劉橋二礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)-矸石充填開采原理與技術(shù)

Goodisgood,butbettercarriesit.

精益求精，善益求善。Goodisgood,butbettercarriesit.

精益求精，善益求善。劉橋二礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)-矸石充填開采原理與技術(shù)（1）提出方案表4-1方案一粗略估算費(fèi)用表（1）提出方案表4-1方案一粗略估算費(fèi)用表ABSTRACTThethreepartsareincludedinthisdesign,i.e.,thegeneralpart，specialsubjectpartandtranslatedpart.Thegeneralpartisanewdesignofsangshuping.Thisdesignincludestenchapters.1.Anoutlineoftheminefieldgeology.2.Boundaryandthereservesofmine.3.Theservicelifeandworkingsystemofmine.4.developmentengineeringofcoalfield.5.Thelayoutofpanels.6.Themethodusedincoalmining.7.Transportationoftheunderground.8.Theliftingsystemofthemine.9.Theventilationandthesafetyoperationofthemine.10.Thebasiceconomicandtechnicalnorms.Sangshupingincoalminebecauseofhanchengminingdistrict,tothewestoftheYellowRiveristhenorthernmosttown,isapartfromtheHanChengstraightfromaboutfor15km.Administrativedistrictsbelongstosangshupingtownofjurisdiction.Therunoftheminefieldis3.21~4.3km，thewidthisabout3.8km，minefarmlandtotalareais21.1km2.Thefournineandelevenisthemaincoalseam.Thecoalfieldgeologicalconditionissimple.Theprovedreservesofthecoalfieldare174.19milliontons.Therecoverablereservesare140.75milliontons.Thenormalflowofthemineis500m3percenthourandthemaxflowofthemineis680m3percenthour.Themineralgasgushesthedeallower，forlowgasmineralmine.Theminefarmlandinaninclinedminetoexpand.Themaintransportationusestheadhesivetapetransportationopporteunitycoal.Theworkingsystem“four-six”isusedinthePingshuoNo.3mine.Itproduced330d/a.Thedevelopmentofthemineisdoublelevelwithamainshaftandanauxiliaryverticalshaft.Thenumberoftheworkingfacesisonlyone.Comprehensivemechanizationputsinthetopcoaltechnologyistheminingmethod.Severalbeltconveyersundertakethejobofcoaltransportinthemine,whiletheauxiliarytransportationsystemdependsontheminecars.Theventilationtypeintheearlystageiscentralizedjuxtapose.Inthelatestagetwoairshaftsintheboundaryshouldbedriven.Theventilationmethodisextraction.Theworkingdaysinayearare330.Everydayittakes16hoursinliftingthecoal.Theworkingsysteminthemineis“four-six”.目錄TOC\o"1-2"\h\z\u中國礦業(yè)大學(xué) -1-專題：矸石充填開采原理與技術(shù) -1-摘要 -1-一般部分 11礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 -1-1.1礦區(qū)概述 -1-1.2井田地質(zhì)特征 -1-1.3煤層特征 -7-2井田境界與儲量 -14-2.1井田境界 -14-2.2礦井儲量計(jì)算 -14-3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 -19-3.1礦井工作制度 -19-3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 -19-4井田開拓 -21-4.1井田開拓的基本問題 -21-4.2礦井基本巷道 -31-5準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置 -39-5.1煤層地質(zhì)特征 -39-5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) -40-5.3帶區(qū)車場選型設(shè)計(jì) -45-6采煤方法 -46-6.1采煤工藝方式 -46-6.2回采巷道布置 -60-7井下運(yùn)輸 -62-7.1概述 -62-7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 -63-7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選 -64-8礦井提升 -68-8.1礦井提升概述 -68-8.2主副井提升 -68-9礦井通風(fēng)及安全 -72-9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況 -72-9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 -73-9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 -75-9.4礦井阻力計(jì)算 -82-9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 -87-9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施 -92-10設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) -94-參考文獻(xiàn) -95-專題部分 -96-矸石充填開采原理與技術(shù) 971概述 972.矸石充填開采： 972.1煤矸石充填開采意義 972.2煤矸石充填方式的選擇： 983.充填技術(shù)與設(shè)備 993.1充填系統(tǒng)及工作面概況 993.2充填支架 1003.3自壓式充矸機(jī) 1013.4充填工藝 1014矸石充填工作面實(shí)測結(jié)果分析 1024.1工作面礦壓規(guī)律實(shí)測分析 1024.3充填開采效益分析及推廣應(yīng)用前景 1035、煤矸石充填技術(shù)方案： 1045.1工藝流程及設(shè)備選擇 1045.2充填地點(diǎn)、設(shè)備布置地點(diǎn)及泵送路線選擇 1045.3、充填能力 105實(shí)例：五溝礦運(yùn)用含水層下矸石充填開采技術(shù) 1056.矸石充填開采技術(shù)項(xiàng)目簡介 1061工程背景 1062矸石充填開采技術(shù)總體思路 1063井下分矸與投料系統(tǒng)簡述 1077固體充填采煤技術(shù) 1097.1掘巷充填采煤技術(shù) 1097.2長壁普采充填采煤技術(shù) 1117.3長壁綜采充填采煤技術(shù) 113參考文獻(xiàn)： 115英文原文 117SwagedBolts:ModellingoftheInstallationProcessandNumericalAnalysisoftheMechanicalBehaviour 117中文譯文 123英制螺栓：在安裝過程中的建模和力學(xué)性能的數(shù)值分析 123致謝 128一般部分1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概述1.1.1礦區(qū)地理位置劉橋二礦位于安徽省淮北市濉溪縣劉橋鎮(zhèn)境內(nèi)。西以省界與河南省永城市毗鄰，東距濉溪縣約10km，東北距淮北市約13km。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：116o37＇30"~116o41＇15"北緯：33o54＇30"~33o58＇00"礦井東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南省永城市的新莊煤礦相接。礦井交通十分方便，濉溪縣至永城市公路從礦區(qū)通過，可直接接通河南省和安徽省內(nèi)公路網(wǎng)。礦井鐵路專用線經(jīng)濉溪站轉(zhuǎn)接京滬、隴海和京九三大干線通往全國各地，交通極為便利，如圖1-1所示。1.1.2礦區(qū)氣候條件本區(qū)氣候溫和，屬北溫帶季風(fēng)區(qū)海洋~大陸性氣候。氣候變化明顯，四季分明。冬季寒冷多風(fēng)，夏季炎熱多雨，春秋兩季溫和。據(jù)淮北市氣象局1980~2000年觀測資料，年平均氣溫14.3℃，最高氣溫40.3℃（1988年7月8日），最低氣溫-10.9℃（1988年12月16日）。年平均降雨量785mm，雨量多集中在7、8月份。最大凍土深度0.17m，年平均風(fēng)速2.2m/s，最大風(fēng)速達(dá)20m/s,主導(dǎo)風(fēng)向東~東北風(fēng)。無霜期210~240天，凍結(jié)期一般在12月上旬至次年2月中旬。1.1.3礦區(qū)的水文情況本礦地處淮北平原中部。礦區(qū)內(nèi)地勢平坦，地表自然標(biāo)高+30m~+32m左右，有自西北向東南傾斜趨勢。基巖無出露，均為巨厚新生界松散層覆蓋。地表下潛水豐富，一般居民生活用水及部分工業(yè)用水皆取于此。1.2井田地質(zhì)特征礦井東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南省永城市的新莊煤礦相接。井田走向長度為5.08~5.71km，平均走向長度為5.6km，井田傾向長度為3.21~4.3km平均為3.8km，平均傾角為7.13度，，水平面積為21.1平方公里。圖1-1劉橋二礦交通位置示意圖1.2.1煤系地層劉橋二礦屬于淮北煤田濉肖礦區(qū)，位于淮北煤田中西部，在地層區(qū)劃分上屬于華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)徐宿小區(qū)。本區(qū)地層出露甚少，多為第四系沖、洪積平原覆蓋。礦井范圍內(nèi)無基巖出露，均為新生界松散層所覆蓋，經(jīng)鉆孔揭露地層有奧陶系（O1+2）、石炭系（C2+3）、二疊系（P）、第三（N）和第四系（Q），地層厚度大于1500m，見圖1-2，由老至新概述如下：（1）奧陶系（O）奧陶系中、下統(tǒng)老虎山組~馬家溝組（O2l-O1m），層厚度118.89m。巖性為淺灰色厚層狀的石灰?guī)r，質(zhì)純、性脆、微晶結(jié)構(gòu)，局部含白云質(zhì)，高角度裂隙發(fā)育。（2）石炭系（C）地層厚度129.73m，為本溪組和太原組。1）中統(tǒng)本溪組（C2b）地層厚度14.18~23.10m。巖性以淺灰色到暗紅色的雜色含鋁泥巖為主，夾有少量的泥質(zhì)灰?guī)r。含鋁泥巖為中厚層狀，含有鐵質(zhì)結(jié)核及菱鐵鮞粒。與下伏奧陶系地層呈假整合接觸。2）上統(tǒng)太原組（C3t）地層厚度115.55m。巖性以深灰色的泥巖、粉砂巖及灰色的砂巖為主，灰到深灰色的石灰?guī)r次之，夾少量的薄煤層。泥巖、粉砂巖中多見有炭屑或植物化石碎片。下伏本溪組地層呈整合接觸。（3）二疊系（P）1）下統(tǒng)山西組（P1s）下部以太原組頂部一灰之頂為界，上界為鋁質(zhì)泥巖之底。地層厚度84.00~124.00m，平均108.50m。巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成。含2個煤層（組），其中6煤層為本礦井主要可采煤層之一。2）下統(tǒng)下石盒子組（P1xs）下界為4煤層下鋁質(zhì)泥巖底界面，上界為K3砂巖底界面，地層厚度201.80~248.20m，平均227.10m。巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和煤層組成，為本礦井主要含煤段。含4個煤層（組），除3煤層為局部可采煤層、4煤層為礦井主要可采煤層外，其余均為不可采煤層。與下伏地層呈整合接觸。3）上統(tǒng)上石盒子組（P2SS）下界為K3砂巖之底，未見上界，最大厚度約為298.58m，巖性由砂巖、粉砂巖和泥巖組成，自下而上,泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多。含3個煤層（組），均不可采。與下伏地層呈整合接觸。（4）上第三系（N）總厚5.90~67.20m，平均厚度28.94m。不整合于二迭系地層之上。圖1-2綜合地質(zhì)柱狀圖（5）第四系（Q）1）更新統(tǒng)（Q1-3）總厚38.80~93.70m，平均厚度63.97m。與第三系呈假整合接觸。下部主要由淺黃色及淺灰綠色、灰白色細(xì)、中砂組成，其中夾1~2層粘土或砂質(zhì)粘土；部主要由棕黃色夾淺灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土組成，夾1~3層砂或粘土質(zhì)砂，頂部含有較多鈣質(zhì)或鐵錳質(zhì)結(jié)核。2）全新統(tǒng)（Q4）厚度為20.18~39.80m，平均厚度32.79m。以褐黃色細(xì)砂、粉砂、粘土質(zhì)砂為主，夾粘土及砂質(zhì)粘土，含螺螄、蚌殼化石，近地表為耕植土壤，屬現(xiàn)代河流泛濫相沉積。1.2.2水文地質(zhì)特征本礦為第三、四系松散層覆蓋下的裂隙充水礦床。根據(jù)含水層賦存介質(zhì)特征自上而下劃分為第三、四系松散層孔隙含水層（組），二疊系煤系砂巖裂隙含水層（段），太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段），奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）。各含水層（組、段）之間又分布有相應(yīng)的隔水層（組、段），因此各含水層（組、段）自然狀態(tài)下補(bǔ)給、逕流、排泄條件顯著不同，從而在水化學(xué)特征上也存在明顯的差別。根據(jù)鉆探及測井、抽（注）水試驗(yàn)、簡易水文觀測、水文長觀孔及巷道、工作面實(shí)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：（1）新生界松散層含、隔水層（組）1）第一含水層（組）一般自地表垂深3~5m起，底板埋深28.00~41.60m，平均33m。含水層主要由淺黃色粉砂、粘土質(zhì)砂及細(xì)砂組成，夾薄層砂質(zhì)粘土，局部含有砂礓塊。含水砂層厚度為15.00~28.60m，平均22m。2）第一隔水層（組）底板埋深53.50~86.60m，平均深度72m，由棕黃色夾淺灰綠色斑塊的粘土及砂質(zhì)粘土組成，其中夾2~5層砂或粘土質(zhì)砂。粘土類兩極厚度14.00~45.60m，平均厚度29.50m。粘土塑性指數(shù)為14.20~26.80。粘土類質(zhì)純致密，可塑性較強(qiáng)。該層（組）分布穩(wěn)定，隔水性能較好，能阻隔其上、下的含水層的水力聯(lián)系。3）第二含水層（組）底板埋深72.30~105.60m，平均埋深88m，由淺黃色及淺灰色綠色、灰白色細(xì)、中砂夾1~4層粘土或砂質(zhì)粘土組成。含水砂層厚3.70~31.70m，平均11.00m。砂層分布不穩(wěn)定，厚度變化大，局部地段僅有相應(yīng)的層位，無明顯的含水砂層存在，由于含水砂層發(fā)育分布不均，富水性也相對強(qiáng)弱不一。4）第二隔水層（組）底板埋深99.30~120.00m平均埋深105m，隔水層厚度4.90~22.60m。巖性以棕黃色、淺灰綠色的粘土或砂質(zhì)粘土為主，部分夾1~3層砂或粘土質(zhì)砂，呈透鏡狀分布。5）第三含水層（組）底板埋深112.60~170.60m，平均138m。巖性以灰白色、淺黃色細(xì)砂、中砂及少量粗砂為主，夾1~3層粘土或砂質(zhì)粘土。含水砂層分布不穩(wěn)定，兩極厚度5.8~43.70m，平均厚度21.60m。6）第三隔水層（組）本層（組）底部深度112.00~191.80m。其不整合于二迭系之上，主要由灰綠色、淺黃色粘土及砂質(zhì)粘土夾1~3層砂層組成，偶夾鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核。隔水層兩極厚度0~37m，平均厚度11.80m。粘土層可塑性好，膨脹性強(qiáng)，塑性指數(shù)18.2~21.0，隔水性良好。本礦內(nèi)三隔在大部分地帶均能起到較好的隔水作用，使三含之水不能成為礦井的直接充水水源。（2）二疊系煤系含、隔水層（段）1）五含上隔水層（段）除部分地段該層位缺失外，厚度為68~215.59m，一般大于100m，巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖相互交替，以泥巖、粉砂巖為主，砂巖裂隙不發(fā)育，穿過該層段的鉆孔沖洗液只有02-1、03-4等少數(shù)孔發(fā)生漏失現(xiàn)象，說明該層段的隔水性能較好。2）第五含水層（段）（K3砂巖裂隙含水層）巖性主要由灰白色中、粗砂巖組成，厚約30m，巖體剛性強(qiáng)，是巖層受力區(qū)構(gòu)造破裂極為發(fā)育的介質(zhì)條件。該層段厚度大，分布穩(wěn)定，垂直裂隙發(fā)育。在鉆探過程中曾多次發(fā)生涌漏水現(xiàn)象，有些孔漏失嚴(yán)重，據(jù)主檢孔抽水試驗(yàn)資料，平均q=0.1613l/s.m，K=12.07m/d，水位標(biāo)高+0.04m，水化學(xué)類型為SO4.Cl-Na.Ca類型，礦化度為1.97g/L。3）K3砂巖下隔水層（段）主要由泥巖、粉砂巖夾少量砂巖組成，除少數(shù)孔缺失該層段外，厚度為50~85m，穿過該層位的鉆孔只有個別鉆孔沖洗液發(fā)生漏失現(xiàn)象，說明該層（段）的隔水性是好的。4）第六含水層（段）（區(qū)域5煤上下砂巖裂隙含水層）六含主要由1~3層灰白色中、細(xì)粒砂巖夾泥巖或粉砂巖組成。砂巖厚度3~30m，一般厚度15m左右，其巖性致密，堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，據(jù)風(fēng)檢和副檢孔抽水試驗(yàn)資料，平均q=0.0024~0.7563l/s.m，K=0.0075~12.89m/d，水化學(xué)類型為SO4-K+Na.Ca類型，礦化度為2.178~2.242g/L。以上資料說明，六含砂巖裂隙發(fā)育不均一，局部裂隙發(fā)育好，富水性中等。5）4煤上隔水層（段）此層（段）間距33~81m，主要由泥巖、粉砂巖夾1~2層砂巖組成，巖性致密完整，裂隙不發(fā)育，只有個別孔出現(xiàn)沖洗液漏失現(xiàn)象，此層（段）隔水性能較好。6）4煤上、下砂巖裂隙含水層巖性以灰白色中、細(xì)粒砂巖為主，夾泥巖、粉砂巖。七含砂巖厚度4.50~41.20m，平均20.20m，見表5107。七含在本礦中部和9線以北砂巖厚度較大，含水性相對較強(qiáng)。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)資料q=0.0436~0.0921l/s.m，K=0.1009~0.1897m/d，富水性弱。水化學(xué)類型為SO4-K+Na類型，礦化度為2.317~3.412g/L。以上資料表明該含水層富水性較好，但含水性、導(dǎo)水性很不均一，局部較強(qiáng)。其地下水處于封閉~半封閉環(huán)境，以儲存量為主。是開采4煤層的直接充水水源。7）4煤下鋁質(zhì)泥巖隔水層(段)此層段厚度為20~65m。一般厚度為25m左右，巖性以鋁質(zhì)泥巖為主，局部夾薄層砂巖，該鋁質(zhì)泥巖為淺灰~灰白色，含紫色花斑，性脆含較多菱鐵鮞粒，巖性特征明顯，層位、厚度穩(wěn)定，是中、下部煤組的分界。其巖性致密，隔水性能較好。8）6煤上下砂巖裂隙含水層該含水層砂巖厚度5.20~49.87m，平均21.50m左右。巖性以灰白色中、細(xì)砂巖為主，夾灰色粉砂巖及泥巖。砂巖裂隙發(fā)育不均，局部多發(fā)育垂直裂隙。6煤上砂巖在14勘探線以北厚度較大，含水較豐富。在勘探施工時，曾發(fā)生多次沖洗液消耗量大或漏失現(xiàn)象。據(jù)12-13-1孔抽水試驗(yàn)，q=0.0104l/s.m，K=0.0383m/d，水化學(xué)類型為SO4-K+Na類型，礦化度為3.693g/L。據(jù)2005年04-4（水17）鉆孔流量測井資料，八含水位標(biāo)高為-147.204m，K=1.13m/d。6煤上下砂巖裂隙含水層流量測井資料。6煤上下砂巖裂隙含水層是開采6煤層時礦井直接充水含水層。本礦井最大涌水量為683.40m3/時，正常涌水量為525.44m3/時。1.3煤層特征1.3.1可采煤層本礦井可采煤層有4、6兩個個煤層，其煤層特征見表1-1。（1）4煤層位于下石盒子組下部,上距3煤層0~12.30m,平均5.50m。下距分界鋁質(zhì)泥巖24~60.50m，平均37.50m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，無夾矸。煤層厚0~5.54m，平均3.2m，屬中厚煤層?？刹尚灾笖?shù)91.0%，變異系數(shù)39%，可采區(qū)內(nèi)平均厚度為3.2m，可采面積占92.7%，屬較穩(wěn)定煤層。煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，中部為少量砂巖；底板以泥巖為主，次為粉砂巖。（2）6煤層位于山西組中部，上距鋁質(zhì)泥巖39~70m，平均55.5m；下距太原組第一層灰?guī)r40.5~65m，平均53.4m。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以單一煤層為主，局部含一層泥巖夾矸。以中厚~厚煤層為主，煤層厚度0.55~5.93m,平均3.3m?？刹尚灾笖?shù)97.5%，變異系數(shù)26%，可采區(qū)內(nèi)平均厚度為3.3m，可采面積94.6%，屬較穩(wěn)定煤層。在礦井的東北部具巖漿巖侵區(qū)和沖刷區(qū)，煤層頂板以泥巖為主，粉砂巖次之，少量砂巖，底板多為泥巖和粉砂巖。綜上所述，4、6煤層為全區(qū)可采，結(jié)構(gòu)較簡單的較穩(wěn)定中厚煤層,下面的設(shè)計(jì)只針對這兩層煤。表1-1可采煤層特征表煤層層間距/m厚度/m變異系數(shù)1%穩(wěn)定類型頂、底板主要巖性最大~最小平均最大~最小平均40~5.543.239較穩(wěn)定頂板多為泥巖，底板多為泥巖及粉砂巖6129.6~68.191.90~5.933.326較穩(wěn)定頂板多為泥巖及砂巖，底板多為泥巖及粉砂巖1.3.2煤的特征

煤的物理性質(zhì)見表1-2。表1-2各煤層物理性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表特煤層征性質(zhì)46顏色灰黑~黑色灰黑~黑色條痕黑、棕黑灰黑、棕黑光澤弱玻璃~玻璃玻璃結(jié)構(gòu)條帶狀、線理狀條帶狀、線理狀構(gòu)造層狀層狀塊度粉末、碎塊碎塊內(nèi)生裂隙發(fā)育較發(fā)育視密度1.511.47斷口參差狀、階梯狀參差狀、階梯狀煤巖特征特征見表1-3。表1-3 各煤層宏觀煤巖特征表煤層特征特征類別46組分亮暗煤為主亮煤為主，暗煤次之類型半暗~半亮煤半亮煤煤的化學(xué)性質(zhì)（1）揮發(fā)分（Vdat）本礦井各煤層均屬低揮發(fā)分煤。4、6煤層的揮發(fā)分產(chǎn)率見表1-4表1-4各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)含煤量層煤樣46兩極值平均值(點(diǎn))兩極值平均值(點(diǎn))原煤9.02~25.7913.84(48)7.79~17.6612.05(52)精煤8.29~14.5811.27(80)7.37~19.8010.16(82)貧煤揮發(fā)分一般在10%~15%之間，無煙煤揮發(fā)分一般在8%~10%之間。本礦井各煤層揮發(fā)分產(chǎn)率與煤層相對深度有一定的相關(guān)性。在縱向上由淺到深，揮發(fā)分產(chǎn)率逐漸減??；在平面上，沿走向自東向西有逐漸減小的趨勢。本礦井揮發(fā)分產(chǎn)率總體較低，與淮北煤田大部分礦井相比較，顯示出較高異常，說明本區(qū)在接受深成變質(zhì)的同時，還受到巖漿熱力變質(zhì)作用。（2）有害組分各煤層的有害組分見表1-5。1）水分（Mad）各可采煤層原煤水分平均在0.88~1.04%之間，（2）、灰分（A.d）eq\o\ac(○,1)灰分產(chǎn)率根據(jù)礦井各煤層的回采煤樣灰分測試（表1-6），4煤層的回采煤樣原煤平均灰分高于可采煤樣灰分6.12%左右，6煤層的回采煤樣原煤平均灰分約高出可采煤樣灰分2.27%左右，說明4煤層及頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)遭受構(gòu)造破壞，增加頂板管理難度，在采掘過程中有滑脫夾矸或頂?shù)装鍘r石在采煤時混入煤內(nèi)，增加了開采灰分。表1-5有害組分統(tǒng)計(jì)表煤層含量項(xiàng)目46兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))Mad(%)原煤0.41~4.581.04(87)0.37~3.860.92(84)精煤0.46~2.100.98(80)0.44~2.40.93(82)A.d(%)原煤8.29~32.6521.22(83)6.85~32.7417.01(84)精煤1.26~15.427.58(78)2.13~11.836.16(80)St.d(%)原煤0.26~0.710.49(76)0.28~0.830.45(73)P.d(%)原煤0.0010~0.00730.0039(11)0.0016~0.00500.0027(8)精煤0.0011~0.00410.0021(14)0.0007~0.00510.0017(21)Fd(PPM)原煤無測定21.38~118.4569.92(2)eq\o\ac(○,2)灰成分及灰熔點(diǎn)各煤層灰成分分析見表1-7。

表1-6回采煤樣原煤灰分統(tǒng)計(jì)表分層煤量含成分層煤量含成空氣干燥水灰分Aad灰分Ad4最大值（%）2.2628.9629.23最小值（%）0.5413.2813.44平均值（%）1.3819.2819.45樣品數(shù)（點(diǎn)）4545456最大值（%）1.8934.6735.29最小值（%）0.5624.6124.85平均值（%）1.3027.3427.10樣品數(shù)（點(diǎn)）404040表1-7灰成份統(tǒng)計(jì)表 煤層項(xiàng)目46兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))灰成份分析%Si0233.88~52.9646.96(15)31.47~54.4343.47(18)Al2O326.80~35.4731.35(15)23.46~31.3527.80(18)Fe2O34.27~7.835.62(15)4.36~7.905.33(18)CaO2.01~19.205.55(15)3.59~31.0312.31(18)MgO0.78~1.481.20(15)0.59~1.671.16(18)SO31.43~7.653.27(15)2.52~7.055.13(18)TiO20.94~2.241.67(15)0.95~2.101.44(18)煤灰熔融性℃DT1280~>1500(17)1300~1490(15)ST1300~>1500(14)1330~>1500(15)FT1340~>1500(9)1340~>1500(15)各煤層的灰分組成基本相同，主要為酸性化合物，其中以SiO2和Al2O3為主，少量SO3；堿性化合物中以Fe2O3和CaO為主，少量MgO、TiO2和K2O等。4煤層SiO2+Al2O3平均含量為78.13%；6煤層SiO2+Al2O3平均含量為71.27%，可見6煤層的酸性化合物低于4煤層。煤灰成分組成的差異，表明煤層（組）成煤古地理環(huán)境不同。反映了在煤系地層形成和演變過程中，含煤沉積由海陸交互相逐漸演變?yōu)殛懴嗟奶攸c(diǎn)。從測試結(jié)果，各煤層煤灰熔點(diǎn)均屬高熔~難熔。eq\o\ac(○,3)硫分（St.d）各可采煤層原煤全硫含量平均為0.45~0.65%之間，屬低硫煤，顯示出淡水泥炭沼澤成煤特征。標(biāo)準(zhǔn)差一般小于0.10，屬變化小。各煤層中的硫含量較低時，硫分以有機(jī)硫?yàn)橹鳎?，在精煤中測定的全硫含量接近原煤，表明在洗選過程中，脫硫效果較差。eq\o\ac(○,4)磷（P.d）各煤層原煤的磷含量在0.0015~0.0035%之間，精煤磷含量﹤0.0040%，屬特低磷煤。eq\o\ac(○,5)氯、三氧化二砷和氟（Cl、As2O3、F）各煤層含量均很低，對煤的工業(yè)利用沒有影響或影響甚微。（3）元素分析各煤層煤的元素分析成果統(tǒng)計(jì)見表1-8。通過對各煤層的氫碳原子比和氧碳原子比進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，在克瑞威倫煤帶圖上，本礦的煤位于無煙煤區(qū)。表1-8元素分析統(tǒng)計(jì)表煤層Cdaf(%)Hdaf(%)Odaf(%))H/C(%)O/C(%)Ndaf(%)(O+S)daf(%)兩極值平均值兩極值平均值兩極值平均值兩極值平均值兩極值平均值兩極值平均值兩極值平均值482.99-93.0691.34(28)3.48-4.464.38(18)1.82-5.612.70(13)0.0470.0300.86-1.581.41(28)1.32-12.193.38(21)687.48-93.1492.04(27)3.45-4.413.94(28)0.80-5.611.89(14)0.0430.0211.21-1.561.35(27)1.27-7.712.61(22)（4）煤的工藝性能1）粘結(jié)性和結(jié)焦性本礦井各煤層G值及Y值較低（表1-9），多為高變質(zhì)的貧煤、無煙煤。其粘結(jié)性和結(jié)焦性很低，甚至不具粘結(jié)性及結(jié)焦性。

表1-9煤層粘結(jié)性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表煤層指標(biāo)346GRI（%）0.19(32)0.25(28)y（mm）2.300(27)0(37)2）燃燒性eq\o\ac(○,1)發(fā)熱量各煤層發(fā)熱量情況見表1-10。經(jīng)過換算，4、6煤層的干燥基高位發(fā)熱量分別為：27.22MJ/kg、28.93MJ/kg，由此可見：3煤層、4煤層和6煤層均為高熱值煤。表1-10各煤層發(fā)熱量情況統(tǒng)計(jì)煤層Qb.adQb.dQb.daf兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))421.11-34.0527.44(69)21.44-34.4527.96(52)22.188-37.7434.29(66)624.48-33.5029.13(70)23.29-33.9129.30(68)25.88-36.4435.00(70)商品煤26.93-30.2128.41eq\o\ac(○,2)熔渣性和結(jié)污性本礦各煤層的灰渣屬酸性，堿酸比平均在0.16~0.26之間，6煤層較4煤層偏高，但熔渣、結(jié)污指數(shù)均，各煤層均為低熔渣、低結(jié)污、高熔灰煤，對鍋爐爐壁和對流管道危害很小，宜采用固態(tài)排渣（見表1-11）。表1-11灰渣特征一覽表煤層酸性物質(zhì)量（%）堿性物質(zhì)量（%）堿酸比鐵鈣比硅鋁比結(jié)渣指數(shù)結(jié)污指數(shù)461.62~85.2179.98(15)7.61~25.4412.69(15)0.165.62/5.55=1.0146.96/31.35=1.500.0780.093656.06~81.4672.72(18)9.68~36.7818.95(18)0.265.33/12.31=0.4343.47/27.80=1.560.1170.127eq\o\ac(○,3)燃料比各可采煤層煤的固定碳含量在68~75%之間，6煤相比較4煤含量偏高。燃料比一般大于6，如以日本動力用煤對其評價(jià)，均屬優(yōu)質(zhì)燃料煤。3）可磨性（HGI）煤對CO2反應(yīng)測定見表1-12，從表中可見，反應(yīng)溫度和還原率成正比，溫度愈高，αCO2愈大。當(dāng)溫度達(dá)950℃以上時，6煤對CO2的反應(yīng)性比4煤好，貧煤比無煙煤反應(yīng)性好。6煤活性之所以比4煤好，在于6煤層的煤的灰成分中，Ca含量較4煤層高（CaO﹥10%），因?yàn)镃aO+Fe2O3對CO2有較強(qiáng)的催化作用?？傊?，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下（950℃），貧煤活性比無煙煤好，但各煤層均屬反應(yīng)性較好煤層。如要使αCO2≥60%，必須升高爐溫至1000℃以上。表1-12煤及焦碳對二氧化碳化學(xué)反映性成果α1(%)4PM3.9516.0051.3977.2893.2298.00WY13.5023.5045.2062.5075.5081.306WY7.2321.1347.5868.8380.5085.841.3.3其它有益礦產(chǎn)（1）微量元素煤中微量元素種類繁多，但大多含量甚微，沒有明顯富集。通過光譜半定量分析，對煤層和鋁質(zhì)泥巖中易于富集的鎵、鍺二種元素進(jìn)行了測定(見表1-13)。從表中可以看出，各煤層的鎵、鍺的含量差異不大，其含量均未達(dá)到國家規(guī)定的最低工業(yè)品位要求，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下尚無回收利用價(jià)值。表1-13鎵鍺含量統(tǒng)計(jì)表樣別煤層Ga(PPM)Ge(PPM)煤芯煤樣最大最小平均點(diǎn)數(shù)最大最小平均點(diǎn)數(shù)414.09.011.9131.8100.9514614.04.08.01710.9201.7017鋁質(zhì)泥巖106.018.041.7114.830.402.0911（2）鋁質(zhì)泥巖在本礦井下石盒子組底部（4煤層下）發(fā)育1~2層，厚2~4m鋁質(zhì)泥巖，層位穩(wěn)定，分布較廣。從取樣化驗(yàn)分析結(jié)果看，采樣化驗(yàn)結(jié)果Al2O3含量大部分在22.76%~32.56%之間，達(dá)到三級粘土礦品位，但AL2O3/SIO2<1，達(dá)不到鋁土礦的邊界工業(yè)品位2.1的要求，在目前技術(shù)條件下，不能用于冶煉鋁。由于鋁質(zhì)泥巖中的Fe2O3含量在7.44%~23.55%之間，也達(dá)不到1984年全國礦產(chǎn)儲量委員會制定的《耐火粘土勘探規(guī)范》中硬質(zhì)粘土的標(biāo)準(zhǔn)，不具備工業(yè)利用價(jià)值。1.3.4瓦斯，煤塵及自燃（1）瓦斯根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，全礦井最大絕對瓦斯涌出量為7.866m3/min,最大相對瓦斯涌出量為1.732m3/t，礦井瓦斯等級應(yīng)定為低瓦斯礦井。（2）煤塵和煤的自燃據(jù)煤塵爆炸，測試結(jié)果，各煤層火焰長度為25~40mm，均有爆炸危險(xiǎn)性，須通入20~45%的巖粉方能抑制爆炸。建議采用濕式打眼、煤層注水、放炮噴霧、凈化水幕、轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、沖洗巷幫等綜合防塵措施。據(jù)煤的自燃發(fā)火傾向測試結(jié)果，各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層（Ⅳ級）。

2井田境界與儲量2.1井田境界劉橋二礦位于安徽省淮北市濉溪縣劉橋鎮(zhèn)境內(nèi)。西以省界與河南省永城市毗鄰，東距濉溪縣約10km，東北距淮北市約13km。礦井范圍東~東南淺部以土樓斷層和劉橋一礦為界，西~西北以省界與河南省永城市的新莊煤礦相接。井田走向長度為5.08-5.71km，平均走向長度為5.62km，傾斜寬為2.38-3.63km，平均為3.26km，平均傾角為7度，井田水平寬度為2.71-3.04km，水平面積為18.05平方公里。2.2礦井儲量計(jì)算2.2.1構(gòu)造類型煤層內(nèi)傾角為4°~15°，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。2.2.2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。根據(jù)已看勘探的煤種以貧煤為主，其次是無煙煤，由表2-1知最低可采厚度為0.7m。表2-1儲量計(jì)算厚度、灰分指標(biāo)儲量類別能利用儲量尚可利用儲量煤的種類煉焦用煤非煉焦用煤褐煤煉焦用煤非煉焦用煤褐煤最低可采厚度/m緩斜煤層（0°-25°）傾斜煤層（25°-45°）急斜煤層（>45°）最低灰分%4050本礦井設(shè)計(jì)對4，6煤層進(jìn)行開采設(shè)計(jì)，它們的厚度分別為3.2、3.3，基巖無出露，均為巨厚新生界松散層覆蓋。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。4煤層和6煤層，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(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2-2，所以地質(zhì)儲量為：=177.74（Mt）

表2-2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總儲量/Mt4#16.42.833.21.513.6687.51177.74253.363.21.516.19313.73.893.21.519.2144.23.623.21.517.4456.34.353.21.521.016#16.42.833.31.514.0990.24253.363.31.516.69313.73.893.31.519.8144.23.623.31.517.9956.34.353.31.521.66（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。74.65（Mt）37.33（Mt）31.99（Mt）16.00（Mt）14.22（Mt）因此將各數(shù)代入式2-2得：174.19（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：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：168.96（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：140.75（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2-3。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150萬噸/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10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15m。本礦井的地質(zhì)掉件及沖積層和基巖層移動角見表2-4。表2-3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2-4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-50010°3.2、3.315045757565由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-1所示的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的尺寸：圖2-1工業(yè)廣場保護(hù)煤柱由圖可得出保護(hù)煤柱的尺寸為：由于兩層煤，需算兩個保護(hù)煤柱。由CAD量的兩個梯形的面積分別是：748138.19m2和854064.19m2S4煤=748138.19/cos10°=759667.57m2S6煤=854064.19/cos10°=867225.97m2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，4煤3.2m，6煤3.3m；R煤的容重,1.5t/m3。則：Z4煤=759667.57×3.2×1.5×10-4=364.64(萬噸)Z6煤=867225.97×3.3×1.5×10-4=429.28(萬噸)Z工=364.64+429.28=793.92(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礦井工作制度按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330天計(jì)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(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力因?yàn)楸揪镌O(shè)計(jì)豐富，主采煤層賦存條件簡單，井田內(nèi)部無較大斷層，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬噸/年。2.井型校核下面通過對設(shè)計(jì)煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲量條件及安全條件等因素對井型加以校核。（1）礦井開采能力校核劉橋二礦4、6煤層均為中厚煤層，煤層平均傾角為8度，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較穩(wěn)定，但礦井瓦斯含量及涌水相對較大，工作面長度不一過大，考慮到礦井的儲量可以布置兩個綜采工作面同采可以滿足礦井的設(shè)計(jì)能力。（2）輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對9噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉，運(yùn)輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運(yùn)不成問題。輔助運(yùn)輸采用罐籠，同時本設(shè)計(jì)的井底車場調(diào)車方便，通過能力大，滿足矸石、材料及人員的調(diào)動要求。所以輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)完全能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。（3）通風(fēng)安全條件的校核本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量相對較高，屬于高瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡單。礦井通風(fēng)采用對角式通風(fēng)，礦井達(dá)產(chǎn)初期對首采只需先建一個風(fēng)井即可滿足礦井的通風(fēng)需求，后期再建一個風(fēng)井，可以滿足整個礦井通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在若干小斷層，已經(jīng)查到且不導(dǎo)水，不會影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。（4）儲量條件校核井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。礦井服務(wù)年限的公式為：T=Zk/(A×K)（3-1）其中：T礦井的服務(wù)年限，年；Zk礦井的可采儲量，140.75Mt；A礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)努力，150萬噸/年；K礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。則：T=140.75×100/（150×1.4）=67.02（年）既本礦井的開采服務(wù)年限符合規(guī)范的要求。注：確定井型是要考慮備用系數(shù)的原因是因?yàn)榈V井每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲備能力，礦井達(dá)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，從而減少儲量，為保證有合適的服務(wù)年限，確定井型時，必須考慮備用系數(shù)。5）第一水平服務(wù)年限校核由本設(shè)計(jì)第四章井田開拓可知，礦井是雙水平開采，一水平在-450m，水平服務(wù)年限即為全礦井服務(wù)年限，為67.02年。即本設(shè)計(jì)第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的的要求。表3-1不同礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限表礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計(jì)年限（a）第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角<25°25°-45°>45°600及以上7035300-5006030120-2405025201545-9040201515

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，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因素：1）本井田煤層埋藏較深，煤層可采線在-250m，最深處到-850m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+32m。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。本礦井煤層傾角小，平均7.13°，為近水平煤層；表土層厚約120~160m，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，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，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(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，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(yùn)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(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，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。另設(shè)風(fēng)井，可用主井和風(fēng)井回風(fēng)。共計(jì)三個井筒。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(yùn)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；圖4-1采帶區(qū)劃分示意圖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(jìn)，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,主副井筒布置在儲量中央,且兩井筒的地面標(biāo)高大于歷年最高洪水位標(biāo)高。具體采區(qū)、帶區(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。4.1.4開采水平的確定本礦井主采煤層為4,6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。4,6號煤層屬緩斜煤層，平均傾角為7,煤層無露頭，煤層埋藏最深處達(dá)-850m，垂直高度達(dá)900m。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。由于本礦井瓦斯,涌水及煤層傾角比較小,所以可以考慮上下山的開采方案,考慮到井田范圍不大,所以本礦井也可采用兩水平的開采方式。采用兩個水平劃分時，立井開拓第一水平,由于6煤下200米有奧灰?guī)r含水層，所以二水平的延深不能考慮采用立井延深，因此，采用暗斜井延深。4.1.5礦井開拓方案比較根據(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：立井兩水平立井延深主、副井均為立井，布置于井田中央，立井延深。方案二：立井兩水平立井延深主、副井均為立井，布置于井田中央，立井延深。與方案一不同之處：采區(qū)劃分不同引起的大巷長度不同方案三：兩水平暗斜井延深主、副井均為立井，布置于井田中央，暗斜井延深。方案四：兩水平暗斜井延深主、副井均為立井，布置于井田中央，暗斜井延深。與方案三不同之處：采區(qū)劃分不同引起的大巷長度不同（2）技術(shù)比較以上所提四個方案中，井筒位置、數(shù)量和軌道大巷、回風(fēng)大巷長度以及帶區(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(fèi)用不同。

表4-1方案一粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/萬元費(fèi)用/萬元基建費(fèi)用主井開鑿表土段16188603301.76580.32基巖段3287051278.56暗斜井段0414380副井開鑿表土段16168294269.27579.12基巖段3296830309.85暗斜井段0414380井底車場巖巷10041874418.74418.74小計(jì)/萬元1578.18生產(chǎn)費(fèi)用系數(shù)煤量/萬t提升高度/km基價(jià)/元·t-1·km-1費(fèi)用/萬元立井提升1.2140750.51.613512暗斜井提升1.2413.0800.420排水涌水量/m3·h-1時間/h服務(wù)年限/a基價(jià)/元·h-1·m-3費(fèi)用/萬元680876067.020.415969小計(jì)/萬元29481合計(jì)/萬元31059.18表4-2方案二粗略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/萬元費(fèi)用/萬元基建費(fèi)用主井開鑿表土段16188603301.76580.32基巖段3287051278.56暗斜井段0414380副井開鑿表土段16168294269.27579.12基巖段3296830309.85暗斜井段0414380井底車場巖巷10041874418.74418.74大巷巖巷188.341874418.74788.49小計(jì)/萬元2366.67生產(chǎn)費(fèi)用系數(shù)煤量/萬t提升高度/km基價(jià)/元·t-1·km-1費(fèi)用/萬元立井提升1.2140750.51.613512暗斜井提升1.2413.0800.420排水涌水量/m3·h-1時間/h服務(wù)年限/a基價(jià)/元·h-1·m-3費(fèi)用/萬元680876067.020.415969小計(jì)/萬元29481合計(jì)/萬元31847.67表4-3方案三略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/萬元費(fèi)用/萬元基建費(fèi)用主井開鑿表土段16188603301.76683.92基巖段3287051278.56暗斜井段2541438103.6副井開鑿表土段16168294269.27682.72基巖段3296830309.85暗斜井段2541438103.6井底車場巖巷10041874418.74418.74小計(jì)/萬元1785.38生產(chǎn)費(fèi)用系數(shù)煤量/萬t提升高度/km基價(jià)/元·t-1·km-1費(fèi)用/萬元立井提升1.2140750.51.613512暗斜井提升1.2413.080.250.4252排水涌水量/m3·h-1時間/h服務(wù)年限/a基價(jià)/元·h-1·m-3費(fèi)用/萬元680876067.020.415969小計(jì)/萬元29533合計(jì)/萬元31318.38表4-4方案四略估算費(fèi)用表項(xiàng)目數(shù)量/10m基價(jià)/元費(fèi)用/萬元費(fèi)用/萬元基建費(fèi)用主井開鑿表土段16188603301.76683.92基巖段3287051278.56暗斜井段25414380副井開鑿表土段16168294269.27682.72基巖段3296830309.85暗斜井段25414380井底車場巖巷10041874418.74418.74大巷巖巷188.341874418.74788.49小計(jì)/萬元2573.87生產(chǎn)費(fèi)用系數(shù)煤量/萬t提升高度/km基價(jià)/元·t-1·km-1費(fèi)用/萬元立井提升1.2140750.51.613512暗斜井提升1.2413.080.250.4252排水涌水量/m3·h-1時間/h服務(wù)年限/a基價(jià)/元·h-1·m-3費(fèi)用/萬元680876067.020.415969小計(jì)/萬元29533合計(jì)/萬元32106.87表4-5四方案粗略比較匯總方案方案一方案二方案三方案四基建費(fèi)用/萬元1578.182366,67178