【正文】 右，夾石 1－ 2層，最多可達(dá) 5層，多見于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。下距 15號煤層 30 米左右。煤層頂板為 K4 上 灰?guī)r，厚 1 米左太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 9 右，底板為砂質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)簡單， 全區(qū)不可采。其直接頂板為 K2灰?guī)r，厚度 9 米左右。全區(qū)大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。 二、煤的性質(zhì)及品種 （一）、物理性質(zhì) 3 號煤層為黑灰色，金屬光澤，貝殼狀斷口，致密堅硬，均為條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成，宏觀煤巖類型為光亮型。宏觀煤巖類型為半光亮型。 （二）、化學(xué)性質(zhì) 各煤層原煤水分一般在 1％－ ％之間，洗煤后， 3 號煤水分 有所下降， 15 號煤稍有增高。硫分以 3 號煤最低，屬特低硫煤， 9號煤以中硫煤為主。而 15 號煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。經(jīng)統(tǒng)計，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于 1，硫分變化標(biāo)準(zhǔn)差 3號煤小于 ， 15 號煤則大于 。煤中的元素組成以碳為主，約占 93％，其次為氫約占 3％，說明煤化程度較高。 ：篩分 3號煤＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率為 ％，成塊率不高，灰分在＋ 100－＋ 6mm 級呈增加趨勢。 15號煤在＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率為 ％，灰分產(chǎn)率在＋ 80－＋ 25mm 粒級增高， +25mm 以下級呈鋸齒狀變化。 （四）、煤的風(fēng)氧化 本井田煤的風(fēng)氧化作用主要發(fā)生在 3號煤層露頭處，西部、南部及東部均有。本井田風(fēng)氧化帶下限的確定，是本礦根據(jù)實際生產(chǎn)劃定的。氧化煤較正常煤水分、灰分顯著增加，發(fā)熱量明顯下降。氧化煤的腐植酸若大于 20％，可作為提取腐植酸的原料、灰分小于 46％，低位干基發(fā)熱量在 12MJ/kg以上的仍可作為動力用煤。其主斜井口座標(biāo)為 y＝， x＝ ， H=780，坡度 15176。副斜井口座標(biāo)為 x＝ ，y＝ ， H=782，坡度 15176。煤層傾角 3176。煤層容重為,井田邊界北與西南方向受地質(zhì)構(gòu)造和人為共同影響，其地質(zhì)構(gòu)造主要受白馬寺斷層的影響，人為邊界受晉城礦務(wù)局劃分的鳳凰山礦和王臺鋪礦的影響以及晉城市區(qū)的影響，無擴(kuò)區(qū)的可能。到 5176。 井田的地質(zhì)儲 量的計算公式： Z=s*r*m 關(guān)于以上公式參數(shù)的確定： 。 煤的容重 ,3＃煤層的平均厚度為 ；井田面積為 平方公里，煤的容重為 /m 3，由上面的公式可計算出 3＃地質(zhì)儲量為： Z=s*r*m= mmtm ??? =22113 萬噸 。 井田邊界煤柱按 20m 留設(shè)。 工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第 15條，工業(yè)場地占地面積見表： 井型（萬 t/a） 占地面積指標(biāo)（公頃 /10 萬 t） 240 以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業(yè)廣場煤柱損失示意圖 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1在這個剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點(diǎn) m1， n1 起在表土層以 o=45 度劃兩條保護(hù)線，即 m1m2， n1n2。和下山移動角β =，與煤層相交得 nˊ和 kˊ，則通過 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，求得沿走向的煤柱邊界 Aˊ Bˊ和 Cˊ Dˊ，將 nˊ kˊ和 Aˊ Bˊ， Cˊ Dˊ均繪制在平面圖上，ⅡⅡ斷面ⅠⅠ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護(hù)帶αφγφ φφβ δ δ太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 即得保護(hù)煤柱邊界 ABCD。 c、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱占地面積為： ??S ＝ 公頃＝ 平方公里 可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》上冊公式： 2－ 3－ 1) 式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸 。 P－永久煤柱損失，萬噸 。 綜上所述本礦 3 號煤層可采儲量為： ???? CPZ gk )(Z 萬 噸。 第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 由于本地區(qū)儲量豐實，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為 180 萬噸。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 第四章 井田開拓 第一節(jié) 井田開拓的確定 井田開拓是礦井開采中具有長遠(yuǎn)影響的戰(zhàn) 略部署，它不僅關(guān)系到礦井的基建工程量，初期投資和建井速度，而且長期決定著礦井的生產(chǎn)條件和技術(shù)面貌。走向長 ， 傾斜長 ， 基本上呈矩形。 開拓方式的選擇： （一）、平硐開拓 平硐開 拓有很突出的優(yōu)點(diǎn) :(1)沒有井筒和井底車場，平硐本身相當(dāng)于運(yùn)輸大巷，煤炭直接運(yùn)出地面，環(huán)節(jié)少，能力大，投資?。?2）依靠平硐自然排水，直接流出硐口，排水能力大，安全可靠不用設(shè)備，不開鑿硐室、水倉，無需長期維護(hù)清掃（ 3）施工設(shè)備和施工技術(shù)簡單，進(jìn)度快，平均月進(jìn)度可達(dá) 100 米。（ 5）硐口無井架、絞車房、扇風(fēng)機(jī)房等建筑，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，占地少（ 6）平硐進(jìn)入山體后可按需要變更方位或彎曲，靈活性大，有利于 開拓布置。 （二）、斜井開拓 對于煤層賦存較淺，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單的緩傾斜和傾斜煤層，一般采用斜井開拓 。對于表土層不厚，水文地質(zhì)簡單，井筒不需要特殊施工的緩傾斜及傾斜煤層，不論井型大小均可采用斜井開拓。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 斜井與立井相比有如下主要優(yōu)點(diǎn) : ⒈井筒施工簡單，速度快、投資少 ⒉井筒裝備和地面建筑少，不用大型提升設(shè)備，鋼材消耗量小。 （三）、立井開拓 采用立井開拓的條件一般為： 煤層賦存較深或沖積層較厚 水文復(fù)雜，井筒需要用特殊方法施工 多水平開采的急傾斜煤層。技術(shù)上也比較可靠。其優(yōu)點(diǎn)如下： ，提升能力大，機(jī)械化程度高，易于自動控制。 綜上所述斜井開拓和立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)，該礦井 3號煤層埋藏淺，水文地質(zhì)簡單，另外從經(jīng)濟(jì)條件的合理性考慮（掘進(jìn)費(fèi)用、巷道維護(hù)費(fèi)用、與其配套的各種提升系統(tǒng)的費(fèi)用等等一系列經(jīng)濟(jì)費(fèi)用），該礦井應(yīng)該采用斜井開采。副斜井座標(biāo)為 x＝ ， y＝ 。各井筒用途分述如下： 主斜井：擔(dān)負(fù)全礦井煤炭提升任務(wù)，兼作進(jìn)風(fēng)井和安全出口。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 回風(fēng)立井：擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，不裝備。 副斜井：凈斷面為 ，掘進(jìn)斷面為 ， 噸固定式礦車。 （二） .階段垂高、開采水平的規(guī)劃及其服務(wù)年限的確定 從該井田煤層的賦存條件可以看出，該井田煤層傾角一般在 3～ 5 度之間，屬于近水平煤層，因此對其垂高的計算已經(jīng)毫無實際意義可言，所以在井田內(nèi)不應(yīng)該劃分階段，而是直接劃分為盤區(qū)進(jìn)行開采，所以該礦井初步設(shè)計為斜井單水平盤區(qū)開拓，盤區(qū)內(nèi)進(jìn)行單一開采，由于采用單一水平進(jìn)行開采，所以該開采水平的服務(wù)年限即為礦井的服務(wù)年限為 65 年。它的優(yōu)缺點(diǎn)是：（ 1）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中便于管理（ 2）節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，壓煤少（ 3）進(jìn)出風(fēng)井之間漏風(fēng)較大，風(fēng)路較長（ 4）工業(yè)場地有噪音影響。它的優(yōu)缺點(diǎn)：（ 1）比中央前列式安全性好（ 2）通風(fēng)阻力小，幾個內(nèi)部漏風(fēng)少，利于對瓦斯、自燃發(fā)火的管理（ 3）工業(yè)場地?zé)o噪音影響（ 4）多留風(fēng)井煤柱，壓煤較多。煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)噪聲危害（ 2）井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。 考慮到該礦井實際 情況，該礦井應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。因此將該礦井的主要運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤層底板的堅硬巖層中，查閱《礦井開采設(shè)計手冊》（上冊），兩井筒間距為 60m，主井井底標(biāo)高為 620 m，副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井副井相聯(lián)系。 以上井筒位置的確定不僅考慮到地面地形、地貌，煤層賦存條件，而且也考慮到技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)上合理，此處地面寬敞。副井打至 620 水平時 ， 掘井底車場 ， 然后按千分之三的坡度掘出運(yùn)輸大巷 ， 掘至距北部邊界約 300m 時，掘出一條運(yùn)輸大巷，該運(yùn)輸大巷將井田平整的劃分為兩個大的采區(qū) 。 方案二：該方案采用雙立井開拓，主井標(biāo)高 790m，經(jīng)度 ，緯度 ，向下掘進(jìn)打至 620 水平，副井標(biāo)高為 792m，主副井的井底的標(biāo)高全為 620m。 該礦井主副井間距為 60m，主副井井底標(biāo)高為 620m，在 620m 水平布置井底車場，與主井相聯(lián)系 。 該方案為單水平開拓，按巷道的布置可將采區(qū)分為 4 個盤區(qū)并采用傾斜長壁采 煤法進(jìn)行開采。斜井 工程量： 形式 。斜井 工程量： 形式 。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 第五章 礦井基本巷道及建井計劃 本設(shè)計的井田其中只有一層近水平可采煤層，采用雙斜井單水平盤區(qū)式開拓方式，通風(fēng)方式為中央并列式，運(yùn)輸大巷布置在 3＃煤層的底板巖石中。凈寬 ，掘進(jìn)寬度為 ，凈斷面積 ，掘進(jìn)面積為 ． 二、副井?dāng)嗝娌贾? 副井設(shè)計采用 固定式礦車來進(jìn)行運(yùn)料，井筒斜長為 ，巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計，采用混凝土、錨噴支護(hù)，凈寬為 ，掘進(jìn)寬度為 ，井筒凈斷面面積為 平方米，掘進(jìn)面積為 m2。 四、回風(fēng)大巷布置 巷道同樣采用半圓拱形設(shè)計，采用錨噴支護(hù)，掘進(jìn)寬度為 ，掘進(jìn)高度為 井筒凈斷面面積為 ，掘進(jìn)面積為 。其中一條為膠帶輸送機(jī)大巷，凈寬 ，凈斷面 ㎡， 巷道斷面直墻半圓拱形 ，錨噴混凝土支護(hù)，巷道內(nèi)僅鋪設(shè)膠帶輸送機(jī)， 為方便檢修，鋪設(shè) 600 ㎜檢修軌道 ；一條為運(yùn)輸大巷，凈寬 ， 凈斷面 ㎡，底板鋪設(shè) 混凝土路面， 直墻半圓拱形斷面，噴射混凝土支護(hù)；另一條為回風(fēng)大巷，凈寬 ，凈斷面 ，采用 直墻半圓拱形 斷面，噴射混凝土支護(hù)。此處取 . 故 Qmc=()Am= = 第二節(jié) 井底車場形式 井底車場內(nèi)設(shè)置各種硐室，以供提升、運(yùn)輸、排水和供電等需要。①主井的硐室設(shè)在主井附近的適當(dāng)位置 ,如卸載硐室、礦倉或煤倉、裝載硐室、清理撒礦或撒煤硐室和斜巷、井底水泵房；②副井的硐室有中央水泵房、變電所、水倉、等候室、工具房等 。確定車場形式的原則 ,應(yīng)使車場通過 能力不小于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的 倍；車場巷道和硐室的工程量要小；車輛運(yùn)行安全，調(diào)度方便；巷道和硐室易于開鑿和維護(hù)。 考慮到本次整合設(shè)計礦井主提升為膠帶運(yùn)輸機(jī)，井下運(yùn)輸量不大；本設(shè)計采用機(jī)車?yán)@道的單環(huán)形車場 布置方式（ 刀把式車場） ，負(fù)責(zé)全礦的運(yùn)輸任務(wù)。井下輔助運(yùn)輸采用無極繩絞車牽引 系列礦車運(yùn)輸。材料車在井筒落底摘掛鉤后，礦車自動滑入車場重車線，掛上鉤后由無極繩絞車牽引駛?cè)氪笙镘壍?；空車摘鉤后滑入車場存車線，并由人工推到車場軌道大巷無極繩絞車摘掛鉤點(diǎn)。 該礦資源儲量核查地質(zhì)報告中涌水量數(shù)據(jù)， 3 號煤層正常涌水量為120150m3/d，最大涌水量為 400m3/d；根據(jù)車場布置形式及主排水泵房位置，設(shè)置水倉布置在井底車場的東側(cè)，主副水倉平行布置，長度約 50m，容積約 400m3。井底車場、所有硐室、運(yùn)輸回風(fēng)大巷與井筒及車場連接處均采用料石砌碹支護(hù)；運(yùn)輸、回風(fēng)大巷主體采用鋼棚支護(hù)，部分采用砼碹支護(hù)。本設(shè)計各硐室均布置于 3＃煤層底板的巖層中。排水水泵房和主變電所采用聯(lián)合布置，這樣可使主變電所向主排水泵房的供電距離最短。水倉設(shè)在井底標(biāo)高的最低點(diǎn)處。 由上述地質(zhì)條件，該礦可選用的采煤方法如下下表： 體系 整 層 與分層 推 進(jìn) 方向 采 空 區(qū)處理 采 煤 工藝 適用條件 單一走向長壁 壁式 整層 走向 垮落 綜 普 炮 薄中厚煤層 單一傾斜長壁 壁式 整層 傾斜 垮落 綜 普 炮 緩斜薄中厚 刀柱式采煤法 壁式 整層 刀柱 刀柱 普 炮 同上，頂板堅硬 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 25 大采高一次采全高 壁式 整層 走 向 或傾斜 垮落 綜 采 緩斜 5m以下 放頂煤長壁 壁式 整層 走 向 或傾斜 垮落 綜 采 緩斜 5m以上 通過對比得，該礦井應(yīng)采用放頂煤長壁采煤法。另外放頂煤的適用條件如下： ?煤層厚度，一般認(rèn)為一次采出煤層厚度以 5到 12m 為佳 ?煤層硬度，煤的硬度系數(shù)一般小于 3，否則需采取預(yù)破碎措施③煤層的傾角不宜過大，否則支架的倒滑問題會給開采造成困難④煤層結(jié)構(gòu)，煤層中含 有堅硬夾石會影響頂煤的放落，每一夾石層厚度應(yīng)小于 ，其硬度系數(shù)也應(yīng)小于 3，頂煤中夾石層厚度占煤層厚度比例不宜超過 10％－ 15％⑤頂板條件，直接頂應(yīng)具有隨頂煤下落的特性，其冒落高度不宜小于煤層厚度的 － 倍，基本頂懸露不宜過大，以