XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)通風(fēng)與安全

XX理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：XXX有限公司120萬(wàn)噸/年礦井設(shè)計(jì)姓名：XXX班級(jí)：指導(dǎo)老師：二○一X年X月目錄前言………………1第一章井田地理概況與地質(zhì)特征…………………6第一節(jié)井田地理概況……………6第二節(jié)井田地質(zhì)特征……………9第二章礦井儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限……………21第一節(jié)礦井儲(chǔ)量…………………21第二節(jié)礦井設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限………………27第三章井田開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和采煤方法……………28第一節(jié)井田開拓…………………28第二節(jié)采區(qū)準(zhǔn)備…………………34第三節(jié)采煤方法…………………38第四章礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)………………40第一節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定……40第二節(jié)礦井風(fēng)量計(jì)算與分配……42礦井通風(fēng)阻力計(jì)算………47第四節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇……54第五節(jié)礦井通風(fēng)費(fèi)用概算………55第五章礦井安全工程專題設(shè)計(jì)……56第一節(jié)礦井瓦斯地質(zhì)………………56礦井瓦斯治理……………57參考文獻(xiàn)………………60致謝………………61前言一、項(xiàng)目名稱、隸屬關(guān)系及所在位置根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)[XX]XX號(hào)《關(guān)于XX煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)》文件，山西XX有限公司、山西XX煤業(yè)有限公司、山西XX煤業(yè)有限公司、山西XX煤業(yè)有限公司和山西XX煤業(yè)有限公司（十關(guān)閉）X礦進(jìn)行兼并重組，重組主體企業(yè)為山西XX（集團(tuán)）有限公司，兼并重組整合后的煤礦企業(yè)名稱為山西XX有限公司，核準(zhǔn)礦井生產(chǎn)規(guī)模1.2Mt/a。山西省國(guó)土資源廳于XX年12月4日下發(fā)采礦許可證，批準(zhǔn)開采3號(hào)～15號(hào)煤層，面積為XXkm2，開采深度由969.97m～699.97m標(biāo)高。二、設(shè)計(jì)依據(jù)（一）山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)[XX]XX號(hào)《關(guān)于XX煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)》文件；（二）XX市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)于2010年9月編制的《山西XX煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》；（三）晉煤規(guī)發(fā)【XX】XX號(hào)文件關(guān)于山西XX煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告的批復(fù)；（四）XX年X月X日，山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)C14000XXX號(hào)采礦許可證；（五）山西XX煤業(yè)有限公司礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告；（六）礦方提供的有關(guān)井上下生產(chǎn)現(xiàn)狀的圖紙、設(shè)備、說(shuō)明等資料；（七）煤層特征鑒定資料；三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，加大礦井設(shè)計(jì)改革的力度，在保證礦井設(shè)計(jì)規(guī)模和安全生產(chǎn)的前提下，盡量簡(jiǎn)化環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)方案充分體現(xiàn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，因地制宜選擇生產(chǎn)工藝，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)備選型先進(jìn)合理。力爭(zhēng)通過(guò)精心設(shè)計(jì)和科學(xué)管理，將該礦井建設(shè)成規(guī)模合理、安全條件好、機(jī)械化裝備水平高，見效快、效益好、符合煤礦發(fā)展趨勢(shì)的新型高效礦井。四、設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)（一）井田境界及可采儲(chǔ)量井田呈不規(guī)則多邊形，東西最寬約XXkm，南北最長(zhǎng)約XXkm，井田面積XXkm2。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，截止XX年XX月底，井田內(nèi)3、9、15號(hào)煤層111b+122b+333保有資源/儲(chǔ)量231.35Mt。111b資源/儲(chǔ)量占總保有資源/儲(chǔ)量的62.7%，111b+122b資源/儲(chǔ)量占總保有資源/儲(chǔ)量的82.8%。其中求得3號(hào)煤層111b+333保有資源/儲(chǔ)量21.35Mt；9號(hào)煤層111b+122b+333保有資源/儲(chǔ)量54.05Mt；15號(hào)煤層111b+122b+333保有資源/儲(chǔ)量155.95Mt。經(jīng)計(jì)算，全礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為223.406Mt，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為=SUM(ABOVE)162.854Mt，礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為117.1355Mt。（二）設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、服務(wù)年限礦井建設(shè)規(guī)模為1.20Mt/a，服務(wù)年限XXa。（三）井田開拓礦井采用斜井-平硐開拓方式。礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田中部偏西，工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)新建主斜井、副平硐，刷大改造場(chǎng)地以南原XX山回風(fēng)立井作為前期回風(fēng)立井。礦井由一個(gè)主水平和一個(gè)輔助水平開拓全井田，主水平標(biāo)高+815m，輔助水平標(biāo)高+875m。井下布置一組南北向的大巷開拓全井田，主要大巷共為三條（1主運(yùn)、1輔運(yùn)、1回風(fēng)），全井田劃分八個(gè)采區(qū)，工作面順槽直接與大巷垂直搭接布置。（四）井筒數(shù)目及用途本礦井的主斜井、副平硐集中布置于礦井工業(yè)場(chǎng)地，分采區(qū)布置風(fēng)井，全礦井投產(chǎn)時(shí)共布置三個(gè)井筒，即主斜井、副平硐和XX山回風(fēng)立井，礦井后期在井田南、北規(guī)劃兩個(gè)后期風(fēng)井，均為利用原有井筒改造，分別為北部的原XX山回風(fēng)立井、南部的原XX回風(fēng)立井。主斜井用于煤炭提升兼進(jìn)風(fēng)。井筒中裝備帶寬1.0m膠帶輸送機(jī)擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升；裝備檢修軌；敷設(shè)消防灑水管路、壓風(fēng)管路以及下井電纜，兩趟排水管路，設(shè)置臺(tái)階和扶手。副平硐用于礦井的材料和設(shè)備的提升兼進(jìn)風(fēng)。井筒中敷設(shè)30kg/m、600mm軌距的軌道；運(yùn)行普軌卡軌車?；仫L(fēng)立井裝備梯子間，擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)兼作安全出口，敷設(shè)黃泥灌漿管路。（五）采區(qū)布置及裝備根據(jù)礦井開拓布置及采區(qū)煤層賦存條件，本著多做煤巷、少做巖巷的原則，工作面順槽直接與大巷垂直搭接布置。礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)布置2個(gè)采區(qū)2個(gè)綜采工作面，工作面長(zhǎng)度150m。布置2個(gè)綜掘工作面、2個(gè)普掘工作面保證回采工作面接替以及開拓接替。（六）礦井通風(fēng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，確定礦井總風(fēng)量取110m3/s，通風(fēng)容易時(shí)期其容易時(shí)期負(fù)壓為1017.35Pa（103.81mmH2O），困難時(shí)期的負(fù)壓為1436.93Pa（146.63mmH2O）。容易時(shí)期等積孔為4.10m2，困難時(shí)期等積孔為3.45m2，通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期均屬通風(fēng)小阻力礦井。五、礦井主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、井田尺寸：井田南北長(zhǎng)約XXkm，東西寬約XXkm，井田面積XXkm2，該礦核準(zhǔn)開采3、9、15號(hào)煤。2、儲(chǔ)量：井田內(nèi)3、9、15號(hào)煤層111b+122b+333保有資源/儲(chǔ)量231.35Mt，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為223.406Mt，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為=SUM(ABOVE)162.854Mt，礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量為117.1355Mt。3、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：1.2Mt/a；凈增能力0.6Mt/a，服務(wù)年限XXa。4、井田開拓方式：平硐斜井開拓。5、水平劃分及水平標(biāo)高：全井田共分一個(gè)水平，即+815m主要水平，開采15號(hào)煤，另布置一個(gè)+875m輔助水平，開采9號(hào)煤層。6、礦井以兩個(gè)生產(chǎn)采區(qū)、兩個(gè)輔助水平薄煤層綜采一次采全高工作面、兩個(gè)順槽綜掘、兩個(gè)大巷普掘工作面來(lái)保證設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和正常生產(chǎn)接替。7、礦井移交生產(chǎn)時(shí)，井巷工程量12527.0m，萬(wàn)噸掘進(jìn)率104.4m。新增掘進(jìn)體積161190.3m3，萬(wàn)噸掘進(jìn)體積為1343.3m8、礦井各場(chǎng)地總占地面積為22.73hm2，其中：礦井工業(yè)場(chǎng)地占地15.5hm2，地面爆炸材料庫(kù)場(chǎng)地占地0.86hm2，風(fēng)井場(chǎng)地占地0.99hm2。9、礦井原煤全員效率為7t/工，在籍職工總?cè)藬?shù)為780人。10、礦井建設(shè)總投資38741.23萬(wàn)元，噸煤投資322.84元。11、礦井建設(shè)總工期17.0個(gè)月。六、存在的主要問題與建議山西XX煤業(yè)有限公司井田先后進(jìn)行過(guò)正式的礦井生產(chǎn)補(bǔ)充地質(zhì)勘探工作，基本查明井田煤層賦存特征、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、煤層瓦斯、煤塵爆炸性等開采技術(shù)條件，根據(jù)建設(shè)單位已換領(lǐng)的采礦許可證批準(zhǔn)的礦井建設(shè)規(guī)模和設(shè)計(jì)委托要求，尚存在下列問題與建議。（1）本礦為瓦斯礦井，必須加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)，采取有力措施，杜絕瓦斯事故的發(fā)生。（2）3號(hào)煤已形成大片采空區(qū)，采空區(qū)存在積水積氣現(xiàn)象，回采下組煤時(shí)，要堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原則，留足防水煤柱，對(duì)水患引起足夠重視，制定科學(xué)措施確保安全生產(chǎn)。（3）井田9號(hào)煤層屬自燃煤層，煤塵無(wú)爆炸性，生產(chǎn)中仍應(yīng)有防塵、降塵措施，防治煤塵事故的發(fā)生。（4）井下巷道、地面建筑物、公路、村莊等保安煤柱的留設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按煤礦保安規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。（5）生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行有效的物探工作，特別是對(duì)采空區(qū)范圍的控制和隱伏構(gòu)造的探測(cè)，以防水害、突氣現(xiàn)象發(fā)生。鑒于上述問題，建議對(duì)井田應(yīng)進(jìn)一步補(bǔ)充勘探，經(jīng)過(guò)審批為礦井提供比較詳實(shí)可靠的開發(fā)建設(shè)資料，合理規(guī)劃建設(shè)井型，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井。第一章井田地理概況及地質(zhì)特征第一節(jié)井田地理概況一、交通位置該井田位于XX市城區(qū)北約10km處，含XX、XX，XX、XX，XX、等自然村。地理坐標(biāo)為北緯35°49′37″～35°54′57″，東經(jīng)112°53′36″～112°56′19″。井田東距XX高速公路和207國(guó)道XX段2.5km，太焦鐵路由井田西側(cè)3km處通過(guò)，本礦的鐵路專用線長(zhǎng)約6.4km，在西陽(yáng)村站與太焦線接軌，交通十分便利。交通位置詳見圖1-1-1。(略)二、地形地勢(shì)該井田屬XX煤田XX礦區(qū)北部，地處XX山西南邊緣的XX盆地北部，為侵蝕的中低山丘陵地貌。總觀井田，以中部南北向蜿蜒山梁為分水嶺，大小溝谷向東西兩側(cè)呈樹枝狀展布，井田內(nèi)溝谷縱橫，梁嶺綿延，地形復(fù)雜，總的地勢(shì)為北高南低。地形最高點(diǎn)為北部邊界山梁，標(biāo)高1215.9m，地形最低點(diǎn)為井田西南邊界處，標(biāo)高854.3m，最大相對(duì)高差361.6m。三、河流分布井田屬黃河流域丹河水系，井田附近較大河流為XX河支流XX河和XX河，其中XX河緊鄰井田西部邊界，由北向南徑流，流域面積30.40km2，坡降10.78‰，干流長(zhǎng)度11.85m，清水流量0.007m3/s，年徑流量42～54.2萬(wàn)m3。井田內(nèi)各溝谷平時(shí)干枯無(wú)水，雨季洪水沿溝排泄，分別向井田東、西兩側(cè)流入XX河和XX河，然后向南匯入XX河。井田南部的XX、XX、XX一帶有兩個(gè)小型水庫(kù)，平時(shí)無(wú)水，水源主要依靠雨季積水，兩水庫(kù)庫(kù)容分別為5123m3和9877m3。三、氣候條件本區(qū)屬東亞暖溫帶大陸性氣候，一年內(nèi)四季分明。據(jù)XX市氣象部門最近40年的統(tǒng)計(jì)資料：無(wú)霜期210天左右，氣候干燥，多年平均降水量574mm，最大年降水量為884.4mm(2005年)，最小年降水量為265.7mm(1996年)，最大日降水量為121mm(1995年5月05日)，最大時(shí)降雨量為72mm。雨季多集中于七、八月，多年平均蒸發(fā)量1827.8mm，超過(guò)降水量的三倍；旱季為12月到次年2月，多年平均氣溫11.5℃，6～8月氣溫最高，極端最高溫度可達(dá)38.6℃(1969年6月4日)，12月至次年2月氣溫最低，極端最低溫度為﹣22.8℃(1956年1月21日)；每年11月至次年3月為冰凍期，最大凍土深度為46cm，結(jié)凍期與降雪從11月至次年3月；冬季多為西北風(fēng)，夏季多為東南風(fēng)，最大風(fēng)力為7～9級(jí)，一般為3～4級(jí),最大風(fēng)速17m/s。五、電源和水源 （一）電源條件礦井兼并重組后生產(chǎn)規(guī)模1.2Mt/a，根據(jù)XX電網(wǎng)規(guī)劃（2010~2015），XX煤礦35kV變電所一回35kV電源引自XX110kV站35kV母線段，架空導(dǎo)線LGJ-95（現(xiàn)有線路），線路長(zhǎng)度6.4km，電壓損失1.64%；一回35kV電源引自XX110kV站35kV母線段，架空導(dǎo)線LGJ-120（新建線路），線路長(zhǎng)度7.3km，電壓損失1.66%。礦井地理位置接線見圖11.1-1。(略)（二）水源條件根據(jù)取水協(xié)議，本礦目前生活用水取自XX水源井，每年供應(yīng)生產(chǎn)、生活用水量為400000m3/a?？梢詽M足礦井正常的生產(chǎn)、生活需要。供水協(xié)議詳見附錄。礦井建成后，井下正常涌水量為150m3/h，最大涌水量為187.5m3/h，經(jīng)凈化處理后優(yōu)先回用于井下消防灑水、黃泥灌漿用水、選煤廠用水及地面防塵灑水用水。六、井田開發(fā)簡(jiǎn)史(略)第二節(jié)井田地質(zhì)特征一、井田范圍根據(jù)山西省國(guó)土資源廳XX年XX月XX日頒發(fā)的C140000XXX采礦許可證，重組后山西XX煤業(yè)有限公司的井田境界由以下座標(biāo)點(diǎn)連線圈定：表3-1-1井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表拐點(diǎn)號(hào)北京54坐標(biāo)系（6°帶）西安80坐標(biāo)系（6°帶）XYXYXX號(hào)煤層178008.00672882.0077959.22672813.82277000.00673324.0076951.20673255.38377000.00673800.0076951.20673731.38476500.00673800.0076451.19673731.38576167.00673690.0076118.19673621.38673400.00674900.0073351.15674831.41768650.00675000.0068601.08674931.42868650.00673400.0068601.08673331.40968090.00673400.0068041.07673331.401068090.00671896.0068041.06671827.371168650.00671896.0068601.07671827.371268650.00671100.0068601.07671031.361378008.00671249.0077959.21671181.07井田呈不規(guī)則多邊形，東西最寬約XXkm，南北最長(zhǎng)約XXkm，井田面積XXkm2，該礦核準(zhǔn)開采XX號(hào)煤，生產(chǎn)能力1.2Mt/a。井田西鄰山西XX股份有限公司XX煤礦，東鄰XX煤業(yè)有限公司，北鄰XX煤業(yè)有限公司。據(jù)地質(zhì)報(bào)告調(diào)查和礦方介紹，相鄰礦井目前未有貫通、越層越界開采行為插圖：井田四鄰關(guān)系示意圖3-1-1。（略）二、煤系地層井田位于XX煤田東南部，井田二疊上統(tǒng)上石盒子組、下統(tǒng)下石盒子組、山西組地層，兩側(cè)局部出露石炭系上統(tǒng)太原組地層，其余下面將本區(qū)地層由老至新簡(jiǎn)述如下：1.奧陶系中統(tǒng)峰峰組（02為含煤地層之基底，ZK2-2水文地質(zhì)孔揭露厚度102.49m，厚度一般大于100m。由厚層狀灰色致密石灰?guī)r組成，質(zhì)純、性脆、夾泥質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，多為方解石充填。2.石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）與下覆地層呈平行不整合接觸。主要巖性為褐黃、黃綠色、灰色粘土巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖，下部賦存黃鐵礦及山西式鐵礦。本組泥質(zhì)巖中含大量植物化石，局部含少量砂質(zhì)。該組地層厚度變化大，局部缺失。厚度一般為0～21.00m，平均5.90m。3.石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）零星出露于井田東、南部，主要為一套海陸交互相沉積。巖性由灰黑色泥巖、砂巖及11層煤組成，其中9號(hào)、15號(hào)煤層穩(wěn)定可采，夾有5層石灰?guī)r(K2、K3、K4、K5、K6)，以K2灰?guī)r最厚。底部以K1砂巖與本溪組分界或直接覆蓋在峰峰組之上，為假整合接觸。富含紡綞蜒、海百合莖等化石。本組厚40.11～106.04m，平均厚度為87.98m。根據(jù)沉積旋回及其巖性組合分三段敘述：一段(C3t1)K1粉砂巖底至K2灰?guī)r底，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及煤層組成。底部為薄層K1粉砂巖，有時(shí)相變成細(xì)砂巖；上部為薄層泥巖及15號(hào)煤層，15號(hào)煤層位于該段頂部，平均厚3.96m，穩(wěn)定可采。頂部有時(shí)發(fā)育0～0.96m，平均0.22m泥巖偽頂。該段平均厚9.88m。二段(C3t2)K2灰?guī)r底至K4灰?guī)r頂，巖性由石灰?guī)r、泥巖、粉砂巖和3層薄煤線組成，以色深、粒細(xì)、灰?guī)r比例大為特征。一般厚33.19m。①K2灰?guī)r：平均厚7.55m，厚層狀黑灰色灰?guī)r，性脆質(zhì)硬，裂隙發(fā)育，充填方解石脈。②深灰色砂巖、泥巖：平均厚11.60m，頂部為較穩(wěn)定的13號(hào)煤層，不可采。③K3灰?guī)r：平均厚2.84m，黑灰色，性脆質(zhì)硬，裂隙發(fā)育，充填方解石脈。④砂巖、細(xì)砂巖：平均9.81m，頂部為11號(hào)煤層（線），中部夾12號(hào)煤，均較穩(wěn)定不可采。⑤K4灰?guī)r：平均1.39m，灰—深灰色，較穩(wěn)定。三段(C3t3)：K4灰?guī)r頂至K7砂巖底。由砂巖、粉砂巖、泥巖、煤及灰?guī)r組成。全段厚44.91m。泥巖和砂巖：平均厚25.38m，本層砂巖發(fā)育，煤層較多，中上部夾6、7、8-1、8-2號(hào)煤，下部為9、10號(hào)煤，其中9號(hào)煤層穩(wěn)定，全區(qū)可采，平均厚度1.30m，其余均不穩(wěn)定不可采。K5灰?guī)r：厚3.87m，灰黑色灰?guī)r。泥巖：平均厚11.17m，頂部5號(hào)煤層不可采。④K6灰?guī)r：平均厚0.21m，深灰色燧石灰?guī)r。⑤粉砂巖、泥巖：平均厚4.28m，灰黑色，含大量云母片。4.二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）主要出露在井田東西部，為陸相沉積。底部以K7砂巖與太原組分界。本組巖性主要為灰黑色泥巖、灰色砂巖和煤層組成。3號(hào)煤全區(qū)穩(wěn)定可采，為3.85～5.29m，平均厚度4.74m。其余1-1、2-1號(hào)煤層不穩(wěn)定零星可采，1-1、2-2號(hào)煤層不穩(wěn)定不可采。本組含三角織羊齒及輪葉化石。一般厚度為21.79～77.53m，平均厚度55.23m。5.二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）主要出露在井田的東西部。底部以K8砂巖與山西組分界，頂部以桃花泥巖與上石盒子組分界。主要為一套海陸相沉積的灰、灰白色薄層砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，結(jié)構(gòu)松散，易風(fēng)化。一般厚度為41.40～99.45m，平均67.60m。本組含三角織羊齒等化石。6.二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）井田賦存不全，鉆孔僅揭露其下部地層。其巖性主要為灰黃、紫紅等雜色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，偶夾1～3層透鏡體錳鐵礦。砂巖局部含直徑0.2～1.7cm礫石。含粟葉單網(wǎng)羊齒化石。井田內(nèi)最大殘留厚度161.00m左右。7.第四系（Q2+3）主要巖性為中更新統(tǒng)（Q2）洪積相的紅色粘土，富含鈣質(zhì)結(jié)核和上更新統(tǒng)（Q3）淺黃色粘土或砂質(zhì)泥土，沖積、坡積、洪積層，多分布在丘陵及邊山坡之上。第四系厚度一般0～25m，平均厚度7.50m。三、地質(zhì)構(gòu)造(一)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)況1、區(qū)域地層區(qū)域地層總體走向北北東，傾向北西西，由老至新依次出露有奧陶系、石炭系、二疊系等，第四系松散沉積物廣泛覆蓋于各時(shí)代地層之上。2、區(qū)域構(gòu)造區(qū)域構(gòu)造位于沁水塊坳（Ⅲ級(jí)），沽尚——武鄉(xiāng)——陽(yáng)城北北東向褶帶（Ⅳ級(jí)）東南緣，晉獲褶斷帶西側(cè)。主要由一系列不同級(jí)別的平緩褶皺組成，其中以北北東走向的背、向斜為特征，并伴隨斷層的出現(xiàn)。（二）礦井地質(zhì)構(gòu)造井田位于太行山復(fù)背斜西翼，沁水煤盆地南端東部，區(qū)內(nèi)構(gòu)造屬燕山期形成的不同性質(zhì)、序次的構(gòu)造形跡。井田內(nèi)構(gòu)造以褶曲為主，斷裂次之，分述如下：（一）褶曲1.S1背斜：位于井田北中部，軸部呈NS向弧型延展，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度5000m，兩翼基本對(duì)稱，地層傾角4～12°左右，于北部穿出井田。2.S2向斜：位于井田北部XX連線以西，軸部呈NE～SW向弧型延展，向斜兩翼基本對(duì)稱，地層傾角4～7°左右，軸向延伸長(zhǎng)度2000m。3.S3向斜：位于S2背斜南側(cè)，軸向與S2向斜近似垂直，向斜西翼較陡，東翼寬緩，地層傾角2～3°，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約2500m。4.S4向斜：位于井田中部，軸部沿XX—XX線延展，延伸長(zhǎng)度2500m以上。北翼傾角8～10°,南翼較陡，傾角10～14°左右。5.S5背斜：位于井田南部XX—XX以北，軸部呈近東西向延展，北翼傾角6～10°，南翼傾角4～10°。6.S6向斜：位于井田南部XX—XX一線，軸部沿N60°W方向延展，延伸長(zhǎng)度1500m以上。向斜北翼較陡，地層傾角8～10°左右，南翼平緩，地層傾角5～7°左右。除上述較大褶曲處，井田內(nèi)還發(fā)育一些起伏不大延伸不長(zhǎng)的短軸向背斜，不再一一敘述。（二）斷層井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)落差5m以上斷層5條，分述如下：1.F1正斷層（XX斷層）：位于井田北部，走向近東西向，傾向北，傾角76°，斷距約7m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約495m。2.F2正斷層（XX斷層）：位于井田北部，走向近東西向，傾向北，傾角80°，斷距約5m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約200m。3.F3正斷層：位于井田北部，走向近東西向，傾向北，傾角77°，斷距約11m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約480m。4.F4正斷層：位于井田東部邊界，走向近南北向，傾向西，傾角70°，斷距約8m，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約1160m。5.F5正斷層：位于井田西南角，走向北西，傾向北東，傾角35°，斷距約90m，可見長(zhǎng)度1440m。（三）陷落柱從北到南現(xiàn)已查明大小不等14個(gè)陷落柱，都呈近圓形或橢圓狀，最大長(zhǎng)軸為200m，最小25m，一般為50～120m，井田內(nèi)南部陷落柱較發(fā)育。綜上所述，井田內(nèi)褶曲和陷落柱比較發(fā)育，根據(jù)DZ/TO215－2003煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范，本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類型。井田內(nèi)外無(wú)巖漿巖侵入，對(duì)本區(qū)地層、煤層無(wú)影響。(一)煤層井田內(nèi)可采煤層為3、9、15號(hào)煤層，各煤層特征如下：1.3號(hào)煤層位于山西組底部，厚度3.85～5.29m，平均4.74m。該煤層全區(qū)穩(wěn)定可采。下距9號(hào)煤頂50.53m，井田東西側(cè)及南部均有煤層露頭。該煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般含0～1層泥巖夾矸。頂板以泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖為主，局部發(fā)育薄層泥巖偽頂。底板巖性多為灰黑色泥巖。該礦目前開采3號(hào)煤層。2.9號(hào)煤層位于太原組中部，厚度一般為0.98～1.87m，平均1.30m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般無(wú)夾矸，局部含1層夾矸，全區(qū)可采，穩(wěn)定。井田西側(cè)及南部均有煤層露頭，下距15號(hào)煤層35.83m。頂板以灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，僅北中部一帶頂板為石灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬致密。底板為灰黑色塊狀砂巖、泥巖。9號(hào)煤層僅南部升鑫煤業(yè)小面積開采。3.15號(hào)煤層位于太原組底部，厚度2.74～5.99m，平均3.96m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—較簡(jiǎn)單，含0～2層夾矸，夾矸厚度0.19～0.67m。全區(qū)穩(wěn)定可采。直接頂板為黑灰色厚層狀堅(jiān)硬石灰?guī)r，裂隙發(fā)育，厚7.55m左右；底板為深灰色塊狀粘土巖、泥巖。15號(hào)煤層尚未開采。可采煤層特征見表2-含煤地層煤層編號(hào)煤層厚度（m）煤層間距（m）煤層結(jié)構(gòu)頂板巖性底板巖性煤層穩(wěn)定程度可采性最小-最大平均最小-最大平均矸石層數(shù)類別P1s34.7450.530～1簡(jiǎn)單泥巖砂巖泥巖穩(wěn)定全區(qū)可采C3t91.300～1簡(jiǎn)單砂質(zhì)泥巖泥巖砂巖泥巖穩(wěn)定全區(qū)可采35.83153.960～2簡(jiǎn)單—較簡(jiǎn)單石灰?guī)r粘土巖泥巖穩(wěn)定全區(qū)可采表2-1-1可采煤層一覽表（二）煤質(zhì)1、物理性質(zhì)和煤巖特征(1)宏觀煤巖類型3號(hào)煤：黑色—灰黑色、半亮—光亮型煤，玻璃—似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，質(zhì)堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育。9號(hào)煤：黑色—灰黑色、半亮—光亮型煤，玻璃—似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，質(zhì)堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，偶見黃鐵礦。15號(hào)煤：黑色—灰黑色、半亮型煤，似金屬光澤，以條帶均一結(jié)構(gòu)、粒狀—階梯狀斷口為主，貝殼狀次之，條痕為灰黑色，裂隙較為發(fā)育，常見黃鐵礦充填。(2)顯微煤巖特征3號(hào)煤層煤巖組分主要為鏡質(zhì)組，惰質(zhì)組次之。鏡質(zhì)組：以無(wú)結(jié)構(gòu)均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，次為膠質(zhì)鏡質(zhì)體、基質(zhì)鏡質(zhì)體。惰質(zhì)組：氧化絲質(zhì)體為主，呈碎屑狀、透鏡狀分布。礦物質(zhì)以粘土礦物為主，其次為碳酸鹽礦物。9號(hào)煤層顯微組分鏡質(zhì)組以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之。惰質(zhì)組主要為氧化絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體，火焚絲質(zhì)體偶見。礦物含量不高，以粘土礦物為主，黃鐵礦次之，碳酸鹽少量。粘土呈充填細(xì)胞腔或團(tuán)塊狀分布。團(tuán)塊狀、脈狀、充填細(xì)胞腔中。根據(jù)本次鉆探煤芯煤樣定量測(cè)定，15號(hào)煤層煤巖類型為微鏡惰煤，鏡下觀察，有機(jī)組份鏡質(zhì)組以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之，鏡質(zhì)組最大反射率1.93；惰質(zhì)組主要為氧化絲質(zhì)體，其次為基質(zhì)鏡質(zhì)體，火焚絲質(zhì)體偶見。無(wú)機(jī)組份以粘土礦物為主，黃鐵礦多見；粘土礦物為團(tuán)塊狀、充填細(xì)胞腔；黃鐵礦為草莓狀、細(xì)粒浸染狀。2、化學(xué)性質(zhì)和工藝性能（1）化學(xué)性質(zhì)根據(jù)井田內(nèi)南部精查勘探區(qū)21個(gè)鉆孔及本次補(bǔ)充勘探16個(gè)鉆孔煤芯煤質(zhì)分析，各可采煤層主要煤質(zhì)特征如下：3號(hào)煤層3號(hào)煤層已大部采空，本次未對(duì)其取芯化驗(yàn)，現(xiàn)依據(jù)南部精查勘探區(qū)16個(gè)鉆孔結(jié)合3個(gè)煤層煤樣，煤質(zhì)結(jié)果綜合如下：水分(Mad):原煤0.43%～3.59%平均1.70%浮煤0.48%～2.60%平均1.43%灰份(Ad):原煤13.10%～33.26%平均19.62%浮煤5.54%～8.67%平均5.82%揮發(fā)份(Vdaf):原煤9.37%～14.95%平均12.37%浮煤8.47%～11.65%平均9.59%發(fā)熱量(Qgr,daf):原煤28.43%～35.38MJ/kg平均33.13MJ/kg浮煤31.90%～36.06MJ/kg平均33.44MJ/kg全硫(St,d):原煤0.26%～0.52%平均0.34%浮煤0.35%～0.43%平均0.40%元素分析：Hdaf浮煤3.65％～4.10%，平均3.82％。綜上所述：3號(hào)煤為低灰—高灰、特低—低揮發(fā)分、特低硫、特高熱值無(wú)煙煤。9號(hào)煤層水份(Mad)：原煤0.25%～2.72%平均1.04%浮煤0.49%～2.51%平均1.11%灰份(Ad)：原煤11.28%～47.93%平均23.04%浮煤5.31%～13.39%平均9.02%揮發(fā)份(Vdaf)：原煤8.57%～15.15%平均11.91%浮煤7.37%～13.22%平均9.86%發(fā)熱量(Qgr,daf)：原煤20.57～35.91MJ/kg平均29.79MJ/kg浮煤29.47～35.96MJ/kg平均31.90MJ/kg全硫(St,d)：原煤0.62%～4.54%平均2.14%浮煤0.59%～2.94%平均1.29%固定碳(Fcd):原煤52.12%～81.02%平均71.40%視密度（ARD）：1.47t/m3元素分析：Hdaf原煤3.39％～4.73%，平均3.92％浮煤3.24％～5.12%，平均3.84％。綜上所述：9號(hào)煤為低灰—高灰、特低—低揮發(fā)分、特低—高硫、低—高固定碳、低熱值—特高熱值無(wú)煙煤。15號(hào)煤層水份(Mad)：原煤0.10%～4.15%平均1.10%浮煤0.33%～2.71%平均0.99%灰份(Ad)：原煤9.16%～38.10%平均21.82%浮煤4.73%～9.65%平均7.27%揮發(fā)份(Vdaf)：原煤10.41%～18.76%平均14.06%浮煤7.40%～10.86%平均9.34%發(fā)熱量(Qgr,daf)：原煤19.42～35.43MJ/kg平均29.50MJ/kg浮煤31.07～33.25MJ/kg平均32.09MJ/kg全硫(St,d)：原煤1.13%～5.11%平均2.85%浮煤1.50%～4.44%平均2.49%固定碳(Fcd)：原煤58.97%～81.47%平均70.51%元素分析：Hdaf原煤3.13％～3.96%，平均3.69％浮煤3.23％～4.61%，平均3.71％。視密度（ARD）：1.36～1.37t/m3,平均1.37t/m3綜上所述：15號(hào)煤為特低灰—高灰、低揮發(fā)分、中硫—高硫、中等—高固定碳、低熱值—特高熱值無(wú)煙煤。（1）工藝性能①煤灰成份各煤層煤灰成分以SiO2、Al2O3為主，SiO2含量29.06～56.46%，Al2O323.66～42.19%，次為Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2、Na2O、K2O。含微量元素：Ga8～23μg/g，Ge1～4μg/g。②煤灰熔融性及粘度3號(hào)、9號(hào)及15號(hào)煤層，根據(jù)灰分的軟化溫度(T2)，主要為高熔灰分1300～1500℃，其次為難熔灰分＞1500℃，低熔灰分1180～1250℃，易熔灰分1090℃。③煤的結(jié)渣性3號(hào)煤層：鼓風(fēng)強(qiáng)度0.1、0.2、0.3m/s時(shí)，＞6mm灰渣，平均結(jié)渣率分別為65.9%、57.4%、48.9%，為強(qiáng)結(jié)渣煤。9號(hào)、15號(hào)煤根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，多為強(qiáng)結(jié)渣煤，個(gè)別樣為中等結(jié)渣煤。④煤焦對(duì)CO2化學(xué)反應(yīng)3號(hào)煤層：當(dāng)溫度為950℃、1000℃、1050℃、1100℃時(shí)，CO2還原轉(zhuǎn)換率分別為31.8%、43.8%、54.2%、52.5%。9號(hào)煤層：當(dāng)溫度為950℃、1000℃、1050℃、1100℃時(shí)，CO2還原轉(zhuǎn)換率分別為18.6%、38.8%、60.4%、66.6%。15號(hào)煤層：當(dāng)溫度為950℃、1000℃、1050℃、1100℃時(shí)，CO2還原轉(zhuǎn)換率分別為27.2～34.1%、42.7～55.2%、58.6～74.8%、75.1～86.6%。⑤煤的粘結(jié)性3號(hào)、9號(hào)、15號(hào)煤層均為不粘結(jié)煤。⑥煤層As、F、Cl9號(hào)煤層試驗(yàn)，含As2～7×10-6、F37～84×10-6，Cl0.031～0.044%，含量很低。（2）煤的工業(yè)用途根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15224.2-2004）《煤炭質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》及附錄A“煤的硫分分級(jí)范圍的調(diào)整”：3號(hào)煤為低—高灰、特低硫、特高熱值之無(wú)煙煤，浮煤回收率低。為良好的化工及動(dòng)力用煤。9號(hào)煤為低—高灰、特低—高硫、低—特高熱值之無(wú)煙煤，浮煤回收率中等；15號(hào)煤為特低—高灰、中—高硫、低—特高熱值之無(wú)煙煤，浮煤回收率中等，經(jīng)洗選脫硫后可作為動(dòng)力用煤。五、其它地質(zhì)因素（一）瓦斯目前收集到的瓦斯依據(jù)主要有：山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2010年10月編制了《山西XX煤業(yè)有限公司瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告》，報(bào)告結(jié)論：XX煤業(yè)以1.2Mt/a產(chǎn)量開采9、15號(hào)煤層時(shí)，9號(hào)煤層最大絕對(duì)瓦斯涌出量11m3/min，最大相對(duì)涌出量為5m3/t；15號(hào)煤層最大絕對(duì)瓦斯涌出量7m3/min，最大相對(duì)涌出量為3m3/t。由此可知礦井為低瓦斯礦井，通過(guò)分析以上兩組瓦斯依據(jù)，從安全角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)采用瓦斯涌出量較高的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)，礦井前期開采9號(hào)煤，即全礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量11m3/min，最大相對(duì)涌出量為5m3/t。(二)煤塵、煤的自燃傾向、地溫及地壓井田內(nèi)3、9、15號(hào)煤層煤塵均無(wú)爆炸性，井田內(nèi)3號(hào)煤層不易自燃，9號(hào)煤層為自燃。15號(hào)煤層容易自燃。井田無(wú)煤與瓦斯突出，地溫為正常區(qū)。（三）礦井水文地質(zhì)類型井田3號(hào)煤層為以裂隙含水層充水為主的礦床，位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，煤層與各上覆含水層之間的巖層較穩(wěn)定，主要充水含水層富水性均較差，地下水補(bǔ)給條件差，隔水性較好；但3號(hào)煤層埋藏淺，存在老空、采空積水，總體來(lái)說(shuō)，該礦井3號(hào)煤水文地質(zhì)類型中等。井田9、15號(hào)煤層均為以裂隙含水層充水為主的礦床，位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，煤層與各上覆含水層之間的巖層較穩(wěn)定，富水性均較弱，地下水補(bǔ)給條件差，隔水性較好；奧灰?guī)r溶含水層靜水位標(biāo)高低于開采煤層底板，對(duì)井田煤層開采無(wú)影響，但9、15號(hào)煤層開采后采空區(qū)以上各種類型的地下水以及上部煤層采空積水都會(huì)溝通，對(duì)礦井造成威脅，因此，該礦井9、15號(hào)煤水文地質(zhì)類型為中等。（四）礦井涌水量變化規(guī)律大氣降水是該礦井涌水量變化的主要原因，本區(qū)屬東亞季風(fēng)區(qū)溫暖、半濕潤(rùn)氣候帶，大陸性氣候特征明顯，豐水期集中于每年7、8、9三個(gè)月，枯水期為每年的10月至來(lái)年4月；每年的5、6月為平水期。礦井涌水量在豐水期時(shí)最大，枯水期時(shí)最小。據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年申家莊煤業(yè)礦井最大涌水量為800m3/d，出現(xiàn)在豐水期；最小涌水量為500m3/d，出現(xiàn)在枯水期；一般為720m3/d，出現(xiàn)在平水期；可見該礦井涌水量的變化有季節(jié)性，主要影響因素為大氣降水。第二章礦井儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限第一節(jié)礦井儲(chǔ)量（一）礦井地質(zhì)資源量1、礦井地質(zhì)資源量估算范圍及工業(yè)指標(biāo)（1）估算范圍估算范圍以井田邊界和氧化帶邊界、采空區(qū)邊界線劃定，對(duì)批采的3、9、15號(hào)煤層進(jìn)行了資源/儲(chǔ)量估算。（2）工業(yè)指標(biāo)井田內(nèi)3號(hào)、9號(hào)、15號(hào)煤層為無(wú)煙煤,煤層傾角小于15°。資源/儲(chǔ)量估算工業(yè)指標(biāo)執(zhí)行中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布的《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215--2002）中建議的無(wú)煙煤資源儲(chǔ)量估算指標(biāo)，見下表。最低可采厚度（m）0.80最高灰分（Ad，%）40最高硫分（St.d，%）3最低發(fā)熱量（Qnet.d，MJ/kg）22.1資源/儲(chǔ)量估算指標(biāo)表井田內(nèi)3、9、15號(hào)煤層各項(xiàng)指標(biāo)均在上述限定范圍之內(nèi)。2、估算方法井田內(nèi)地層平緩，煤層左右，因此采用煤層偽厚度和水平投影面積用地質(zhì)塊段法進(jìn)行估算。資源/儲(chǔ)量估算公式為：Q=S·M·D/10000其中：Q――資源/儲(chǔ)量(Mt)S――塊段水平投影面積(m2)M――塊段煤層平均偽厚度(m)D――煤層視密度(t/m3)4、礦井地質(zhì)資源/儲(chǔ)量估算結(jié)果（二）礦井資源/儲(chǔ)量評(píng)價(jià)和分類井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，參與資源/儲(chǔ)量估算的3、9、15號(hào)煤層賦存穩(wěn)定。煤類為WY煤類。表3-1-2資源/儲(chǔ)量估算結(jié)果表（截止20XX年X月底）煤層號(hào)煤類資源/儲(chǔ)量（Mt）111b/總量（%）111b+122b/總量（%）111b122b333現(xiàn)保有3WY16.684.6721.3578.178.19WY33.5411.469.0554.0562.083.315WY94.7935.1626.00155.9560.883.3合計(jì)145.0146.6239.72231.3562.782.81、安全煤柱的計(jì)算和留設(shè)礦井永久安全煤柱包括：井田境界、斷層及陷落柱、村莊煤柱等。村莊及其它地面建構(gòu)筑物按三級(jí)保護(hù)煤柱計(jì)算，參考山西石炭、二迭系煤系地層及其上覆巖層的移動(dòng)規(guī)律，留出保護(hù)等級(jí)圍護(hù)帶寬度后，按下列原則留設(shè)：（1）表土移動(dòng)角：φ＝45°（2）下山移動(dòng)角：β＝72°-0.5α（α為煤層傾角）（3）上山移動(dòng)角：γ＝72°（4）走向移動(dòng)角：δ＝72°井田內(nèi)分布的主要村莊有XX、XX、XX、等25個(gè)村莊，村莊煤柱按輔助水平120m和主水平150m留設(shè)。采空區(qū)、斷層、陷落柱防水保護(hù)煤柱按留設(shè)根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄三中的防隔水煤（巖）柱的尺寸要求計(jì)算公式≥20m=0.5×5×1.3×（3×2.93/1.2）1/2=8.80m式中：L=煤柱留設(shè)的寬度，m；K――安全系數(shù)，一般取2～5；M――煤層采高，1.3m；P――水頭壓力，MPa；Kp――煤的抗拉強(qiáng)度，MPa。設(shè)計(jì)采空區(qū)和斷層、陷落柱防水保護(hù)煤柱按20-30m留設(shè)，滿足計(jì)算要求。井下大巷(按9號(hào)煤計(jì)算)保護(hù)煤柱留設(shè)按如下公式計(jì)算：S=2S1+2a式中：a――受護(hù)巷道寬度的一半，取2.25m；S1――斜井保護(hù)煤柱的水平寬度（m），可按下式計(jì)算：==22.18m。H――巷道的最大垂深，取300m；M――煤厚，9號(hào)煤層厚度取1.3m；f――煤的強(qiáng)度系數(shù)，；RC――煤的單向抗壓強(qiáng)度，取40MPa。因此，巷道兩側(cè)在9號(hào)煤層保護(hù)煤柱寬度為：S=2S1+2a=2×22.18+2×2.25=48.86m，取50m。井下大巷實(shí)際單側(cè)煤柱均按30m留設(shè)，滿足計(jì)算要求。其他保護(hù)煤柱留設(shè)參數(shù)如下：井田境界20m，開拓大巷兩側(cè)各留設(shè)30m。2、礦井工業(yè)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量（1）礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量按下式計(jì)算：礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量＝111b+122b+2M11+2M22+333kk——可信度系數(shù)，取0.8經(jīng)計(jì)算，礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量為223.406Mt，其中3號(hào)煤工業(yè)資源/儲(chǔ)量為20.416Mt；9號(hào)煤工業(yè)資源/儲(chǔ)量為52.24Mt；15號(hào)煤工業(yè)資源/儲(chǔ)量為150.75Mt。礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量見表3-1-3表3-1-3礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量計(jì)算表單位：Mt煤層編號(hào)地質(zhì)資源儲(chǔ)量工業(yè)資源/儲(chǔ)量111b112b333k小計(jì)321.3516.684.67×0.820.416954.0533.5411.469.05×0.852.2415155.9594.7935.1626.00×0.8150.75合計(jì)231.35145.0146.6231.776223.406（2）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量/儲(chǔ)量計(jì)算方法：礦井工業(yè)儲(chǔ)量/儲(chǔ)量減去礦井永久煤柱損失。礦井永久煤柱損失考慮了井田境界、采空區(qū)、斷層和陷落柱、村莊等留設(shè)保安煤柱的損失。井田境界煤柱按20m寬留設(shè)；采空區(qū)煤柱按30m寬留設(shè)；斷層和陷落柱煤柱按20~30m寬留設(shè)；淺部的村莊煤柱按120m寬留設(shè)，深部的村莊煤柱按150m寬留設(shè)。經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為163.054Mt，其中3號(hào)煤設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為0.296Mt；9號(hào)煤設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為41.108Mt；15號(hào)煤設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為121.65Mt。礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量見表3-1-4表3-1-4礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量計(jì)算表單位：Mt煤層編號(hào)工業(yè)資源/儲(chǔ)量永久煤柱損失設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量井田境界斷層陷落柱采空區(qū)風(fēng)氧化帶村莊小計(jì)320.4161.70.260.883.340.713.4420.320.096952.240.690.0720.240.791.058.2911.13241.10815150.752.880.220.7425.2629.1121.65合計(jì)223.40646.9960.352=SUM(ABOVE)162.854經(jīng)計(jì)算3號(hào)煤層設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量?jī)H剩0.096Mt，主要分布于井田中南部，無(wú)法正規(guī)開采。本次設(shè)計(jì)范圍為9、15號(hào)煤層。井田內(nèi)村莊較多，由上表可知村莊煤柱共46.99Mt，占永久煤柱的78%，設(shè)計(jì)建議在生產(chǎn)后，根據(jù)煤層開采塌陷情況，考慮搬遷村莊，提高資源回收率，增加礦井服務(wù)年限。（3）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量按下式計(jì)算：ZK=（ZS-P）·C式中：ZK――礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量，Mt；ZS――礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量，Mt；P――開采煤柱損失，Mt；C——采區(qū)回采率，9號(hào)煤層為薄煤層，采區(qū)回采率取85％；15號(hào)煤為厚煤層，采區(qū)回采率取75%。經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量為117.1355Mt，其中9號(hào)煤設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量為36.698Mt；15號(hào)煤設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量為80.4375Mt。礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量見表3-1-5表3-1-5礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量匯總表單位：Mt煤層礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量永久安全煤柱損失采區(qū)回采率礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量備注工業(yè)場(chǎng)地井筒大巷合計(jì)941.1081.80.62.01=SUM(LEFT)4.410.8536.698輔助水平15121.656.32.06.114.40.7580.4375主水平合計(jì)162.758=SUM(ABOVE)18.81117.1355第二節(jié)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井工作制度礦井設(shè)計(jì)年工作日330d，井下每天四班作業(yè)，其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，地面每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每日凈提升時(shí)間16h。二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1、影響礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力客觀條件概況（1）井田煤炭?jī)?chǔ)量全礦井保有資源/儲(chǔ)量為231.35Mt，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為117.1355Mt，具備建設(shè)大型礦井的資源條件。（2）井田內(nèi)煤層賦存狀況及開采條件井田內(nèi)發(fā)育有斷層、陷落柱等構(gòu)造，3號(hào)煤已大部分采空區(qū)，下組的9號(hào)煤僅在井田南部原XX煤業(yè)有限責(zé)任公司有少量采動(dòng)，15號(hào)煤全井田未開采，總的來(lái)說(shuō)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層角度平緩，儲(chǔ)量穩(wěn)定，開采條件優(yōu)越。（3）礦井具有多年的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，提高機(jī)械化水平，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，采用先進(jìn)的管理模式，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，以產(chǎn)量提效益，以低成本求發(fā)展。（4）交通運(yùn)輸條件井田東距XX高速公路和XX國(guó)道XX段2.5km，XX鐵路由井田西側(cè)3km處通過(guò)，本礦的鐵路專用線長(zhǎng)約XXkm，在西陽(yáng)村站與太焦線接軌，交通十分便利（5）市場(chǎng)需求區(qū)內(nèi)各可采煤層有害成分低，是優(yōu)質(zhì)的無(wú)煙煤，煤炭市場(chǎng)需求量大，故礦井產(chǎn)品煤在市場(chǎng)上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其開發(fā)前景廣闊，市場(chǎng)潛力巨大。礦井屬瓦斯礦井，只要加強(qiáng)通風(fēng)安全管理，對(duì)礦井生產(chǎn)影響不大。2、礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限按下式計(jì)算：式中：T――礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限a；Zk――礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt；A――礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1.2Mt/a；K――儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限為：T＝117.1355/（1.4×1.2）=69.7a輔助水平服務(wù)年限T輔＝36.698/（1.4×1.2）=21.8a主水平服務(wù)年限T主＝80.4375/（1.4×1.2）=47.9a則礦井的總服務(wù)年限為69.7a。第三章井田開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和采煤方法第一節(jié)井田開拓一、井田開拓方式根據(jù)井田煤層賦存特征和選定的工業(yè)場(chǎng)地，設(shè)計(jì)從井筒方案和井下開拓部署兩方面提出方案進(jìn)行比選。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察，主、副井場(chǎng)地雖緊鄰但又相互分隔，主輔生產(chǎn)系統(tǒng)獨(dú)立，現(xiàn)有的副平硐坡度、方位等不滿足重組后通風(fēng)、運(yùn)輸要求，新建一條副平硐對(duì)全井田開發(fā)更加有利，故設(shè)計(jì)新建副平硐，副井筒不在進(jìn)行比選。（1）在主井設(shè)計(jì)中提出以下三個(gè)方案：a.主井方案一利用現(xiàn)有主斜井刷大改造，現(xiàn)有主斜井凈寬3.05m，井筒傾角12°，凈斷面8.6m2。料石砌碹支護(hù)，裝備帶式輸送機(jī)。改造后井筒凈寬為4.5m，凈斷面13.8m2。傾角12°。裝備1.0m帶寬帶式輸送機(jī)及檢修軌道。主井地面生產(chǎn)系統(tǒng)相應(yīng)進(jìn)行技術(shù)改造。b.主井方案二經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘，在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)有主斜井東北方向約40m處新建一條主斜井，凈寬為4.5m，凈斷面13.8m2。傾角16°。裝備1.0m帶寬帶式輸送機(jī)及檢修軌道。一次落底于15號(hào)煤。c.主井方案三新建主立井方案，立井選址與方案二斜井井口位置相同，井筒凈徑5.5m，裝備箕斗擔(dān)負(fù)主提升任務(wù)，井筒一次落底于15號(hào)煤。通過(guò)運(yùn)輸石門與開拓巷道相連。方案比較及選擇：表3-3-1優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)刷大原主井工程量較少、投資較低。工期相對(duì)較短。1、對(duì)生產(chǎn)影響較大，地面生產(chǎn)系統(tǒng)全部改造，且場(chǎng)地緊張，不能滿足需求。2、井筒年限較長(zhǎng)，老化現(xiàn)象嚴(yán)重。3、井筒延深要經(jīng)過(guò)采空區(qū)，調(diào)整井筒傾角后對(duì)膠帶有所影響。4、沿井筒原方位落底后，落底點(diǎn)不利于開拓巷道布置，對(duì)井下大巷位置影響較大。5、礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，勉強(qiáng)利用，發(fā)展?jié)摿κ苤萍s。新建主斜井1、重新規(guī)劃井筒方位，有利于地面生產(chǎn)系統(tǒng)銜接。有利于井下大巷布置銜接。2、斜井較立井井筒裝備簡(jiǎn)單，便于安裝和檢修；井筒上下連接簡(jiǎn)單，工程量小。3、斜井主提升較立井主提升井上下均少一個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。4、做為礦井安全出口，斜井較立井安全件好。1、與立井開拓相比，井筒長(zhǎng)度較長(zhǎng)。2、井筒敷設(shè)管路、電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)。3、場(chǎng)地壓煤量較大。新建主立井1、井筒工程量少，初期開拓工程量較少。2、地面主井生產(chǎn)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，占用場(chǎng)地少。3.井筒敷設(shè)管路、電纜長(zhǎng)度短。4.井筒施工對(duì)圍巖的適應(yīng)性強(qiáng)。1、主提升采用箕斗，增產(chǎn)潛力不大，提升設(shè)備及容器檢修不太方便；井上、下均多一個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)；運(yùn)行可靠性不如膠帶提升；事故率較高。井筒短，提升效率低。2、井田埋藏較淺，立井運(yùn)營(yíng)效率低3、井筒上下連接復(fù)雜，工程量大。4、立井施工工藝復(fù)雜，施工速度慢，投資高。5、井筒裝備復(fù)雜，井上下操車設(shè)備較昂貴，操車工藝復(fù)雜。6、井筒裝備安裝及檢修不方便。7、做為礦井安全出口，立井較斜井安全性差。8、地面提升建筑物及設(shè)備投資大。9、立井施工準(zhǔn)備期長(zhǎng)。通過(guò)上表比較，原主斜井老化現(xiàn)象嚴(yán)重，場(chǎng)地受限，存在較多不合理的缺陷，利用原主斜井方案基本不可行。依據(jù)本礦煤層埋深淺的特點(diǎn)，斜井較立井優(yōu)勢(shì)更明顯，故本次井筒方案確定采用新建主斜井，副平硐的井筒方案。經(jīng)全區(qū)實(shí)地考察及對(duì)資料分析，由于井田面積較大，開拓后期通風(fēng)負(fù)壓會(huì)增加，設(shè)計(jì)利用延深XX風(fēng)井作為前期回風(fēng)井，開采井田北部采區(qū)時(shí)，可利用原XX安全出口延深改造作為北X后期回風(fēng)井。開采井田南部資源時(shí)，可利用原XX風(fēng)井延深改造擔(dān)負(fù)南翼后期回風(fēng)任務(wù)。（2）井下開拓部署比選整個(gè)井田形狀較為規(guī)則，由中部的工業(yè)場(chǎng)地劃分，可分為南北兩個(gè)區(qū)域，北部形狀為一直角梯形，南部為一矩形。方案一主斜井井筒一次落底于15號(hào)煤，副平硐以5°傾角落底于+815m主水平（15號(hào)煤），主水平設(shè)置井底車場(chǎng)、主水泵房、變電所、水倉(cāng)等。井下大巷采用三巷布置形式。主斜井井底膠帶大巷設(shè)置井底煤倉(cāng)，煤倉(cāng)位于井田中心，高30m，上口設(shè)在9號(hào)煤（+875m輔助水平）。主水平中以煤倉(cāng)為中心開掘一組南北向大巷，大巷向北掘至XX村莊煤柱后折向正西方向至井田最西邊界。北一采區(qū)回采方向?yàn)橛蓶|向西回采。北二采區(qū)回采方向?yàn)橛杀毕蚰匣夭?。南翼井田中部布置南北向三條大巷，由此三條大巷將南翼井田分為東西兩個(gè)采區(qū)，分別為南一采區(qū)和南二采區(qū)?；夭煞较蛴删镞吔缦虼笙锓较蚧夭?。南翼的開拓巷道與北一采區(qū)開拓巷道相接，膠帶大巷均搭接在井底煤倉(cāng)上口。主水平膠帶巷、軌道巷沿15號(hào)煤底板布置，回風(fēng)巷沿15號(hào)煤頂板布置。副平硐中部設(shè)置進(jìn)入+875m輔助水平（9號(hào)煤）的車場(chǎng)，輔助水平大巷布置同主水平，不同處是南北大巷在東西方向上與主水平大巷相錯(cuò)60m，軌道巷通過(guò)車場(chǎng)與甩車場(chǎng)相連，膠帶巷通過(guò)集中膠帶巷連至煤倉(cāng)上口。輔助水平膠帶巷、軌道巷沿9號(hào)煤底板布置，回風(fēng)巷沿9號(hào)煤頂板布置。風(fēng)井共設(shè)計(jì)利用三個(gè)，前期利用工業(yè)場(chǎng)地以南附近的XX回風(fēng)立井刷大改造。兩個(gè)后期回風(fēng)井，其一為位于井田北翼中部靠近西井田邊界處的原XX煤礦安全出口，經(jīng)改造作為北翼采區(qū)回風(fēng)立井；其二是改造原XX風(fēng)井作為南翼采區(qū)回風(fēng)井，該風(fēng)井位于XX風(fēng)井以南約2.5km處。方案二、與方案一相比不同之處在于井田北翼大巷的布置形式，此方案北翼三條開拓大巷沿西部井田邊界布置，延伸至井田北部邊界，開拓巷道與主、副井筒井底的膠帶大巷和軌道大巷自然相交，回采方向由東向西回采。南翼井田開拓方式同方案一。礦井前后期回風(fēng)井設(shè)計(jì)同方案一。方案比較及選擇：上述兩方案主要區(qū)別在北翼井田大巷的布置方面，兩個(gè)方案的井筒位置均具有合理利用工業(yè)場(chǎng)地，井筒落底于井田儲(chǔ)量中心，開采、運(yùn)輸合理，設(shè)主、輔水平合理開采上下組煤等優(yōu)點(diǎn)。但方案二北翼往返運(yùn)輸嚴(yán)重，通風(fēng)負(fù)壓大。前期開拓工程量較多，投資高。方案二的優(yōu)點(diǎn)是大巷煤柱與村莊煤柱合并留設(shè)。方案一前期工程量小，工期短，投資小，通風(fēng)較容易，有利于生產(chǎn)正常接續(xù)。綜合兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定采用方案一。（3）方案比較結(jié)論井筒確定新建主斜井、副平硐、刷大改造前后期回風(fēng)立井。大巷布置采用方案一，15號(hào)煤設(shè)置主水平，9號(hào)煤設(shè)置輔助水平。井田開拓方式方案一推薦方案輔助水平平面圖圖3-3-1井田開拓方式方案一推薦方案主水平平面圖圖3-3-2井田開拓方式方案一推薦方案剖面圖圖3-3-3井田開拓方式方案二平面圖圖3-3-4（4）水平劃分根據(jù)確定的井田開拓，全井田共劃分一個(gè)水平開拓，其中主水平標(biāo)高+815m，輔助水平標(biāo)高+875m。四、采區(qū)劃分及開采順序根據(jù)礦井的開拓，全井田共劃分為八個(gè)采區(qū)。以工業(yè)場(chǎng)地和煤倉(cāng)中心以北為輔助水平北一、北二采區(qū)及主水平北一、北二采區(qū)；以南劃分為輔助水平南一、南二采區(qū)及主水平南一、南二采區(qū)，采區(qū)接替原則：從井筒附近由近而遠(yuǎn)，由淺至深的依次開采順序，采區(qū)接替順序見表：二、開拓巷道綜述（一）井筒數(shù)目及用途本次設(shè)計(jì)礦井開采前期共布置三個(gè)井筒，包括主斜井、副平硐和XX回風(fēng)立井，其中主斜井為新建，副平硐為新建，回風(fēng)立井利用原有刷大改造。副平硐：凈寬4.2m，坡度料石砌碹。一次落底至15號(hào)煤，錨網(wǎng)噴支護(hù)，斜長(zhǎng)940.8m，運(yùn)行普軌卡軌車。擔(dān)負(fù)材料運(yùn)輸、人員上下任務(wù)兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口。XX回風(fēng)立井：井筒直徑4.5m，延伸至9號(hào)煤。裝備梯子間，擔(dān)負(fù)前期回風(fēng)任務(wù)兼做安全出口。后期兩個(gè)回風(fēng)立井暫不詳述。井筒特征詳見表3-4-1。(二)井壁結(jié)構(gòu)根據(jù)井田地質(zhì)報(bào)告，各井筒施工時(shí)所穿各巖層巖性良好，無(wú)流砂層、破碎巖層和強(qiáng)富水性含水層等不良地層，設(shè)計(jì)初步確定井筒表土段及基巖段均采用普通鑿井法施工。各井筒井壁結(jié)構(gòu)詳見圖3-4-1、3-4-2、3-4-3、3-4-4、3-4-5、采區(qū)主要巷道特征見斷面圖冊(cè)。設(shè)計(jì)后礦井全區(qū)共布置五個(gè)井筒，井田內(nèi)其余不利用之井筒必須按照政府相關(guān)規(guī)定予以關(guān)閉。表3-4-1井筒特征表井筒名稱項(xiàng)目主斜井副平硐回風(fēng)立井西安80系(m)緯距(X)3972991.1353972708.1513972486.153經(jīng)距(Y)19672356.90119671811.40819673066.433北京54系(m)緯距(X)3973039.9773972757.0003972535.000經(jīng)距(Y)19672425.48419671880.00019673135.000井口標(biāo)高（m）+933.000+897.000+1017落底標(biāo)高（m）+822.554+815.000+861.000方位角(°)238°0'0"245°0'0"168°傾角(°)165°90井筒垂深(m)至輔助水平261.4156至井底水窩172.0至主水平399.8（斜長(zhǎng)）940.8最終垂深110.4井筒凈寬或凈徑(m)4.54.24.5井筒支護(hù)支護(hù)形式表土混凝土砌碹料石砌碹混凝土砌碹基巖錨網(wǎng)噴錨網(wǎng)噴錨噴支護(hù)厚度表土400/800400500基巖120120300斷面積（m2）斷面形狀半圓拱半圓拱圓形凈斷面積14.2513.2215.90掘進(jìn)表土段15.5118.5723.76掘進(jìn)基巖段20.4514.2020.42井筒裝備帶寬1000mm帶式輸送機(jī)、檢修道、臺(tái)階、扶手。普軌卡軌車、臺(tái)階、扶手。梯子間井筒用途提煤、進(jìn)風(fēng)、安全出口升降物料、進(jìn)風(fēng)、安全出口回風(fēng)、安全出口備注新建新建已有刷大改造（三）井底車場(chǎng)巷道和硐室支護(hù)主、輔水平車場(chǎng)均采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，車場(chǎng)巷道及硐室工程量見表3-5-1。表3-5-1井底車場(chǎng)巷道及硐室工程量表序號(hào)巷道及硐室名稱煤巖支護(hù)形式長(zhǎng)度(m)平均斷面積(m3)掘進(jìn)體積(m3)備注巷道硐室1主變電所半煤巖混凝土砌碹3510.03502主排水泵房半煤巖混凝土砌碹309.32803主水平消防材料庫(kù)半煤巖混凝土砌碹306.62004輔助水平消防材料庫(kù)半煤巖混凝土砌碹304.0120加寬式5主要水倉(cāng)巖混凝土砌碹2307.617506無(wú)極繩絞車房×2半煤巖混凝土砌碹308.32507管子道巖混凝土砌碹306.62008主、輔水平車場(chǎng)半煤巖錨網(wǎng)噴183.5117.253165.59信號(hào)、等候硐室半煤巖錨網(wǎng)噴106.060采區(qū)硐室1采區(qū)變電所半煤巖混凝土砌碹308.32502無(wú)極繩絞車房×2半煤巖錨噴258.02003緊急避險(xiǎn)硐室半煤巖混凝土砌碹15010.01500合計(jì)813.518325.5第二節(jié)采區(qū)準(zhǔn)備一、采區(qū)范圍首采區(qū)位于井田中部，北一采區(qū)東西寬約3.6km，南北長(zhǎng)約2.6km；南一采區(qū)東西寬約1.8km，南北長(zhǎng)約4.7km。二、采區(qū)地質(zhì)概況9號(hào)煤頂、底板頂板以灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，僅北中部一帶頂板為石灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬致密，平均厚3.93m。底板為灰黑色塊狀砂巖、泥巖，平均厚2.42m。據(jù)西側(cè)望云煤礦施工的W7孔鉆孔化驗(yàn)資料，9號(hào)煤層頂板為灰?guī)r時(shí)，抗壓強(qiáng)度為116.4MPa～142.0MPa，平均127.6MPa，抗拉強(qiáng)度為5.0MPa～6.4MPa，平均5.6MPa，凝聚力系數(shù)14.7，內(nèi)摩擦角43°47′，泊松比0.22，軟化系數(shù)0.87。9號(hào)煤層底板為泥巖時(shí)，抗壓強(qiáng)度為28.0MPa～31.6Pa，平均29.5MPa，抗拉強(qiáng)度為0.8MPa～1.1MPa，平均0.9MPa，凝聚力系數(shù)4.0，內(nèi)摩擦角34°50′，泊松比0.21，軟化系數(shù)0.39。15號(hào)煤頂、底板本次補(bǔ)充勘探采取5個(gè)鉆孔的頂?shù)装鍢樱?5號(hào)煤直接頂板巖性為石灰?guī)r，平均厚度7.55m，其下常發(fā)育薄層泥巖偽頂，平均厚約0.22m。巖石的天然單軸抗壓強(qiáng)度39.9～145.1MPa，平均為93.9MPa，抗拉強(qiáng)度1.6～6.6MPa，平均為4.2Mpa，巖石質(zhì)量較好，巖層較完整，為堅(jiān)硬巖石；底板巖性為粘土巖、泥巖，厚3.70m，巖石的天然單軸抗壓強(qiáng)度29.6～113.2MPa，平均為52.68MPa，抗拉強(qiáng)度0.9～5.1MPa，平均為2.3Mpa，為中硬—堅(jiān)硬巖石。三、采區(qū)儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限9號(hào)煤北一采區(qū)可采儲(chǔ)量為9.79Mt，服務(wù)年限11.65a；南一采區(qū)可采儲(chǔ)量12.24Mt，服務(wù)年限14.57a。根據(jù)工作面的年總推進(jìn)度和合理的采掘接替關(guān)系，設(shè)計(jì)在兩個(gè)首采區(qū)中各布置一個(gè)綜采工作面、一個(gè)順槽綜掘工作面、一個(gè)大巷普掘工作面。全礦井共布置兩個(gè)回采工作面和四個(gè)掘進(jìn)工作面來(lái)保證礦井設(shè)計(jì)規(guī)模和正常生產(chǎn)接替。礦井實(shí)際生產(chǎn)能力為回采工作面生產(chǎn)能力和掘進(jìn)工作面掘進(jìn)煤量之和。1、回采工作面生產(chǎn)能力計(jì)算（1）9號(hào)煤工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：Q采＝m·L1·L2·γ·C＝1.3×150×2019.6×1.47×0.97＝0.56155Mt/a式中符號(hào)：m——工作面回采高度；煤層厚度平均1.3m；C——工作面回采率；0.97；L1——工作面長(zhǎng)度；150m；L2——工作面年推進(jìn)度；2019.6m；γ——煤的容重；1.47t/m3；礦井共配備兩個(gè)回采工作面，則：Q采＝0.56155×2=1.123Mt/a；2、掘進(jìn)煤量計(jì)算井下共布置兩個(gè)綜掘進(jìn)工作面、兩個(gè)普掘工作面，掘進(jìn)煤按回采煤的10％計(jì)算，則Q掘＝1.123×0.10=0.1123Mt/a3、礦井產(chǎn)量計(jì)算Q＝Q采+Q掘=1.123＋0.1123＝1.2353Mt/a，滿足1.2Mt/a井型要求。四、采區(qū)巷道布置1、采區(qū)巷道布置原則（1）有利于采區(qū)集中生產(chǎn)，有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力；（2）力求在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上合理，盡量簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)輸、通風(fēng)環(huán)節(jié)，減少巷道掘進(jìn)和維護(hù)工程量，減少設(shè)備占用臺(tái)數(shù)和生產(chǎn)費(fèi)用，便于采掘正常銜接；（3）以煤及半煤巖巷道為主，盡量減少全巖巷道工程量，減少工程投資；（4）保證具備完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效能，并為采用新技術(shù)、新工藝創(chuàng)造條件；（5）煤炭損失少，有利于提高資源回收率；同時(shí)盡量避免動(dòng)壓影響，降低巷道維護(hù)費(fèi)用；（6）采區(qū)巷道布置和工作面劃分，應(yīng)符合礦井現(xiàn)有的開采技術(shù)條件、適應(yīng)現(xiàn)有的技術(shù)裝備，并考慮地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，為采區(qū)工作面生產(chǎn)接續(xù)提供較大的空間。2、根據(jù)開拓部署，井田中部的南北向三條大巷直接與工作面順槽搭接，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，工程量少，系統(tǒng)完善，通風(fēng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)管理方便、集中。軌道運(yùn)輸順槽回風(fēng)，膠帶運(yùn)輸順槽進(jìn)風(fēng)。各順槽均采用矩形斷面，9號(hào)煤膠帶順槽巷道凈寬4.2m，凈高2.5m，凈斷面10.05m2，軌道順槽巷道凈寬4.0m，凈高2.5m，凈斷面10.0m2，各順槽均采用錨桿支護(hù)方式。采區(qū)大巷與順槽間有聯(lián)絡(luò)巷相通，根據(jù)需要安裝不同類型的風(fēng)門。以便于進(jìn)、回風(fēng)和運(yùn)料，回采工作面布置在大巷兩側(cè)。首采區(qū)巷道布置詳見圖5-2-1、5-2-2。回采工作面回采方式為采區(qū)內(nèi)采用前進(jìn)式開采，工作面采用后退式開采，相鄰工作面間采用順采。3、采區(qū)接續(xù)根據(jù)礦井的開拓，全井田共劃分為八個(gè)采區(qū)。以工業(yè)場(chǎng)地和煤倉(cāng)中心以北為輔助水平北一、北二采區(qū)及主水平北一、北二采區(qū)；以南劃分為輔助水平南一、南二采區(qū)及主水平南一、南二采區(qū)，采區(qū)接替原則：從井筒附近由近而遠(yuǎn)，由淺至深的依次開采順序4、采區(qū)車場(chǎng)及硐室礦井設(shè)計(jì)煤炭運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)方式，采區(qū)車場(chǎng)只服務(wù)于輔助運(yùn)輸。由于首采區(qū)煤層傾角平緩，軌道順槽與軌道大巷連接處均采用平車場(chǎng)形式。根據(jù)采區(qū)供電要求，設(shè)有采區(qū)變電所，硐室設(shè)置于輔助水平膠帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)以南50m處，變電所長(zhǎng)30m，混凝土砌碹支護(hù)，采用獨(dú)立通風(fēng)方式，該位置對(duì)南北采區(qū)距離適中，有利于供配電。4、采區(qū)巷道工作面開切眼沿煤層底板布置，采用矩形斷面，9號(hào)煤工作面開切眼錨桿支護(hù)。凈寬7.0m，凈高1.3m，平均凈斷面9.1m2。表5-3-1主要巷道特征表序號(hào)井巷名稱圍巖類別支護(hù)方式斷面（m2）凈斷面掘進(jìn)斷面1主水平車場(chǎng)半煤巖錨網(wǎng)噴15.217.2529號(hào)煤甩車場(chǎng)及車場(chǎng)巷道半煤巖錨網(wǎng)噴15.217.253X北一采區(qū)膠帶大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.264X北一采區(qū)軌道大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.265X北一采區(qū)回風(fēng)大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.266X南采區(qū)膠帶大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.267X南采區(qū)軌道大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.268X南采區(qū)回風(fēng)大巷半煤巖錨網(wǎng)噴13.515.269N10901X工作面膠帶順槽半煤巖錨桿10.510.510N10901X工作面軌道順槽半煤巖錨桿101011N10901X工作面開切眼半煤巖錨桿9.19.112N10904X工作面順槽掘進(jìn)半煤巖錨桿10.510.513N10906X工作面順槽掘進(jìn)半煤巖錨桿10.510.514S10903X工作面膠帶順槽半煤巖錨桿10.510.515S10903X工作面軌道順槽半煤巖錨桿101016S10903X工作面開切眼半煤巖錨桿9.19.117S10905X工作面順槽掘進(jìn)半煤巖錨桿101018S10907X工作面順槽掘進(jìn)半煤巖錨桿1010第三節(jié)采煤方法一、采煤方法選擇采區(qū)內(nèi)9號(hào)煤層厚度變化不大，平均厚度分別為1.30m，相對(duì)適合一次采全高。對(duì)于本礦9號(hào)煤采用一次采全高綜采采煤法，結(jié)合國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平和本礦井型，礦井兩翼布置兩個(gè)回采工作面同時(shí)開采是較適合的。二、采煤工藝（一）工作面設(shè)備配備本次設(shè)計(jì)共布置兩個(gè)回采工作面，單個(gè)工作面生產(chǎn)能力按0.6Mt/a計(jì)算。隨著綜采工作面裝備水平的提高和礦井生產(chǎn)能力的增大，采煤機(jī)選型有向大截深、高速度、大功率發(fā)展的趨勢(shì)。根據(jù)本礦井煤層開采技術(shù)條件，采煤機(jī)選型應(yīng)滿足下列要求：a適應(yīng)煤層厚度、夾矸厚度并硬度大的特點(diǎn)，應(yīng)選用較大功率采煤機(jī)；b采煤機(jī)截割效率高，裝煤效果好；c牽引速度快，穩(wěn)定性好，操作安全，采用電牽引。工作面裝備詳見表5-1-4表5-1-49號(hào)煤綜采工作面×2主要機(jī)械配備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)功率(kw)單位數(shù)量備注使用其中備用1雙滾筒采煤機(jī)MG100/240-BW240臺(tái)2采高2可彎曲刮板輸送機(jī)SGZ630/2202×110臺(tái)21運(yùn)量350t/h3綜采支架ZY3500/9/19架2×110204過(guò)渡支架架2×2與廠家配套5端頭支架ZZ4000/16/28組2×26轉(zhuǎn)載機(jī)SZB764/110110臺(tái)2運(yùn)量700t/h7破碎機(jī)PCM110110臺(tái)2破碎能力1000t/h8可伸縮膠帶伸縮機(jī)SSJ800/1802×90臺(tái)2運(yùn)量500t/h9乳化液泵站MRB160/31.5A110210噴霧泵站W(wǎng)PZ50/1011套211單體液壓支柱DZ25-25/100G根2×180601700-2500mm12π型梁3600mm根2×704013注水鉆機(jī)MYZ-20022臺(tái)42探水鉆MYZ-20022臺(tái)4214煤層注水泵MZB-100/150A30臺(tái)4215注液槍DZ-Q1個(gè)10216小水泵KWQB50-24/2-7.57.5臺(tái)62（二）采煤工藝采用綜采一次采全高采煤法，頂板管理為全部垮落法?；夭晒ぷ髅鏅C(jī)采，采高1.30m，滾筒載深0.63m，循環(huán)進(jìn)尺0.60m，日割煤12刀。最小控頂距6100mm，最大控頂距6700mm。（1）工藝流程：割煤→裝煤運(yùn)煤→移架→推溜（2）進(jìn)刀方式：①采煤機(jī)割透機(jī)頭時(shí)，采煤機(jī)后30m外，大溜推向煤墻，做好采煤機(jī)進(jìn)刀和推移機(jī)頭的工作。②讓采煤機(jī)反向牽引，沿溜方向彎曲段切入煤墻，使采煤機(jī)進(jìn)入下刀工藝，同時(shí)將機(jī)頭頂向煤墻，使整個(gè)大溜成一條直線：③讓采煤機(jī)反向牽引，再次割透機(jī)頭，割掉三角煤，開始進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。④機(jī)組割煤時(shí)，采用前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤的方式。（3）割煤順序：采煤機(jī)在工作面由機(jī)頭—機(jī)尾，機(jī)尾—機(jī)頭反復(fù)運(yùn)行，逐架順序割煤。（4）移架方式： 工作面移架時(shí)，采取及時(shí)支護(hù)方式，本架手動(dòng)操作，從端頭或端尾跟機(jī)移架。（5）推溜的方式：工作面推溜，采用從一端順序推拉溜的方式。保證推拉前后溜彎曲段不少于15m，逐步將前后溜推拉成一條直線。第四章礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)第一節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定一、選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則和基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等總原則。具體地說(shuō)，要適應(yīng)以下基本要求：1．礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；2．進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵等有害氣體污染；3．北方礦井，冬季井口需裝供暖設(shè)備；4．總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；5．工業(yè)廣場(chǎng)不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；6．裝有箕斗的井筒不得作為主要進(jìn)風(fēng)井；7．可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；8．通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；9．通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。二、礦井通風(fēng)方式的選擇選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)考慮以下兩種因素：1．自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井沼氣等級(jí)。2．經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。一般說(shuō)來(lái)，新建礦井多數(shù)是在中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式中選擇。下面對(duì)這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表比較，見表9.1。表9.1通風(fēng)方式比較通風(fēng)方式中央并列式中央分列式兩翼對(duì)角式分區(qū)對(duì)角式優(yōu)點(diǎn)初期投資較少，出煤較多通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)廣場(chǎng)沒有主扇的噪音影響；從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好通風(fēng)路線短，阻力小缺點(diǎn)風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大井筒數(shù)目多基建費(fèi)用多適用條件煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重煤層走向較大（超過(guò)4km煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開掘淺部的總回風(fēng)道通過(guò)對(duì)以上幾種通風(fēng)方式的比較和技術(shù)分析，結(jié)合礦井的地質(zhì)條件,煤層為近水平，煤層無(wú)自然發(fā)火危險(xiǎn)，煤塵無(wú)爆炸性，瓦斯涌出量小，礦井風(fēng)量較大，為實(shí)現(xiàn)盡快采煤和保證安全起見，根據(jù)以上分析，采用中央分列式的方法通風(fēng)。三、主要通風(fēng)機(jī)工作方法的選擇煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種?，F(xiàn)將兩種工作方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：1．抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；2．壓入式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)。3．采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。4．在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會(huì)把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過(guò)主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)減少。用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。5．如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費(fèi)用都較抽出式為小。6．在由壓入式通風(fēng)過(guò)渡到深水平抽出式通風(fēng)時(shí)，有一定困難，過(guò)渡時(shí)期是新舊水平同時(shí)產(chǎn)生，戰(zhàn)線較長(zhǎng)，有時(shí)還須額外增掘一些井巷工程，使過(guò)渡期限拉得過(guò)長(zhǎng)。如果用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點(diǎn)。綜上所述，確定該礦井采用抽出式通風(fēng)。四、確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期礦井移交生產(chǎn)時(shí)為通風(fēng)容易時(shí)期，礦井通風(fēng)困難時(shí)期應(yīng)在主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)，按照回采工作面推進(jìn)度、搬家周期，計(jì)算出的可開采范圍的最遠(yuǎn)處。主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限取15a，工作面年推進(jìn)度取2019×0.9=1817m（考慮搬家因素0.9）。通過(guò)計(jì)算，通風(fēng)困難時(shí)期北一采區(qū)工作面在緯線3975000附近。第二節(jié)礦井風(fēng)量計(jì)算與分配一、礦井總風(fēng)量計(jì)算礦井風(fēng)量按以下方法計(jì)算，取其中最大值。1、按當(dāng)班井下最多允許作業(yè)人數(shù)計(jì)算按山西?。?005］226號(hào)文規(guī)定，該礦當(dāng)班允許最多入井人數(shù)為93人，考慮30％的交接班交叉人數(shù)，井下最多人數(shù)按120人，按下式計(jì)算：Q礦＝4N.K礦式中：Q礦——礦井總風(fēng)量，m3/min；4——每人每分鐘供風(fēng)量，m3/min；N——井下同時(shí)工作最多人數(shù)，120人；K礦——礦井通風(fēng)備用系數(shù)，取1.2。Q礦＝4×120×1.2＝432(m3/min)=9.6（m3/s）。2、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算Q礦＝（∑Q采＋∑Q