采礦083設(shè)計(jì)煤礦1礦井概況與地質(zhì)特征

礦井概況與地質(zhì)特 1.1概 1.2地質(zhì)特 煤層特 2境界和儲(chǔ) 境界 礦井地質(zhì)儲(chǔ) 礦井可采儲(chǔ) 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年 礦井工作制 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年 4開(kāi)拓 4.1開(kāi)拓的基本問(wèn) 礦井基本井筒巷 準(zhǔn)備方式—帶區(qū)巷道布 煤層地質(zhì)特 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系 帶區(qū)車(chē)場(chǎng)選型計(jì) 采煤方法 采煤工藝方 13101首采工作面回采巷道布 井下概述 帶區(qū)設(shè)備選 大巷設(shè)備選 礦井提升 礦井提升概 主井提 副井提 礦井通風(fēng)及安 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選 礦井風(fēng)量計(jì) 礦井通風(fēng)阻力計(jì) 選擇礦井通風(fēng)設(shè) 選擇主要通風(fēng)機(jī)的基本原 安全的預(yù)防措 礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 參考文 英文原 中文譯 專(zhuān)題部分——瓦斯管理的關(guān)鍵技術(shù)研 第一章緒 課題研究的目的意 國(guó)內(nèi)外研究概 第二章基于數(shù)據(jù)重構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法研 引言 影響瓦斯涌出量的主要因素分 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方 應(yīng)用實(shí) 本章小 第三章面向瓦斯排放過(guò)程的責(zé)任管理方法研 引言 瓦斯排放管理現(xiàn)狀分 瓦斯安全責(zé)任鏈管理模型構(gòu) 第四章瓦斯逃逸路徑優(yōu)化問(wèn)題研 引言 影響逃逸的關(guān)鍵因素分 瓦斯逃逸路徑優(yōu)化模型研 第五章提升安全管理技能的礦工學(xué)習(xí)力模型研 引言 礦工培訓(xùn)狀況和學(xué)習(xí)分 第六章結(jié)論與展 參考文 致 1礦井概況與地質(zhì)特征1.1概況位置與交通屬朱集27勘探線(xiàn)以東部分，位于省淮南市潘集區(qū)與懷遠(yuǎn)縣交界處的武前莊與騎龍莊一帶，行政區(qū)劃隸屬淮南市潘集區(qū)和懷遠(yuǎn)縣，東南距淮南市洞山約38km,地理坐標(biāo):116°45′00″～116°53′4532°50′15″～32°54′30″。東西長(zhǎng)約12.5km，南北寬約3.5km，面積45.13km2。本內(nèi)陸路交通較為便利。南鄰潘集礦區(qū)，有淮阜鐵路穿過(guò)，西至阜陽(yáng)與京九線(xiàn)連接；公路經(jīng)潘集鎮(zhèn)，可達(dá)蚌埠、阜陽(yáng)、徐州、合肥等地；北部有茨懷新河可以通1-1所示。1-1朱集礦交通位置圖地形地貌及水系本地處淮河沖積平原地形平坦地面標(biāo)高一般在+22.4～+23.4m東北部有126m，總體趨勢(shì)為北東高、南西低?；春訛猷徑揪闹饕恿鳎瑲v史最高洪水位標(biāo)高為+25.63m（1954年7月29日，地勢(shì)低洼，雨季淮河水位上漲易成內(nèi)澇；北部茨懷新河為人工開(kāi)挖水利工程，寬約200m，向東連接淮河。內(nèi)尚有部分人工溝渠，屬農(nóng)灌季節(jié)性水渠。氣候與氣象本所在地屬季風(fēng)暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，四季分明，冬冷夏熱。該地區(qū)年均氣15.1℃，兩極氣溫分別為41.4℃和-21.7℃；一般春季多東南風(fēng)，夏季多東南及東風(fēng)，秋季多東風(fēng)及東北風(fēng)，冬季多東北風(fēng)及西北風(fēng)，平均風(fēng)速3.3m/s，最大風(fēng)速22m/s；年均降雨量893.74mm，最大達(dá)1723.5mm，降雨一般集中在6、7、8三個(gè)月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大凍結(jié)深度為30cm。烈度根據(jù)已掌握的歷史資料，淮南市屬于許昌～淮南帶，從活動(dòng)性、斷裂構(gòu)造、地形變化及第四紀(jì)地質(zhì)、地貌等方面的情況來(lái)看，許昌～淮南帶在新構(gòu)造時(shí)期，活動(dòng)是比較明顯的。國(guó)家局1979年10月，在淮南地區(qū)進(jìn)行地應(yīng)力普查，在7km的深度截面地應(yīng)力相對(duì)大小等值線(xiàn)圖和斷裂構(gòu)造分析，明顯地存在北西西向的地應(yīng)力高值區(qū)，存在一條東西向、一條北東向的深大斷層。根據(jù)GB50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的附錄A，本地區(qū)建筑工程抗震設(shè)計(jì)時(shí)所采用的抗震設(shè)防烈度為7度設(shè)計(jì)基本加速度為0.10g。礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況所在地淮南市潘集區(qū)總面積600平方公里，轄五鎮(zhèn)五鄉(xiāng)一個(gè)街道辦事處，人43萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口35萬(wàn)。氣候溫和，四季宜人，物阜民豐，人杰地靈。潘集區(qū)致力于工業(yè)化、、城鎮(zhèn)化建設(shè)，取得了顯著成績(jī)。潘集區(qū)煤電資源十分豐富。已探明煤炭總儲(chǔ)量37億噸，建有潘一礦、潘東、潘三3座現(xiàn)代化特大型煤礦。年設(shè)計(jì)總產(chǎn)1000萬(wàn)噸。區(qū)內(nèi)有平圩發(fā)電，裝容量達(dá)120萬(wàn)千瓦。2004年正在開(kāi)工建設(shè)的潘北煤礦，年生產(chǎn)能力400萬(wàn)噸；田集電4×60KW和平圩第二電廠2×60KW超臨界燃煤機(jī)組也已開(kāi)工建設(shè)；裝機(jī)容4×60KW的潘集電廠建設(shè)工程前期準(zhǔn)備工作正在進(jìn)行。預(yù)計(jì)到2010年，區(qū)境內(nèi)煤炭年產(chǎn)量達(dá)2300萬(wàn)噸，發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)720KW，將成為華東地區(qū)一個(gè)重要的能源。水源及電源本礦井供水水源分為兩部分，即水和處理后的礦井水。由于礦井所在地區(qū)地表水系不發(fā)達(dá)，且受季節(jié)性影響較大，因此設(shè)計(jì)選擇水作為本礦井供水水源。為充分利用和開(kāi)發(fā)水資源，對(duì)井下排水經(jīng)過(guò)凈化處理達(dá)標(biāo)后，作為工業(yè)場(chǎng)地生產(chǎn)用水水源。本礦井位于淮南市潘集區(qū)，鄰近有淮南、洛河、平圩發(fā)電廠，蘆集、丁集和古溝220kV區(qū)域變電所。本礦井兩回路110kV電源一回路取自于丁集220kV區(qū)域變電所，導(dǎo)線(xiàn)采用LGJ-185，長(zhǎng)度約為22.6km，另一回路取自新建的古溝220kV區(qū)域變電所，導(dǎo)線(xiàn)采用LGJ-18526km。1.2地質(zhì)特地層本為全隱蔽含煤區(qū)鉆探所及地層由老到新依次有奧陶系石炭系二疊系、三疊系、第三系和第四系。奧陶系中下統(tǒng)（為石炭、二疊系含煤地層的基底，區(qū)內(nèi)無(wú)鉆孔穿過(guò)，南鄰潘四十西線(xiàn)水四孔穿過(guò)厚度96.78m堅(jiān)硬、性脆為其特征。頂部為白云巖；下部為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。石炭系上統(tǒng)太原組（C3假整合于奧陶系之上，區(qū)內(nèi)僅有23-1孔到五灰。南鄰潘四水四11、九10兩孔揭示該組厚度分別為114.24m112.05m底部為4～6m厚的鋁質(zhì)泥巖，為淺灰色微帶青灰色，具紫紅及銹黃色花斑，局部具鮞狀結(jié)構(gòu)。鮞粒分布不均，其余巖層由灰色、深灰色灰?guī)r、粘土巖、砂質(zhì)粘土巖和中細(xì)砂巖組成。局部有巖漿巖侵入10～13層，總厚49.5m。其中12灰分布穩(wěn)定且較厚，一般9.51～19.34m。含不可采薄煤層7～9層。為本區(qū)含煤地層之一。其巖相以淺海相沉積為主，亦具過(guò)渡相及泥炭沼澤相。二疊系（二疊系平均總厚964.44m，底部以灰?guī)r與太原組分界，二疊系整合于太原組之上。分為下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組，其中山西組、上、下石盒子組為含煤地層，石千峰組為非含煤地層，不是本次研究對(duì)象。山西組和上、下石盒子組為主要勘探對(duì)象，厚度649.95～799.1m，平均厚730.83m，含煤28層，總厚28.58m，含煤系數(shù)為3.91%，自下而上劃分為七個(gè)含煤段。山西組和下石盒子組各為一個(gè)含煤段，上石盒子組有五個(gè)含煤段。其中下部四個(gè)含煤段為礦井主要開(kāi)采對(duì)象。三疊系（是一套棕紅色碎屑巖，由棕紅、紫紅色、灰白色砂巖、粉砂巖、泥巖組成，砂巖成份以石英、長(zhǎng)石為主，見(jiàn)暗色礦物、白云母片及小礫石，鈣質(zhì)膠結(jié)，水平層理。厚度不詳，5-1孔厚度87.54m。與下伏石千峰組呈整合接觸。下第三系（0～548.78m，主要分布在北部邊界F201斷層附近，由一套棕紅色為主的雜色砂、礫巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，礫石成分以石英礫巖、石英砂巖、灰?guī)r為主，礫徑3～60mm,多呈次棱角狀～次圓狀結(jié)物為泥質(zhì)和粉砂質(zhì)，固結(jié)程度較好。礫巖一般層厚幾米到二十幾米，最大厚度可達(dá)70m。與下伏地層呈不整合接觸。上第三系（1上第三系中新統(tǒng)下段（N110～37.20m，平均10.28m，由棕紅色、褐黃色砂礫、粘土礫石和礫石組成，局部夾有薄層粘土，屬殘坡積相沉積，與下伏地層呈不整合接觸。1上第三系中新統(tǒng)上段（N21厚0～113.90m，平均厚74.94m，以灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土為主，間夾粉、細(xì)砂1～3層，局部砂層較厚，但其砂層含泥質(zhì)較高。屬河湖相沉積全區(qū)分布穩(wěn)定，只在北部邊界4個(gè)鉆孔缺蝕。上第三系上新統(tǒng)（N254.00～186.24m，平均厚110.50m，由灰綠、土黃色及灰白色中砂、細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，夾砂質(zhì)粘土或粘土3～5層，局部粘土層較厚。屬河湖相沉積全區(qū)分布穩(wěn)定。第四系（87.40～108.94m，平均100.20m，以灰黃色、土黃色中砂、細(xì)、粉砂、砂質(zhì)粘土為主，次為粘土間夾粘土質(zhì)砂，富含砂礓和鐵猛結(jié)核與蚌殼碎片，屬河流相及河漫灘相沉積。構(gòu)造本位于淮南煤田東北部，淮南復(fù)向斜的次級(jí)褶皺朱集～唐集背斜及尚塘～耿村集向斜的東段，總體構(gòu)造形態(tài)為一連續(xù)的背、向斜，北部為朱集～唐集背斜，南翼與潘集背斜北翼構(gòu)成寬緩向斜，背、向斜軸向?yàn)楸蔽魑飨?，沿軸向有所起伏，其中發(fā)育有部分次級(jí)褶曲。按其構(gòu)造特點(diǎn)來(lái)劃分，本可分為三大塊段：七線(xiàn)以東為一為北東，傾向北西的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在5～二十一線(xiàn)為一寬緩背斜，系朱集～唐集背斜延伸部分，背斜軸部與兩翼高差一般為30～50m2°～7°；二十一線(xiàn)以西由北部隆起和南部凹陷兩部分組成，其中北部隆起為軸向北西的背斜構(gòu)造，地層傾角一般在20°～30°，局部達(dá)40°，南部凹陷為尚塘～耿村集向斜，向斜北翼地層較緩，地層傾角一般在3°～5°，南翼地層較陡，地層傾角一般在25°～30°，局部達(dá)50°。全共發(fā)現(xiàn)3條斷層，其中1條為正斷層，2條逆斷層。按斷層落差分：最大落差小于50m大于等于30m1條，小于30m的斷層2條。斷層的延展方向以北西西和北西向?yàn)橹?。本?gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類(lèi)型水文地質(zhì)特征主要水文地質(zhì)條件①新生界松散層含、隔水層（本新生界松散層厚度兩極值為150.40～394.30m，平均厚為295.92m，其厚度變化規(guī)律是由北向南、由東向西逐漸增厚。按照沉積物的組合特征及其含、隔水情況，可將其自上而下大致分為一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和四含計(jì)4個(gè)含水層（組）和3個(gè)隔水層（組。本三隔厚度大，一般0～74.85m，平均44.18m，分布范圍較穩(wěn)定（5-1、9-4、11-523-1四個(gè)孔沉積缺失外，由灰綠色厚層粘土及砂質(zhì)粘土和多層細(xì)砂組成，粘土致密，可塑性強(qiáng)，是內(nèi)的重要隔水層（組，隔水性能較好；其下部第四含水層（）0～25.40m，平均7.49m，該含水層（組）由細(xì)砂、砂礫層及粘土礫石組成，砂層間有薄層粘土、砂質(zhì)粘土分布，且直接覆蓋于基巖含水層之上。②基巖含水層（下第三系砂礫巖含水層（該含水層主要分布在的北部邊界，鉆孔厚度為216.25～548.78m，巖性主要為紫紅色礫巖和各粒級(jí)砂巖及砂質(zhì)泥巖，據(jù)簡(jiǎn)易水文觀測(cè)資料表明，該含水層富水性弱，對(duì)礦坑充水無(wú)直接影響。二疊紀(jì)煤系地層含、隔水層（本煤系砂巖含水層巖性以中、細(xì)砂巖為主，局部為粗砂巖和石英砂巖，分布于煤層、粉砂巖和泥巖之間，巖性厚度變化較大，裂隙不發(fā)育，且具不均一性，各砂巖含水層之間均有泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和煤層等隔水巖石分布，以量為主，據(jù)內(nèi)鉆孔抽水資料表明，各砂巖含水層富水性弱，正常情況下，煤系砂巖含水層之間無(wú)密切的水力聯(lián)系。太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含隔水層（本石炭系太原組灰?guī)r埋藏較深，鉆孔未全層厚度，據(jù)區(qū)域資料表明，地層總厚110～130m左右，含灰?guī)r13層，其中第3、4、12等三層灰?guī)r厚度大，分布穩(wěn)定，巖溶裂隙較發(fā)育外，其余均為薄層灰?guī)r。本太原組一灰上距3煤層底板平均32.30m，天然狀態(tài)下無(wú)水力聯(lián)系，但因太灰的水壓較高，已超過(guò)3煤層下隔水層（組）巖石的抗壓強(qiáng)度，若直接開(kāi)采3煤層，水力平衡即遭破壞，勢(shì)必造成其煤層底板突水事故的發(fā)生。因此，在開(kāi)采3煤層之前，必須采取疏水降壓等措施，謹(jǐn)防發(fā)生。③斷層帶本斷層較發(fā)育，共查出斷層3條，其中正斷層1條，逆斷層2條。斷層破碎帶主要以泥巖粉砂巖為主含砂巖碎塊鉆探斷層時(shí)大多數(shù)斷層無(wú)漏水現(xiàn)象，結(jié)合區(qū)域和鄰近生產(chǎn)礦井，斷層一般是富水性弱，導(dǎo)水性差。但應(yīng)謹(jǐn)防受采動(dòng)影響而活化的斷層可能成為礦井突水的重要途徑。綜上所述本新生界下部含水（組二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙含水（段和太灰?guī)r溶裂隙含水層（）對(duì)井下開(kāi)采影響較大。但是，只要在可采煤層的淺部留設(shè)適當(dāng)高度的防水煤柱正常情況下新生界下部四含對(duì)井下開(kāi)采較小但僅在二十三線(xiàn)以東北部四含對(duì)17～13煤層開(kāi)采有充水，其它塊段四含對(duì)各煤層開(kāi)采無(wú)影響。。這樣，二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙水和太灰?guī)r溶裂隙含水層（組便成為礦井開(kāi)采的主要充水因素。故本在開(kāi)采4～17煤層（組）時(shí)，以裂隙充水為主，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。礦井涌水量預(yù)計(jì)根據(jù)《省淮南煤 煤炭勘探報(bào)告，本一水平（-970m）開(kāi)13-1～11-2煤層時(shí)，采用比擬法，與進(jìn)行比擬，預(yù)計(jì)礦井涌水量，計(jì)算Q

(F)SSQ、Q0——礦井涌水量，其中Q0為涌水量，正常涌水量為為186.32m3/h，最大涌水量為270.51m3/h；F、F0——預(yù)算采用面積，其中朱集采用面積F為10km2，采用面SS0——水位降深其中朱集水位降深為975.95m水位降深為550m；經(jīng)計(jì)算，朱集礦井的正常涌水量為267m3/h，最大涌水量為387m3/h。考慮井筒淋水、井下灑水、防火灌漿等因素，因此礦井的正常涌水量取342m3/h，最大涌水量取462m3/h。太灰?guī)r溶裂隙含水層的突水量為1152m3/h。煤層特征煤層特征本含煤地層為石炭系和二疊系，其中二疊系的山西組與上、下石盒子組為主要含煤層段。內(nèi)二疊系含煤層段厚度649.95～799.10m平均730.83m共含煤28層，煤層總厚28.58m，含煤系數(shù)為3.91%，自下而上依次可分為7個(gè)含煤段?？刹擅簩庸?3層，分別為17-1、16-2、13-1、11-2、111、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、4-13煤層，平均總厚為21.58m。其中13-1、11-2、8、5-1和4-1煤層為主要可采煤層，平均總厚12.80m，約占可采煤層總厚的59.3%；17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-23煤層為次要可采煤層，平均總厚8.78m。現(xiàn)對(duì)主采煤層分述如下：（1）13-1煤層：含煤面積37.04km2，可采面積36.57km2，僅11-5巖漿侵蝕不可采，賦存標(biāo)高在-350～-960m之間，煤層厚度0.77～6.43m，平均4.00m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層；其中七線(xiàn)～二十一線(xiàn)賦存標(biāo)高在-810～-920m之間，大部分賦存于-850～-870m之間；（2）11-2煤層：含煤面積37.16km2，可采面積33.3km2，賦存標(biāo)高在-350～-1000之間，煤層厚度0～5.02m，平均3.32m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線(xiàn)～二十一線(xiàn)賦存標(biāo)高在-870～-980m之間，大部分賦存于-920～-940m之間；（3）8煤層：含煤面積37.68km2，可采面積34.74km2，有1處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標(biāo)高在-500～-1100之間，煤層厚度0～5.77m2.99m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線(xiàn)～二十一線(xiàn)賦存標(biāo)高在-960～-1070m之間，大部分賦存于-990～-1030m之間；（4）51煤層：含煤面積37.97km2，可采面積27.22km2，有4處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標(biāo)高在-1000～-1180之間，煤層厚度0～5.77m，平均2.99m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線(xiàn)～二十一線(xiàn)賦存標(biāo)高在-1040～-1110m之間，大部分賦存于-1050～-1080m之間；（5）41煤層：含煤面積37.29km2，可采面積33.28km2，有1處不可采區(qū)，2處巖漿侵蝕區(qū)，賦存標(biāo)高在-550～-1160之間，煤層厚度0～5.77m，平均2.99m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大部可采的較穩(wěn)定煤層；其中七線(xiàn)～二十一線(xiàn)賦存標(biāo)高在-1060～-1130m之間，大部分賦存于-1060～-1090m之間。1-1主要可采煤層特征表煤層煤層厚度（最小～最大）平均下距煤層（穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)可采性13-0.77～穩(wěn)定簡(jiǎn)單全區(qū)可采11-0～3.32較穩(wěn)定簡(jiǎn)單大部可采80～較穩(wěn)定簡(jiǎn)單大部可采5-0～較穩(wěn)定簡(jiǎn)單大部可采4-0～較穩(wěn)定簡(jiǎn)單大部可采煤質(zhì)本可采煤層煤質(zhì)穩(wěn)定，主要為中灰、中高～高揮發(fā)分、特低～低硫、特低～低磷、富油～高油、中～高熱值、粘結(jié)性的氣煤，1/3焦煤次之。其洗精煤是較為理想的煉焦配煤，洗中煤或原煤可作為動(dòng)力用煤,其主要可采煤層煤質(zhì)特征見(jiàn)表1-1-2主要可采煤層煤質(zhì)特征表Mad（%）Ad（%）Vdaf（%）（%）Pd（%）（MJ/kY（煤類(lèi)115.17~36.22/35.64~44.49/M116.36~37.38/31.47~43.18/0.003~0.109/M16.46~39.18/25.60~41.85/0.003~0.046/M112.53~38.96/25.54~41.84/0.002~0.033/M116.01~39.72/24.26~42.36/0.002~0.083/M1.3.2煤層開(kāi)采技術(shù)條件煤層頂?shù)装迩闆r本主要可采煤層頂、底板主要以泥巖為主，次為中、細(xì)砂巖。泥巖特別是炭質(zhì)泥巖、含炭泥巖，厚度小，抗壓強(qiáng)度低，多屬軟巖，穩(wěn)定性差~中等。粉砂巖和砂泥巖互層屬中等堅(jiān)硬巖類(lèi)，細(xì)砂巖、中砂巖膠結(jié)良好，巖石堅(jiān)硬致密，抗壓強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，工程地質(zhì)條件良好。礦床淺部基巖風(fēng)化帶巖體質(zhì)量差，斷層帶巖石破碎，均屬軟弱結(jié)構(gòu)面，故本礦床工程地質(zhì)條件為中等類(lèi)型。主要煤層的頂?shù)装迩闆r見(jiàn)表1-3：1-3主要可采煤層賦存狀況表煤層均厚（頂板巖性底板巖性13-泥巖，少數(shù)為砂質(zhì)泥、細(xì)砂巖泥巖，少數(shù)為砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖11-泥巖，少數(shù)為粉、細(xì)砂巖泥巖，少數(shù)為粉、細(xì)砂巖8泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖5-泥巖、砂質(zhì)泥巖，少數(shù)為粉、細(xì)砂巖泥巖、砂質(zhì)泥巖，少數(shù)為粉、細(xì)砂巖4-泥巖，少數(shù)砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖泥巖，少數(shù)砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖瓦斯通過(guò)對(duì)瓦斯測(cè)試資料分析，本共采測(cè)瓦斯煤樣364個(gè)，實(shí)際利用272個(gè)，采樣深度在-710.25～-1227.22m之間，瓦斯含量?jī)蓸O值為0～21.53m3/t，瓦斯含量較高，各煤層瓦斯含量分布特征與地質(zhì)構(gòu)造條件有著密切的關(guān)系。沼氣帶位于基巖頂界面下垂深435m以深。131煤層：瓦斯含量為0.05～15.21m3/t，平均瓦斯含量為4.94m3/t，首采塊段1煤層瓦斯含量為0.05～10.94m3/t11-2煤層：瓦斯含量為0～13.50m3/t，平均瓦斯含量為4.41m3/t(-970m以淺)，-970m以深僅一個(gè)點(diǎn)，含量為4.18m3/t。首采塊段112煤層瓦斯含量：0.05～13.5m3/t。另外通過(guò)對(duì)79個(gè)煤樣進(jìn)行煤與瓦斯突出性測(cè)定，其中17-1、13-1、11-2、8、5-2、5-1、4-2、4-1煤層的突出性綜合指標(biāo)k值均有大于15的樣品，由此表明上述煤層均有煤與瓦斯突出。因此，本礦井按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計(jì)。煤塵與煤的自燃本16-2、11-1、8、7-2、6、5-2、5-1、4-2、3煤層為自燃煤層，13-1、11-2、4-煤層為容易自燃～自燃煤層。各可采煤層均有煤 地溫根據(jù)九龍崗礦長(zhǎng)觀孔資料，所在地的恒溫帶深度為自地表向下垂深30m，相應(yīng)的溫度為16.8℃。根據(jù)已有測(cè)溫資料，本的地溫梯度為1.70～3.80℃/hm，平均為2.83℃/hm，基本屬地溫正常區(qū)。一級(jí)高溫區(qū)（31℃）一般出現(xiàn)在-564m以下，二級(jí)高溫區(qū)（37℃）一般出現(xiàn)在-736m以下，一水平平均地溫為43.7℃，屬二級(jí)高溫區(qū)。鑒于本井田地溫較高，需采取積極的降溫措施，以防熱害發(fā)生。放射性及其它有害氣體本區(qū)經(jīng)各勘探階段，對(duì)鉆孔測(cè)井及大量的煤、巖樣品測(cè)試，均未發(fā)現(xiàn)有放射性異常和大量有害氣體首采面綜合柱狀圖本設(shè)計(jì)所選首采13#煤層，其綜合柱狀圖如下：層厚13-1煤11-211-11-2主采煤層綜合柱狀圖2境界和儲(chǔ)量 境界境界劃分的原則在煤田劃分為時(shí)，要保證各有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開(kāi)發(fā)。煤田范圍劃分為的原則有：1）的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開(kāi)采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)保證有合理尺寸充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（）合理規(guī)劃礦井開(kāi)采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。范圍本礦井屬27勘探線(xiàn)以東，東南距淮南市洞山約38km，南及東南與和礦井為鄰。東、南至勘察登記范圍，西至27勘探線(xiàn)，北至明龍山斷層，長(zhǎng)度約為7.0km，傾向最大寬度約為3.5km，傾向最小寬度約為2.3km，傾向平均寬度約為3.0km21.0km2。地面地形平坦，標(biāo)高一般在+22.4～+23.4m。開(kāi)采界限本共含煤28層，煤層總厚28.58m。其中可采煤層共有13層，分別為3、1、4-2、5-1、5-2、6、7-2、8、11-1、11-2、13-1、16-2、171煤層，平均總厚為21.58m13-1#煤層為主要可采煤層，平均總厚4.0m，由于13-1#煤層厚度大，賦存條件較好，故本設(shè)計(jì)礦井僅考慮13-1#煤層。尺寸的平均長(zhǎng)度為7.0km。的傾斜方向的最大長(zhǎng)度為3.51km，最小長(zhǎng)度為2.34km，平均長(zhǎng)度為3.0km。煤層的傾角最大為5°，最小為1°，平均為3°，平均水平寬度為2.9km。的水平面積按下式計(jì)算：S=H× （2-式中S 的水平面積，H——的平均水平寬度，L——的平均長(zhǎng)度，則的水平面積為：S=7.0×3.0=21.0km2，賦存狀況示意圖如圖2-1-1示。朱集礦井開(kāi)拓平面朱集礦井開(kāi)拓平面地質(zhì)勘探地質(zhì)勘查類(lèi)型為精查，屬詳細(xì)勘探。普查工作始于200392004年8月全部結(jié)束省煤田地質(zhì)局勘查于2004年11月提交了該普查地質(zhì)報(bào)告2005年1月17日，省以紀(jì)要第7號(hào)文即《關(guān)于朱集煤礦資源開(kāi)發(fā)問(wèn)題會(huì)議紀(jì)要決定將朱集勘查區(qū)按資源儲(chǔ)量大致相當(dāng)?shù)脑瓌t劃分為兩個(gè)，分別由淮南礦業(yè)（）公司和皖北煤電公司依法獨(dú)立進(jìn)行勘查開(kāi)發(fā)。2005年1月31日，根據(jù)煤炭工業(yè)合肥提交的《淮南礦區(qū)田開(kāi)發(fā)方案，省資源廳以皖資函[2005]98號(hào)文即《關(guān)于田劃分與歸屬的函》確定，以27線(xiàn)為界，將朱集勘查區(qū)劃分為和兩個(gè)礦井分別勘查開(kāi)發(fā)，其中勘查區(qū)煤炭資源劃歸淮南礦業(yè)（）公司開(kāi)發(fā)。2005年12月19日，淮南礦業(yè)（）責(zé)任公司與省煤田地質(zhì)局經(jīng)對(duì)勘探工作的相關(guān)事宜協(xié)商后共同確定，由省煤田地質(zhì)局承擔(dān)該的勘探工作。主采煤層1310.77～6.43m，平均厚4.00m，可采區(qū)一般煤厚3.4～4.5m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。含煤面積21.0km220.73km2，可采面積占總面積的98.73%礦井地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)根據(jù)本礦的地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖計(jì)算根據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》和《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》規(guī)定：煤層最低可采厚度為0.70m40%；依據(jù)過(guò)函（1998）5號(hào)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(wèn)題的》內(nèi)容要求：新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲(chǔ)量列入平衡表外的儲(chǔ)量；儲(chǔ)量計(jì)算厚度：夾石厚度不大于0.05m時(shí)，與煤分層合并計(jì)算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過(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；內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法。礦井地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算礦井可采煤層為13-1#煤、11-2#煤、8#煤、5-1#煤和4-1#煤。由于礦井形狀規(guī)整，本區(qū)礦井儲(chǔ)量采用網(wǎng)格法，將分為1、2、3、4四個(gè)塊段（根據(jù)等高線(xiàn)疏密程度劃分面積小塊）具體分塊情況見(jiàn)圖2-3-1地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算面積劃分示意圖，根據(jù)每個(gè)面積小塊的等高線(xiàn)水平間距和高差計(jì)算出面積小塊的煤層傾角，用CAD命令計(jì)算面積小塊的水平面積，由此可計(jì)算得出每個(gè)塊段的不同儲(chǔ)量，礦井地質(zhì)總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量相加之和。再根據(jù)：式中Z——礦井地質(zhì)儲(chǔ)量，S——塊段面積，m2m——煤層平均厚度γ——煤層的容重，1.4礦井開(kāi)拓平面12534礦井開(kāi)拓平面12534

Zmr

（2-圖2-3-1地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算面積劃分示意塊段面積傾角131煤厚/m儲(chǔ)礦井地質(zhì)儲(chǔ)量Z=14.53+31.26+19.02+21.04+31.03=116.88Mt礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘探，煤層厚度與質(zhì)量均合乎開(kāi)采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量是進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)的資源依據(jù)，一般也就是列入平衡表內(nèi)的儲(chǔ)量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量：地質(zhì)資源量中探明的資源量331和控制的資源量332，經(jīng)分類(lèi)得出的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量111b122b、邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量2M112M22，連同地質(zhì)資源量中推斷的資源量333的大部，歸類(lèi)為礦井工業(yè)儲(chǔ)量。地質(zhì)資源 控儲(chǔ)量的分配探明儲(chǔ)量、控制儲(chǔ)量、推斷儲(chǔ)量按6：3：1分配，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量、邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量按90%、10分配，次邊際經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量不計(jì)。各種儲(chǔ)量分配見(jiàn)表2-3-2：2-3-2礦井工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表探明儲(chǔ)量 控制儲(chǔ)量類(lèi)別經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量 邊際儲(chǔ)量 經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量 邊際儲(chǔ)量數(shù)量 合

推斷儲(chǔ)量Zg=Z111b+Z122b+Z2M11+Z2M22+Z333k （2-其中：k=0.8Zg=63.12+7.01+31.56+3.51+11.69×0.8=114.55礦井可采儲(chǔ)量邊界保護(hù)煤柱根據(jù)礦的實(shí)際情況，鑒于本大部分邊界為斷層邊界，按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)要求，邊界內(nèi)側(cè)暫留30m寬度作為井界煤柱，則邊界保護(hù)煤柱的損失按下式計(jì)算。式中：

PHLm

（2-P——邊界保護(hù)煤柱損失，萬(wàn)t。H——邊界煤柱寬度，30m；L——邊界長(zhǎng)度，26680m；m——m；r——1.4t/m3；代入數(shù)據(jù)得：P=30×26680×4×1.4=4.48Mt工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第十五條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積指標(biāo)見(jiàn)表2-4-1。2-4-1工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)表井型/Mt·a- 占地面積指標(biāo)/ha·0.1Mt-2.4及以 1.2～ 0.45～ 0.09～ 礦井井型設(shè)計(jì)為0.6Mt/a，因此由表2-3-3可以確定本設(shè)計(jì)礦井的工業(yè)廣場(chǎng)為0.09km2。但是考慮到近些年來(lái)建筑技術(shù)的提高，建筑物不斷向空間發(fā)展，所以，工業(yè)廣場(chǎng)的面積都有縮小的趨勢(shì)，再加上本煤層埋藏較深，若取工廣煤柱較大會(huì)造成大量的工廣壓煤，所以本設(shè)計(jì)取0.70的系數(shù)，則工業(yè)廣場(chǎng)的面積約為0.063km2筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》第14條和第17條規(guī)定工業(yè)廣場(chǎng)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)，需要留設(shè)15m寬的圍護(hù)帶。本設(shè)計(jì)選定工業(yè)廣場(chǎng)長(zhǎng)為300m，寬210m，新生界松散層厚度150.40～394.30m，平均295.92m，結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖移動(dòng)角（表2-4-2）采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)的壓煤損失。2-4-2地質(zhì)條件及巖層移動(dòng)角煤層傾角 煤層厚度 廣場(chǎng)中心深度 - 采用垂直剖面法計(jì)算所得各主采煤層工廣保護(hù)煤柱面積及壓煤量見(jiàn)下表2-4-2-4-3各煤層工廣煤柱壓煤量計(jì)算表煤層 厚度/m 工廣煤柱面積/m2 壓煤量/t13-1# 求得工業(yè)廣場(chǎng)總壓煤量為：11.77Mt采用垂直剖面法計(jì)算工業(yè)廣場(chǎng)壓煤示意圖如圖2-4-1所示斷層保護(hù)煤柱13-1#煤層現(xiàn)已查明三條斷層，即F1，ZF3ZF4F1位于工廣保護(hù)煤柱內(nèi)，另兩條斷層皆可靠且可控制，故其兩側(cè)各留30m保護(hù)煤柱，則其煤柱損失可由下式求得：式中：Pf——t；Li——斷層長(zhǎng)度，m；

Pf(LZF3LZF4)2m

（2-m——13-1#煤層厚度，——t/m31.4t/m3m4m，代入（2-5）可得：Pf )241.430風(fēng)井保護(hù)煤柱按照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程（2000版》中參數(shù)計(jì)算，取東西風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地為100m×100m，同樣采用垂直剖面法計(jì)算東西風(fēng)井3.2Mt大巷保護(hù)煤柱取大巷保護(hù)煤柱的寬度為30m計(jì)算可得大巷保護(hù)煤柱總量為：1.07Mt綜上，礦井的永久保護(hù)煤柱損失量匯總見(jiàn)表2-4-42-4-4永久保護(hù)煤柱損失量煤柱類(lèi)型儲(chǔ)量邊界保護(hù)煤柱斷層保護(hù)煤柱大巷保護(hù)煤柱東西風(fēng)井保護(hù)煤柱工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱合計(jì)礦井可采儲(chǔ)量kg礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算：kg式中：Zk——礦井可采儲(chǔ)量，

Z

P

（2-Zg——礦井的工業(yè)儲(chǔ)量，P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量21.92Mt；C——帶區(qū)采出率；根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》2.1.4條規(guī)定：礦井的采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85。本設(shè)計(jì)礦井13-1#煤層厚度為4m，屬于厚煤層，且為主采煤層，因此帶區(qū)采出率選擇0.75。則代入數(shù)據(jù)得礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Zk114.5521.920.75礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》2.2.3條規(guī)定，礦井設(shè)計(jì)宜按年工作日330d計(jì)算，每天凈提升時(shí)間宜為16h礦井設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)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。礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦開(kāi)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(yùn)，用戶(hù)，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模；國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力本礦井范圍內(nèi)煤層賦存簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好，首采煤層平均厚度4m，煤層平均傾角2~5°，屬近水平煤層，易于發(fā)揮工作面生產(chǎn)能力。煤炭市場(chǎng)需求量大，經(jīng)濟(jì)效益好。結(jié)合本礦區(qū)的煤炭?jī)?chǔ)量，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.6Mt/a。礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量Zk、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A和礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：T

ZKAK

（3-式中：T——礦井服務(wù)年限，ZK——礦井可采儲(chǔ)量，69.47Mt；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，0.6Mt/a；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)。礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要有一定的儲(chǔ)備能力。例如局部地質(zhì)條件變化，使儲(chǔ)量減少；或者礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲(chǔ)量。因此，需要考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.6條規(guī)定：計(jì)算礦井及第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限時(shí)，儲(chǔ)量備用系數(shù)宜采用1.3～1.5。結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井的具體情況，礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)選定為1.5。把數(shù)據(jù)代入3-1得礦井服務(wù)年限：T (0.6

井型校核按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力 能力，儲(chǔ)量條件及安全條件因素對(duì)井型進(jìn)行核：煤層開(kāi)采能力的校核內(nèi)13-1#煤層為首采煤層4m，為厚存穩(wěn)基本無(wú)變化煤層傾角平均3°，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，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(gè)綜采大采高工作面來(lái)滿(mǎn)足井型要求。能力的校核礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開(kāi)拓方式為立井單水平開(kāi)拓。井下煤炭采用鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉(cāng)，連續(xù)、能力大，自動(dòng)化程度高，機(jī)動(dòng)靈活；井下矸石、材料和設(shè)備采用軌道，能力大，調(diào)度方便靈活。通風(fēng)安全條件的校核礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式，東西兩翼各布置一個(gè)回風(fēng)井，可以滿(mǎn)足通風(fēng)要求。儲(chǔ)量條件的校核根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.5條規(guī)定：礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限相適應(yīng)，才能獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。井型和服務(wù)年限的對(duì)應(yīng)要求見(jiàn)表3-2-1。3-2-1我國(guó)各類(lèi)井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年煤層傾角第一開(kāi)采水平服務(wù)年限煤層傾角煤層傾角能力mt·a-限25°～6及以上——3～——1.2～0.45～0.09～自定由上表可知：煤層傾角低于25°，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.45～0.9Mt/a時(shí)，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于40a，第一開(kāi)采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限不宜小于30a。本設(shè)計(jì)中，煤層傾角低于5，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.6Mt/a，礦井服務(wù)年限為77.1a，符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。4開(kāi)拓4.1開(kāi)拓的基本問(wèn)開(kāi)拓是指在范圍內(nèi)，為了采煤從地面向開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱(chēng)為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。開(kāi)拓具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需要確定：確定井筒的形式、數(shù)目和配合，合理選擇井筒及工業(yè)廣場(chǎng)的位置；合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置；布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)；確定礦井開(kāi)采程序，做好開(kāi)采水平的進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、深部開(kāi)拓和技術(shù)改造；合理確定礦井通風(fēng)、及供電系統(tǒng)開(kāi)拓問(wèn)題解決的好壞，關(guān)系到整個(gè)礦井生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，關(guān)系到礦井的基建工程量、初期投資和建設(shè)速度，從而影響礦井經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定開(kāi)拓方式是要遵循以下原則：（1）執(zhí)行國(guó)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。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開(kāi)拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。合理開(kāi)發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。要建立完善的通風(fēng)、、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，應(yīng)為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。根據(jù)用戶(hù)需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開(kāi)采，以及其它有益礦物的綜合開(kāi)采。確定井筒形式、數(shù)目、位置井筒形式的確定井筒形式有三種：平硐、斜井、立井，各井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)比較及適用條件見(jiàn)表4-1-1。4-1-1各井筒形式優(yōu)缺點(diǎn)比較及適用條件井筒優(yōu) 缺 適用條形式①環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低②工業(yè)設(shè)施簡(jiǎn)單③井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大平硐大減少了排水費(fèi)用④施工條件好，掘進(jìn)速度快，加快建井工期⑤煤炭損失少。與立井相比：

受地形影響特別大與立井相比：

有足夠儲(chǔ)量的山嶺地帶內(nèi)煤層埋藏①井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)①井筒長(zhǎng)，輔助提升能不深，表土層不速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少②地力小，提升深度有限②厚，水文地質(zhì)條斜井面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車(chē)場(chǎng)簡(jiǎn)單、延通風(fēng)線(xiàn)路長(zhǎng)、阻力大、件簡(jiǎn)單，井筒不伸方便③主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力，管線(xiàn)長(zhǎng)度大③斜井井需要特殊法施工能滿(mǎn)足特大型礦井的提升需要④斜井井筒筒通過(guò)富含水層，流沙的緩斜和傾斜煤可作為安全出口。層施工復(fù)雜。層。①不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地①井筒施工技術(shù)復(fù)雜，對(duì)不利于平硐和質(zhì)等自然條件限制②井筒短，提升速度快，設(shè)備多，要求有較高的斜井的地形地質(zhì)對(duì)輔助提升特別有利③當(dāng)表土層為富含水技術(shù)水平②井筒裝備條件都可考慮立立井層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工④井復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基井。筒通風(fēng)斷面大，能滿(mǎn)足高瓦斯、煤與瓦斯突建投資大。出的礦井需風(fēng)量的要求，風(fēng)阻小，對(duì)深井開(kāi)拓極為有利。礦為深井開(kāi)采，且為煤與瓦斯突出礦井，煤層傾角小，平均3°，為近水平煤層，主采煤層13-1#埋深平均-850m300m立井施工，井筒需采用特殊施工方法——表土段采用凍結(jié)法施工，基巖段采用地面預(yù)注漿施工。井筒數(shù)目的確定本煤層埋藏深，具有地溫高，地壓大，瓦斯大等特點(diǎn)，根據(jù)瓦斯治理工程需求，需在煤層頂（底）板布置巖巷預(yù)抽瓦斯，因而礦井巖巷工程量大，根據(jù)上述特點(diǎn)，對(duì)初期工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒數(shù)目提出了如下方案：工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)布置主井、副井，東西邊界處各布置一個(gè)回風(fēng)井。其中主井井筒主要承擔(dān)礦井煤炭提升及兼進(jìn)部分風(fēng)；副井井筒主要擔(dān)負(fù)矸石、人員、設(shè)備及材料等輔助提升和進(jìn)風(fēng)，井筒內(nèi)裝備梯子間，作為礦井的安全出口，井筒內(nèi)布置有壓風(fēng)管、灑水管、動(dòng)力電纜和通訊電纜。井筒位置的確定本設(shè)計(jì)在選擇井口位置時(shí)主要依據(jù)以下原則：①工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、塊段完整且儲(chǔ)量豐富的塊段，以利于首采盤(pán)區(qū)位置選擇和首采工作面布置，并盡量減少初期工程量，減少投資，縮短建井工期；②工業(yè)場(chǎng)地盡量避開(kāi)村莊、道路、溝渠等；③井筒、井底車(chē)場(chǎng)盡量避開(kāi)斷層、陷落柱等構(gòu)造帶；④井底車(chē)場(chǎng)巷道特別是主要硐室的巖性要好；⑤場(chǎng)地盡量少壓煤，特別是少壓開(kāi)采條件較好的煤；⑥井位的確定兼顧分區(qū)劃分的合理性；⑦工業(yè)場(chǎng)地盡量布置在開(kāi)闊地帶，并盡量靠近已有的公路及鐵路，盡量減少鐵路、公路、供電線(xiàn)路的長(zhǎng)度，以降低工程造價(jià)；⑧兩翼儲(chǔ)量基本平衡基于上述原則，結(jié)合本礦井實(shí)際地質(zhì)資料，本設(shè)計(jì)將主井井口定于14-3#鉆孔東南方向250m處。該處表土層厚度約298m，地面平坦、無(wú)村莊，有溝渠，地面原始標(biāo)高+23.3m。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)如下：①工業(yè)場(chǎng)地位于及儲(chǔ)量中心，便于兩翼均衡開(kāi)采②工業(yè)場(chǎng)地所在地?zé)o村莊，不需拆遷，可降低投資、縮短建井工期③工業(yè)場(chǎng)地距工業(yè)場(chǎng)地僅2.0km，道路進(jìn)線(xiàn)方便④工業(yè)場(chǎng)地兩側(cè)首采塊段勘探程度高，煤層賦存條件較好⑤礦井兩翼邊界均有安全出口，抗災(zāi)能力強(qiáng)⑥礦井后期最長(zhǎng)通風(fēng)線(xiàn)路較短。階段劃分和開(kāi)采水平的確定根據(jù)條件和《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，本可劃分為2個(gè)階段，設(shè)置1個(gè)水平。開(kāi)采水平劃分的依據(jù)：是否有合理的階段斜長(zhǎng)；階段內(nèi)是否有合理的帶區(qū)數(shù)目；要保證開(kāi)采水平有合理的服務(wù)年限和足夠的儲(chǔ)量；要使水平高度在經(jīng)濟(jì)上合理。本煤層埋藏深，近水平，13-1#煤層賦存標(biāo)高在-350m~-960m之間，其中大部分賦存于-830m~-920m之間，階段垂高僅有90m，因此只需布置一個(gè)水平即可。4-1-2階段主要參數(shù)表階段劃分

階段斜長(zhǎng)

水平垂高

水平實(shí)際出

13-1#煤服

數(shù)目數(shù)目煤/務(wù)年限煤量/24

帶區(qū)采出劃分根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造，煤層傾角、煤層層間距、東西翼幾何尺寸等特點(diǎn)，結(jié)合工業(yè)場(chǎng)地煤柱線(xiàn)的位置，將沿劃分為兩個(gè)塊段，工業(yè)場(chǎng)地東側(cè)煤柱線(xiàn)至東邊界劃分劃分為東翼塊段，因受斷層ZF3、ZF4影響，塊斷內(nèi)不宜采用盤(pán)區(qū)開(kāi)采，所以將東翼塊斷內(nèi)分別劃分為四個(gè)帶區(qū)，首采北部東一帶區(qū)13-1#煤；工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)煤柱線(xiàn)至27勘探線(xiàn)劃分為西翼塊段，塊斷內(nèi)采用帶區(qū)開(kāi)采還是采用盤(pán)區(qū)開(kāi)采還需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較得出。主要開(kāi)拓巷道13-1#煤層平均厚度為4.0m，賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，為近水平煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度較大?？紤]到礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，巷道埋深較深，地壓大，為便于巷道后期，故礦井軌道大巷和膠帶機(jī)大巷布置在13-1#煤層底板巖層中，大巷間距30m。由于礦井為煤與瓦斯突出礦井，布置一條軌道大巷，一條膠帶大巷和一條回風(fēng)大巷，共三條，各條大巷位于，沿布置。開(kāi)拓方案比較1）根據(jù)以上分析及礦井的實(shí)際情況，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案，分別如圖4-1-1～圖4-1-4所示。方案一：雙立井開(kāi)拓，工廣布置在的，東、西兩翼采用全帶區(qū)式布置方式，共分為八個(gè)帶區(qū)，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷皆為巖石大巷，布置在13-1#煤層底板巖層中。如圖4-1-1所示；方案二：雙立井開(kāi)拓，工廣布置在的東側(cè)斷層上，東翼采用帶區(qū)式布置方式，共分為四個(gè)帶區(qū)，西翼采用盤(pán)區(qū)式布置，共分兩個(gè)個(gè)盤(pán)區(qū)，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷皆為巖石大巷，布置在13-1#煤層底板巖層中。如圖4-1-2所示；方案三：雙立井開(kāi)拓，井底車(chē)場(chǎng)布置在13-1#煤層底板巖石中，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷皆為巖石大巷，布置在13-1#煤層底板巖層中；通風(fēng)方式采用并列式通風(fēng)即將風(fēng)井布置在的工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)與主副井一起如圖4-1-3所示；方案四：雙立井開(kāi)拓，井底車(chē)場(chǎng)布置在13-1#煤層底板巖石中，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷皆為巖石大巷布置在13-1#煤層底板巖層中；通風(fēng)方式采用混合式通風(fēng)，前期采用并列式通風(fēng)，后期采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，即設(shè)置風(fēng)井于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，以及東、西風(fēng)井于邊界處，如圖4-1-4所示。技術(shù)比較以上所提的四種方案中，方案一、方案二主要區(qū)別在于西翼是采用帶區(qū)式開(kāi)采，還是盤(pán)區(qū)式開(kāi)拓方式。帶區(qū)式開(kāi)采方式適用于煤層傾角小于12°緩斜煤層，尤其是在近水平煤層時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。與盤(pán)區(qū)式開(kāi)采巷道開(kāi)拓布置相比帶區(qū)式布置不需要開(kāi)掘上山大巷掘出后便可以掘斜巷回風(fēng)斜巷開(kāi)切眼和必要的硐室車(chē)場(chǎng)，巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，井巷工程量小，建井工期短，經(jīng)濟(jì)效益高。盤(pán)區(qū)式布置大巷掘進(jìn)工程量較小，可以較早投產(chǎn)。方案三、方案四的主要區(qū)別在于通風(fēng)方式的不同。方案三采用并列式通風(fēng)方式，并列式的優(yōu)點(diǎn)是工業(yè)場(chǎng)地布置集中，管理方便，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱小。缺點(diǎn)是通風(fēng)線(xiàn)路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，井下漏風(fēng)多。方案四采用混合式通風(fēng)，前期并列式通風(fēng)，后期兩翼對(duì)角式通風(fēng)，風(fēng)井，一個(gè)設(shè)立在功業(yè)廣場(chǎng)中，另外兩個(gè)設(shè)立在東西兩翼，此種方式通風(fēng)線(xiàn)路短，前期的通風(fēng)線(xiàn)路短，而且初期工作量少，可以盡早出煤，然而，本礦井是高瓦斯礦井，后期的通風(fēng)線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，所以換位兩翼對(duì)角式通風(fēng)，帶區(qū)通風(fēng)方便，通風(fēng)阻力小，適用于高瓦斯礦井，不僅滿(mǎn)足了前期盡量早出煤，也保證了后期的生產(chǎn)，但投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，東西風(fēng)井還需設(shè)置保護(hù)煤柱?？紤]到本礦井為煤與瓦斯突出礦井，為適應(yīng)通風(fēng)需要，特提出混合式通風(fēng)方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。礦井開(kāi)拓平面西四帶西二帶東一帶東三帶西六帶西八帶東五帶東七帶西二帶礦井開(kāi)拓平面西四帶西二帶東一帶東三帶西六帶西八帶東五帶東七帶西二帶東一帶東五帶西四帶東七帶東三帶圖4-1-2方案二：雙立井開(kāi)拓，西翼采用盤(pán)區(qū)布4-1-34-1-3方案三：雙立井開(kāi)拓并列式通風(fēng)圖4-1-4方案四：雙立井開(kāi)拓混合式通風(fēng)，前期并列式通風(fēng)，后期兩翼對(duì)角式風(fēng)粗略經(jīng)濟(jì)比較四種方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較步驟較多，因此，把相近的方案一和方案二，方案三和方案四先分開(kāi)分別進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，選出經(jīng)濟(jì)上有明顯優(yōu)勢(shì)的方案進(jìn)行下一步的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較。各方案的粗略估算費(fèi)用見(jiàn)表4-1-3～4-1-7生產(chǎn)費(fèi)排巷生產(chǎn)費(fèi)用小合基建費(fèi)用小生產(chǎn)費(fèi)立井提排涌大下生產(chǎn)費(fèi)用小合生產(chǎn)費(fèi)立井排大巷小合期基建軌道膠帶回風(fēng)小生產(chǎn)費(fèi)立井排大巷小合4-1-7四個(gè)方案相互間粗略經(jīng)濟(jì)比較表方通過(guò)粗略經(jīng)濟(jì)比較，可以看出方案一和方案二差別不大，且方案二比方案一的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用小一些，所以選擇方案二，既工廣位于，東翼采用帶區(qū)布置，井采用盤(pán)區(qū)布置。排除了方案一。方案三和方案四通過(guò)方案三和方案四通過(guò)粗略估算可以看出費(fèi)用差別不大，最終開(kāi)拓方案的選擇還要進(jìn)行詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較方案三和方案四的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表4-1-8生產(chǎn)費(fèi)上下大巷通風(fēng)費(fèi)生產(chǎn)費(fèi)用小合大巷通風(fēng)費(fèi)生產(chǎn)費(fèi)用小合兩方案對(duì)比匯總見(jiàn)表4-1-4-1-10方案三、方案四經(jīng)濟(jì)比較表方項(xiàng)費(fèi)用基建費(fèi)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)總費(fèi)由表4-1-10可知，雖然方案三的最終的投資總費(fèi)用要比方案四要低，但是從技術(shù)比較上可以看 并列式通風(fēng)雖 期投入上較少，但很難滿(mǎn)足高瓦斯礦井的風(fēng)需要，后期通風(fēng)線(xiàn)路較長(zhǎng)且較復(fù)雜，相對(duì)而言?xún)梢韺?duì)角式通風(fēng)線(xiàn)路簡(jiǎn)單，適于本礦井的地質(zhì)條件。因此，綜合技術(shù)比較、粗略和詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較所得出的結(jié)論，可確定選擇方案四，即雙立井單水平開(kāi)拓，東、西兩翼采用全帶區(qū)劃分，通風(fēng)方式采用混合式通風(fēng)，前期并列式通風(fēng)，后期兩翼對(duì)角式通風(fēng)，于工業(yè)廣場(chǎng)、東西兩翼各布置一個(gè)風(fēng)井，軌道大巷、膠帶機(jī)大巷和回風(fēng)大巷都布置在13-1#煤層底板巖石中。礦井基本井筒巷道井筒主井井筒直徑為5.0m，933m，凈斷面面積為19.63m2。表土段掘進(jìn)毛斷面積36.32m2，掘進(jìn)深度為20m，支護(hù)的鋼筋混凝土厚900mm；基巖段掘進(jìn)毛斷面積為26.42m2913m，混凝土砌碹厚400mm。井筒斷面布置如圖4-6副井井筒直徑為6.0m，913m，凈斷面面積為28.27m2。表土段掘進(jìn)毛斷面積50.26m220m900mm；基巖段掘進(jìn)毛斷面積為37.39m2，掘進(jìn)深度為913m，混凝土井壁厚400mm。井筒斷面布置如圖4-風(fēng)井在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)主井西50m處打一風(fēng)井，用于礦井前后期的回風(fēng)。井筒凈直徑5.0m，考慮到礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)確保人員的安全撤出，在風(fēng)井井筒內(nèi)安裝了梯字間，同時(shí)作為防火灌漿管路的檢修間；為了控制風(fēng)速采用了封閉式梯字間，見(jiàn)圖4-2-3和表4-2-3。根據(jù)后面通風(fēng)設(shè)計(jì)部分的風(fēng)速驗(yàn)算，各井筒風(fēng)速均符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。井 4-2-1主井井筒斷面布置圖4-2-1立井井筒特征表井型提升容器8t箕斗井筒直徑 凈斷面積井筒支護(hù)混凝土砌碹厚表土鋼筋混凝土厚基巖段毛斷面積表土段毛斷面積井4-2-2副井井筒斷面布置圖4-2-2副井井筒特征表井型提升容器1t礦車(chē)雙層四車(chē)加寬罐籠井筒直徑 凈斷面積井筒支護(hù)混凝土井壁碹厚450mm表土段井壁厚基巖段毛斷面積表土段毛斷面積 井4-2-3風(fēng)井井筒斷面布置圖4-2-3回風(fēng)立井井筒特征表井型0.6M井筒直徑凈斷面基巖段毛段面積表土段毛段面積井底車(chē)場(chǎng)及硐室礦井為立井開(kāi)拓，煤炭由膠帶機(jī)至井底煤倉(cāng)，再由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車(chē)場(chǎng)，在車(chē)場(chǎng)由蓄電池電機(jī)車(chē)牽引至工作面。（1）井底車(chē)場(chǎng)的形式和布置方式井底車(chē)場(chǎng)是連接礦井只要提升井筒和井下主要巷道的一組巷道和硐室的總稱(chēng)。它聯(lián)系著井筒提升和井下兩大生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為提煤、提矸石、下料、通風(fēng)、排水、供電和升降人員等各項(xiàng)工作服務(wù)，是井下的總樞紐。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.1要求井底車(chē)場(chǎng)布置形式應(yīng)根據(jù)大巷方式，通過(guò)車(chē)場(chǎng)的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車(chē)場(chǎng)巷道及主要硐室所處的圍巖條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并符合下列規(guī)定：①大巷采用固定式礦車(chē)時(shí)，宜采用環(huán)形車(chē)場(chǎng)②當(dāng)井底煤炭和輔助分別采用底卸式及固定式礦車(chē)時(shí)，宜采用折返與環(huán)形相結(jié)合形式的車(chē)場(chǎng)，并應(yīng)與采區(qū)裝車(chē)站形式相協(xié)調(diào)。③當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助采用無(wú)軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車(chē)場(chǎng)；若輔助采用有軌系統(tǒng)，則宜采用環(huán)形形式的車(chē)場(chǎng)。④采用綜合開(kāi)拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種方式時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。根據(jù)礦井開(kāi)拓方式，立井和大巷的相對(duì)位置關(guān)系，確定為臥式環(huán)形井底車(chē)場(chǎng)，井下矸石、大巷材料及設(shè)備輔助采用蓄電池電機(jī)車(chē)牽引固定式礦車(chē)，工作面斜巷采用無(wú)極繩絞車(chē)牽引，井底車(chē)場(chǎng)形式和布置方式如圖4-2-4。4-2-4井底車(chē)場(chǎng)主要開(kāi)拓巷道布置一條大巷，一條軌道大巷均布置在煤層底板中，大巷水平間距30m。為便于在巷道交叉時(shí)架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物沿布置，坡度控制在3‰以?xún)?nèi)。、軌道大巷均為錨噴支護(hù)半圓拱斷面，局部錨索組合梁支護(hù)，噴射厚度120mm。大巷掘進(jìn)寬度為4440mm3820mm，設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面14.8m2；軌道大巷掘進(jìn)寬度為4440mm，高為3820mm，設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面14.8m2。主石門(mén)與大巷斷面相同4-2-5輸送機(jī)大巷斷面布置圖 凈Ⅳ4-2-5輸送機(jī)大巷特征表軌道大巷斷面布置1 4-2-6軌道大巷斷 類(lèi)斷 設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺 凈周凈設(shè)寬高形外露長(zhǎng)排間長(zhǎng)直掘Ⅳ樹(shù)三4-2-6軌道大巷特征表 回風(fēng)大巷斷面布置14-2-7回風(fēng)大巷斷面布類(lèi)斷 設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺厚 凈周凈設(shè)寬高形外露長(zhǎng)方排間長(zhǎng)直掘Ⅳ樹(shù)三4-2-7回風(fēng)大巷特征表巷道支護(hù)根據(jù)本礦井的設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)開(kāi)拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機(jī)大巷和輔助大巷都布置在巖層中。膠帶輸送機(jī)大巷采用膠帶輸送機(jī)，輔助采用蓄電池電機(jī)車(chē)牽引1.5噸固定箱式礦車(chē)。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助大巷）均采取錨網(wǎng)噴，并采用壁后及時(shí)注漿技術(shù)提高圍巖整體的穩(wěn)定性。采用錨噴支護(hù)能夠提高巷道圍巖強(qiáng)度，防止圍巖強(qiáng)度，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的整體性，前經(jīng)驗(yàn)表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每米巷道的剛才消耗量降低40~100kg，勞動(dòng)力消耗比拱形支架減少60%面，從而加快巷道掘進(jìn)速度。準(zhǔn)備方式—帶區(qū)巷道布置煤層地質(zhì)特征帶區(qū)位置考慮到縮短建井工期，盡快使礦井投產(chǎn)，本礦井設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（東一帶區(qū)）位于東翼，距離工業(yè)廣場(chǎng)近，大巷掘進(jìn)的同時(shí)就可以同時(shí)進(jìn)行帶區(qū)的巷道布置。帶區(qū)煤層特征帶區(qū)所采煤層為13-1#煤層，其煤層特征：黑色，瀝青光澤，暗煤，粒狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕呈黑褐色，硬度f(wàn)=2.3，內(nèi)生裂隙發(fā)育，多充填黃鐵礦或鈣質(zhì)膜；斷口參差狀、階梯狀，少見(jiàn)貝殼狀。煤厚0.77～6.43m，平均厚4.00m，可采區(qū)一般煤厚3.4～4.5m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角平均為2～5°，煤的容重1.4t/m3。瓦斯含量為0.05～15.21m3/t，平均瓦斯含量為10.34m3/t，首采塊段13-1#煤層瓦斯含量為0.05～13.94m3/t，該帶區(qū)屬于高瓦斯帶區(qū)，具有煤與瓦斯突出性。13-1#煤層屬于有煤塵性煤層，且為容易自燃～自燃煤層。煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況煤層頂、底板以泥巖為主，少數(shù)為砂質(zhì)泥巖、粉、細(xì)砂巖，呈灰白色，致密性脆，中粒結(jié)構(gòu)，石英長(zhǎng)石為主，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，分選良好。煤層頂?shù)装迳皫r兩極厚度2.25～25.75m10.70m。水文地質(zhì)本新生界下部含水層二疊系砂巖裂隙含水層和石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（組）對(duì)井下開(kāi)采影響較大。但因新生界下部含水層(組)與可采煤層露頭接觸很少或不接觸，本區(qū)在留設(shè)防水(砂)煤柱條件下，為間接充水含水層，而3#煤層分布范圍較小，不做開(kāi)采煤層，正常情況下不會(huì)發(fā)生煤層底板突水。礦井的正常涌水量267m3/h，最大涌水量為387m3/h。地質(zhì)構(gòu)造帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層傾角平均3～5°。帶區(qū)中部有兩條大斷層ZF3、ZF4逆斷層，從北到南貫穿整個(gè)，落差在0～10m，傾角為65～70°。地表情況帶區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)地面有少數(shù)的幾個(gè)村莊，村莊都不大，人口、戶(hù)數(shù)少，搬遷費(fèi)用相對(duì)較少，所以采取全部搬遷措施，內(nèi)部無(wú)河流，只在邊界有少數(shù)河流。帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定帶區(qū)準(zhǔn)備方式的優(yōu)點(diǎn)巷道布置系統(tǒng)簡(jiǎn)單巷道掘進(jìn)工程量少系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，費(fèi)用低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備、數(shù)量和輔助人員少；工作面長(zhǎng)度可以保持等長(zhǎng)，對(duì)綜合機(jī)械化非常有利；受斷層影響小；技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果明顯。帶區(qū)巷道布置區(qū)段要素首采帶區(qū)位于東翼大巷的北側(cè)長(zhǎng)度平均1399m傾向長(zhǎng)度平均1295m帶區(qū)劃分為8個(gè)分帶。工作面長(zhǎng)150m10m寬，回采巷道間不留煤柱，每個(gè)分帶寬170m。帶區(qū)瓦斯防治因本礦井所開(kāi)采的13-1#煤層為煤與瓦斯突出煤層，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求需設(shè)置瓦斯抽排巷，本礦井設(shè)計(jì)采用預(yù)掘底板瓦斯抽排巷掩護(hù)分帶斜巷掘進(jìn)的方式，并預(yù)抽采13-1#煤層的瓦斯。帶區(qū)回采巷道布置及通風(fēng)方式為了提高工作面回采率，防止煤層自然發(fā)火回采工作面、軌道斜巷均采用無(wú)煤柱護(hù)巷布置方式。本設(shè)計(jì)13-1#煤層按沿空留巷方式布置斜巷，采取“Y”型通風(fēng)方式，即工作面、軌道分帶斜巷均進(jìn)新鮮可防止工作面上隅角積聚瓦斯及保證足夠的風(fēng)量，污由沿空留下的巷道經(jīng)底板瓦斯抽排巷由回風(fēng)大巷排出。開(kāi)采順序首采帶區(qū)為東一帶區(qū)，然后依次五帶區(qū)、西二盤(pán)帶區(qū)帶區(qū)內(nèi)各分帶的斜巷鋪設(shè)B=1200mm的膠帶輸送機(jī)，煤炭到大巷膠帶機(jī)，輔助采用礦車(chē)，礦車(chē)經(jīng)軌道大巷由蓄電池電機(jī)車(chē)運(yùn)到輔助斜巷，然后由無(wú)極繩絞車(chē)運(yùn)至工作面。帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)煤系統(tǒng)工作面→分帶斜巷→帶區(qū)煤倉(cāng)→膠帶機(jī)大巷→井底煤倉(cāng)→主井→地面運(yùn)煤系統(tǒng)路線(xiàn)圖如圖5-2-1所示。輔助系地面→副井→井底車(chē)場(chǎng)→軌道大巷→帶區(qū)行人運(yùn)料斜巷→帶區(qū)軌道集中平巷→分帶軌道斜巷→工作面。輔助系統(tǒng)路線(xiàn)圖如圖5-2-1所示通風(fēng)系統(tǒng)13101工作面的路線(xiàn)為副井→井底車(chē)場(chǎng)→軌道大巷→帶區(qū)行人運(yùn)料斜巷→帶區(qū)軌道集中平巷→分帶軌道斜巷（分帶斜巷）→工作面→分帶斜巷（采空區(qū)留巷部分）→分帶斜巷底板瓦斯抽排巷→回風(fēng)大巷→風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)路線(xiàn)圖如圖5-2-1所示。排矸系統(tǒng)礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)生的矸石大部分為瓦斯抽排巷掘進(jìn)出矸，矸石由礦車(chē)經(jīng)軌回聯(lián)巷運(yùn)至軌道大巷后，再由電機(jī)車(chē)牽引至井底車(chē)場(chǎng)，并由副井提出地面。工作面供電系統(tǒng)地面變電站→副井→變電所→軌道大巷→分帶斜巷→工作面排水系統(tǒng)工作面→分帶斜巷→軌道大巷→井底水倉(cāng)→副井→地面838 41-軌道大巷2-大巷3-回風(fēng)大巷4-膠軌聯(lián)巷5-膠回聯(lián)巷6-行人運(yùn)料斜7-帶區(qū)軌道集中平巷8-分帶軌道斜巷9-分帶斜巷10、11-瓦斯底抽巷12-帶區(qū)煤倉(cāng)13-掘進(jìn)回風(fēng)聯(lián)巷14-軌回聯(lián)巷·5-2-1帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)圖帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率帶區(qū)生產(chǎn)能力本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.6Mt/a，采用大采高一次采全高工藝，由于大采高產(chǎn)量大，因此，布置一個(gè)采面完全可以滿(mǎn)足礦井的產(chǎn)量。以首采工作面為例計(jì)算：①工作面生產(chǎn)能力計(jì)算工作面長(zhǎng)度50m，煤層厚度4.0m，采煤機(jī)截深0.8m，工作面工作制度采用“三八”工作制，即兩班采煤，一班檢修。雙向割煤，每刀進(jìn)尺0.8m，往返一次割2刀，22個(gè)循環(huán)，每日共進(jìn)行4個(gè)循環(huán)。設(shè)計(jì)割煤高度4.0m，每年生產(chǎn)330天。工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：0式中：0

A330HLanC

（5-A0——工作面采煤機(jī)生產(chǎn)能力，Mt/a；H——采煤機(jī)割煤高度，4.0m；γ——1.4t/m3；L——工作面長(zhǎng)度，120m；a——0.8m；n——工作面晝夜進(jìn)刀次數(shù)，取6次；C——工作面回采率，厚煤層取0.93。把數(shù)據(jù)帶入式5-1得：0A3304.01.41500.840.931060.81Mt0②帶區(qū)生產(chǎn)能力計(jì)算帶區(qū)生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：式中：A——帶區(qū)生產(chǎn)能力，

AK1K2

（5-K1——工作面不均衡系數(shù)，帶區(qū)內(nèi)同采的只有一個(gè)工作面，因此取K2——帶區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.1；A0——工作面日生產(chǎn)能力，0.81Mt/a。把數(shù)據(jù)帶入5-2得：A11.10.810.89Mt礦井設(shè)計(jì)井型為0.6Mt/a，首采帶區(qū)生產(chǎn)能力為0.89Mt/a，完全能夠滿(mǎn)足礦井的產(chǎn)量要求。帶區(qū)采出率帶區(qū)內(nèi)的煤炭損失主要包括初采、末采丟煤，工藝損失，端頭損失，保護(hù)煤柱損失等，因此帶區(qū)內(nèi)實(shí)際采出的煤量低于實(shí)際埋藏量。帶區(qū)實(shí)際采出煤量與帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量的百分比稱(chēng)為帶區(qū)采出率。按下式計(jì)算：帶區(qū)采出率=帶區(qū)實(shí)際采出煤量/帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量×100%東一帶區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為：東一帶區(qū)實(shí)際采出煤量為8.33Mt：則：帶區(qū)采出率=8.33/9.2×100%=90.43%根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：帶區(qū)采出率：厚煤層不低于0.75，中厚煤層不0.8，薄煤層不低于0.85。設(shè)計(jì)首采帶區(qū)采出率為0.90，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。帶區(qū)車(chē)場(chǎng)選型計(jì)算帶區(qū)車(chē)場(chǎng)的形式本設(shè)計(jì)帶區(qū)煤層運(yùn)料平巷通過(guò)帶區(qū)下部車(chē)場(chǎng)與軌道大巷相連接，除了帶區(qū)下部車(chē)場(chǎng)，帶區(qū)內(nèi)沒(méi)有其它車(chē)場(chǎng)。帶區(qū)下部車(chē)場(chǎng)采用順向平車(chē)場(chǎng)，如圖5-3-1所示，通過(guò)提升絞車(chē)提升，絞車(chē)房獨(dú)立通風(fēng)，并設(shè)置風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)量；分帶軌道斜巷內(nèi)采用無(wú)極繩絞車(chē)牽引礦車(chē)進(jìn)行輔助運(yùn)輸。3354121-軌道大巷2-行人運(yùn)料斜巷3-帶區(qū)集中軌道平巷4-絞車(chē)房5-絞車(chē)房回風(fēng)巷圖5-3-1帶區(qū)下部車(chē)場(chǎng)布置圖帶區(qū)車(chē)場(chǎng)的調(diào)車(chē)方式裝滿(mǎn)設(shè)備和材料的礦車(chē)或材料車(chē)由電機(jī)車(chē)牽引從軌道大巷進(jìn)入帶區(qū)車(chē)場(chǎng)。在帶區(qū)車(chē)場(chǎng)下部停車(chē)線(xiàn)上，礦車(chē)與電機(jī)車(chē)脫鉤，礦車(chē)和材料車(chē)通過(guò)提升絞車(chē)提至平車(chē)場(chǎng)的平臺(tái)摘鉤，然后沿著礦車(chē)行進(jìn)方向進(jìn)入帶區(qū)軌道平巷。帶區(qū)主要硐室布置分帶煤倉(cāng)根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》關(guān)于帶區(qū)煤倉(cāng)容量的計(jì)算，煤倉(cāng)容量為輸送機(jī)0.5h的運(yùn)量。本帶區(qū)分帶斜巷和膠帶機(jī)大巷有一定高差，宜采用垂直圓形煤倉(cāng)?；炷疗鲰壑ёo(hù)，壁厚300mm式中：Q——

QQ0LMB

（5-Q0——防空倉(cāng)漏風(fēng)留煤量，取10t；L——割煤機(jī)半小時(shí)運(yùn)行距離，68m；M——4.0m；B——0.8γ——1.4t/m3；C0——工作面的采出率，0.93Q=10+68×4.0×0.8×1.4×0.93=293.31ttQ201.420Q201.420所以帶區(qū)煤倉(cāng)斷面直徑取5m，煤倉(cāng)高度20m293.31.t絞車(chē)房絞車(chē)房布置在巖層中，斷面為半圓拱形，用全混凝土砌碹或混凝土供料石墻砌筑。設(shè)兩個(gè)安全出口，一是鋼絲繩通道，根據(jù)絞車(chē)最大件的要求，寬度一般為2.0~2.5m，本礦取2.5m；二是通風(fēng)巷道，寬度一般為1.2~2.5m，本礦取2.0m。硐室高度應(yīng)根據(jù)安裝和檢修起吊設(shè)備高度的要求確定，寬度一般為3~4.5m4m。帶區(qū)變電所井底變電所至首采帶區(qū)的供電系統(tǒng)電路壓降不大，故首采帶區(qū)不布置帶區(qū)變電所。采煤方法采煤工藝方式帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件帶區(qū)所采煤層為13-1#煤層，其煤層特征：黑色，瀝青光澤，暗煤。粒狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕呈黑褐色，硬度f(wàn)=2.3，內(nèi)生裂隙發(fā)育，多充填黃鐵礦或鈣質(zhì)膜；斷口參差狀、階梯狀，少見(jiàn)貝殼狀。煤厚0.77～6.43m，平均厚4.00m，可采區(qū)一般煤厚3.4～5.0m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角平均為3～5°，煤的容重1.4t/m3。瓦斯含量為0.05～15.21m3/t，平均瓦斯含量為10.34m3/t，首采塊段13-1#煤層瓦斯含量為0.05～13.94m3/t，該帶區(qū)屬于高瓦斯帶區(qū)，具有煤與瓦斯突出性。13-1#煤層屬于有煤塵性煤層，且為容易自然～自燃煤層。礦井的正常涌水量為267m3/h，最大涌水量為387m3/h帶區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層傾角平均2～5°。帶區(qū)中部有兩條大斷層ZF3、ZF4逆斷層，從北到南貫穿整個(gè)，落差在0～10m，傾角為65～70°。確定采煤工藝方式根據(jù)帶區(qū)地質(zhì)條件及煤層特征，可選擇分層綜采工藝、放頂煤工藝和一次采全高回采工藝，各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面進(jìn)行比較：分層綜采工藝優(yōu)點(diǎn)：分層綜采工藝技術(shù)成熟，設(shè)備類(lèi)型齊全性能完好，操作方便，管理簡(jiǎn)單，可選出適應(yīng)各種條件的采煤設(shè)備；支架及配套的采煤機(jī)設(shè)備小、輕便，回采工作面搬家方便。采高一般為2.0~3.5m，回采工作面煤壁增壓小，煤壁穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)節(jié)良93~97%以上。缺點(diǎn)：巷道掘進(jìn)較多，萬(wàn)噸掘進(jìn)率低；工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高；開(kāi)采投入高，分層開(kāi)采人工鋪網(wǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)用大；加劇緊張的，需要等到再生頂板穩(wěn)定后才可采下分層。放頂煤工藝優(yōu)點(diǎn)：有利于合理集中生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對(duì)集中；工作面搬家次數(shù)少；對(duì)地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應(yīng)性；缺點(diǎn)：煤損多，工作面回收率低；煤塵大，放煤時(shí)煤和矸石界線(xiàn)難以區(qū)別，使得煤炭含矸率提高，影響煤質(zhì)；自然發(fā)火、瓦斯積聚隱患較大，“一通三防”難度大。一次采全高工藝優(yōu)點(diǎn)：工作面產(chǎn)量和效率高；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對(duì)集中；萬(wàn)噸掘進(jìn)率高；工作面搬家次數(shù)少，節(jié)省搬遷費(fèi)用，增加了生產(chǎn)時(shí)間；材料消耗少。缺點(diǎn)：煤炭損失大，對(duì)于煤厚比采高大的煤層，一次不能采完；控頂較，煤壁容易偏幫，支架易傾斜、滑倒；采高固定，適應(yīng)條件單一。比較上述3種回采工藝的特點(diǎn)，分層開(kāi)采綜合經(jīng)濟(jì)效益差，不利于礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，初步選擇放頂煤開(kāi)采工藝或一次采全高工藝，又因?yàn)楸镜V井煤質(zhì)較硬，瓦斯較大，放煤比較，且放頂煤工藝回采率低，再加上礦井平均煤厚為4.0m，賦存穩(wěn)定，因此選擇一次采全合理?；夭晒ぷ髅鎱?shù)影響工作面長(zhǎng)度的因素有設(shè)備、煤層地質(zhì)條件、瓦斯涌出量及生產(chǎn)技術(shù)管理的難度等。設(shè)備是影響工作面長(zhǎng)度的主要因一。我國(guó)生產(chǎn)的工作面刮板輸送機(jī)大都按120～220m的鋪設(shè)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的。另外，煤層地質(zhì)條件是影響工作面長(zhǎng)度的又一重要因素，地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、傾角、頂板條件都會(huì)影響工作面長(zhǎng)度的選擇。從高產(chǎn)高效、一井一面、集中生產(chǎn)的綜采發(fā)展趨勢(shì)要求出發(fā)，增大工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，加大截深，選用能切割硬煤的大功率采煤機(jī)組，提高割煤速度，相應(yīng)地提高支架的移架速度，與大運(yùn)量、高強(qiáng)度的工作面輸送機(jī)的相匹配，巷道也必須采用長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)。從設(shè)備技術(shù)性能要求出發(fā)，所選綜采機(jī)械設(shè)備必須是技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、可靠性高，同時(shí)各設(shè)備間要相互配套性好，保持采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢(shì)。根據(jù)前面開(kāi)拓、準(zhǔn)備的巷道布置，采用帶區(qū)式布置工作面，回采工作面沿布置，沿傾斜推進(jìn)；工作面長(zhǎng)度平均為120m，分帶長(zhǎng)平均為1500m4.0m。分帶斜巷尺寸（寬×高）為5000mm×3000mm，分帶斜巷尺寸（寬×高）為5000mm×3000mm。工作面配套設(shè)備見(jiàn)表6-1-6-1-1工作面配套設(shè)備序 項(xiàng) 設(shè)備型 備注 采煤 MXA- 選用一次采 支 刮板輸送 SGZ-回采工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)選型

高成套設(shè)備按照厚煤層0.6Mt產(chǎn)量的要求，工作制度為330d/a，按每天兩班生產(chǎn)一班檢修計(jì)算，則采煤工作面生產(chǎn)能力約為2688t/d，工作面采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率按50%，采煤機(jī)功率按開(kāi)機(jī)硬煤估算功率經(jīng)驗(yàn)值0.8kW·h/t，則：工作面小時(shí)生產(chǎn)能力為：采煤機(jī)功率為：

Q=2688/(16×50%)=336t/h （6-N=336×0.8=268.8kW （6-工作面采煤機(jī)螺旋滾筒完成破煤、裝煤過(guò)程，部分遺留碎煤由輸送機(jī)上的鏟煤板來(lái)裝入刮板輸送機(jī)。結(jié)合礦上實(shí)際使用情況面選用西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的MXA-300/4.5W無(wú)鏈雙牽引采煤機(jī)，詳細(xì)技術(shù)特征見(jiàn)表6-1-2：6-1-2采煤機(jī)技術(shù)特征 型號(hào) MXA-300/4.5W制造廠 西安煤礦機(jī)械采 2.2～截 滾筒直徑m滾筒中心距m截割功率牽引方式電牽引牽引速度0～牽引功率機(jī)面高度m量m控頂距m工作面刮板輸送機(jī)選型需滿(mǎn)足三個(gè)方面的要求，即能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)；外形尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配；機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。采煤機(jī)生產(chǎn)能力為:Q=60vMBγη （6-式中：Q——采煤機(jī)小時(shí)割煤量，v——采煤機(jī)牽引速度，取4m/minM——煤層厚度，取4mB——γ——煤的體積質(zhì)量，1.4t/m3η——有效截割系數(shù)，取0.9Q=60×4×4×0.8×1.4×0.9=967.68t/h根據(jù)環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力配套并考慮一定的富裕系數(shù)，工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的額定運(yùn)量應(yīng)達(dá)到1000t/h。采用張家口煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的SGZ-830/500型刮板輸送機(jī)。采向割煤工藝方式，即采煤機(jī)往返一次為兩個(gè)循環(huán)。刮板輸送機(jī)參數(shù)見(jiàn)表6-1-3:6-1-3刮板輸送機(jī)技術(shù)特征 型 SGZ-83