目錄一般部分TOC\u\t"標(biāo)題1,1,標(biāo)題2,2,標(biāo)題3,3"1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 表15）。4）、灰份及灰融性、灰渣特征區(qū)內(nèi)各主要可采煤層煤灰成份及灰渣均以SiO2和Al2O3為主，屬于酸性。煤灰的熔融性主要取決于煤灰的化學(xué)成份，區(qū)內(nèi)各煤層灰熔點(diǎn)溫度測試情況（見1-8）。表18可采煤層灰熔點(diǎn)溫度測試情況煤層測試點(diǎn)數(shù)軟化溫度（ST）級別≤10001100-12501250-1500＞150079//54高-難熔灰份911/551低-高熔灰份從表中可以看出：7煤為高～難熔灰份；9煤為低～高熔灰份。5）、瓦斯礦井瓦斯相對涌出量6m3/t，絕對瓦斯涌出量為11.32m3/min。二氧化碳相對涌出量為4.94m3/t，絕對涌出量為6.29m36)、煤層自燃性本區(qū)內(nèi)各煤層的自燃發(fā)火期為3～6個(gè)月，結(jié)合煤層自燃傾向性試驗(yàn)，礦井定為Ⅱ級自燃發(fā)火礦井，局部構(gòu)造帶地段，煤層發(fā)火期變短，煤層自燃現(xiàn)象。7）、煤塵本區(qū)綜采，機(jī)掘的最大最小煤塵濃度和平均濃度為337.8mg/m3、136.8mg/m3、189.4mg/m3，煤塵爆炸性指數(shù)在43%左右，均屬于有煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤層。8）、煤的用途區(qū)內(nèi)煤質(zhì)較為穩(wěn)定，據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)成果各主要煤質(zhì)指標(biāo)分級見表1-9表19主要煤質(zhì)指標(biāo)分級一覽表煤層精煤揮發(fā)份（Vdaf）原煤灰份原煤含硫（Std）原煤發(fā)熱量（Qgr.d）粘結(jié)性煤類符號數(shù)碼Ad熔融性738.15中灰高-難熔特低中高中等氣煤QM44937.12低灰低-高熔特低中高中等氣煤QM44從表中可以看出：山西組7、9煤可作為電力、船舶、鍋爐用煤及其它工業(yè)用煤，另外7、9煤可作為良好的煉焦配煤。9）、地溫地溫梯度在2.25～2.81°C/100m之間，平均為2.52°C/100m，屬于地溫正常區(qū)，但在-750m以下區(qū)域，地溫普遍達(dá)到30°C以上，深部甚至達(dá)到40°C，今后在這些區(qū)域從事采掘活動(dòng)時(shí)，要采取相應(yīng)的降溫措施，以保障作業(yè)人員的身體健康。2井田境界和儲(chǔ)量2.1井田境界2.1.1井田范圍南部（淺部）：以F1斷層與龐莊井田為界；北部（深部）：至京福高速公路保護(hù)煤柱線；東部：以蘇煤司基（87）第252號文規(guī)定的西1、西2和西3三個(gè)座標(biāo)點(diǎn)的連線及其延長線與柳新井田為界；西部：以蘇煤司基（84）第579號文規(guī)定點(diǎn)連線與夾河井田深部為鄰。2.1.2開采界限井田內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組、二迭系下統(tǒng)山西組和二迭系下統(tǒng)下石盒子組，總厚486m，含煤20層?？刹擅簩?層，為7號和9號煤層。其中7號和9號煤層在二迭系下統(tǒng)山西組，本組厚113m，礦井設(shè)計(jì)針對7號和9號煤層。開采上限：7號煤層以上無可采煤層。下部邊界：9號煤層以下無可采煤層。2.1.3井田尺寸整個(gè)井田東西長約4.80km、南北寬約3.53km。開采深度為-250m～-1200m。井田的水平面積按下式計(jì)算：S=H×L（2-1）式中：S——井田的水平面積，m2；H——井田的平均水平寬度，m；L——井田的平均走向長度，m。井田的水平面積為：S=4.8×3.53=16.94(km2)2.2井田工業(yè)儲(chǔ)量2.2.1井田地質(zhì)勘探本礦區(qū)煤層傾角變化較大，淺部煤層傾角較大,深部煤層傾角較小,褶曲與斷層均較發(fā)育，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。煤層穩(wěn)定程度：本區(qū)有1、2、7、9、20、21為可采煤層，9-2煤為局部可采煤層；1煤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度變化大，為大部分可采的不穩(wěn)定煤層，2、7、9煤為結(jié)構(gòu)簡單到較復(fù)雜，煤層厚度變化規(guī)律明顯，屬大部分可采較穩(wěn)定中厚煤層，20、21煤為薄煤層，結(jié)構(gòu)簡單，但地質(zhì)條件稍有變化即不可采，屬較穩(wěn)定薄煤層。只有7、9煤層為主采煤層。2.2.2礦井地質(zhì)儲(chǔ)量本礦井傾角變化較大，所以計(jì)算礦井地質(zhì)儲(chǔ)量時(shí)應(yīng)劃分塊段來計(jì)算。根據(jù)本礦井勘探情況，決定把本礦井分成6個(gè)快段計(jì)算。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(chǔ)量。煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和，每個(gè)塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個(gè)以上的鉆孔。塊段劃分如圖2-1所示。圖2SEQ圖\*ARABIC\s11張小樓煤礦塊段劃分示意圖表2-1煤層塊段傾角/(°)塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲(chǔ)量/萬t煤層總儲(chǔ)量/萬t總儲(chǔ)量/萬t7Ⅰ23.791.9810.001.362990.424020.531279.7Ⅱ20.781.5410.001.362288.5Ⅲ30.131.7710.001.362782.8Ⅳ28.471.3510.001.362088.3Ⅴ2.616.6010.001.368985.3Ⅵ6.363.5710.001.364885.29Ⅰ23.791.983.001.37903.77259.1Ⅱ20.781.543.001.37691.6Ⅲ30.131.773.001.37841.0Ⅳ28.471.353.001.37631.1Ⅴ2.616.603.001.372715.4Ⅵ6.363.573.001.371476.3根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，求得以下各儲(chǔ)量類型的值：礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計(jì)算：Zi=Si×Mi×γi×100/cosαi 式中：ZiSi——各塊段的面積，km2。Mi——各塊段內(nèi)煤層的厚度，m。γi——各塊段內(nèi)煤的容重，t/mα將各參數(shù)代入（2-2）式中可得表2-1，所以地質(zhì)儲(chǔ)量為：=312.80（Mt）2.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)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(chǔ)量，30%的是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量，則礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量由式計(jì)算。礦井工業(yè)儲(chǔ)量可用下式計(jì)算：（2-3）式中：——礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量；——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量；——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)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0.7。131.38（Mt）65.59（Mt）56.30（Mt）28.15（Mt）21.90（Mt）因此將各數(shù)代入式2-3得：303.42（Mt）2.2.4礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量按式（2-4）計(jì)算：（2-4）式中 ——礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)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(chǔ)量的3%算。則：294.31(Mt）2.2.5礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量（2-5）式中 ——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)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(chǔ)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0.75。則：220.73（Mt）2.2.6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。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.4萬噸/年，所以工業(yè)廣場占地面積為24公頃，所以取工業(yè)廣場的尺寸為600m×400m的長方形。工業(yè)廣場位置煤層的平均傾角為25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-600m，該處表土層厚度為76m，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15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表2-3，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖2-2。表2-2井型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240及以上1.0120-1801.245-901.59-301.8表2-3巖層移動(dòng)角廣場中心深度(m)煤層傾角(°)煤層厚度(m)沖積層厚度(m)ф(°)δ(°)γ(°)β(°)-6002510(3)7640757568圖2-2工業(yè)廣場保護(hù)煤柱圖3礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度3.1礦井工作制度根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為330天，工作制度采用“三八制”，每天三班作業(yè)，二班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作8小時(shí)。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16小時(shí)。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、外部建設(shè)條件，國家對煤炭資源配置及市場需求，開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力，經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較確定。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(chǔ)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(chǔ)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(dòng)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)能力和礦井服務(wù)年限張小樓井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角不是很大，厚度變化不大，開采條件相對簡單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)氣肥煤，交通運(yùn)輸便利，市場需求量大，宜建大型礦井。參照大型礦井服務(wù)年限的下限（大于50a）要求，T取60年，儲(chǔ)量備用系數(shù)取1.4，則礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A為：A=Zk/(T×K)=220.73/(60*1.4)=2.63（Mt/a）（3-1）根據(jù)煤層賦存情況和設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量以及要滿足第一水平服務(wù)年限，按煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，將礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定為2.4Mt/a，在計(jì)算礦井服務(wù)年限：T=Zk/(A×K)（3-2）式中：T——礦井服務(wù)年限，a；Zk——礦井可采儲(chǔ)量，Mt；A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt；K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4。則礦井服務(wù)年限為：T=220.73/(2.4×1.4)=65.7(a)符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。第一水平劃分在-600m，采用上下山開采，下山采到-900m，第一水平面積為5.48km2，第一水平平均傾角為25°，計(jì)算得第一水平地質(zhì)儲(chǔ)量為95.12Mt，減去保護(hù)煤柱和工業(yè)廣場煤柱得設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為73.46Mt，所以第一水平服務(wù)年限為：=,73.46/（2.4×1.4）=21.9(a)符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。3.2.3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(chǔ)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)7號煤層平均厚10m、9號煤層平均厚3m，均為厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，7號煤層布置一個(gè)放頂煤工作面保產(chǎn)。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，開拓方式為第一水平立井、第二、三水平暗斜井開拓，主立井采用箕斗運(yùn)煤，副立井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷膠帶輸送機(jī)到大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)到井底煤倉，再經(jīng)主立井提升至地面，運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料，能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用架線電機(jī)車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。3、通風(fēng)安全條件的校核礦井煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量不大，屬低瓦斯礦井，須采取預(yù)防煤層爆炸措施。礦井采用中央并列式通風(fēng)，可以滿足通風(fēng)需要。4、礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，見表3-1。表3-1我國各類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)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）第一開采水平服務(wù)年限（a）煤層傾角<25°煤層傾角25°～45°煤層傾角>45°600及以上7035——300～5006030——120～2405025201545～90402015159～30各省自定

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(dòng)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。1、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；2、合理確定開采水平的數(shù)目和位置；3、布置大巷及井底車場；4、確定礦井開采順序，做好開采水平的接替；5、進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；6、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：1、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)。2、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)。3、合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。4、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)。5、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(dòng)化創(chuàng)造條件。6、根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)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。平硐開拓受地形即埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(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；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。缺點(diǎn)是：斜井井筒長輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長、阻力大、管線長度大；斜井井筒通過富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角較大，上部煤層平均25o，為緩傾斜煤層；煤層埋深較大，淺部埋深250m；表土層薄，有流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，涌水量?。灰虼瞬贿m合斜井和平峒開拓，井筒需要特殊施工，因此可采用凍結(jié)法立井開拓。經(jīng)后面方案比較確定井筒形式為第一水平立井、第二水平暗斜井。2、井筒位置的確定井筒位置的確定原則：有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場和主要運(yùn)輸大巷的布置，石門工程量少；有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村；井田兩翼儲(chǔ)量基本平衡；井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破碎帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；工業(yè)廣場應(yīng)充分利用地形，有良好的工程地質(zhì)條件，且避開高山、低洼和采空區(qū)，不受崖崩滑坡和洪水威脅；工業(yè)廣場宜少占耕地，少壓煤；距水源、電源較近，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。由于井田內(nèi)的煤層埋藏比較深，角度較大如果井筒布置在井田中央井筒會(huì)很深，石門也會(huì)很長，所以為了考慮初期的投資決定井筒布置在井田中央偏上。4.1.2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。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表4-1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24公頃，形狀為矩形，長邊垂直于井田走向，長為600m,寬為400m。表4-1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1.0120-1801.245-901.59-301.84.1.3開采水平的確定及采區(qū)劃分本礦井煤層露頭標(biāo)高為-250m，煤層埋藏最深處達(dá)-1200m，垂直高度達(dá)950m，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200～350m。井田主采煤層為7號和9號煤層，設(shè)計(jì)中只針對7號和9號煤層。煤層傾角較大，傾角為2o～30o，平均為25o，為緩傾斜煤層，所以設(shè)計(jì)為兩水平開采。第一水平標(biāo)高-600m，采用采區(qū)式上下山開采，下山采到-900m，垂直高度650m；第二水平標(biāo)高-1130m，-1100m標(biāo)高以上采用采區(qū)式開采，此標(biāo)高以下采用帶區(qū)式開采，垂直高度300m。具體劃分見圖4-1。圖4-1張小樓采（帶）區(qū)的劃分4.1.4主要開拓巷道1、運(yùn)輸大巷的布置本礦井主采7、9號兩層煤，7、9號煤層生產(chǎn)能力：可采儲(chǔ)量為220.7Mt。兩層煤間距為15m，劃分為一組煤，組間采用近距離煤層集中上山聯(lián)合準(zhǔn)備方式。7號煤層平均厚度為10m，9號煤層平均厚度為3m，賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大，且煤質(zhì)硬度不大。故礦井開拓大巷布置在巖層中，距煤層底板大約25m處的砂頁巖中，留30m煤柱護(hù)巷。巖層大巷其優(yōu)點(diǎn)是巷道維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，巷道施工能夠按要求保持一定方向和坡度，便于設(shè)置煤倉。由于礦井瓦斯涌出量不大，一條軌道大巷就可以滿足進(jìn)風(fēng)需要。再布置一條運(yùn)輸大巷兼回風(fēng)，共兩條大巷。運(yùn)輸大巷比軌道大巷高8m。2、井底車場的布置由于井底車場一般要為整個(gè)礦井服務(wù)，服務(wù)時(shí)間較長，故要布置在較堅(jiān)硬的巖層中。本礦井布置位置選擇在煤層底板中。煤層底板為堅(jiān)硬的砂頁巖。維護(hù)費(fèi)用較低。4.1.5方案比較1、提出方案根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出以下四種在技術(shù)上可行的開拓方案，分述如下：方案一：第一水平立井、第二水平暗斜井、第三水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-700m，第二、第三水平采用暗斜井，第二水平延伸到-1100m，第三水平延伸要-1200m，共三個(gè)水平。大巷均布置在巖層中。如圖4-2。方案二：第一水平立井、第二水平暗立井、第三水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-700m，第二水平采用暗立井延伸到-1100m，第三水平采用暗斜井延伸到-1200m，共三個(gè)水平。大巷均布置在巖層中。如圖4-3。方案三：第一水平立井、第二水平暗立井延伸開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-600m采用上下山開采，下山采到-900m，第二水平采用暗立井延伸到-1130m，采用采區(qū)和帶區(qū)開采，共兩個(gè)水平。大巷均布置在巖層中。如圖4-4。方案四：第一水平立井、第二水平暗斜井開拓第一水平主、副井井筒為立井，布置于井田中央偏上，第一水平開在-600m采用上下山開采，下山采到-900m，第二水平采用暗斜井延伸到-1130m，共兩個(gè)水平。大巷均布置在巖層中。如圖4-5。圖4-2方案一立井三水平開拓二水平暗斜井延伸到-1100m三水平暗斜井延伸到-1200m圖4-3方案二立井三水平開拓二水平暗立井延伸到-1100m三水平暗斜井延伸到-1200m圖4-4方案三立井兩水平開拓二水平暗立井延伸到-1130m圖4-5方案四立井兩水平開拓二水平暗斜井延伸到-1130m2、技術(shù)比較以上所提四個(gè)方案大巷均布置在巖層中，方案一和方案二為三個(gè)水平，方案三和方案四為兩個(gè)水平，其主要區(qū)別在于井筒延伸形式不同和工作面布置不同，及部分基建、生產(chǎn)費(fèi)用不同。方案一、二的第一水平和第三水平的井筒延伸形式和位置都相同；不同的是方案一的第二水平采用暗斜井，方案二的第二水平采用暗立井。方案一的第二水平暗斜井開鑿比較容易施工，運(yùn)輸業(yè)比較方便，可以滿足礦井的生產(chǎn)需要。斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。方案二的第二水平暗立井施工比較困難需要較高的技術(shù)水平，投資也比較大，但是受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的影響比較小。井田涌水量不大，瓦斯小。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見表4-2和表4-3）可知方案二的費(fèi)用比方案一的費(fèi)用高出13.3%，所以在方案一、二中選擇方案一。方案三、四的第一水平的井筒形式和井筒位置相同且都采用立井井筒。不同的是方案四的第二水平采用暗斜井延伸到-1130m，方案四的第二水平暗斜井開鑿比較容易施工，運(yùn)輸業(yè)比較方便，可以滿足礦井的生產(chǎn)需要。斜井井筒也可作為安全出口，井下一旦發(fā)生事故，人員也可從主斜井迅速撤離。方案三的第二水平暗立井施工比較困難需要較高的技術(shù)水平，投資也比較大，而且石門也很長，但是受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的影響比較小。井田涌水量不大，瓦斯小。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，再結(jié)合粗略估算費(fèi)用結(jié)果（見表4-4和表4-5）可知方案四在經(jīng)濟(jì)上占很大優(yōu)勢，所以在方案三、四中選擇方案四。3、經(jīng)濟(jì)比較四個(gè)方案的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)和經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，分別計(jì)算匯總于下列表中：見表4-2、表4-3、表4-4、表4-5、表4-6、表4-7、表4-8、表4-9、表4-10和表4-11。表4-2方案一：立井三水平兩暗斜井延伸數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）1、主井開鑿表土段7.612475094.811790.02基巖段66.197736646.03二水平斜井段94.936826349.48三水平斜井段19036826699.692、副井開鑿表土段7.6143259108.881915.00基巖段66.1114516756.95二水平斜井段94.936826349.48三水平斜井段19036826699.693、一水平井底車場巖巷10041874418.74418.74二水平車場巖巷8041874334.992334.992三水平車場巖巷8041874334.992334.9924、小計(jì)4793.74生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）5、提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）一水平立井提升1.2220730.7371.631234.18二水平暗斜井提升1.2162140.9490.427755.09三水平暗斜井提升1.2108091.90.4210350.706、排水用水量（m3）時(shí)間（h）服務(wù)年限（年）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）160876065.70.43683.407、石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）008、小計(jì)53023.37合計(jì)57817.11表4-3方案二：立井三水平暗斜井和暗立井延伸數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）1、主井開鑿表土段7.612475094.811831.48基建費(fèi)用（萬元）基巖段66.197736646.03三水平斜井段19036826699.69二水平立井段4097736390.942、副井開鑿表土段7.6143259108.882023.59基巖段66.1114516756.95三水平斜井段19036826699.69二水平立井段40114516458.063、一水平井底車場巖巷10041874418.74418.74二水平車場巖巷10041874418.74418.74三水平車場巖巷8041874334.99334.99二水平石門巖巷91.443355396.2647396.264、小計(jì)5423.81生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）5、提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）第一水平立井提升1.2220730.7371.631234.18第二水平立井提升1.2162140.41.612452.35第三水平暗斜井提升1.2108091.90.4210350.706、排水用水量（m3）時(shí)間（h）服務(wù)年限（年）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）160876065.70.43683.407、石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）二水平石門1.254050.9140.42371.288、小計(jì)60091.91合計(jì)65515.72表4-4方案三：立井二水平暗立井延伸數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）1、主井開鑿表土段7.612475094.811161.11基巖段56.197736548.30二水平暗立井段5397736518.002、副井開鑿表土段7.6143259108.881358.25基巖段56.1114516642.43二水平暗立井段53114516606.933、一水平井底車場巖巷10041874418.74418.74二水平車場巖巷10041874418.74418.74二水平石門巖巷118.643355514.19514.194、小計(jì)3871.03生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）5、提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）一水平煤立井提升1.2220730.6371.626996.16二水平煤立井提升1.2147310.531.614990.276、排水用水量（m3）時(shí)間（h）服務(wù)年限（年）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）160876065.70.43683.407、石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）二水平石門1.2147311.1860.48386.068、小計(jì)54055.90合計(jì)57926.92表4-5方案四：立井二水平斜井延伸數(shù)量（10m）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）費(fèi)用（萬元）基建費(fèi)用（萬元）1、主井開鑿表土段7.612475094.811092.39基巖段56.197736548.30二水平斜井段12236826449.282、副井開鑿表土段7.6143259108.881200.59基巖段56.1114516642.43二水平斜井段12236826449.283、一水平井底車場巖巷10041874418.74418.74

續(xù)表4-5二水平車場巖巷8041874334.99334.99二水平石門巖巷14.64335563.3063.304、小計(jì)3110.01生產(chǎn)費(fèi)用（萬元）5、提升系數(shù)煤量（萬t）提升高度（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）一水平立井提升1.2220730.6371.626996.16二水平斜井提升1.2147271.220.429055.346、排水用水量（m3）時(shí)間（h）服務(wù)年限（年）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）160876065.70.43683.407、石門運(yùn)輸系數(shù)煤量（萬t）平均運(yùn)距（km）基價(jià)（元）費(fèi)用（萬元）第二水平1.2147270.1460.41032.078、小計(jì)40766.97合計(jì)43876.98表4-6開拓方案匯總表方案方案一方案二方案三方案四基建費(fèi)4793.745423.813871.033110.01生產(chǎn)費(fèi)53023.3760091.9154055.9040766.97合計(jì)57817.1165515.7257926.9243876.98百分比100.00%113.32%132.02%100.00%表4-7開拓方案1和4的建井工程量期間項(xiàng)目方案一方案四初期主井井筒737+20637+20副井井筒737+5637+5風(fēng)井井筒737637井底車場10001000運(yùn)輸大巷668668主石門00后期主井井筒00副井井筒00風(fēng)井井筒00主斜井井筒28491220副斜井井筒28491220井底車場2×800800運(yùn)輸大巷57905278主石門0146表4-8開拓方案1和4的生產(chǎn)經(jīng)營工程量項(xiàng)目方案1項(xiàng)目方案4運(yùn)輸提升/萬t.km工程量運(yùn)輸提升/萬t.km工程量采區(qū)上山運(yùn)輸

一水平采區(qū)上山運(yùn)輸

一水平一區(qū)段1.2×1438×3×0.2=1035.36一區(qū)段1.2×2448×2×0.2=1175.04二區(qū)段1.2×1438×2×0.2=690.24二區(qū)段1.2×2448×1×0.2=587.52三區(qū)段1.2×1438×1×0.2=345.12采區(qū)下山運(yùn)輸

一水平一區(qū)段1.2×2448×2×0.2=1175.04二區(qū)段1.2×2448×1×0.2=587.52采區(qū)上山運(yùn)輸

二水平采區(qū)上山運(yùn)輸

二水平一區(qū)段1.2×1351×3×0.2=972.72一區(qū)段1.2×1224×3×0.2=881.28二區(qū)段1.2×1351×2×0.2=648.48二區(qū)段1.2×1224×2×0.2=587.52三區(qū)段1.2×1351×1×0.2=324.24三區(qū)段1.2×1224×1×0.2=293.76采區(qū)上山運(yùn)輸三水平帶區(qū)運(yùn)輸

二水平一區(qū)段1.2×1801×5×0.2=3241.8七帶區(qū)1.2×5834×0.795=5565.64二區(qū)段1.2×1801×4×0.2=2593.1八帶區(qū)1.2×3179×0.79=3014.22三區(qū)段1.2×1801×3×0.2=1945.1四區(qū)段1.2×1801×2×0.2=1296.72五區(qū)段1.2×1801×1×0.2=648.4大巷及石門運(yùn)輸大巷及石門運(yùn)輸一水平1.2×5754×1.2=8285.76一水平1.2×7346×1.2=10578.24二水平1.2×5405×1.2=7783.2二水平1.2×14727×1.346=23787.05三水平1.2×10809×1.2=15564.96立井提升立井提升一水平1.2×5754×0.737=5088.84一水平1.2×7346×0.637=5615.28斜井提升斜井提升二水平1.2×5405×0.949=6155.21二水平1.2×14727×1.22=21560.33三水平1.2×10809×1.9=24644.52維護(hù)采區(qū)上山/萬m.a維護(hù)采區(qū)上山/萬m.a續(xù)表4-8一水平1.2×2×2×1040×9.56×10-4=4.77一水平1.2×2×2×1432×6.48×10-4=4.45二水平1.2×2×2×961×9.45×10-4=4.36二水平1.2×2×2×2453×11.95×10-4=14.07三水平1.2×2×2×1900×17.1×10-4=15.6維護(hù)采區(qū)下山/萬m.a一水平1.2×2×2×1432×6.48×10-4=4.45排水/萬m3排水/萬m3一水平160×24×365×17.1×10-4=2396.7一水平160×24×365×21.9×10-4=3069.5二水平160×24×365×16.1×10-4=2350.6二水平160×24×365×43.8×10-4=6139三水平160×24×365×32.23×10-4=4517.36表4-9開拓方案1和4的基建費(fèi)項(xiàng)目方案1方案4工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬元初期主井井筒7579774739.896579774642.15副井井筒74211462850.4864211462735.86風(fēng)井井筒7376468476.696576468424.95井底車場10004187418.7010004187418.70主石門043360.00043360.00運(yùn)輸大巷6684336289.646684336289.64小計(jì)2775.412511.30后期主斜井井筒284936831049.2912203683449.33副斜井井筒284936831049.2912203683449.33風(fēng)井井筒064680.00064680.00

續(xù)表4-9井底車場16004187669.928004187334.96主石門043360.00146433663.31運(yùn)輸大巷579043362510.54527843362288.54小計(jì)5279.043585.46共計(jì)（初+后）8054.456096.76表4-10開拓方案1和4的生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)項(xiàng)目方案1項(xiàng)目方案4工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元.m-1費(fèi)用/萬元運(yùn)輸提升費(fèi)采區(qū)上山采區(qū)上、下山一區(qū)段1035.360.55569.45一區(qū)段1175.040.55646.27二區(qū)段690.240.55379.63二區(qū)段587.520.55323.14三區(qū)段345.120.55189.82一區(qū)段1175.040.83975.28一區(qū)段972.720.55535.00二區(qū)段587.520.83487.64二區(qū)段648.480.55356.66一區(qū)段881.280.55484.70三區(qū)段324.240.55178.33二區(qū)段587.520.55323.14一區(qū)段3241.80.551782.99三區(qū)段293.760.55161.57二區(qū)段2593.10.551426.21帶區(qū)三區(qū)段1945.10.551069.81七帶區(qū)5565.640.351947.97四區(qū)段1296.720.55713.20八帶區(qū)3014.220.351054.98五區(qū)段648.40.55356.62小計(jì)7557.70小計(jì)6404.69大巷及石門大巷及石門一水平8285.760.43314.30一水平10578.240.44231.30二水平7783.20.43113.28二水平23787.050.49514.82三水平15564.960.46225.98立井提升立井提升一水平5088.841.68142.14一水平5615.281.68984.45暗斜井提升暗斜井提升二水平5155.210.422165.19二水平21560.330.429055.34三水平24644.520.4210350.70小計(jì)33311.60小計(jì)31785.90運(yùn)提費(fèi)合計(jì)40869.30運(yùn)提費(fèi)合計(jì)38190.59

續(xù)表4-10維護(hù)采區(qū)上山費(fèi)24.7335865.5522.9735803.95排水費(fèi)一水平2396.70.4958.68一水平3069.50.41227.80二水平2350.60.4940.24二水平61390.42455.60三水平4517.360.41806.94小計(jì)4571.41小計(jì)4487.35合計(jì)45440.72合計(jì)42677.94表4-11開拓方案1和4的費(fèi)用匯總項(xiàng)目方案1方案4費(fèi)用/萬元百分比/%費(fèi)用/萬元百分比/%初期建井費(fèi)2775.41110.52%2511.30100.00%基建工程費(fèi)8054.45132.11%6096.76100.00%生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)45440.72106.47%42677.94100.00%總費(fèi)用53495.16109.68%48774.71100.00%在上述經(jīng)濟(jì)比較中需要說明以下幾點(diǎn)：1、兩方案中采區(qū)上部、中部、下部車場的數(shù)目雖略有差別，但基建費(fèi)用的差別較小，故未予計(jì)算。兩方案的大巷均在巖層中沿等高線的折線掘進(jìn)，一條巖層運(yùn)輸大巷，一條巖層軌道大巷。2、兩方案中各采區(qū)均有遇大斷層需搬家的問題，總費(fèi)用相同，故未對此計(jì)算。3、井筒大巷的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按占運(yùn)輸費(fèi)用的20%估算；4、主、副井井底車場、主石門及風(fēng)井布置在巖層中，維護(hù)費(fèi)用較低，故未對比其維護(hù)費(fèi)用的差別。5、生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)單價(jià)和基建費(fèi)單價(jià)由《井巷定額2007》查得。由對比結(jié)果可知，方案一比方案四的總費(fèi)用多9.6%，其他各項(xiàng)費(fèi)用也比方案4多，雖然總費(fèi)用相差不是很大，但是方案4的初期投資少，基建費(fèi)用低，投產(chǎn)時(shí)間段，而且方案4比方案1少開一個(gè)水平，開拓延深相對容易些，開拓延深對生產(chǎn)的影響略小一些。綜合上面的因素選擇方案4（第一水平立井，位于-600m，采用上下山開采；第二水平暗斜井延深，位于-1130m，采用上山和帶區(qū)開采）開拓。4.2礦井基本巷道4.2.1井筒由前面確定的開拓方案可知第一水平主、副井都為立井，風(fēng)井設(shè)在工業(yè)廣場內(nèi)。一般來說，立井井筒橫斷面形狀有圓形、矩形兩種，但圓形斷面的立井服務(wù)年限長，承壓性能好，通風(fēng)阻力小，維護(hù)費(fèi)用少及便于施工的特點(diǎn)，因此，主、副立井及風(fēng)井均采用圓形斷面。1、主井主井位于礦井工業(yè)場地內(nèi)，擔(dān)負(fù)全礦井2.4Mt/a的煤炭運(yùn)輸。主井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑6.5m，斷面積33.18m2，井筒內(nèi)裝備兩對12t的長形箕斗，井壁采用砌碹支護(hù)方式。此外，還布置有檢修道，動(dòng)力電纜，照明電纜，通迅信號電纜，人行臺(tái)階等設(shè)施。主井?dāng)嗝婧椭饕獏?shù)如圖4-6。2、副井副井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為7.5m，斷面積44.18m2，井筒內(nèi)裝備一對1.5t礦車雙層四車加寬罐籠一對，井壁采用砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備，矸石等。采用金屬罐道梁，型鋼組合罐道，端面布置，罐道梁采用通梁式布置方式。副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道，電纜道。副井?dāng)嗝婧椭饕獏?shù)如圖4-7。3、風(fēng)井風(fēng)井位于礦井中央偏上保護(hù)煤柱內(nèi)，備有安全出口。圓形斷面，井筒凈直徑5.0m，凈斷面19.63m2，采用預(yù)制管柱支護(hù)方式，井壁厚度達(dá)400mm，風(fēng)井?dāng)嗝婧椭饕獏?shù)如圖4-8。4、風(fēng)速驗(yàn)算所選定的副井作為進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)井作為出風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。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》規(guī)定。圖4-6主井井筒斷面圖表4-12主井井筒特征表井型2.4Mt/a提升容器兩隊(duì)12t箕斗多繩摩擦輪提升機(jī)井筒直徑6.5m井深657m凈斷面積33.18m2井筒支護(hù)混凝土砌碹厚500mm凍結(jié)段井壁厚1450-1550mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積64.90m2表土段毛斷面積72.38m2圖4-7副井井筒布置圖表4-13副井井筒特征表井型2.4Mt/a提升容器1.5t礦車雙層四車加寬罐籠一對井筒直徑7.5m井深642m凈斷面積44.18m2井筒支護(hù)混凝土砌碹厚500mm凍結(jié)段井壁厚1350mm充填混凝土厚50mm基巖段毛斷面積56.75m2表土段毛斷面積81.71m2圖4-8風(fēng)井井筒布置圖表4-14風(fēng)井井筒特征表井型2.4Mt/a井筒直徑5.0m井深637m凈斷面積19.63m2基巖段毛斷面積27.34m2表土段毛斷面積27.52m2

4.2.2井底車場及硐室礦井為立井開拓，煤由箕斗運(yùn)至地面；物料經(jīng)副立井運(yùn)至井底車場，在井底車場換裝，由電機(jī)車運(yùn)到采區(qū)或帶區(qū)。1、井底車場的形式和布置方式井底車場是連接礦井井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的一組巷道和硐室的總稱。它聯(lián)系著井筒提升和井下運(yùn)輸兩大生產(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)，是井下運(yùn)輸?shù)目倶屑~。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.1要求:井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運(yùn)輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運(yùn)輸大巷的相互位置，地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置和井底車場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運(yùn)輸時(shí)，宜采用環(huán)形車場。(2)當(dāng)井底煤炭和輔助運(yùn)輸分別采用底卸式及固定式礦車運(yùn)輸時(shí)，宜采用折返與環(huán)形相結(jié)合形式的車場，并應(yīng)與采區(qū)裝車站形式相協(xié)調(diào)。(3)當(dāng)大巷采用帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用無軌系統(tǒng)時(shí)，宜采用折返式或折返式與環(huán)形相結(jié)合形式的車場；若輔助運(yùn)輸采用有軌系統(tǒng)，則宜采用環(huán)形形式的車場。(4)采用綜合開拓方式的新建礦井或擴(kuò)建礦井，井下采用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體條件，經(jīng)方案比較后確定。根據(jù)礦井開拓方式，立井和大巷的相對位置關(guān)系，確定為臥式環(huán)形井底車場，副斜井、井底車場鋪軌以礦車輔助運(yùn)輸，大巷輔助運(yùn)輸為電機(jī)車，井底車場布如圖4-9。2、空重車線長度大型礦井的副井空重車線的長度應(yīng)為1.0~1.5列車長。輔助運(yùn)輸采用MGC1.7-6型1.5噸固定廂式礦車運(yùn)輸，其尺寸為2400×1050×1200，XK8-6/140-2KBT防爆特殊型蓄電池電機(jī)車，其尺寸為4500×1060×1550。每列車15節(jié)車廂。一列車的長度：L＝4500＋2400×15＝40.5(m)副井空重車線的長度L1：L1≥40.5×1.5=60.75m所選車場的副井空重線的長度均130m，長度均大于60.75m，所選的車場符合要求。換裝站硐室用于材料、設(shè)備的換裝，長度為80m，可同時(shí)對兩套電機(jī)車進(jìn)行換裝，硐室內(nèi)一端布置2臺(tái)40m行程的10t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于物料與一般設(shè)備換裝，另一端布置2臺(tái)一組的20t電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)用于支架等重型設(shè)備的換裝。3、調(diào)車方式運(yùn)輸大巷的煤直接由皮帶運(yùn)入井底煤倉。矸石列車在副井重車線機(jī)車分離以后，電機(jī)車經(jīng)機(jī)車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。材料的運(yùn)行路線與矸石空車相同。圖4-9井底車場平面圖1圖4-9井底車場平面圖1-主井；2-副井；3-中央變電所；4-中央水泵房；5-水倉6-運(yùn)輸大巷；7-輔助運(yùn)輸大巷；8-等候室；9-主、副井聯(lián)絡(luò)巷；10-進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷；11-卸載站；12-煤倉4、硐室(1)主井系統(tǒng)硐室立井系統(tǒng)硐室由皮帶機(jī)頭驅(qū)動(dòng)硐室、井底煤倉、裝載膠帶輸送機(jī)巷、清理井底撒煤硐室及水泵房等組成，是井底煤流匯集和裝載提升的樞紐。箕斗裝載硐室布置在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層中，其它硐室的布置由線路布置決定。井底煤倉井底煤倉的有效容量可按礦井設(shè)計(jì)日產(chǎn)量的15%~25%來計(jì)算，一般大型礦井取小值，本礦井取15%，因本礦井日產(chǎn)量為6575t，所以需要煤倉容量為986.3t，設(shè)置一個(gè)直徑為7.5m，高20m的圓筒煤倉，總?cè)萘考s1201t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。直立煤倉通過一條裝載輸送機(jī)巷與箕斗裝載硐室連接，箕斗裝載硐室為單側(cè)式，這種布置煤倉容量大，多煤種可分裝分運(yùn)，適應(yīng)性強(qiáng)。(2)副井系統(tǒng)硐室副井系統(tǒng)硐室由中央水泵房、水倉、清理水倉硐室、中央變電所、調(diào)度及等候室組成，為節(jié)省管材，電纜及方便管理，同時(shí)考慮到錨索的安裝，故把中央變電所和中央水泵房布置在附近，并設(shè)有防爆密閉門。水倉水倉的主倉和副倉之間距離為20m。礦井正常涌水量為140m3/h，最大涌水量為160m3/h，所需水倉的容量為：Q0=160×8=1280(m3)根據(jù)水倉的布置要求，水倉的容量為:Q=S×L（4-1）式中：Q——水倉容量，m3；S——水倉有效斷面積，8.15m2；L——水倉長度，170m；Q=8.15×170=1385.5(m3)由上面計(jì)算得知：Q>Q0，故設(shè)計(jì)的水倉容量滿足要求。(3)其它硐室醫(yī)療硐室、機(jī)修硐室、消防車硐室、井下材料庫、火藥庫、換裝組裝硐室、換矸硐室、乘人車場等。4.2.3主要開拓巷道(1)運(yùn)輸大巷此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，并鋪設(shè)有軌道，用蓄電池電機(jī)車牽引，以便于膠帶輸送機(jī)的的維修，同時(shí)也作回風(fēng)大巷使用，斷面需要滿足一定的要求。不設(shè)專用人行道。B1=b+d1+d2+d3+c（4-2）式中：B1——運(yùn)輸大巷寬度，mm；b——輸送機(jī)邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取500mm，采區(qū)巷道一般取300~500mm；d1——膠帶輸送機(jī)寬度，d1＝1400+120mm；d2——蓄電池電機(jī)車的寬度，d2＝1060mm；d3——蓄電池電機(jī)車與皮帶機(jī)間距，d3＝310mm；c——礦車與巷壁距離，取810mm。B1＝500+1520+1060+310+810＝4200mm運(yùn)輸大巷的斷面和特征表如圖4-10，回風(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同。(2)輔助運(yùn)輸大巷此巷為一條雙軌道大巷，并作進(jìn)風(fēng)巷使用，設(shè)人行道。B2=a+b+d1+d2+c（4-3）式中：B2——軌道大巷寬度，mm；a——人行道寬度，取1200mm；b——車輛邊緣至巷道壁的最小距離，主要運(yùn)輸巷道一般取580mm，采區(qū)巷道一般取300~500mm；d1、d2——蓄電池電機(jī)車的寬度，d1＝d2＝1060mm；c——蓄電池電機(jī)車的間距，300m。B2=1200+580+1060+1060+300＝4200(mm)軌道大巷的斷面和特征表如圖4-11，回風(fēng)石門選用的斷面與運(yùn)輸大巷相同。具體情況如圖4-12。各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》第19條，第20條有關(guān)安全間隙的要求而確定其斷面尺寸，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算其風(fēng)速，驗(yàn)算結(jié)果見第九章。4.2.4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)過開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸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)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用蓄電池電機(jī)車牽引1.5噸固定廂式礦車。主要大巷（膠帶輸送機(jī)大巷和輔助運(yùn)輸大巷）均采取錨噴，采用錨噴支護(hù)，能夠提高巷道圍巖強(qiáng)度，防止圍巖強(qiáng)度惡化，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的整體性，前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每米巷道的鋼材消耗量降低40~100kg，勞動(dòng)力消耗比拱形支架減少60%，縮小巷道斷面，從而加快巷道掘進(jìn)速度。4-10運(yùn)輸大巷斷面圖4-11軌道大巷斷面圖4-12回風(fēng)石門斷面圖5準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置5.1煤層地質(zhì)特征5.1.1采區(qū)位置設(shè)計(jì)首采采區(qū)位于井田北翼，運(yùn)輸大巷東部。5.1.2采區(qū)煤層特征采區(qū)所采煤層為7號和9號煤層，其中7號煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，7號煤層特征：光亮至半暗淡型，油脂光澤，黑色，片狀至粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，質(zhì)地較軟，硬度f=0.97，不規(guī)則斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，性脆易碎，有時(shí)被方解石脈填充。煤的工業(yè)牌號為44，煤層平均厚度10.0m，煤層平均傾角25°,煤的容重1.36t/m3。9號煤層跟7號煤層物理性質(zhì)相似，f=1.64其中9號煤層平均厚度為3.0m,煤的容重1.37t/m3。采區(qū)的相對瓦斯涌出量6m3/(t·d)，絕對瓦斯涌出量11.32m3/min，該采區(qū)屬于低瓦斯采區(qū)。本采區(qū)機(jī)掘的最大最小煤塵濃度和平均濃度為337.8mg/m3、136.8mg/m3、189.4mg/m3，煤塵爆炸性指數(shù)在43%左右，均屬于有煤塵爆炸危險(xiǎn)性煤層。井田內(nèi)煤層的自燃發(fā)火期一般為3~6個(gè)月，均為較易自燃煤層。5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況7號煤層：7煤頂板多為砂(頁)巖、砂巖，底板多為灰色砂巖。老頂：細(xì)粒富含菱鐵質(zhì)條帶和黑色巖屑的長石石英砂巖或灰色砂質(zhì)泥巖，厚度為6.5m～7.5m。直接頂：深灰色泥巖少含砂質(zhì)，致密、性脆，具貝殼狀斷口，含大量炭化程度高的植物化石，多為水草型植物或科達(dá)、蘆木等，平均厚度約3.3ｍ。直接底：直接底板多為灰～深灰色泥巖或灰色砂質(zhì)泥巖，致密、性脆，節(jié)理發(fā)育，具水平層理或微波狀層理，含少量植物根部化石，平均厚度約5.0m。老底：細(xì)砂巖，厚度為6m～15m，深灰色。9號煤層：9煤頂板多為砂(頁)巖、砂巖，底板多為灰色砂巖。老頂：細(xì)粒富含菱鐵質(zhì)條帶和黑色巖屑的長石石英砂巖或灰色砂質(zhì)泥巖，厚度為6.28m。直接頂：深灰色泥巖少含砂質(zhì)，致密、性脆，具貝殼狀斷口，含大量炭化程度高的植物化石，多為水草型植物或科達(dá)、蘆木等，平均厚度約5.2ｍ。直接底：直接底板多為灰～深灰色泥巖或灰色砂質(zhì)泥巖，致密、性脆，節(jié)理發(fā)育，具水平層理或微波狀層理，含少量植物根部化石，平均厚度約6.68m。老底：細(xì)砂巖，厚度為23.81，深灰色。5.1.4水文地質(zhì)采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡單，涌水來源主要為7煤層上覆砂層孔隙承壓水層，預(yù)計(jì)最大涌水量不超過160m3/h。5.1.5地質(zhì)構(gòu)造采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角0°～30°，煤層傾角變化大，在淺部傾角較大，平均傾角在25°QUOTE200，深部傾角較小，平均傾角在4°QUOTE200。井田中央有一條大斷層從西到東貫穿整個(gè)井田的逆斷層。落差在0~50m，傾角為70°～75°。5.1.6地表情況采區(qū)內(nèi)主要有前崔店、劉集、唐溝、騰莊等村莊，由于村莊搬遷比較經(jīng)濟(jì)，所以都采取全部搬遷措施。5.2采（帶）區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)5.2.1采（帶）區(qū)準(zhǔn)備方式的確定由于本礦井采深較大，可能會(huì)發(fā)生沖擊地壓，巷道維護(hù)困難，所以兩條上下山均布置在煤層底板的堅(jiān)硬的巖層中。上下山通過采區(qū)車場及石門和煤層、大巷連接。上下山采取膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。采區(qū)內(nèi)沒有斷層為工作面的搬遷帶來了方便。采區(qū)準(zhǔn)備方式存在的問題是上下山角度較大，大型設(shè)備的輸送較困難，在采區(qū)斜長比較小的情況下這些問題都得到了很好的解決。井田下部傾角很小，采用帶區(qū)開采，帶區(qū)準(zhǔn)備方式優(yōu)點(diǎn)，不需要開掘上山，大巷掘出后便可以掘帶區(qū)平巷、開切眼和必要的硐室車場，因此巷道系統(tǒng)簡單；運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，費(fèi)用低，系統(tǒng)簡單，運(yùn)輸設(shè)備、數(shù)量和輔助人員少；工作面長度可保持等長，對綜合機(jī)械化非常有利；受斷層影響??；技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，國內(nèi)實(shí)踐表明，在工作面單產(chǎn)、巷道掘進(jìn)率、采出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和噸煤成本等幾項(xiàng)指標(biāo)方面，都有顯著提高和改善。5.2.2采區(qū)位置及范圍首采采區(qū)北一采區(qū)位于井田北翼斷層以北，北邊和東邊以井田邊界保護(hù)煤柱為界，西以工業(yè)廣場保護(hù)煤柱和人為劃定的邊界為界，南以斷層保護(hù)煤柱為界。西鄰北三采區(qū)，該采區(qū)南北走向平均長約2282m，東西傾向平均長約640m。5.2.3采煤方法及工作面長度的確定首采采區(qū)煤層平均厚度為10.0m，傾角22°，屬緩傾斜煤層。由于煤層較厚，煤的硬度較小，所以采用綜采放頂煤（采3m放7m）采煤法。首采區(qū)段寬200m，長1452m。5.2.4確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式1、尺寸區(qū)段巷道的尺寸應(yīng)能滿足綜放工作面運(yùn)煤、輔助運(yùn)輸和通風(fēng)的需要，由此確定區(qū)段運(yùn)輸平巷尺寸（寬×高）為5000mm×3500mm，區(qū)段回風(fēng)平巷尺寸（寬×高）為5000mm×3500mm，均采用留5m小煤柱沿空掘巷。2、支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)，這種支護(hù)方式經(jīng)濟(jì)效益好，且掘進(jìn)速度快。3、掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式局扇進(jìn)行通風(fēng)，局扇應(yīng)在新鮮風(fēng)流處。為了防止回風(fēng)短路，在兩區(qū)段巷道設(shè)置風(fēng)門，具體位置見采區(qū)巷道布置圖。5.2.5煤柱尺寸的確定采區(qū)內(nèi)的煤柱主要是采區(qū)邊界煤柱、區(qū)段之間保護(hù)煤柱。井田一水平內(nèi)布置了四個(gè)采區(qū)，采區(qū)兩邊各留設(shè)10m采區(qū)邊界煤柱。水平運(yùn)輸大巷和軌道大巷布置在巖層中，水平間距25m，外側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。采區(qū)軌道上山和運(yùn)輸上山布置在巖層中，水平間距20m，外側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況簡單，無大斷層、陷落柱及其它影響回采的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。各區(qū)段巷道采用留小煤柱沿空掘巷的方法，在沿空掘進(jìn)區(qū)段回風(fēng)平巷時(shí)，留5.0m寬的小煤柱，以利于巷道回風(fēng)和支護(hù)。帶區(qū)內(nèi)的煤柱主要是帶區(qū)邊界煤柱和分帶之間保護(hù)煤柱。北七和南八帶區(qū)以斷層保護(hù)煤柱為界。帶區(qū)平巷設(shè)計(jì)采用沿空掘巷的方式開掘分帶斜巷，兩分帶間留5m寬的小煤柱，作為擋矸、阻水或阻隔采空區(qū)有害氣體的隔離煤柱。5.2.6采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式由于礦井采用中央并列式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。開拓巷道布置兩條大巷，軌道大巷承擔(dān)進(jìn)風(fēng)和輔助運(yùn)輸，運(yùn)輸大巷承擔(dān)回風(fēng)和運(yùn)煤，通過采區(qū)下部車場和運(yùn)輸上山和軌道上山相連接。在采區(qū)內(nèi)部，各個(gè)區(qū)段共用一個(gè)采區(qū)煤倉，具體布置見采區(qū)巷道布置圖。5.2.7采區(qū)接替順序首采區(qū)為北一采區(qū)，然后依次開采北二采區(qū)、南二采區(qū)、北五采區(qū)、北七帶區(qū)、南六采區(qū)、南八帶區(qū)，首采區(qū)為兩翼開采，因此可以在開采區(qū)段一翼的同時(shí)準(zhǔn)備另一翼。本礦井采7號和9號煤層，首采區(qū)內(nèi)工作面的布置如圖5-1，接替順序見表5-1。圖5-1工作面接替順序表5-1工作面接替順序工作面7101710291019102710371049103910471059105接替順序123456789105.2.8采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)內(nèi)的開采采用后退式開采（面向運(yùn)輸軌道上山），通風(fēng)方式采用U型通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式有風(fēng)流系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)小的優(yōu)點(diǎn)。1、運(yùn)煤系統(tǒng)工作面→區(qū)段運(yùn)輸平巷→采區(qū)運(yùn)輸上山→采區(qū)煤倉→運(yùn)輸大巷→井底煤倉→主井→地面。2、運(yùn)料系統(tǒng)地面→副立井→井底車場→軌道大巷→采區(qū)下部車場→采區(qū)軌道上山→采區(qū)上部車場→區(qū)段軌道平巷→工作面。3、通風(fēng)系統(tǒng)采區(qū)7101首采工作面的風(fēng)流線路：地面→副井→軌道大巷→采區(qū)下部車場→采區(qū)軌道上山→采區(qū)中部車場→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面→區(qū)段軌道平巷→采區(qū)運(yùn)輸上山→采區(qū)下部車場→運(yùn)輸大巷→回風(fēng)石門→中央風(fēng)井。圖5-2通風(fēng)系統(tǒng)圖4、排矸系統(tǒng)與運(yùn)料系統(tǒng)路線相反。5、供電系統(tǒng)地面變電站→副井→中央變電所→運(yùn)輸大巷→采區(qū)運(yùn)輸上山→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面。6、排水系統(tǒng)工作面→區(qū)段軌道平巷→采區(qū)軌道上山→軌道大巷→井底水倉→副井→地面。5.2.9采、帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法采、帶區(qū)內(nèi)所有工作面平巷均沿底板掘進(jìn)，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，選用EL—90型掘進(jìn)機(jī)、ES—650型轉(zhuǎn)載機(jī)、SSJ650/2×22（SJ—44型）可伸縮帶式輸送機(jī)、STD800/40型（SD—40P型）帶式輸送機(jī)、JD11—4調(diào)度絞車、JBT—52—2局部扇風(fēng)機(jī)和梯形金屬支架組成的成套設(shè)備。巷道的拐彎半徑必須與所選機(jī)型能達(dá)到的拐彎半徑相吻合，因?yàn)榭缮炜s帶式輸送機(jī)的最小鋪設(shè)長度為80m，所以，在初始掘進(jìn)的80m巷道中，機(jī)后的物料運(yùn)輸不能采用可伸縮帶式輸送機(jī)只能采用礦車。錨桿機(jī)完成巷道頂錨桿和錨索的打眼、安裝工作；選用手持風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)來完成幫錨桿的打眼和安裝工作。掘進(jìn)通風(fēng)：用局部通風(fēng)機(jī)。用壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)方式。5.2.10采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率1、采區(qū)生產(chǎn)能力對于7號煤層的首采區(qū)，由于綜放工作面產(chǎn)量大，只布置一個(gè)綜放工作面即可滿足礦井產(chǎn)量要求。工作面長度200m，煤層厚度10m，采煤機(jī)截深0.8m，工作面采用三八制作業(yè)方式，即兩班采煤，一班檢修。雙向割煤，每刀進(jìn)尺0.8m，往返一次割兩刀，一刀一放，即兩個(gè)循環(huán)，每日共進(jìn)行4個(gè)循環(huán)。設(shè)計(jì)割煤高度3m，放頂煤高度7m，采放比1:2.3，每年生產(chǎn)330天。工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算： A0=330×(H1×C1+H2×C2)×γ×L×a×n×10-6 (5-1)式中：A0—工作面采煤機(jī)生產(chǎn)能力，Mt/a；H1—采煤機(jī)割煤高度，3m；H2—放頂煤高度，7.0m；C1—工作面采出率，取0.93；C2—頂煤放出率，取0.75；γ—煤的密度，1.36t/m3；L—工作面長度，200m；a—采煤機(jī)截深，0.8m；n—工作面晝夜進(jìn)刀次數(shù)，取4次。把數(shù)據(jù)代入5-1得：A0=330×(3×0.93+7×0.75)×1.36×200×0.8×4×10-6=2.31Mt/a2、采區(qū)生產(chǎn)能力計(jì)算采區(qū)生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：A=K1×K2×A0 (5-2)式中：A—采區(qū)生產(chǎn)能力，Mt/a；K1—工作面不均衡系數(shù)，采區(qū)內(nèi)同采的只有一個(gè)工作面，因此取1；K2—采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.1；A0—工作面年生產(chǎn)能力，2.31Mt/a。把數(shù)據(jù)代入5-2得：A=1×1.1×2.31=2.54Mt/a礦井設(shè)計(jì)井型為2.40Mt/a，首采采區(qū)生產(chǎn)能力為2.54Mt/a，完全能夠滿足礦井的產(chǎn)量要求。3、采區(qū)采出率采區(qū)內(nèi)留設(shè)有煤柱，有一部分可以回收，有的煤柱往往不能完全回收，故有煤柱損失，工作面回采中有落煤損失，還有其它不可預(yù)知的煤炭資源損失，因此采區(qū)實(shí)際采出煤量低于實(shí)際埋藏量。采區(qū)實(shí)際采出煤量與采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量的百分比稱為采區(qū)采出率。按下式計(jì)算：（5-3）北一采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量為：19.7Mt。開采損失包括以下?lián)p失：（1）邊界煤柱損失P1=10×1450×10×1.36=19.72萬t（2）采區(qū)內(nèi)工作面開采損失P2=(3×0.07+7×0.25)×(3×200×1450+2×200×700)×1.36=306.5萬t（3）區(qū)段煤柱損失P3=(2×5×1450+1×5×700)×10×1.36=24.48萬t帶區(qū)煤炭總損失：P=P1+P2+P3=19.72+306.5+24.48=350.7萬t北一采區(qū)實(shí)際采出煤量為：1970-350.7=1619.3萬t采區(qū)采出率=1619.3/1970×100%=82%根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：采區(qū)采出率：厚煤層不低于0.75，中厚煤層不低于0.8，薄煤層不低于0.85。設(shè)計(jì)首采采區(qū)采出率為0.82，符合《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。5.3采區(qū)車場選型設(shè)計(jì)5.3.1確定采區(qū)車場形式采區(qū)上部車場基本形式有平車場、甩車場和轉(zhuǎn)盤車場三類。根據(jù)具體情況采用單向甩車場，甩車場使用方便、安全、可靠、效率高、勞動(dòng)量小。具體如圖5-3。采區(qū)中部車場基本形式有：甩車場、吊橋式車場和甩車道吊橋式車場三類。本礦井的兩層煤采用聯(lián)合布置，軌道上下山布置在巖層中，所以一般應(yīng)采用甩入石門式中部車場，具體如圖5-4。圖5-3采區(qū)上部車場1-運(yùn)輸上山；2-軌道上山；3-繞道；4-甩車場；5-絞車房；6-區(qū)段回風(fēng)平巷；7-回風(fēng)石門；8-回風(fēng)通道圖5-4采區(qū)中部車場1-運(yùn)輸上山；2-軌道上山；3-區(qū)段運(yùn)輸平巷；4-區(qū)段運(yùn)輸平巷；5-區(qū)段運(yùn)輸石門；6-甩車道；7-區(qū)段溜煤眼；8-區(qū)段軌道石門采區(qū)下部車場通常設(shè)有裝車站、繞道、輔助提升車場和煤倉等。根據(jù)裝車站位置不同，下部車場可分為大巷裝車式、石門裝車式和繞道裝車式三種形式。本礦井底板圍巖條件較好，所以采用大巷裝車底板繞道式下部車場。如圖5-5。圖5-5采區(qū)下部車場（繞底式）1-軌道上山；2-運(yùn)輸上山；3-運(yùn)輸大巷；4-軌道大巷；5-采區(qū)煤倉；6-回風(fēng)行人斜巷；7-繞道5.3.2采區(qū)主要硐室布置1、采區(qū)煤倉根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊》第2877頁關(guān)于采區(qū)煤倉容量的計(jì)算，當(dāng)采區(qū)上山和運(yùn)輸大巷采用輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸時(shí)，煤倉容量為上山輸送機(jī)0.5h的運(yùn)量。本采區(qū)運(yùn)輸大巷和運(yùn)輸上山有一定高差，宜采用垂直圓形煤倉。用混凝土砌碹支護(hù)，壁厚300mm，其容量為Q=Q0+L×(H1×C1+H2×C2)×B×γ（5-4）式中：Q—煤倉容量，t；Q0—防空倉漏風(fēng)留煤量，取10t；L—割煤機(jī)半小時(shí)運(yùn)行距離，90m；H1—采煤機(jī)割煤高度，3m；H2—放頂煤高度，7m；C1—工作面采出率，取0.93；C2—頂煤放出率，取0.75；B—進(jìn)刀深度，0.8m；γ—煤的密度，1.36t/m3。則采區(qū)煤倉容量：Q=10+90×(3×0.93+7×0.75)×0.8×1.36=797.3t煤倉高度為25m，則計(jì)算可得煤倉的斷面半徑為2.63m，故采區(qū)煤倉斷面直徑取5.5m，此時(shí)煤倉容量為817.4t，能夠滿足要求。2、絞車房絞車房布置在巖層中，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)絞車最大件的運(yùn)輸要求，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3~4.5m。本礦取4m。3、采區(qū)變電所采區(qū)變電所應(yīng)設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷集中的地方，故放在兩條上山之間。高壓電氣設(shè)備與低壓設(shè)備應(yīng)分別在一側(cè)布置，變電所尺寸一般是根據(jù)變電所內(nèi)設(shè)備布置、設(shè)備外形尺寸、設(shè)備維修和行人安全空隙來確定的。故硐室寬度取3.6m；長度取20m；硐室高度取3.5m，通道高度取2.5m。硐室斷面形狀為半圓拱，采用不可燃材料支護(hù)和混凝土砌筑支護(hù)。硐室與通道相連處，設(shè)有向外的防火柵欄兩用門。6采煤方法6.1采煤工藝方式6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件采區(qū)所采煤層為7和9號煤層，7號煤層平均厚度10.0m,9號煤層平均厚度3.0m，煤層傾角0~25°，為緩傾斜煤層，結(jié)構(gòu)單一，賦存穩(wěn)定。采區(qū)內(nèi)無大斷層影響。7號煤質(zhì)硬度為f=0.97，7號煤煤的容重為1.36t/m3，9號煤煤質(zhì)硬度f=1.64，,容重為1.37t/m37號煤層直接頂為砂（頁）巖，厚3.3m，灰黑色砂頁巖，局部為灰白色中細(xì)粒砂巖，為中等穩(wěn)定頂板?；卷敒樯皫r，厚6.5~7.5m，灰白色中細(xì)粒砂巖，無節(jié)理，層理發(fā)育，成分以石英、長石為主，含較多暗色礦物，泥質(zhì)膠結(jié)。整體不易形成懸臂，因此，周期來壓不明顯。9號煤層直接頂為砂（頁）巖，厚5.2m，灰黑色砂頁巖，局部為灰白色中細(xì)粒砂巖，為中等穩(wěn)定頂板?；卷敒樯皫r，厚6.28m，灰白色中細(xì)粒砂巖，無節(jié)理，層理發(fā)育，成分以石英、長石為主，含較多暗色礦物，泥質(zhì)膠結(jié)。整體不易形成懸臂，因此，周期來壓不明顯。采區(qū)相對瓦斯涌出量為6m3/t，絕對瓦斯涌出量為11.32m3/min正常涌水量為140m3/h，最大涌水量為160m3/h。6.1.2確定采煤工藝方式根據(jù)采區(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：1、分層綜采工藝的特點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：分層綜采工藝技術(shù)成熟，設(shè)備類型齊全性能完好，操作方便，管理簡單，可選出適應(yīng)各種條件的采煤設(shè)備；液壓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)良好；工作面采出率高，可達(dá)到93~97%以上。缺點(diǎn)：(2)缺點(diǎn)：巷道掘進(jìn)較多，萬噸掘進(jìn)率低；工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高困難；開采投入高，分層開采人工鋪網(wǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)用大；加劇接替緊張的矛盾，需要等到再生頂板穩(wěn)定后才可采下分層。2、放頂煤工藝(1)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，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對集中；工作面搬家次數(shù)少；對地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應(yīng)性；(2)缺點(diǎn)：煤損多，工作面回采率低；煤塵大，放煤時(shí)煤和矸界線難以區(qū)別，使得煤炭含矸率提高，影響煤質(zhì)；自燃發(fā)火、瓦斯積聚隱患較大，“一通三防”難度大。3、一次采全高工藝(1)優(yōu)點(diǎn)：工作面產(chǎn)量和效率高；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對集中；萬噸掘進(jìn)率低；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。(2)缺點(diǎn)：煤炭損失大，對于煤厚比采高大的煤層，一次不能采完；控頂較困難，煤壁容易偏幫；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)，分層開采綜合經(jīng)濟(jì)效益差，不利于礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，本礦井煤質(zhì)較軟，放頂煤容易，低瓦斯，無煤層自燃傾向性，7號煤層平均厚度10m，不能一次采全高，所以開采7號煤層時(shí)采用放頂煤開采工藝，9號煤層平均厚度為3m，所以開采9號煤層時(shí)直接采用一次采全高較合理。6.1.3回采工作面參數(shù)工作面選擇后退式回采，有利于回采巷道維護(hù)和通風(fēng)。首采工作面長度200m，連續(xù)推進(jìn)長度1452m；煤厚10m，工作面割煤高度為3m，放煤高度7m，工作面采放比為1:2.3，放頂煤的步距為0.8m，即為一個(gè)采煤機(jī)的截深。1）工作面長度的確定綜合機(jī)械化采煤工作面長度一般為150~220m，每個(gè)工作面長度盡可能保持一致，綜合以上幾個(gè)因素最終確定工作面長度為200m。以首采采區(qū)為例，該采區(qū)東西長度約630m，布置3個(gè)工作面，每兩個(gè)工作面間留5m的護(hù)巷煤柱。2）工作面斜巷參數(shù)區(qū)段運(yùn)輸平巷尺寸（寬×高）為5000mm×3500m