費用減少，便于采掘接替。除上述一些優(yōu)點外，放頂煤采煤法尚存在以下一些問題和不足，有待于在實踐中逐步得到解決：（1） 煤損多 （2） 易發(fā)火（3） 煤塵大（4） 瓦斯易積聚放頂煤工作面的適用條件：（1） 煤層厚度 一般認為一次采出的煤層厚度以6~10m為佳。（2） 煤層硬度 放頂煤開采時，煤的堅固系數(shù)一般應小于3。（4） 煤層結構 ，其堅固系數(shù)也應小于3。（5） 頂板條件 直接頂應具有隨頂煤下落的特性，~，老頂懸露面積不宜過大，以免受沖擊。采煤機端頭斜切式進刀，雙向割煤，往返一次進兩刀，采兩刀放一次頂煤，,，采放比為1:。根據(jù)工作面情況，本工作面為外段一次采全高工作面，采用兩刀一放。工作面推采出切眼，架后頂煤冒落即開始放煤，放煤要從工作面一端開始單向進行，不得雙向進行。3）裝煤方法利用采煤機螺旋滾筒配合刮板輸送機鏟煤板裝底煤及后溜子運煤。5）采煤機進刀方式工作面端頭采煤機斜切進刀，留三角煤。割煤的工藝過程：（1）當才采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；（2）采煤機兩滾筒調換位置，前滾筒降下，后滾筒升起，沿輸送機彎曲段反向割入煤壁，直至輸送機直線段為止，然后將輸送機移直；（3）再調換滾筒上下位置，重新反向割煤至輸送機機頭處；（4）將三角煤割掉，煤壁移直后，再次調換上下滾筒，返程正常割煤。圖51采煤機進刀方式6）支護方法工作面采用ZF2800/16/26輕型放頂煤液壓支架跟機移架支護方式支護，上、下端頭采用液壓端頭支架支護。（1），支護方式為及時支護。7）工藝流程割煤→移架→推前刮板輸送機→割煤→移架→推前刮板輸送機→放頂→拉后刮板輸送機