祁東煤礦1.2 Mta新井設(shè)計(jì)含4張CAD圖-采礦工程.zip
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祁東煤礦1.2 Mt/a新井設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。
一般部分為祁東礦1.2Mt/a新井設(shè)計(jì)。祁東礦位于安徽省宿州市東南，交通便利。井田走向（東西）長約9.2km，傾向（南北）長約5.0km，井田總面積約35.4km2。主采煤層為61#煤，傾角10~15°，平均14°。煤層平均厚度為3.6 m。井田地質(zhì)條件較為簡單。
井田工業(yè)儲量為122.02Mt，礦井可采儲量98.6Mt。礦井服務(wù)年限為63.21a，涌水量不大，礦井正常涌水量為234m3/h，最大涌水量為360m3/h。礦井相對瓦斯涌出量為12.76 m3/t，為高瓦斯礦井。
井田為立井兩水平開拓。大巷采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角式通風(fēng)。
礦井年工作日為330 d，工作制度為“三八”制。
一般部分共包括10章：1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征；2.井田境界和儲量；3.礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；4.井田開拓；5.準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置；6.采煤方法；7.井下運(yùn)輸；8.礦井提升；9.礦井通風(fēng)與安全；10.礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
專題部分題目為淺談祁東礦6201工作面瓦斯抽采治理技術(shù)。
翻譯部分題目為極深條件下的高效長壁采煤。
關(guān)鍵詞：立井開拓，暗斜井延伸，兩翼對角式通風(fēng)。
ABSTRACT
The three parts is included in this design,i.e.,the general part, special subject part and translation.
The general part is a new design of QiDong mine with a production of 1.2 million t/a. QiDong mine lines in the southeast of SuZhou County, AnHui province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 9.2 km ,the width is about 5.0 km, well farmland total area is 35.4 km2. No. 61 is the main coal seam, and its dip angle is 10~15°, 14° for average. The thickness of the mine is about 3.6m respectively. The geological conditions of the minefield is relatively simple.
The proved reserve of the minefield is 122.02 Mt. The recoverable reserve is 98.6 Mt. The designed productive capacity is 1.2 Mt/a, and the service life of the mine is 63.21 years. The normal water flow of the mine is 234 m3/h and the max flow of the mine is 360 m3/h. The relative gas emission rate of the mineral well is 12.76 m3/t, for high gas mineral well.
The well farmland is a double-level with a shaft to expand. The coal is transported by the belt conveyer in the main roadway and 1 t mine car is used as the auxiliary transportation equipment. The way of mine ventilation is two wing opposite angle type.
The working system “three-eight” is used in Qidong mine. It produces 330d/a.
This general part includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.
Special subject part of topics is: On the extraction treatment technology for gas of the 6201 fully mechanized caving face in Qidong mine.
The title of the translation part is: High performance longwall extraction in large depth.
Keywords:vertical development; inside slope development; two wing opposite angle type ventilation
目 錄
1 礦井概述及井田地質(zhì)特征 5
1.1礦區(qū)概述 5
1.1.1礦區(qū)地理位置、范圍 5
1.1.2交通條件 5
1.1.3地形、地貌 5
1.1.4工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況 5
1.1.5礦區(qū)氣候 5
1.2井田地質(zhì)特征 6
1.2.1井田地質(zhì)條件 6
1.2.2地質(zhì)綜合柱狀圖 6
1.2.3含煤地層 8
1.3煤層特征 10
1.3.1煤層埋藏條件 10
1.3.2煤層群的層數(shù) 10
1.3.3煤層的圍巖性質(zhì) 11
1.3.4煤的特征 12
2 井田境界和儲量 13
2.1井田境界 13
2.2礦井儲量計(jì)算 13
2.2.1 構(gòu)造類型 13
2.2.2儲量級別與計(jì)算塊段的劃分 13
2.2.3礦井可采儲量 15
2.2.4工業(yè)廣場煤柱 16
3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 18
3.1礦井工作制度 18
3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 18
3.2.1確定依據(jù) 18
3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 18
3.2.3礦井服務(wù)年限 18
3.3井型校核 19
4 井田開拓 20
4.1井田開拓的基本問題 20
4.1.1井筒形式和位置的確定 20
4.1.2采區(qū)劃分 22
4.1.3工業(yè)場地的位置 22
4.1.4開采水平的確定 23
4.1.5井底車場和運(yùn)輸大巷的布置 23
4.1.6礦井開拓延伸及深部開拓方案 23
4.1.7開采順序 24
4.1.8礦井開拓方案比較 24
4.2礦井基本巷道 33
4.2.1井筒 33
4.2.2井底車場及硐室 36
4.2.3主要開拓巷道 39
5 準(zhǔn)備方式—采區(qū)巷道布置 43
5.1煤層地質(zhì)特征 43
5.1.1采區(qū)位置 43
5.1.2采區(qū)煤層特征 43
5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 43
5.1.4水文地質(zhì) 43
5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 43
5.1.6地表情況 43
5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 43
5.2.1采區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 43
5.2.2采區(qū)巷道布置 44
5.2.3采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 45
5.2.4采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 46
5.2.5采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 47
5.2.6采區(qū)準(zhǔn)備巷道 47
5.3采區(qū)車場選型設(shè)計(jì) 49
5.3.1采區(qū)上部車場選型 49
5.3.2采區(qū)中部車場選型 49
5.3.3采區(qū)下部車場選型 50
5.3.4采區(qū)主要硐室 50
6 采煤方法 52
6.1采煤工藝方式 52
6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 52
6.1.2確定采煤工藝方式 52
6.1.3回采工作面長度的確定 52
6.1.4工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度 52
6.1.5綜采工作面的設(shè)備選型及三機(jī)配套 52
6.1.6各工藝過程注意事項(xiàng) 59
6.1.7工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù) 60
6.1.8循環(huán)圖表、勞動組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 61
6.1.9綜采機(jī)械化采煤過程中應(yīng)注意事項(xiàng) 65
6.2回采巷道布置 66
6.2.1回采巷道布置方式 66
6.2.2回采巷道參數(shù) 66
7 井下運(yùn)輸 68
7.1概述 68
7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 68
7.1.2煤層及煤質(zhì) 68
7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì) 68
7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 68
7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 69
7.2.1設(shè)備選型原則 69
7.2.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 70
7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選型 71
7.3.1運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 71
7.3.2軌道大巷設(shè)備選擇 71
7.3.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算 73
8 礦井提升 74
8.1礦井提升概述 74
8.2主副井提升 74
8.2.1主井提升 74
8.2.2副井提升 76
9 礦井通風(fēng)及安全 78
9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況 78
9.1.1礦井地質(zhì)概況 78
9.1.2開拓方式 78
9.1.3開采方法 78
9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫 78
9.1.5工作制、人數(shù) 78
9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 79
9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 79
9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 80
9.2.3礦井通風(fēng)方法的選擇 80
9.2.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 81
9.2.5回采工作面通風(fēng)方式的選擇 82
9.3礦井風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配 82
9.3.1 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則和方法 82
9.3.2 配風(fēng)依據(jù) 83
9.3.3 風(fēng)量計(jì)算 83
9.3.4 風(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算 86
9.4 礦井通風(fēng)阻力 88
9.4.1 礦井最大阻力路線 88
9.4.2 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 88
9.4.3 礦井通風(fēng)總阻力 89
9.4.4 兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔 89
9.5 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 90
9.5.1 選擇主要通風(fēng)機(jī)的基本原則 90
9.5.2 通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的確定 91
9.5.3 電動機(jī)選型 92
9.5.4 對礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求 92
9.5.5 對反風(fēng)風(fēng)硐的要求 93
9.6 礦井災(zāi)害的防治措施 93
9.6.1 瓦斯管理措施 93
9.6.2 煤塵的防治 93
9.6.3 防火 94
9.6.4 防水 94
10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 97
參考文獻(xiàn) 99
致謝 100
1 礦井概述及井田地質(zhì)特征
1.1礦區(qū)概述
1.1.1礦區(qū)地理位置、范圍
祁東煤礦位于安徽省宿州市埇橋區(qū)祁縣鎮(zhèn)，西寺坡鎮(zhèn)和固鎮(zhèn)縣湖溝區(qū)境內(nèi)，東以33勘探線與龍王廟勘探區(qū)毗鄰；西以F22斷層與淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦分界；南起二疊系山西組10煤層露頭；北至32煤層—800米水平地面投影線為界，東西長約9.2km，南北寬約3.5-5km，礦井面積約35.427 km2。
地理坐標(biāo)：東經(jīng)117°02′49″-117°10′18″
北緯33°22′45″-33°26′53″
1.1.2交通條件
本礦井交通極為便利。京滬鐵路、宿—固公路從本區(qū)東北通過，北距宿州站約20公里，東距蘆嶺站1.5公里。宿—蚌公路206國道經(jīng)由井田西側(cè)，礦井專用公路6.5公里與206國道相連，青（疃）—蘆（嶺）礦區(qū)鐵路從井田北通過，礦井專用鐵路線807公里連接青蘆線，礦井內(nèi)有淮河支流澮河從井田西南部穿過，流經(jīng)本井田約10km，乘船可進(jìn)入淮河和洪澤湖，常年通航，交通十分便利。
1.1.3地形、地貌
本井田地處淮北平原中部，地勢平坦，地面標(biāo)高+17.02—+22.89m左右，一般在+21.00m，井田西北、東北地勢略比東南高。
1.1.4工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況
村莊和人口稠密，澮河是區(qū)內(nèi)最大地表水體，也是農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源，由于澮河沿岸的煤礦長期把未經(jīng)凈化的差并含有大量煤粉及其他雜質(zhì)的地下水）排到河內(nèi)后，造成了河廢水（礦化度高、硬度大、水質(zhì)水嚴(yán)重污染，使河水變質(zhì)，無法飲用。
1.1.5礦區(qū)氣候
年平均溫度：14—15攝氏度，最高40.2攝氏度；最低—20.6攝氏度
年平均降雨量：1260mm，最大降雨量1420mm，
最大風(fēng)速18m/s，春季多東北風(fēng)，夏季多東—東南風(fēng)，冬季多北—西北風(fēng)
凍結(jié)期一般自每年11月中旬至次年3月下旬。
圖1-1 祁東煤礦交通圖
1.2井田地質(zhì)特征
1.2.1井田地質(zhì)條件
祁東煤礦位于宿南向斜的東南端，為一走向近東西、傾向北、傾角約10～15°的單斜構(gòu)造，并在其上發(fā)育有次一級的褶曲和斷層，區(qū)內(nèi)小構(gòu)造極為發(fā)育。井田東西長約9km，南北寬約3.5～5km，面積約35km2。含煤地層為石炭二疊系。煤系地層均被新生界松散層所覆蓋，屬全隱蔽式煤田。井田內(nèi)二疊系含煤地層共含可采煤層14層，可采煤層總厚7.15m。其中主要可采煤層4層，分別為32、61、82、9煤，總厚5.78m，約占可采煤層總厚度的61%；可采煤層2層，分別為61、63煤；局部可采煤層8層，分別為1、22、23、60、62、72、81、10煤。主要可采和可采煤層為較穩(wěn)定煤層，局部可采煤層為不穩(wěn)定煤層。目前礦井正在開采的煤層主要為61煤。
宿南向斜的大地構(gòu)造位置屬徐淮隆起的徐宿坳陷區(qū)的南部，其主體構(gòu)造表現(xiàn)為向斜斷塊形態(tài)，故宿南向斜為一由掀斜塊段控制而東翼又為后期逆沖構(gòu)造切割的不完整向斜，向斜軸向近南北，東翼受西寺坡逆沖斷層由東向西推覆擠壓影響，淺部地層傾角較大，并發(fā)育有一系列逆斷層；西翼構(gòu)造較為簡單，地層傾角較平緩，斷層稀少。
1.2.2地質(zhì)綜合柱狀圖
本井田的地質(zhì)綜合柱狀圖見圖1-2。
圖1-2 煤層綜合柱狀圖
1.2.3含煤地層
本井田含煤地層為石炭、二迭系，有3個(gè)含煤組：石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組和下石盒子組。其中，主采7號煤層位于二迭系下統(tǒng)山西組。
本組地層厚96.5～145.4m，平均113.0m 。屬濱海相沉積過渡為內(nèi)陸沉積,沉積旋回明顯，可分為3個(gè)沉積旋回，含煤4～5層，其中：6煤、7煤為主采煤層，8、9煤為局部可采煤層。
①第一旋回：灰色砂質(zhì)頁巖、深灰色砂質(zhì)頁巖與灰白色砂頁巖互層、砂頁巖、10煤、深灰色砂頁巖、9煤。
底部深灰色砂質(zhì)頁巖、9煤、10煤不太穩(wěn)定且常被砂巖替代，砂巖中夾泥紋、炭紋和頁巖碎塊，為河床相沉積物,互層中層理清晰，水平狀層理發(fā)育。本段地層厚約40m。
②第二旋回：由灰白色中～厚層狀、細(xì)～中粒砂巖、灰色砂頁巖、深灰色頁巖、砂頁巖、砂頁巖互層、灰色砂頁巖、8煤、灰黑色頁巖、7煤組成。其中，8煤為不穩(wěn)定煤層，7煤為穩(wěn)定煤層，局部含有夾矸厚0.1～1.5m。本段地層厚約20m。
2.含隔水層特征
新生界松散層含、隔水層（組），根據(jù)其巖性組合特征及其區(qū)域水文地質(zhì)剖面對比，自上而下可劃分為四個(gè)含水層（組）和三個(gè)隔水層（組）。
（1）第一含水層（組）
底板埋深31m左右，含水層總厚15～20m，29-30線北東厚度可達(dá)30m左右。上部近地表0.5m左右為褐黑色耕植土壤,埋深3～5m,富含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核。中、下部由土黃色粉砂、粘土質(zhì)砂、細(xì)砂夾薄層粘土及砂質(zhì)粘土組成，富水性中等，據(jù)孔抽水試驗(yàn)資料，水位高17.32m,q=0.57l/s.m,T=70.1156m2/d,k=2.9094m/d,礦化度0.356g/l,全硬度12德國度,水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂鈣水。
（2）第一隔水層（組）
底板埋深48m左右，隔水層總厚8～14m左右，由灰黃色及淺黃色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾2～3層薄層砂和粘土質(zhì)砂?？伤苄暂^好，塑性指數(shù)為15.6～21.00,分布穩(wěn)定，隔水性較好。
本組在局部粘土變薄地段，具有弱透水性，構(gòu)成一含與二含之間的越流水文地質(zhì)條件。
（3）第二含水層（組）
底板埋深88m左右，含水層總厚10～25m左右，厚度變化大，由淺黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，含水層中夾粘土層一般3～5層，組成一復(fù)合含水組，以河間階地沉積物為主，砂層不發(fā)育，多呈薄層狀，富水性弱，而河漫灘沉積地帶砂層較發(fā)育，富水性中等。
（4）第二隔水層（組）
底板埋深111m左右,隔水層總厚10～16m，由棕黃色、淺棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成，夾2～3層透鏡狀砂及粘土質(zhì)砂，可塑性好，塑性指數(shù)16.9～27.6，分布穩(wěn)定，隔水性好。
本組局部厚度小于10m，含鈣質(zhì)結(jié)核的砂質(zhì)粘土具有透水性，構(gòu)成二含與三含之間的越流水文地質(zhì)條件。
（5）第三含水層（組）
底板埋深199m左右，含水層總厚55～70m，在26-27線之間含水層總厚可達(dá)90m左右。全層厚度大，分布穩(wěn)定，水平性強(qiáng)，在埋深145～170 m左右有1～2層10～20m左右的厚粘土層把含水層（組）分為上、下兩部分。
上部：由淺紅色、灰白色中、細(xì)砂和粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)少，夾3～4層粘土，含水層厚30～40m左右，分布穩(wěn)定，局部在埋深120～140m左右，有1～2層薄層中細(xì)砂巖（盤），偶見有溶蝕現(xiàn)象，據(jù)水3和26-2711孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高19.40～19.79m,q=0.78～0.87l/s.m,T=233.497～257.1955m2/d,k=6.4139～6.768m/d,礦化度0.662～0.776g/l,全硬度16.42～21.04德國度,水質(zhì)為重碳酸鉀鈉鎂水和重碳酸硫酸鉀鈉鎂水,富水性中等。
下部：由灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，砂層中含泥質(zhì)較多，夾2～3層粘土，含水層厚25～30m左右，分布穩(wěn)定。據(jù)水2孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高19.22m,q=0.14l/s.m T=143.566m2/d,k=4.587m/d,礦化度1.113g/l,全硬度31.44德國度,水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉鎂鈣水。從抽水試驗(yàn)恢復(fù)水位資料來看，富水性較上部弱。
（6）第三隔水層（組）
底板埋深在332m左右，隔水層總厚80～100m左右，最薄處在小張家潛山頂，厚度亦有31.90m。由灰綠色、棕黃色粘土組成，夾多層薄層粘土質(zhì)砂和粉細(xì)砂，質(zhì)純細(xì)膩，塑性指數(shù)16.9～35.9,可塑性強(qiáng)，有膨脹性，局部地段在埋深220～245m,有1～2層透鏡狀含泥質(zhì)較多的粉砂、粘土質(zhì)砂,且具有清晰的水平層理,中上部含鐵錳質(zhì)結(jié)核,下部含鈣質(zhì)團(tuán)塊,底部含較多鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)結(jié)核。
本組分布穩(wěn)定，水平穩(wěn)定性強(qiáng)，在古潛山地帶直接與基巖接觸，隔水性良好，是礦內(nèi)重要隔水層（組），它阻隔了地表水、一含、二含、三含的地下水與四含和煤系地層的水力聯(lián)系。
（7）第四含水層（組）
直接與煤系地層接觸，兩極厚度0～59.10m,平均厚度35～40m,由于受古地貌形態(tài)的制約,礦內(nèi)中部偏西為一近南北向谷口沖洪積扇,其東西兩側(cè)為殘坡積～漫灘沉積,第四含水層組主要分布在此范圍內(nèi),在古潛山附近和29-30線以東無四含分布,屬四含缺失區(qū)。
谷口沖洪積扇由礫石、砂礫、粘土礫石、砂、粘土質(zhì)砂組成，夾多層薄層粘土或砂質(zhì)粘土。含水層總厚35～50m，鉆探揭露有補(bǔ)295、補(bǔ)296、25-269、2614、26-2718、構(gòu)4和2715孔漏水。據(jù)24-258、補(bǔ)302、補(bǔ)303、補(bǔ)306、和26-275孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高19.00～21.75m，q=0.034～0.219l/s.m，T=107.68～161.8m2/d，k=0.114～3.282m/d，富水性中等，礦化度1.458～1.582g/l，全硬度31.52～44.15德國度，水質(zhì)為硫酸氯化鉀鈉鈣鎂水。
殘坡積～漫灘沉積的富水性較谷口沖洪積扇弱，鉆探揭露時(shí)未發(fā)現(xiàn)漏水，據(jù)291孔抽水試驗(yàn)資料，水位標(biāo)高20.71m，q=0.100l/s.m，k=0.855m/d，礦化度1.418g/l,全硬度27.96德國度，水質(zhì)為硫酸重碳酸鉀鈉水。
殘坡積～漫灘沉積與風(fēng)化剝蝕區(qū)的分界線為四含的隔水邊界。
1.3煤層特征
1.3.1煤層埋藏條件
走向近東西，傾向南北，南高北低，傾角10—15度左右。
基巖風(fēng)化帶：15.7—17.9m
強(qiáng)風(fēng)化帶厚：6.78—9.08m
煤層的露頭深度：61煤層的露頭直接位于谷口沖洪積扇區(qū)粗粒相范圍內(nèi)。
1.3.2煤層群的層數(shù)
本區(qū)二疊系含煤地層共含1～11煤層（組），可采者自上而下編號為1、22、23、32、60、61、62、63、71、72、81、82、9、10計(jì)14層，其中32、71、82、9為主要可采煤層，61、63、為可采煤層1、22、23、60、62、72、81、10為局部可采煤層。主要可采和可采煤層為較穩(wěn)定煤層，局部可采煤層為不穩(wěn)定煤層?，F(xiàn)從上而下將各可采煤層分述如下：
1．1煤層
該煤層為上石盒子組最上的可采煤層，其上下有多層薄煤，其厚度兩極值為0～1.86米,平均0.72米?？刹煞秶鷥?nèi)煤層厚度以0.70～1.30米為主。煤層結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂板巖性多為泥巖，局部為砂巖，底板巖性亦多為泥巖，局部為砂巖。
2．22煤層
位于1煤層下80米左右，其厚度兩極值為0～2.28米,平均0.74米。僅在25-26線至27-28線及30線以東中深度構(gòu)成局部可采?？刹蓞^(qū)范圍內(nèi)煤厚多為0.70～1.30米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂板巖性以泥巖為主，僅局部為粉砂巖-中砂巖，底板基本為泥巖，個(gè)別為粉砂巖。
3．23煤層：
位于22煤層下平均16米左右，其兩極厚度為0～1.99米,平均0.69米?？刹煞秶植荚?6線附近及27線至31線間，可采范圍內(nèi)厚度多為0.70～1.30米，結(jié)構(gòu)簡單，個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。其頂?shù)装鍘r性多為泥巖，局部為細(xì)砂巖或粉砂巖。
4．32煤層：
位于23煤層下平均110米左右，其厚度兩極值為0～3.11米,平均0.73米，不可采范圍為零星小塊。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多具1～3層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸，為較穩(wěn)定的主要可采煤層。煤層頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或細(xì)砂巖。
5．60煤層：
位于32煤層下160米左右，為6煤組最上之可采煤層，煤厚兩極值為0～1.31米,平均0.21米?？刹煞秶植加谖簭R斷層以北26-27線及29-30線東-650米水平以淺地區(qū)。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅少數(shù)點(diǎn)見一層泥巖夾矸，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，個(gè)別點(diǎn)為粉砂巖或細(xì)砂巖。
6．61煤層：
位于60煤層下11米左右，煤厚2.3～4.2米,平均3.6米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，少有夾矸，為較穩(wěn)定的可采煤層。其頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或砂巖。
7．62煤層：
位于61煤層下10米左右，煤厚0～1.96米,平均0.33米,可采范圍分布于26線以西,可采區(qū)內(nèi)煤厚一般為0.70～1.30米。煤層普遍含一層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂?shù)装鍘r性以泥巖為主，局部為粉砂巖或細(xì)砂巖。
8．63煤層：
位于62煤層下6米左右，煤厚0～2.19米,平均0.97米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，為較穩(wěn)定的可采煤層。其頂?shù)装鍘r性以泥巖為多，細(xì)砂巖和粉砂巖皆為零星分布。
9．71煤層：
位于63煤層下30米左右，煤厚0～2.31米,平均0.75米。煤層結(jié)構(gòu)一般以一層泥巖夾矸為多，在71和72煤層合并區(qū)內(nèi)，可有2～3層夾矸。屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。為較穩(wěn)定主要可采煤層。煤層頂板巖性在25-26線以西以砂巖為主，粉砂巖次之；25-26線以東以泥巖為主，零星分布砂巖和粉砂巖。煤層底板巖性以泥巖為主，零星分布粉砂巖和細(xì)砂巖。
10．72煤層：
位于71煤層下0.83～12米左右,平均約5米。煤層厚度0～2.97米,平均0.36米；27線以西局部可采，27線以東多合并于71煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單，僅少數(shù)點(diǎn)具1～2層泥巖夾矸。屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。當(dāng)71和72煤層間距稍大時(shí)，72煤層頂板常為砂巖，間距較小時(shí)，常為泥巖，東部合并區(qū)內(nèi)，72煤層頂板為泥巖；底板以泥巖為主，少數(shù)為粉砂巖或細(xì)砂巖。
11．81煤層：
位于72煤層下7～35米，平均16米左右。煤厚0～2.94米,平均0.74米。81煤層常因砂巖沖刷造成大面積不可采，可采范圍分布于補(bǔ)31線以西，呈一不規(guī)則帶狀。煤層結(jié)構(gòu)較為簡單，以一層泥巖或巖漿巖夾矸最為常見。屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装宥酁樯皫r，少為泥巖和粉砂巖。
12．82煤層：
位于81煤層下7-18米，平均11米左右，煤厚0～3.83米,平均1.25米。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普遍具一層泥巖夾矸。屬較穩(wěn)定的主采煤層。煤層頂板巖性大部分為砂巖，粉砂巖和泥巖則為零星分布，底板巖性主要為粉砂巖，次為泥巖或砂泥巖互層。
13．9煤層：
位于82煤層下10～21米，平均15米左右。煤厚0～2.78米，平均0.65米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，部分因巖漿巖侵入致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。屬較穩(wěn)定的主采煤層。煤層頂板多為砂巖，其次為粉砂巖或泥巖。底板主要為泥巖，少量為粉砂巖或細(xì)砂巖。
14．10煤層：
本煤層位于山西組中部，上距9煤層55～111米，平均73米左右。煤厚0～4.10米,平均1.09米。從原始沉積看，該煤層應(yīng)屬結(jié)構(gòu)簡單的穩(wěn)定性較好的煤層，但由于本區(qū)巖漿巖對煤層的廣泛侵入，使煤層遭到嚴(yán)重破壞，煤層結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，可采性變差，屬不穩(wěn)定的局部可采煤層。煤層頂?shù)装逡陨皫r和粉砂巖為主，泥巖次之。
上述各煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性以原煤炭科學(xué)院牛錫綽提出的分類方案為依據(jù)認(rèn)為：砂巖屬中等穩(wěn)定型，粉砂巖屬不穩(wěn)定-中等穩(wěn)定型，泥巖屬不穩(wěn)定型。
1.3.3煤層的圍巖性質(zhì)
二采區(qū)松散層厚375m，平均采深525m。
61煤層直接頂為深灰色泥巖，易冒，厚1.84—2.41m，均厚2.1m，在自然狀態(tài)下其單向抗壓強(qiáng)度為28.9—59.5Mpa；老頂為灰白色細(xì)砂巖，厚1.76—3.67m，均厚2.7m，其單向抗壓強(qiáng)度為65.4—102.2Mpa，平均89.6Mpa，屬于中等穩(wěn)定型。
1.3.4煤的特征
1煤層為高灰、高硫、高揮發(fā)分，低中熱值、強(qiáng)粘結(jié)性的氣煤。
22、23、32煤層為中灰、低硫、（32煤為低中硫）特低磷、高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)粘結(jié)性的氣煤，其中32煤有少量1/3焦煤。
60煤層為中高灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值，強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤。
61煤層為中灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值，強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤和1/3焦煤。
62煤層為中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤。
63、71、72煤層為中灰、特低硫，特低磷、中高揮發(fā)份、中熱值、強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤和肥煤（其中72煤層僅為1/3焦煤）。
81、82煤層為低中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)-特強(qiáng)粘結(jié)性的1/3焦煤和肥煤其中82煤層有少量無煙煤。
9煤層為中灰、低硫、特低磷、中高揮發(fā)分、中熱值、強(qiáng)～特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤和1/3焦煤，并有少量無煙煤。
10煤層以天然焦為主，當(dāng)煤層未受巖漿侵入影響時(shí)，為低灰、特低硫、特低磷、中高揮發(fā)分，特強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤。
當(dāng)煤層受巖漿巖侵入時(shí)，造成原煤灰分增加，精煤揮發(fā)分和煤的粘結(jié)性能降低，煤變質(zhì)為天然焦或貧煤、無煙煤。不但降低了煤的可采性，也使煤質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定性變差。
2 井田境界和儲量
2.1井田境界
本井田西以F22斷層與祁南礦接壤；東以33勘探線為界與龍王廟勘探區(qū)毗鄰;南至上石炭系第一層灰?guī)r的隱伏露頭；北以32煤層-800m底板等高線的地面垂直投影為界。井田走向長度為8.8-9.5km，平均走向長度為9.2km，南北傾斜寬約3.5-5km,面積約35；平均傾角為14°。
井田賦存狀況示意圖如圖2-1。
圖2-1 井田賦存狀況示意圖
2.2礦井儲量計(jì)算
2.2.1 構(gòu)造類型
煤層內(nèi)傾角為10°~15°，褶曲與斷層均不發(fā)育，有一個(gè)近南北走向的大斷層，無巖漿活動，為構(gòu)造簡單地區(qū)，屬于第一類。
2.2.2儲量級別與計(jì)算塊段的劃分
（1）、工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探厚度與質(zhì)量均合乎開采要求，目前可供開采利用的列入平衡表內(nèi)的儲量。
礦井的地質(zhì)資源量=探明的資源量331+控制的資源量332+推斷的資源量333
探明的資源量331=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量111b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量2M11+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S11；
探明的資源量332=經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量122b+邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量2M22+次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量2S22；
礦井工業(yè)儲量=111b+122b+2M11+2M22+333k。
（2）、儲量計(jì)算塊段劃分原則
①穩(wěn)定或不穩(wěn)定的61煤，高級儲量的外圍，以不超過基本線距的1∕2的距離外推次一級儲量；
②打丟煤的鉆孔不參與可采邊界的圈定；
③井田內(nèi)可跨越已查明的落差不大于50m的地段，降為C級儲量，其斷層兩側(cè)各留30～50m的煤柱，若斷層密集，不能跨越斷層劃分高級儲量；
④見煤點(diǎn)的煤層厚度低于0.6m時(shí)，用插入法求出可采邊界，對未見煤鉆孔，用相鄰的鉆孔連線的中點(diǎn)為零點(diǎn)，再用插入法求出可采邊界；
⑤煤層夾矸的單層厚度不大于0.5m時(shí)，夾矸與煤層合并計(jì)算，煤分層厚度等于或大于夾矸厚度時(shí)，且夾矸厚度小于0.6m時(shí)，上下煤分層合并計(jì)算。
⑥本次儲量計(jì)算是在精查地質(zhì)報(bào)告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計(jì)算的，儲量計(jì)算可靠。
采用塊段法計(jì)算工業(yè)儲量。地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，在圈定的塊段法范圍內(nèi)可用算術(shù)平均法求得每個(gè)塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。儲量塊段劃分如圖2-2所示：
圖2-2 塊段劃分示意圖
根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值：
（1）礦井地質(zhì)資源量
礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算：
（2-1）
式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt；
——煤層平均厚度，m；
——煤層底面面積，m3；
——煤容重，t/m3。
將各參數(shù)代入（2-1）式中可得表2-1，所以地質(zhì)儲量為：
=124.5（Mt）
根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值：
表2-1 煤層地質(zhì)儲量計(jì)算
煤層
塊段
傾角/(°)
塊段面積/km2
煤厚/m
容重/t/m3
儲量/Mt
煤層總儲量/Mt
61
A
14
6.6
3.6
1.4
34.3
124.5
B
13
5.4
3.6
1.4
27.2
C
14
12.1
3.6
1.4
63.0
（2）礦井工業(yè)儲量
根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計(jì)算。
礦井工業(yè)儲量可用下式計(jì)算：
（2-2）
式中 ——礦井工業(yè)資源/儲量；
——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；
——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；
——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；
——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；
——推斷的資源量；
——可信度系數(shù)，取0.7~0.9。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，值取0.9；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井，取0.7。該式取0.8。
52.29（Mt）
26.15（Mt）
22.41（Mt）
11.21（Mt）
9.96（Mt）
因此將各數(shù)代入式2-2得：122.02（Mt） 。
2.2.3礦井可采儲量
礦井設(shè)計(jì)資源儲量按式（2-3）計(jì)算：
（2-3）
式中 ——礦井設(shè)計(jì)資源/儲量
——斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑煤柱等永久煤柱損失量之和。按礦井工業(yè)儲量的3%算。
則：118.36（Mt）
礦井設(shè)計(jì)可采儲量
式中 ——礦井設(shè)計(jì)可采儲量；
——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，按礦井設(shè)計(jì)資源/儲量的2%算；
C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。此處取0.85。
則：98.6（Mt）
2.2.4工業(yè)廣場煤柱
根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》不同井型與其對應(yīng)的工業(yè)廣場面積見表2-2。第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場的面積為0.8-1.1平方公頃/10萬噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為300m×400m的長方形。煤層的平均傾角為14度，工業(yè)廣場的中心處在井田走向的中央，傾向中央偏于煤層中上部，其中心處埋藏深度為-500m，該處表土層厚度為120-160m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅱ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為20m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表2-3。
表2-2 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
1.0
120-180
1.2
45-90
1.5
9-30
1.8
表2-3 巖層移動角
廣場中心深度/m
煤層傾角
煤層厚度/m
沖擊層厚度/m
ф
δ
γ
β
-500
14°
3.6
150
45
75
75
68
由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-3所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸
圖2-3 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱
由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：
由CAD量的梯形的面積是：1272774.96 m2
S6煤=1272774.96/cos14°=1312139.13 m2
則：工業(yè)廣場的煤柱量為：
Z工=S×M×R
式中： Z工----工業(yè)廣場煤柱量，萬噸；
S ----工業(yè)廣場壓煤面積，㎡；
M ----煤層厚度， 3.6m；
R ----煤的容重, 1.4t/m3。
則： Z=1312139.13×3.6×1.4×10-4
=661.32(萬噸)
3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限
3.1礦井工作制度
根據(jù)按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330 d計(jì)算，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時(shí)間為16 h。
3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限
3.2.1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、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)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。
礦區(qū)規(guī)?？梢罁?jù)以下條件確定：
1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。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；
2）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(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動力來源等。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模，否則應(yīng)縮小規(guī)模；
3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)；
4）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。
3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力
由地質(zhì)資料可知：本井田儲量豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單、煤層穩(wěn)定、開采技術(shù)條件好，有足夠的條件建成大型礦井，結(jié)合本井田的工業(yè)儲量和可開采儲量最終選定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a。
3.2.3礦井服務(wù)年限
礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力通常指礦井設(shè)計(jì)的年生產(chǎn)能力，是煤礦生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo)，是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。礦井可采儲、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、礦井服務(wù)年限力三者之間的關(guān)系為：
=／AK （3-1）
式中：——礦井服務(wù)年限，a；
——礦井可采儲量，Mt；
——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt；
K——礦井儲量備用系數(shù)，取1.3。
確定井型時(shí)需要考慮備用系數(shù)的原因是，礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井投產(chǎn)后，產(chǎn)量迅速提高；局部地質(zhì)條件變化，使儲量減少；有的礦井由于技術(shù)原因，使采出率降低，從而減少了儲量。
則，礦井服務(wù)年限為：
=98.6/（1.2×1.3）
= 63.21（a）
服務(wù)年限符合要求。參看表3-1。
表3-1 我國各類井型的新建礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限
礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力
（Mt/a）
礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限
（a）
第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限
煤層傾角
<25°
25°～45°
>45°
6及以上
70
35
—
—
3-5
60
30
—
—
1.2-2.4
50
25
20
15
0.45-0.9
40
20
15
10
3.3井型校核
按礦井的實(shí)際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：
1）煤層開采能力
井田內(nèi)有61煤可采，總煤厚3.6m，為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度稍有變化。煤層傾角平均14°，地質(zhì)條件簡單，根據(jù)現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效的發(fā)展模式，布置綜采工作面。
2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核
礦井設(shè)計(jì)為大型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓。煤炭大巷采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)斜巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，運(yùn)輸能力大，自動化程度高，機(jī)動靈活；大巷輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。
3）通風(fēng)安全條件的校核
本礦井為煤與瓦斯突出礦井，瓦斯涌出量高，煤塵爆炸性低，礦井投產(chǎn)前后期均采用兩翼對角式通風(fēng)。輔助運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)，煤炭運(yùn)輸大巷回風(fēng)，工作面采用后退式U型通風(fēng)，通過第九章的通風(fēng)設(shè)計(jì)知可以滿足通風(fēng)需要。
4）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?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了井型和服務(wù)年限的對應(yīng)要求，見表3-1。
4 井田開拓
4.1井田開拓的基本問題
井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。
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(gè)問題需認(rèn)真研究。
確定井筒的形式、數(shù)目和配置，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(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；
合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。
確定開拓問題，需根據(jù)國家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問題時(shí)，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。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；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)。
合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。
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(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好狀態(tài)。
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(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動化創(chuàng)造條件。
根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。
本井田開拓方式的選擇，主要考慮到以下幾個(gè)因素：
1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在-350m，最深處到-900m，表土層厚度大，300~350m。
2）本井田為煤與瓦斯突出礦井，高瓦斯對開拓方式的選擇影響較大。
3）本礦地表地勢平坦，且多為農(nóng)田，無大的地表水系和水體，地面平均標(biāo)高為+32m。
4.1.1井筒形式和位置的確定
（1）井筒形式的確定
井筒形式有三種：平硐、斜井、立井。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。具體見表4-1。
本礦井煤層傾角小，平均14°，為緩(傾)斜煤層；表土層厚約350m，無流沙層；水文地質(zhì)情況中等—簡單，涌水量不大；井筒需要特殊施工—凍結(jié)法建井，因此需采用立井開拓。
表4-1 井筒形式比較
井筒形式
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
適用條件
平硐
1運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費(fèi)用低。
2工業(yè)設(shè)施簡單。
3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費(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。
受地形影響特別大
有足夠儲量的山嶺地帶
斜井
與立井相比：
1井筒施工工藝、設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少。
2地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場簡單、延深方便。
3主提升膠帶化有相當(dāng)大提升能力。能滿足特大型礦井的提升需要。
4斜井井筒可作為安全出口。
與立井相比：
1井筒長，輔助提升能力小，提升深度有限。
2通風(fēng)線路長、阻力大、管線長度大。
3斜井井筒通過富含水層，流沙層施工復(fù)雜。
井田內(nèi)煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)條件簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。
立井
1不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯和水文地質(zhì)等自然條件限制。2井筒短，提升速度快，對輔助提升特別有利。3當(dāng)表土層為富含水層的沖積層或流沙層時(shí)，井筒容易施工。4井筒通風(fēng)斷面大，能滿足高瓦斯、煤與瓦斯突出的礦井需風(fēng)量的要求。
1井筒施工技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平。
2井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基建投資大。
對不利于平硐和斜井的地形地質(zhì)條件都可考慮立井。
（2）井筒位置的確定
井筒位置選擇要有利于減少初期井巷工程量，縮短建井工期，減少占地面積，降低運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)省投資；要有利于礦井的迅速達(dá)產(chǎn)和正常接替。因此，井筒位置的確定原則：
1）沿井田走向的有利位置
當(dāng)井田形狀比較規(guī)則而且儲量分布均勻時(shí)，井筒的有利位置應(yīng)在井田走向中央；當(dāng)井田儲量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)布置在儲量的中央，以形成兩翼儲量比較均勻的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量最小，通風(fēng)網(wǎng)路較短，通風(fēng)阻力小。
2）井筒沿井田傾斜方向的有利位置
井筒位于井田淺部時(shí)，總石門工程量大，但第一水平及投資較少，建井工期短；井筒位于井田中部時(shí)，石門較短，沿石門的運(yùn)輸工程量較?。痪参挥诰锏南虏繒r(shí)，石門長度和沿石門的運(yùn)輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時(shí)，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴(kuò)展有利。從井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱損失看，井筒愈靠近淺部，煤柱尺寸愈小，愈近深部，煤柱尺寸愈大。因此，一般井筒位于井田傾向方向中偏上的位置。
3）有利于礦井初期開采的井筒位置
盡可能的使井筒位置靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道的工程量，節(jié)省投資和縮短建井工期。
4）地質(zhì)及水文條件對井筒布置影響
要保證井筒，井底車場和硐室位于穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量使井筒不穿過或少穿過流沙層，較大的含水層，較厚沖積層，斷層破碎帶，煤與瓦斯突出的煤層，較軟的煤層及高應(yīng)力區(qū)。
5）井口位置應(yīng)便于布置工業(yè)廣場
井口附近要布置主，副井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進(jìn)鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)間互相連接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，盡量避免穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)，文物古跡保護(hù)區(qū)，陷落區(qū)或采空區(qū)，洪水浸入?yún)^(qū)，盡量避免橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。
6）井口應(yīng)滿足防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
附近有河流或水庫時(shí)要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。
由于本井田傾角平緩，厚度變化小，且距離東部國道近。故把井筒置于井田中央，即工業(yè)場地之中。
（3）井筒數(shù)目
為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進(jìn)風(fēng)設(shè)置一副井。因?yàn)楦咄咚沟V井，井田面積較大，不宜用中央并列式通風(fēng)，所以另設(shè)兩個(gè)風(fēng)井，用東風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)。共計(jì)四個(gè)井筒。
4.1.2采區(qū)劃分
具體采區(qū)劃分見圖4-1。
4.1.3工業(yè)場地的位置
工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中部。
工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-3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12公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向。根據(jù)制圖規(guī)范1：5000的圖按300m* 400m繪制。
圖4-1 采區(qū)劃分詳細(xì)圖
4.1.4開采水平的確定
本礦井主采煤層為61號煤層，其它煤層屬急薄且不穩(wěn)定煤層，近期暫不開采可作為后備儲量。 61號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為14°，煤層埋藏最深處達(dá)-900m，垂直高度達(dá)930m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200~350m，針對于本礦井的實(shí)際條件，決定煤層的階段垂高為300m左右。
由于本礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，若采用上下山開采，下山部分在技術(shù)上困難較多，故決定階段內(nèi)均采用上山開采。由于井田斜長較大，傾角在14°左右，因此排除了單水平上下山開采的開拓方案。
本井田可劃分兩個(gè)和三個(gè)水平，但考慮三個(gè)水平生產(chǎn)系統(tǒng)過于復(fù)雜，如果兩個(gè)水平都采用上下兩個(gè)階段可簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，因此采用兩個(gè)水平開采。下部為灰
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