本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：張雙樓礦5.0Mt/a新井設(shè)計綜采工作面的瓦斯涌出規(guī)律及瓦斯涌出量預(yù)測畢業(yè)設(shè)計題目：張雙樓礦1.8Mt/a新井設(shè)計畢業(yè)設(shè)計專題題目：綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及瓦斯涌出量預(yù)測畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：以實習(xí)礦井張雙樓煤礦條件為基礎(chǔ)，完成張雙樓煤礦1.8Mt/a新井設(shè)計。主要內(nèi)容包括：礦井概況、礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力、井田開拓、首采區(qū)設(shè)計、采煤方法、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井運輸提升等。結(jié)合煤礦生產(chǎn)前沿及礦井設(shè)計情況，撰寫一篇關(guān)于綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及瓦斯涌出量預(yù)測的專題論文。完成與采礦有關(guān)的科技論文翻譯一篇，題目為“Efficientminemicroseismicmonitoring”。院長簽字：指導(dǎo)教師簽字：大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日

大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書評閱教師評語（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：成績：評閱教師簽字：年月日

大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯及綜合成績答辯情況提出問題回答問題答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字：年月日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年月日摘要一般部分針對張雙樓礦井進行了井型為1.8Mt/a的新井設(shè)計。張雙樓礦井位于江蘇省徐州市境內(nèi)，井田走向長約9.52km，傾向長約3.27km，面積約32.06km2。主采煤層為9煤，平均傾角20°，平均厚度5.8m。井田工業(yè)儲量為267.74Mt，可采儲量173.19Mt，礦井服務(wù)年限為74a。礦井正常涌水量為294m3/h，最大涌水量為453m3/h；礦井相對瓦斯涌出量為1.64m3/t，屬低瓦斯礦井。根據(jù)井田地質(zhì)條件，設(shè)計采用立井兩水平（暗斜井延深）開拓方式，井田采用全采區(qū)式布置方式，共劃分為十個采區(qū)，軌道大巷、運輸大巷皆為巖石大巷，布置在9煤層底板巖層中。由于本礦井為低瓦斯礦井，故采用中央并列式為主要通風(fēng)方式，另掘西風(fēng)井輔助通風(fēng)。針對首采區(qū)西二采區(qū)采用了采區(qū)準(zhǔn)備方式，采用兩翼對角式開采，共分為11個區(qū)段，并進行了運煤、通風(fēng)、運料、排矸、供電系統(tǒng)設(shè)計。針對9201工作面進行了采煤工藝設(shè)計。該工作面煤層平均厚度為5.6m，平均傾角19°，直接頂為砂質(zhì)泥巖，老頂為泥巖。工作面采用長壁綜采放頂煤一次采全高采煤法。采用雙滾筒采煤機割煤，往返一次割兩刀。采用“四六制”工作制度，截深0.8m，每天六個循環(huán)，循環(huán)進尺4.8m，月推進度144m。大巷采用膠帶輸送機運煤，輔助運輸采用直流架線式電機車牽引固定箱式礦車。主井采用兩套帶平衡錘的12t箕斗提煤，副井采用多繩摩擦式提升機提升，裝備一套標(biāo)準(zhǔn)罐籠。專題部分題目為《綜采工作面的瓦斯涌出規(guī)律及瓦斯涌出量的預(yù)測》，本文較系統(tǒng)的論述了煤層瓦斯的賦存狀態(tài)與煤對瓦斯的吸附作用以及煤層瓦斯運移的基本規(guī)律，通過資料的收集、整理和分析，總結(jié)了綜采工作面瓦斯?jié)舛确植肌⒉煽諈^(qū)瓦斯流動及其濃度分布規(guī)律。翻譯部分題目為《Efficientminemicroseismicmonitoring》，主要介紹了高效礦井微震監(jiān)測方案的重要問題。關(guān)鍵詞：張雙樓礦井；立井兩水平；采區(qū)布置；綜采放頂煤；中央并列式；軟巖巷道；瓦斯涌出規(guī)律；瓦斯涌出量；微震監(jiān)測

ABSTRACTThegeneraldesignisabouta1.80Mt/anewundergroundminedesignofZhangshuangloucoalmine.ZhangshuangloucoalmineislocatedinXuzhou,JiangSuprovince.It’sabout9.52kmonthestrikeand3.27kmonthedip,withthe32.06km2totalhorizontalarea.Theminablecoalseamis9#withanaveragethicknessof5.8mandanaveragedipof20°.Theprovedreservesofthiscoalmineare267.74Mtandtheminablereservesare173.19Mt,withaminelifeof74a.Thenormalmineinflowis294m3/handthemaximummineinflowis453m3/h.Theminegasemissionrateis1.64m3/twhichcanberecognizedaslowgasmine.Basedonthegeologicalconditionofthemine,thisdesignusesashafttwolevel(darkdeepinclinedshaftextension)developmentmethod,andfullminingareapreparation,whichdividedintotenminingarea,andtrackroadwayandbeltconveyorroadwayareallrockroadways,arrangedinthefloorrockof9#coalseam.Takingintoaccountofthelowgasemission,minemainventilationmethodusecentrallistedventilation.ThedesignappliesminingareapreparationagainstthefirstbandofWestTwowhichdividedinto11sectiontotally,andconductedcoalconveyance,ventilation,gangueconveyanceandelectricitydesigning.Thedesignconductedcoalminingtechnologydesignagainstthe9201face.Thecoalseamaveragethicknessofthisworkingfaceis5.6mandtheaveragedipis19°,theimmediateroofissandymudstoneandthemainroofismudstone.Theworkingfaceapplieslongwalltopcoalcavingminingminingmethod,andusesdoubledrumshearercuttingcoalwhichcutstwiceeachworkingcycle."Four-Six"workingsystemhasbeenusedinthisdesignandthedepth-webis0.8mwithsixworkingcyclesperday,andtheadvanceofaworkingcycleis4.8mandtheadvanceis144mpermonth.Mainroadwaymakesuseofbeltconveyortotransportcoalresource,andDCoverheadlineelectriclocomotivetractionfixedbox-typetramcartobeassistanttransport.Themainshaftusesdouble12tskipstoliftcoalwithabalancehammerandtheauxiliaryshaftusesmultiropefrictionhoistmentionandastandardcage.Themonographicstudyentitled"LongwallFaceGasEmissionLawandGasEmissionPrediction".Thisarticlediscussesthebasiclawofthemodeofoccurrenceofthecoalseamgasadsorptionofcoalgasandcoalseamgasmigrationandbydatacollection,collationandanalysis,summedupthegasconcentrationdistributionofmechanizedminingfaceandgoafgasflowandconcentrationdistributionofthelaw.Thetitleofthetranslatedacademicpaperis"Efficientminemicroseismicmonitoring".Thispapermainlyintroducestheimportantissueofefficientminemicroseismicmonitoringprograms.Keywords:Zhangshuangloucoalmine;shafttwolevel;miningarealayout;comprehensivecaving;centralparallel;softrockroadway;gasemissionlaw;gasemissionprediction;microseismicmonitoring

目錄一般部分TOC\h\z\t"一級標(biāo)題,1,二級標(biāo)題,2,三級標(biāo)題,3"1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 與徐州-沛縣公路相接，北上山東，南下徐州甚為便利；另有礦井鐵路專用線4.0km，通過徐沛鐵路與隴海線、符夾線相連；礦井東有京杭大運河，南有豐沛運河，交通十分方便（見圖1-1）。礦區(qū)（居民點）現(xiàn)狀由張雙樓、陳莊、高莊、梅廟、梅海子、油坊口、袁莊七個自然村組成，居住總?cè)丝?461人，910戶。圖1-1張雙樓礦交通位置圖1.1.2礦區(qū)的氣候條件本區(qū)屬北溫帶黃淮區(qū)，氣象具有長江流域的過渡性質(zhì)，接近北方氣候的特點，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。春季常有干旱及寒潮、霜凍等自然災(zāi)害，但四季分明，氣候溫和。年平均氣溫13.8℃，日最高氣溫40.70℃（1996年7月18日），日最低氣溫-21.3℃（1967年1月4日）。年平均降水量811.7mm，最大年降水量1178.9mm（1977年）。全年以東南，偏東風(fēng)為最多，年平均風(fēng)速3.2m/s。1.1.3礦區(qū)的水文情況區(qū)內(nèi)地表水系較為發(fā)育，東緣微山湖（又稱南四湖），大沙河從北向南橫穿井田西部，東有徐沛河，區(qū)外南有豐沛河經(jīng)京杭大運河注入微山湖。微山湖歷史最高洪水位+37.46m。1.2井田地質(zhì)特征本井田地表屬黃泛沖積平原，地面較為平坦，地面標(biāo)高+37m～+39m。井田從1959年至2001年間，先后有169煤田地質(zhì)勘探隊、江蘇省地質(zhì)局煤田勘探大隊、147煤田地質(zhì)勘探隊、大屯煤電公司地質(zhì)勘探隊、江蘇省煤田地質(zhì)勘探公司第四勘探隊、徐州礦務(wù)集團地質(zhì)勘探工程處（簡稱地勘處）、江蘇物測隊、煤科院西安分院、山東物測隊在井田內(nèi)進行多次地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)勘探及物探工作，共施工鉆孔280個，總工程量160703.96m。完成地震測線310條，總物理點11503個。1.2.1煤系地層本區(qū)地層屬華北型，煤系地層為石炭、二迭系，均為第四系或侏羅—白堊系所覆蓋。區(qū)內(nèi)揭露的地層有奧陶系下統(tǒng)肖縣組（未揭穿）、馬家溝組，奧陶系中統(tǒng)閣莊組、八陡組，石炭系中統(tǒng)本溪組，石炭系上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組和下石盒子組，二迭系上統(tǒng)上石盒子組，侏羅—白堊系，第四系。現(xiàn)按地層生成順序敘述如下：1、奧陶系下統(tǒng)肖縣組（O1x）本區(qū)僅一個鉆孔揭露，最大揭露厚度125m。巖性為灰～灰白色微帶肉紅色白云巖、灰質(zhì)白云巖，夾灰黑色微晶灰?guī)r、泥礫灰?guī)r。2、奧陶系下統(tǒng)馬家溝組（O1m）本區(qū)僅一個鉆孔全層揭露，全組厚度約198m。巖性上部為灰色或呈淺褐色隱晶質(zhì)灰?guī)r夾薄層白云巖和含白云質(zhì)灰?guī)r；下部為似豹斑狀灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶，與下伏肖縣組地層呈整合接觸。3、奧陶系中統(tǒng)閣莊組（O2g）本區(qū)僅個別鉆孔揭露，全組厚約113m。巖性由淺灰、灰白或淺褐色微晶狀白云巖、灰質(zhì)白云巖夾薄層泥灰?guī)r、灰?guī)r組成，與下伏馬家溝組地層呈整合接觸。4、奧陶系中統(tǒng)八陡組（O2b）本區(qū)僅個別鉆孔揭露，全組厚約25m。由灰～棕灰色厚層狀質(zhì)純隱晶質(zhì)灰?guī)r夾薄層灰綠色泥巖組成。與下伏閣莊組地層呈整合接觸。5、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）本區(qū)僅少數(shù)鉆孔揭露，全組厚約20～38/29m，為海陸交替相沉積。中、上部主要由淺灰色致密狀灰?guī)r夾灰綠色，雜色泥巖組成。下部為絳紫色泥巖及褐黃色鋁土質(zhì)泥巖，偶含薄層灰?guī)r，底部為一層絳紫色鐵質(zhì)泥巖與下伏奧陶系中統(tǒng)八陡組地層呈假整合接觸。6、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）本區(qū)大多數(shù)鉆孔揭露，全組厚145～179/159m，本組地層為海陸交互相沉積，是本區(qū)主要含煤地層之一，沉積旋回清晰，標(biāo)志層明顯。發(fā)育了薄-厚層灰?guī)r十三層及十一層薄煤，其中：一、四、十二灰是全區(qū)標(biāo)志層。本組主要由灰色細(xì)、中粒砂巖，灰黑色泥巖，砂泥巖、灰?guī)r和煤組成。一、二灰為生物化學(xué)巖，常具方解石晶體，四灰最厚，平均8.21m，且含燧石；十二灰中下部富含蜓科化石及燧石。7、二迭系下統(tǒng)山西組（P11）為本區(qū)主要含煤地層之一，整合于太原組地層之上，全組厚93～185/113m。本組地層屬過渡相沉積，即由瀉湖海灣波浪帶～瀉湖海灣～濱海沼澤相組成，沉積旋回明顯，大體可分為三個沉積旋回，含煤1～5層，其中7、9煤為本區(qū)主采煤層。8、二迭系下統(tǒng)下石盒子組(P12)為本區(qū)含煤地層之一，全組厚161～247/220m。本組為內(nèi)陸湖泊沼澤相沉積。上段由雜色泥巖、砂泥巖間夾灰白～灰綠色粉細(xì)砂巖等組成，底部為一厚層狀淺灰～灰白色中細(xì)粒砂巖，局部為粗粒砂巖（柴砂）。下段由灰色或灰綠色夾紫紅色斑點泥巖，砂泥巖及灰色砂巖組成，局部發(fā)育有1～2層薄煤，均不可采，底部為一層灰白～灰綠色中粗粒砂巖（俗稱分界砂巖），全區(qū)穩(wěn)定，為本區(qū)對比標(biāo)志層，本組地層與下伏山西組地層呈整合接觸。9、二迭系上統(tǒng)上石盒子組（P21）本區(qū)揭露殘留地層厚度12～175/101m。上部由雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，間夾薄層灰綠、絳紫色砂巖，內(nèi)含大量鋁土質(zhì)和菱鐵質(zhì)鮞粒，下部由紫紅、灰綠色中細(xì)粒砂巖為主，間夾雜色砂質(zhì)泥巖及蛋青色薄層鋁土質(zhì)泥巖、砂泥巖組成，底部為紫色或灰白色中～粗粒含礫石英砂巖（奎山砂巖）與下伏下石盒子組地層呈整合接觸。10、侏羅-白堊系（J-K）本區(qū)內(nèi)揭露殘留地層最大厚度509m,平均290m。上部由深灰、暗紫色泥巖、砂泥巖夾砂巖組成。下部由絳紫色、紫紅色砂泥巖、灰綠色細(xì)砂巖夾礫巖組成。底部常有一層較厚的絳紫色、紫紅色含礫砂巖，礫石成份為石英巖、灰?guī)r等，礫徑1～6mm,厚度變化大，局部相變?yōu)樯澳鄮r或砂巖，與下伏地層呈不整合接觸。11、第四系（Q）為一套松散沉積物，由粘土、砂質(zhì)粘土、細(xì)中粗砂及砂礫層組成。與下伏各系地層呈不整合接觸，厚度140~180m，在井田走向上由東北向西南增厚，傾向上中深部最薄，向兩側(cè)逐漸增厚。綜合柱狀圖如圖1-2所示：1.2.2井田地質(zhì)構(gòu)造張雙樓井田是一個被東、西、南邊界斷層包圍的相對獨立的、完整封閉的地質(zhì)構(gòu)造單元，為一傾向NNW，走向略有變化的單斜構(gòu)造，地層傾角一般在18～25°左右，井田內(nèi)以張性斷層為主，壓性斷層較少，從走向可分為四組，第一組為NE向壓扭性斷裂，第四組為NW向張扭性斷裂，火成巖沿張性斷裂侵入煤層，局部使煤層變?yōu)樘烊唤梗秩胱罡邔游粸樯轿鹘M7煤，茲將區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造發(fā)育情況簡述如下：一、褶曲井田內(nèi)自東向西發(fā)育的褶曲依次為：馮家向斜、后周田背斜。分述如下：1、馮家向斜：位于2～4勘探線，軸向NE42°，兩翼不對稱，東翼地層傾角22°，西翼傾角18°，向斜往淺部仰起，往深部延展并被F9斷層切割。2、后周田背斜：位于4～6線，軸向與馮家向斜平等，兩翼教對稱，地傾角18°左右，向斜往淺部仰起，往深部由于受F9斷層水平扭動往W便宜，經(jīng)三維地震及大巷結(jié)露控制程度可靠。圖1-2綜合柱狀圖二、斷層1、F1正斷層位于3勘探線以東，走向NE38°至近南北向，傾向E，傾角70°，落差大于1000m，有Z58、Z1孔穿過，該斷層為井田的東部邊界斷層，亦是區(qū)域一級斷裂，調(diào)整兩盤滑移距離，控制可靠。2、F9正斷層位于01～17勘探線間，走向近EW向，傾向S，傾角45～60°，落差40～120m，延展長達(dá)9800m，為井田主要斷層有Z61、1-1、Z52、3-1、G2、Z65、G1、11-1、12-2、14-2，共10個鉆孔穿過，6線以西地震控制，以東未控制，該斷層傾角較緩，西部落差較大120m，而東部落差較小40m，被F1斷層切割，控制可靠。三、巖漿巖該井田巖漿巖活動主要表現(xiàn)在燕山晚期，以基性巖為主，巖漿巖侵入以F1斷裂為主要通道，呈巖床或巖脈侵入到煤系地層之中，鉆孔揭露巖漿巖侵入最高層位為四灰底，對太原組煤層有著一定的破壞作用。經(jīng)鉆孔揭露有巖漿巖侵入到7煤，使煤層變?yōu)樘烊唤梗饕植荚?勘探線以東。侵入到9煤層的有鉆孔揭露，使煤層變?yōu)樘烊唤够蚓植客涛g，主要分布在3～9及13～16勘探線之間，侵入到煤系地層的巖漿巖有斜閃煌斑巖、閃長巖、安山巖等。1.2.3水文地質(zhì)特征張雙樓地區(qū)基巖含水層，包括煤系地層含水層和奧陶系灰?guī)r含水層均有隱伏露頭，即為第四系地層直接覆蓋。雖然各含水層水是來自大氣降水入滲，且第四系第Ⅲ段砂層含水量較大，但第四系下部有一層厚達(dá)72m的粘土隔水層段，底礫層多為砂泥質(zhì)充填，含水性小，故其頂部可視為弱水邊界。本區(qū)地下水為一個四周隔水、頂部弱透水的相對封閉的水文地質(zhì)單元。根據(jù)鉆探及測井、抽（注）水試驗、簡易水文觀測、水文長觀孔及巷道、工作面實際揭露的水文地質(zhì)資料，對本礦主要含水層水文地質(zhì)特征敘述如下：一、第四系砂巖或砂礫層孔隙含水層第四系為一套松散沉積物，井田內(nèi)厚度196～319m，平均250m，大體分為五段，包括三個含水層，一個弱透水層組和一個隔水層組。二、二迭系砂巖裂隙含水層二迭系地層包括上石盒子組（12～175/101m）、下石盒子組（165～247/220m）、山西組（93～158/112）,總厚度433m，主要是由泥巖、砂質(zhì)泥巖夾砂巖石組成。砂巖含水層據(jù)其厚度和富水情況主要是上石盒子組底部奎山砂巖、下石盒子中部砂巖（柴砂）、下石盒子組底部分界砂巖、下部7、9煤頂砂巖含水層。三、石炭系太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層太原組地層為一套海陸交替相沉積，井田厚度158.64m，其中含薄層灰?guī)r14層，總平均厚度34.20m，占21.6％。據(jù)各灰?guī)r的富水程度及與煤層開采的關(guān)系程度。四、石炭系本溪組砂泥巖隔水層組本組地層厚20.90～38.35m，平均28.61m，主要為雜色泥巖、砂泥巖夾灰?guī)r、鋁土泥巖及灰?guī)r組成。據(jù)5-4孔流量測進資料反映幾乎無水，說明本溪組富水性微弱，局部含水，因而本組與太原組底部十三灰以下泥巖、砂泥巖段（厚11.50～20.07m平均14.43m）一起可視為隔水層組。五、奧陶系灰?guī)r裂隙巖溶承壓含水層井田內(nèi)奧陶系地層包括八陡組、閣莊組、馬家組和肖縣組地層。其頂部八陡組厚22.78～30.13m，平均25.49m，由棕灰色隱晶質(zhì)灰?guī)r夾綠色泥巖組成，裂隙不發(fā)育，細(xì)小裂隙被方解石充填，井田內(nèi)9個孔揭露該層時均未漏水，5-4孔流量測井資料反映涌水量為零，說明該組灰?guī)r富水性極小，可視為隔水層段。奧陶系灰?guī)r含水層主要指的是閣莊組、馬家溝組灰?guī)r含水層。本礦井正常涌水量為294m3/h,最大涌水量為453m3/h。1.3煤層特征1.3.1煤層埋藏條件及風(fēng)化氧化本井田大體呈東西走向，南北傾向，煤巖層傾角一般在15°～30°。煤層雖有露頭，但上覆240m左右的第四系厚松散層，風(fēng)化作用對煤層影響不大，一般風(fēng)氧化帶垂深小于防水煤柱厚度。僅鴛樓區(qū)精查報告對9煤層布置了控制煤層露頭的鉆孔，從煤質(zhì)分析角度，僅獲得煤層氧化帶深度的資料，在垂深15.16m以上的煤質(zhì)數(shù)據(jù)與9煤正常煤質(zhì)數(shù)據(jù)相比Mad(%)增大0.48％左右，Vdaf(%)下降2.9，Y（mm）降低2左右，燃點降低，但總的變化不大，可以認(rèn)為垂深15m左右為氧化帶下限，其下的煤質(zhì)與正常無顯著差異。而風(fēng)化帶的底界應(yīng)在13.50m以上。1.3.2煤層特征及圍巖性質(zhì)本區(qū)主要含煤地層為二迭系山西組（P11），厚113m，含煤1～5層，平均累計厚度5.60m，含煤系數(shù)3.5％，含主要可采煤層2層，即7、9煤，平均總厚度12.8m。7煤頂板一般為深灰色、灰黑色的泥巖或砂泥巖。9煤頂板則普遍為灰～灰白色中粗粒砂巖。而7、9煤之間的厚層砂巖特征明顯，呈灰～灰白色中粗粒結(jié)構(gòu)，成份以石英為主，沿層面分布零星的黑色炭質(zhì)。1.3.3煤的特征一、物理性質(zhì)7煤：黑～黑褐色，呈油脂～半暗淡光澤，鱗片狀及厚薄不等的條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕呈褐色，硬度Ⅱ～Ⅲ，不規(guī)則斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，性脆易碎，為光亮～半暗型煤。9煤：與7煤物理性質(zhì)相似。鏡下鑒定結(jié)果：條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，局部能看到有絲炭物質(zhì)所組成的線理結(jié)構(gòu)。有機組份主要有絲炭物質(zhì)組成，有少量凝膠化物質(zhì)及角質(zhì)分子。表1-1可采煤層原煤實測及礦采用容重統(tǒng)計表煤層79測定值1.31～1.551.24～1.49礦采用值1.361.37二、煤層化學(xué)性質(zhì)、工藝性能（一）、化學(xué)性質(zhì)表1-2可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表項目煤層水份Mad（%）灰份Ad（%）揮發(fā)份Vdaf（%）硫份Std（%）7原煤0.557.6426.70.30精煤0.964.9632.71~49.010.399原煤0.996.480.550.22精煤0.882.8733.130.451、煤的揮發(fā)份（Vdaf）區(qū)內(nèi)各主要可采煤層原煤揮發(fā)份平均在36.04～54.93%之間，均為高揮發(fā)份煤，(見表1-2)。2、元素分析區(qū)內(nèi)各主要可采煤層碳、氫含量基本穩(wěn)定，干燥無灰基碳含量（Cdaf）平均在83.62～84.60%之間；干燥無灰基氫含量（Hdaf）平均在5.27～5.50%之間；干燥無灰基氮含量（Ndaf）平均在1.42%左右；干燥無灰基氧含量（Odaf）平均在8.94～9.53%之間，各煤層元素分析見表1-3。表1-3可采煤層元素分析統(tǒng)計表煤層煤種Cdaf（%）Hdaf（%）Ndaf（%）Odaf（%）7氣煤81.395.020.688.349氣煤83.265.291.256.783、煤的有害成份⑴水份（Mad）區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤水份在1.13～1.87％之間變化。⑵灰份（Ad）原煤中外在灰份較多，精選后大部份可剔除掉，因火成巖侵入造成局部煤層變質(zhì)為天然焦，以及采樣過程中泥漿或夾矸的混入也是造成部分煤樣灰份增高的原因。如表1-4。表1-4煤層灰份產(chǎn)率級別數(shù)量統(tǒng)計表煤層原煤灰份產(chǎn)率合計點數(shù)Ad<10%Ad>10-15%Ad>15-25%Ad>25-40%點數(shù)百分比%點數(shù)百分比%點數(shù)百分比%點數(shù)百分比%76919293248914166924322331233146174合計3041426055791320340⑶硫（St,d）區(qū)內(nèi)各可采煤層平均含硫量變化較大，各煤層原煤含量在0.65～3.62％之間，7、9煤原精煤含硫量在量0.52～0.67％均為特低硫煤。（見表1-2）。⑷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)各煤層灰熔點溫度測試情況見表1-5。表1-5可采煤層灰熔點溫度測試情況煤層軟化溫度（ST）級別≤10001100-12501250-1500＞15007//54高-難熔灰份9/551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。（二）工藝性能1、發(fā)熱量（Qgr.d）各可采煤層發(fā)熱量見表1-6，從表中可以看出：⑴原煤發(fā)熱量：區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤干燥基高位發(fā)熱量在27.79～29.51MJ/kg之間，為中高發(fā)熱量煤。⑵精煤發(fā)熱量：區(qū)內(nèi)各可采煤層精煤干燥基高位發(fā)熱量在30.68～31.68MJ/kg之間，為高發(fā)熱量煤。表1-6可采煤層煤芯煤樣工業(yè)分析成果表項目煤層發(fā)熱量（MJ/kg）Qb.adQgr.dQnet.d7原煤19.90-31.0627.19（33）20.24-32．0827.79（33）19.08-29.9626.33（10）精煤29.32-31.5530.82(6)30.75-31.8530.68(6)29.05-31.8330.46(6)9原煤23.48-32.3029.05(46)23.72-32.6529.51(48)25.32～30.5928.49(12)精煤27.77～32.4630.68(9)29.75～32.9331.68(9)28.68～31.8430.52(8)區(qū)內(nèi)煤質(zhì)較為穩(wěn)定，據(jù)煤質(zhì)化驗成果各主要煤質(zhì)指標(biāo)分級見表1-7。表1-7主要煤質(zhì)指標(biāo)分級一覽表煤煤層精煤揮發(fā)份（Vdaf）原煤灰份原煤含硫（Std）原煤發(fā)熱量（Qgr.d）結(jié)性煤類符號數(shù)碼Ad熔融性738.15灰高-難熔特低中高等氣煤QM44937.12低灰低-高熔特低中高等氣煤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，另也可作為良好的煉焦配煤。1.3.4瓦斯，煤塵及自燃一、瓦斯地質(zhì)勘探及補充勘探期間，區(qū)內(nèi)先后共采集了17個瓦斯樣，其中山西組7煤8個，9煤9個，各煤層瓦斯含量測定成果見表1-8及表1-9。表1-8可采煤層鉆孔瓦斯含量測定成果統(tǒng)計表煤層CH4C02N2C2H6C3H8i-C4h10備注70.10.169-1.740.507（7）0.0190.004-0.280.124（3）0.088-0.7380.346（9）0.0220.0470.001表1-9可采煤層鉆孔瓦斯自然成分統(tǒng)計表煤層CH4C02N2C2H6C3H8i-C4H1072.94-5.274.11（2）10.6-50.4526.21（8）44.28-89.3572.75（8）0.0590.26-18.349.11（3）5.65-50.7619.28（9）40.51-94.3577.24（9）0.01-1.290.45（3）2.530.04主要可采煤層9煤絕對瓦斯涌出量為4.98m3/min，相對瓦斯涌出量為1.64m3/t根據(jù)礦井瓦斯瓦斯涌出情況資料，結(jié)合鉆孔瓦斯測定情況，按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，日產(chǎn)一噸煤沼氣涌出量在10m3以下的為低沼氣礦井，故張雙樓煤礦應(yīng)屬于低沼氣礦井。二、煤塵本區(qū)共采取煤塵爆炸樣13個，其中山西組7煤6個，9煤7個，各可采煤塵爆炸性試驗成果見表1-10表1-10可采煤塵爆炸性試驗成果表煤層采樣點數(shù)火焰長度抑制煤塵爆炸最低巖粉量（%）76>150∽400/34270∽95/8897>40085∽95/89根據(jù)煤塵爆炸性試驗指標(biāo)，各煤層抑制煤塵爆炸最低巖粉量均在70%以上，煤塵爆炸性指數(shù)在43%左右，均屬于煤塵爆炸危險性煤層。三、煤的自燃傾向區(qū)內(nèi)各可采煤層均為氣煤、氣肥煤，共采取13個煤層自燃傾向試驗樣。其中山西組7煤5個，9煤8個，其試驗結(jié)果見成果表1-11。表1-11煤層自燃傾向試驗成果表煤層燃點△T（1-3）煤的自燃傾向系數(shù)T1T2T37336～370346（5）327～343332（5）319～339327（5）9～4420（5）不易自燃9335～354345（8）328～349337（8）318～342325（8）5～3920（8）不易自燃井田內(nèi)煤層的自燃發(fā)火期一般為3∽6個月，根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院2004年9月24日對張雙樓煤礦山西組7煤、9煤所做的自燃傾向等級鑒定報告，自燃發(fā)火期分別為7煤157天，9煤140天，山西組7、9煤均為不易自燃煤層，根據(jù)自燃傾向性分類，礦井7、9煤定為不易自燃煤層。但在井下局部構(gòu)造地段，煤層實際發(fā)火期與鑒定的數(shù)據(jù)出入較大，發(fā)火期明顯減少，今后在采掘活動中應(yīng)引起足夠的重視，并超前做好防范措施。

2井田境界和儲量2.1井田境界張雙樓煤礦井田東起F1大斷層，西為自然邊界，南到-200m水平煤層底板等高線，北到-1200m水平煤層底板等高線。水平標(biāo)高為-200m～-1200m，井田走向長為8.15-10.89km,平均走向長度為9.52km；傾斜寬為2.43-3.76km，平均傾斜寬為3.27km，平均傾角為20°，井田的水平寬度為2.20-3.41km，水平面積為32.06km2。2.2礦井工業(yè)儲量礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚礦井儲量。本礦井設(shè)計對9煤層進行開采設(shè)計，其煤層厚度為5.8m，平均傾角為20°，基巖無出露，均為松散層覆蓋。本次儲量計算是在精查地質(zhì)報告提供的1：5000煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。對9煤層采用塊段法計算工業(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)平均法求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個以上的鉆孔。塊段劃分如圖2-1所示。圖2-1塊段劃分示意圖根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(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：=273.19表2-1煤層地質(zhì)儲量計算煤層塊段傾角/（°）塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲量/Mt總儲量/Mt9一26.15.765.81.3751273.19二19.32.565.81.3721.55三19.94.155.81.3735.07四17.97.65.81.3763.46五226.845.81.3758.62六19.85.155.81.3743.49（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)濟的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。礦井工業(yè)儲量可用下式計算：（2-2）式中——礦井工業(yè)資源/儲量；——探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(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。114.75（Mt）57.37（Mt）49.17（Mt）24.59（Mt）21.86（Mt）因此將各數(shù)代入式2-2得：267.74(Mt)2.3礦井可采儲量(1)礦井設(shè)計資源量礦井設(shè)計資源儲量按式（2-3）計算：（2-3）式中：Zs——礦井設(shè)計資源/儲量P1——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。下面分別計算井田斷層煤柱和井田境界煤柱以及井田沉缺區(qū)損失煤量：井田斷層煤柱損失量：該井田主要斷層為煤田中部的F9大斷層，在煤層底板等高線圖上可量得其東西長度約為10km，在兩邊各留50m寬帶保護煤柱，則可計算得煤柱損失量為P11=10000*50*2*5.8*1.37=7.94（Mt）井田境界煤柱損失量：該井田東部以F1斷層為邊界，長度約為4.46km，在井田一側(cè)留50寬煤柱；其西、北、南三部均為自然邊界量得其總長度約為22km，在井田一側(cè)留30m的保護煤柱，則可計算得煤柱損失總量為P12=4460*50*5.8*1.37+22000*30*5.8*1.37=7.02（Mt）井田沉缺區(qū)損失煤量：在該井田中由于巖漿入侵形成一片沉缺區(qū)，其面積約為1.36km2，故損失煤量為P13=1.36/cos18°*5.8*1.37*1000000=11.36（Mt）綜上P1=P11+P12+P13=7.94+7.02+11.36=26.32(Mt)所以礦井設(shè)計資源儲量為Zs=Zg-P1=267.74-26.32=241.42(Mt)（2）礦井設(shè)計可采儲量 礦井設(shè)計可采儲量可按式（2-4）計算：Zk=(Zs-P2)C（2-4）式中：Zk——礦井設(shè)計可采儲量：P2——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和;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%。本井田煤層厚5.8m，為厚煤層，故C取75%。（3）工業(yè)廣場保護煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(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)計生產(chǎn)能力為180萬噸/年，所以取工業(yè)廣場的尺寸為400m×540m的長方形。煤層的平均傾角為20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-638m，該處表土層厚度為140~180m，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級保護留維護帶，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1.0120-1801.245-901.59-301.8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/mфδγβ-63818°5.812045746264由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-2所示的工業(yè)廣場保護煤柱的尺寸：表2-2工業(yè)廣場保護煤柱由CAD圖可得到上圖中梯形的面積為1.25km2，則工業(yè)廣場壓煤面積為：S=1.25÷cos18°=1.32km2工業(yè)廣場的煤柱量為：Zx=S×M×R式中：Z——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5.8m；R——煤的容重,1.37t/m3。則：Z9煤=1.32*1000000*5.8*1.37=10.5Mt綜上，由式2-4可得礦井設(shè)計可采儲量為：Zk=（241.42-10.5）*0.75=173.19(Mt)

3礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1礦井工作制度按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，四六制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時間為16小時。3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.2.1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力本井田儲量豐富，設(shè)計開采煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度大部分比較穩(wěn)定，屬厚煤層(5.8m)，為緩傾斜煤層（傾角20°）。礦井總的工業(yè)儲量為246.50Mt，可采儲量為157.26Mt。因地質(zhì)構(gòu)造簡單，同時煤田范圍較大，開采技術(shù)好的礦井應(yīng)建設(shè)大型礦井，故本設(shè)計初步確定礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t。3.2.2井型校核下面按礦井的實際煤層開采能力，各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力，儲量條件及安全條件因素對井型進行校核：1）煤層開采能力礦井的開采能力取決于回采工作面和采區(qū)的生產(chǎn)能力，根據(jù)本設(shè)計第四章（礦井開拓）與第六章（采煤方法）的設(shè)計可知，該礦由于煤層地質(zhì)條件較好，9煤層厚度較厚，布置一個綜采放頂煤工作面完全可以達(dá)到本設(shè)計的產(chǎn)量。2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井兩水平開拓加暗斜井延深，主井提升容器為兩對12t底卸式提升箕斗，運煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤一律用強力膠帶輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力也很大，自動化程度較高。輔助運輸采用雙層罐籠，大巷輔助運輸采用600mm軌距的1.5t固定車廂式礦車，同時本礦井井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石，材料和人員的調(diào)動要求。所以各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全可以達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力的要求。3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井。水文地質(zhì)條件中等，在副井中鋪設(shè)兩趟水管路可以滿足排水要求。礦井采用分區(qū)域式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井，可以滿足要求。井田內(nèi)大斷層有南豐斷層，對于開拓有一定的影響，留設(shè)有保護煤柱，所以各項安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。4）儲量條件校核礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力應(yīng)與礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，以保證有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限的計算：T=Z/（A*K）（3-1）式中：T——礦井設(shè)計服務(wù)年限，年；Z——礦井可采儲量，173.19Mt;A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，180萬t/a；K——儲量備用系數(shù)，取1.3；由上式得：T=173.19/(1.8*1.3)=74a因此，本礦井的開采年限符合規(guī)范的要求。本設(shè)計中第一水平服務(wù)范圍為F9斷層的上部煤層，煤層底板標(biāo)高-200～-800m，局部地區(qū)達(dá)到-1000m，故而第一水平服務(wù)年限為：T1=Z1/（A*K）=46.3a式中:Z1——第一水平開采煤量；T1——第一水平服務(wù)年限，a本礦井的服務(wù)年限以及第一水平的服務(wù)年限的設(shè)計服務(wù)年限符合規(guī)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入煤體，建立礦井提升、運輸、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行技術(shù)經(jīng)濟比較，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，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)、運輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護量，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)展采煤機械化、綜掘機械化、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因素：1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在-200m，最深處到-1200m表土層厚度大，120~160m。2）本井田瓦斯及涌水比較小,對開拓方式的選擇影響不大。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+38m。4.1.1井筒形式的確定（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18°，為緩傾斜煤層；表土層厚約140～180m，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)點缺點適用條件平硐1運輸環(huán)節(jié)和設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、費用低。2工業(yè)設(shè)施簡單。3井巷工程量少，省去排水設(shè)備，大大減少了排水費用。4施工條件好，掘進速度快，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，掘進速度快，井筒施工單價低，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，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，降低運輸費用，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，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，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，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，石門較短，沿石門的運輸工程量較小；井筒位于井田的下部時，石門長度和沿石門的運輸工作量大，如果煤系基底有含水量大的巖層不允許井筒穿過時，它可以延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利。從井筒和工業(yè)場地保護煤柱損失看，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)計標(biāo)準(zhǔn)附近有河流或水庫時要考慮避免一旦決堤的威脅及防洪措施。（3）井筒數(shù)目為了滿足井下煤炭的提升，需設(shè)置一主井，輔助提升及進風(fēng)設(shè)置一副井。因為本井田面積較大，井田走向長度較大，平均為9.52km，不宜采用中央并列式通風(fēng)；又因為本礦井為低瓦斯礦井，沒有必要采用對角式或采區(qū)式通風(fēng)；故本礦井決定采用中央分列式通風(fēng)，在井田上部邊界適當(dāng)位置設(shè)置一個風(fēng)井，用于礦井回風(fēng)。4.1.2井筒位置的確定采（帶）區(qū)劃分（1）井筒位置的確定原則1）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輸大巷的布置，石門的工程量要盡量少；2）有利于首采采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)要盡量少遷村或不遷村；3）井田兩翼的儲量基本平衡；4）井筒不宜穿過厚表土層、厚含水層、斷層破壞帶、煤與瓦斯突出煤層或軟弱巖層；5）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的威脅；6）工業(yè)場地宜少占耕地，少壓煤；7）水源、電源較進，礦井鐵路專用線短，道路布置合理。（2）井筒位置的確定本礦井走向長度較大地勢平坦,但由于井田中部有一面積較大的沉缺區(qū)，為使礦井初期工程量較小且能迅速達(dá)產(chǎn)，故主副井布置在井田傾向上部，走向偏東位置，風(fēng)井布置在井田上部邊界且三個井筒的地面標(biāo)高大于歷年最高洪水位標(biāo)高。具體采區(qū)劃分見圖4-1。圖4-1采區(qū)劃分示意圖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。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-2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21.6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400m*540m繪制。4.1.4開采水平的確定本次設(shè)計的設(shè)計可采煤層為9號煤層，屬于緩傾斜煤層，煤層無露頭，煤層埋深最深處達(dá)-1200m，垂直高度達(dá)1000m；煤層傾向中部被F9斷層一分為二，斷層上部煤層最大垂高達(dá)800m，平均垂高500m；斷層下部煤層平均垂高400m。故以斷層為邊界將煤層劃分為兩個部分分別開采，且布置兩個生產(chǎn)水平，第一水平標(biāo)高-600m，第二水平標(biāo)高-1000m。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，緩傾斜、傾斜煤層的階段垂高為200~350m，又由于本礦井屬于低瓦斯礦井，針對于本礦井的實際條件，兩個水平均采用上下山開采。4.1.5礦井開拓方案比較（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，如圖4-2，分述如下：方案一：立井兩水平暗立井直接延深（巖石大巷)主、副井均為立井，由暗立井延深至第二水平，大巷布置在巖層當(dāng)中。方案二：立井兩水平暗立井直接延深（煤層大巷)主、副井均為立井，由暗立井延深至第二水平，大巷布置在煤層當(dāng)中。方案三：立井兩水平暗斜井延深（巖石大巷）主、副井均為立井，由暗立井延深至第二水平，大巷布置在巖層當(dāng)中。方案四：立井兩水平暗斜井延深（煤層大巷）主、副井均為立井，由暗立井延深至第二水平，大巷布置在煤層當(dāng)中。（2）技術(shù)比較以上所提四個方案中，井筒位置、數(shù)量和運輸大巷、回風(fēng)大巷長度以及一、二水平采區(qū)布置總體一致。區(qū)別在于二水平的開拓方式不同而引起部分基建、生產(chǎn)經(jīng)營費用不同。方案一、二中，區(qū)別在于一方案中巖石大巷，這樣就增加了巖石巷道的掘進，使后期基建費用加大；增加了設(shè)備的配備；維護費用；但其優(yōu)點也是顯而易見的：減少了大巷保護煤柱，運輸系統(tǒng)干擾降低，各種運輸暢通，由于是厚煤層開采，通風(fēng)安全性提高，通風(fēng)條件優(yōu)化，可以適當(dāng)減少煤巷的維護，提高了煤炭采出率。方案二中，巖石掘進量明顯較少，而且設(shè)備少，環(huán)節(jié)簡單；開拓準(zhǔn)備時間短。但通風(fēng)條件差；巷道維護費用增加。故兩方案中暫取方案一。詳見表4-2。方案三、四中，區(qū)別在于大巷的布置位置。方案三中大巷布置在巖層中，這樣就導(dǎo)致巖石掘進量高，開拓費用增加，開拓準(zhǔn)備時間增加，但其優(yōu)點突出；維修費用低，可以定向取直，有利于輔助運輸工具的使用，安全性高，保護煤柱少有利于提高煤炭采出率。方案四中，軌道大巷布置在煤層中，掘進容易，速度快，費用低；開拓準(zhǔn)備時間短。但后期的維護費用較高；保護煤柱損失大。經(jīng)粗略估算，兩方案中暫取方案三。詳見表4-2。（3）經(jīng)濟比較方案一、三有差別的建井工程量、生產(chǎn)經(jīng)營工程量、基建費、生產(chǎn)經(jīng)營費和經(jīng)濟比較結(jié)果，分別匯總于表4-3~表4-7中。在上述經(jīng)濟比較中需要說明以下幾點：1）兩方案大巷布置數(shù)目及位置相同；2）主、副井布置在巖層中，維護費用較低，故未對比其維護費用的差別；3）主、輔運輸大巷斷面大小不同，大巷維護費用按平均維護費用估算；4）方案中相同部分未做比較分析，僅對不同之處進行了計算對比。由對比結(jié)果可知，方案三比方案一的總費用少7.3%；綜合以上技術(shù)經(jīng)濟比較，確定礦井開拓方式為：立井兩水平暗斜井延深（巖石大巷）。圖4-2開拓方案示意圖表4-2各方案粗略估算費用表方案一(巖石大巷）方案二（煤層大巷）基建費/萬元一水平開拓大巷2×6615.74×1574.8×10-4=2083.72×6615.74×1299.9×10-4=1719.96二水平開拓大巷2×6318.39×1574.8×10-4=1990.042×6318.39×1299.9×10-4=1642.66維護費/萬元一水平開拓大巷1.2×2×6615.74×74×20×10-4=2348.001.2×2×6615.74×74×35×10-4=4112.34二水平開拓大巷1.2×2×6318.39×27.7×20×10-4=840.101.2×2××6318.39×27.7×35×10-4=1470.16總計費用/萬元7261.848945.12百分比100%123.18%方案三(巖石大巷）方案四（煤層大巷）基建費/萬元一水平運輸大巷2×6615.74×1574.8×10-4=2083.72×6615.74×1299.9×10-4=1719.96二水平運輸大巷2×6318.39×1574.8×10-4=1990.042×6318.39×1299.9×10-4=1642.66維護費/萬元一水平運輸大巷1.2×2×6615.74×74×20×10-4=2348.001.2×2×6615.74×74×35×10-4=4112.34二水平運輸大巷1.22××6318.39×27.7×20×10-4=840.101.22×2×6318.39×27.7×35×10-4=1470.16總計費用/萬元7261.848945.12百分比100%123.18%表4-3建井工程量項目方案一（暗立井延深）方案三（暗斜井延深）初期主井井筒/m638+20638+20副井井筒/m638+20638+20井底車場/m10001000開拓大巷/m6425.28+6615.746425.28+6615.74后期主立（斜)井井筒/m400+201432副立（斜)井井筒/m400+201432井底車場/m300+500300+500主石門/m1700224開拓大巷/m6318.39×26318.39×2表4-4生產(chǎn)經(jīng)營工程量項目方案一方案三運輸提升/萬t﹒km工程量工程量大巷及石門運輸東五大巷及石門運輸1.2×1668.15×3.50=7006.231.2×1668.15×2.00=4003.56西八大巷及石門運輸1.2×1120.95×3.38=4546.571.2×1120.95×1.91=2569.22東七大巷及石門運輸1.2×1078.45×3.38=4374.191.2×1078.45×1.91=2471.81北九大巷及石門運輸1.2×1625.65×6.30=12289.911.2×1625.65×4.80=9363.74西十大巷及石門運輸1.2×355.94×2.70=1153.251.2×355.94×1.22=521.10立井（斜井）提升東五采區(qū)1.2×1668.15×0.42=840.751.2×1668.15×1.43=2862.55西八采區(qū)1.2×1120.95×0.42=564.961.2×1120.95×1.43=1923.55北東七采區(qū)1.2×1078.45×0.42=543.541.2×1078.45×1.43=1850.62北九采區(qū)1.2×1625.65×0.42=819.331.2×1625.65×1.43=2789.62西十采區(qū)1.2×355.94×0.42=179.391.2×355.94×1.43=610.79排水/萬m3294×24×365×27.7×10-4=7133.97294×24×365×27.7×10-4=7133.97表4-5基建費用表項目方案一方案三工程量單價費用工程量單價費用（m）（元/m）（萬元）（m）（元/m）（萬元）初期主井井筒6584827.6317.666584827.6317.66副井井筒6585708.9375.656585708.9375.65井底車場10001830.9183.0910001830.9183.09軌道大巷6425.281830.91176.46425.281830.91176.4運輸大巷6615.741299.9859.986615.741299.9859.98小計2912.782912.78后期主暗立（斜）井井筒4204827.6202.7614322085.5298.64副暗立（斜）井井筒4205708.9239.7714322256.8323.17井底車場8001830.9146.478001830.9146.47主石門17001830.9311.252241830.941.01軌道大巷6318.391830.91156.836318.391830.91156.83運輸大巷6318.391299.9821.336318.391299.9821.33小計2878.412787.45總計5791.195700.23表4-6生產(chǎn)經(jīng)營費方案一方案三工程量/萬t?km單價/萬元/萬t·km費用/萬元工程量/萬t?km單價/萬元/萬t·km費用/萬元大巷及石門運輸東五采區(qū)7006.230.382662.374003.560.381521.35西八采區(qū)4546.570.381727.72569.220.38976.3東七采區(qū)4374.190.381662.192471.810.38939.29北九采區(qū)12289.910.384670.179363.740.383558.22西十采區(qū)1153.250.38438.24521.10.38198.02小計11160.677193.18立井（斜井）提升東五采區(qū)840.753.352816.512862.551.253578.19西八采區(qū)564.963.351892.621923.551.252404.44東七采區(qū)543.543.351820.861850.621.252313.28北九采區(qū)819.333.352744.762789.621.253487.03西十采區(qū)179.393.35600.96610.791.25763.49小計9875.7112546.43運提費合計21036.3819739.61排水/萬m37133.970.15251087.937133.970.053378.1合計22124.3120117.71表4-7費用匯總表項目方案一方案三費用/萬元百分率/%費用/萬元百分率/%初期建井費2912.781002912.78100基建工程費5791.19101.65700.25100生產(chǎn)經(jīng)營費22124.31109.9720117.71100總費用30828.28107.328730.741004.2礦井基本巷道4.2.1井筒礦井共有三個井筒，分別為主井、副井、風(fēng)井。（1）主井位于井田工業(yè)場地之中，擔(dān)負(fù)礦井1.8Mt/a的煤炭提升任務(wù)。井筒中裝備一對16t箕斗；井筒采用混凝土支護，直徑6.0m，凈斷面積28.27m2；兩側(cè)鋼絲繩罐道；每天提升16小時。井筒斷面布置如圖4-3，井筒特征如表4-8。圖4-3主井表4-8主井井筒特征表井型1.8Mt/a提升容器一對16t箕斗井筒直徑6.0m井深658m井?dāng)嗝娣e28.27m2井筒支護混凝土井壁厚400mm表土段井壁厚850mm基巖段毛段面積36.32m2表土段毛段面積46.56m2（2）副井位于井田中央工業(yè)場地之中，與主井東西相距約60m，擔(dān)負(fù)全礦的材料、人員、設(shè)矸石的提升；兼做進風(fēng)井。裝備一對多繩1t礦車雙層四車窄罐籠和一個1t礦車雙層四車寬罐籠帶平衡錘；安裝行人梯子，并有足夠的安全間隙；分別有一躺輸水、排水管路和兩躺主干動力電纜。井筒混凝土支護，直徑7.2m，凈斷面積40.71m2，支護厚度500mm（表土段壁厚1400mm）。井筒斷面布置如圖4-34.2.2開拓巷道布置一條運輸大巷，一條軌道大巷均布置在煤層下方的巖層中，大巷水平間距50m，共兩條大巷。為便于在巷道交叉時架設(shè)風(fēng)橋等構(gòu)筑物，大巷位于井田中央，沿走向布置，坡度控制在3‰以內(nèi)。運輸、軌道大巷均為錨噴支護半圓拱斷面，局部錨索組合梁支護，噴射厚度120mm。運輸大巷掘進寬度為4440mm，高為3820mm，設(shè)計掘進斷面14.8m2；軌道大巷掘進寬度為4240mm，高為3620mm，設(shè)計掘進斷面13.6m2運輸大巷和軌道大巷斷面特征如圖4-5和圖4-6。4.2.3井底車場及硐室礦井為立井開拓，煤炭由運輸大巷運至井底煤倉，后經(jīng)箕斗提升運至地面；物料經(jīng)副井運至井底車場，經(jīng)井底車場由電機車牽引運到采區(qū)；少量矸石由礦車直接排運到非通行的巷道橫貫中。（1）井底車場的形式和布置方式井底車場是連接礦井主要提升井筒和井下主要運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、升降人員等各項工作服務(wù)，是井下運輸?shù)目倶屑~。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》4.2.1要求:井底車場布置形式應(yīng)根據(jù)大巷運輸方式，通過車場的貨載量、井筒提升方式、井筒與主要運輸大巷的相互位置，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)濟比較后確定，并符合下列規(guī)定：1）大巷采用固定式礦車運輸時，宜采用環(huán)形車場。2）當(dāng)井底煤炭和輔助運輸分別采用底卸式及固定式礦車運輸時，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運煤，輔助運輸采用無軌系統(tǒng)時，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建礦井，井下采用多種運輸方式運輸時，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，主井、副井和大巷的相對位置關(guān)系，確定采用臥式井底車場。該車場利用主要運輸巷道作為調(diào)車線和通過線，車場巷道工程量小。井底車場布置如圖4-7。（2）空重車線長度井底車場空、重車線調(diào)車線長度按1.5倍列車長度考慮，一列礦車為20個車廂，采用1t固定箱式礦車，型號為MG1.1-6A,外形尺寸（長×寬×高）：2000×880×1150（mm），故取調(diào)車線長度為70m。（3）調(diào)車方式駛來的矸石列車由機車牽引到達(dá)A點，更換道岔進入副井重車線；當(dāng)機車牽引到達(dá)C點，機車脫鉤，經(jīng)調(diào)車線到達(dá)B點，頂推列車到副井裝載，完畢后直接拉走空車。調(diào)車線停放一備用機車，用于材料和設(shè)備的運輸。（4）硐室井底車場硐室主要有：井底煤倉、中央變電所、主排水泵房、消防材料庫及工具室、井底清理斜巷、水倉、調(diào)度室、等候室、推車機硐室、醫(yī)療室、機頭硐室，聯(lián)絡(luò)巷、箕斗裝載硐室等。主井井底煤倉為垂直圓斷面煤倉，坐落于主井膠帶大巷側(cè)下段，煤倉直徑為7.0m，有效裝煤高度為21m，經(jīng)計算煤倉容量為1200t；膠帶輸送機運輸能力為1000t/h，工作面生產(chǎn)能力為325t/h，兩小時為700t。據(jù)設(shè)計經(jīng)驗和規(guī)范，可知容量符合要求；煤倉采用上裝式布置，通過檢修清理斜巷清理。水倉布置在井底車場副井的西側(cè)，礦井正常涌水量為294m3/時，正常涌水量為453m3/時，所需水倉的容量為：Q0=453×8=3624（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，10m2;L—水倉長度，850.05m。則：Q=10×850.05=8500.5（m3）由上面計算得知：Q>Q0，故設(shè)計水倉容量滿足要求。圖4-3副井表4-9副井井筒特征表井型1.5Mt/a提升容器一對1t礦車雙層四車窄罐籠一個1t礦車雙層四車寬罐籠帶平衡錘井筒直徑7.2m井深625m井?dāng)嗝娣e40.17m井筒支護混凝土井壁厚500mm表土段井壁厚1000~1400mm基巖段毛斷面積66.47m表土段毛斷面積78.54m圖4-4膠帶運輸大巷表4-10巷道特征表斷面/m2設(shè)計掘進尺寸噴射錨桿凈周長/m凈設(shè)計掘進寬度/mm高度/mm厚度mm形式外露長度/mm排列方式排間距/mm長度/mm直徑/mm12.814.644403770120樹脂100三花80022002013.6圖4-5軌道大巷表4-11巷道特征表斷面/m2設(shè)計掘進尺寸噴射錨桿凈周長/m凈設(shè)計掘進寬度/mm高度/mm厚度mm形式外露長度/mm排列方式排間距/mm長度/mm直徑/mm11.513.642403620120樹脂100三花80022002013.3圖4-6井底車場圖5準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置5.1煤層地質(zhì)特征本井田主要可采煤層為9號煤，9煤色澤為黑～黑褐色，呈油脂～半暗淡光澤，鱗片狀及厚薄不等的條帶狀結(jié)構(gòu)，條痕呈褐色，硬度Ⅱ～Ⅲ，不規(guī)則斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，性脆易碎，為光亮～半暗型煤。煤層平均厚度為5.8m，平均傾角為20度，為緩傾斜煤層。煤塵爆炸性指數(shù)在43%左右，均屬于煤塵爆炸危險性煤層。9煤瓦斯的相對涌出量為1.64m3/t，經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井。5.1.1采區(qū)位置首采區(qū)位于井田中部，東西走向長度平均為2.4km，傾斜長度為1.2km。采用兩翼依次開采的順序開采，左翼劃分為6個區(qū)段，右翼劃分為5個區(qū)段。5.1.2采區(qū)煤層特征首采區(qū)煤層厚5.60m，傾角19°，屬緩傾斜煤層。由于煤層較厚，采用綜采放頂煤采煤法，一次采全厚。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長度一般不小于150m。結(jié)合本礦井的實際情況，采區(qū)工作面的長度為180m可以滿足產(chǎn)量的要求，確定采區(qū)工作面的長度為180m。5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況9煤頂板普遍為灰～灰白色中粗粒砂巖，平均厚度為9.55m；底板致密性脆，易碎，平均厚度為4.38m，總體來說頂?shù)装褰蟹€(wěn)定。5.1.4水文地質(zhì)采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡單，最大涌水量為353m3/h。礦井涌水主要來源為9號煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水，以巷道、工作面淋水、小股水流等形成涌出。5.1.5地質(zhì)構(gòu)造采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角平均19°。5.1.6地表情況采區(qū)內(nèi)對應(yīng)地面無村莊，有公路穿過，考慮到采深較大，有160m的表土層，公路等級不高，不留保護煤柱。5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)5.2.1確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護方式及通風(fēng)方式1)尺寸區(qū)段巷道的尺寸應(yīng)能滿足綜采工作面運煤、輔助運輸和通風(fēng)的需要，由此確定區(qū)段運輸平巷尺寸（寬×高）為5000mm×3500mm，區(qū)段回風(fēng)平巷尺寸（寬×高）為5000mm×3500mm，均采用留20m煤柱雙巷掘進。2)支護方式采用錨網(wǎng)支護，錨索補強，這種支護方式經(jīng)濟效益好，且掘進速度快。3)掘進通風(fēng)采用壓入式局扇進行通風(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