魏家地煤礦1.8 Mt-a新井設(shè)計-煤與瓦斯突出防治與研究現(xiàn)狀

頁礦區(qū)及井田地質(zhì)特征礦區(qū)概述地理位置及交通魏家地煤礦位于白銀市平川區(qū)東部，行政區(qū)劃屬白銀市平川區(qū)寶積鎮(zhèn)。地理坐標(biāo)：東經(jīng)104°52′～104°58′，北緯36°40′～36°43′。井田走向長8.4km，傾斜寬2.5km，井田面積21.04km2。白（銀）～寶（積山）鐵路長征至紅會段從白銀西站經(jīng)白銀、靖遠(yuǎn)、平川區(qū)、魏家地煤礦直通紅會四礦。公路方面：從魏家地煤礦有礦區(qū)公路與其西南相距1km的S308線相連，經(jīng)S308線東通紅會、海原，西端連平川并與G109線相接。銀（川）蘭（州）高速公路亦經(jīng)過平川區(qū)，交通方便。魏家地煤礦交通位置如圖1-1所示。圖1-1交通位置圖地形、地貌及水系魏家地煤礦礦權(quán)范圍處于寶積山盆地東南部，其東北面為由尖山和老爺山所組成的中山區(qū)，地勢由西北往東南逐漸升高，坡度亦由西北往東南逐漸變陡，高程1748.4～1609.0m，比高139.4m。主副井口標(biāo)高1600m。本區(qū)屬黃河水系。區(qū)內(nèi)無常年地表徑流，寶積山盆地兩側(cè)中低山小型沖溝比較發(fā)育，尖山和老爺山的沖溝自北而南，刀楞山和紅山的沖溝自南而北匯聚成較大的沙河。最大的有兩條沙河，由東北向西南的磁窯沙河及由東向西的黨家水沙河，均源于盆地以北幾公里以外的尖山和老爺山，這些沙河分別與魏家地以西的羅家川沙河、黑水沙河在大水頭匯聚于賀家川沙河，至東灣附近匯于黃河。這些溝谷及沙河平時干涸無水，僅在雨季暴雨來臨時才有短暫洪流。氣象及地震烈度1）氣象本區(qū)屬大陸性半干旱氣候，其特點是干旱少雨、多風(fēng)，變化劇烈。據(jù)駐礦區(qū)蘭州空軍靖遠(yuǎn)站（原名打拉池場站）氣象臺，自1971年至1990年的觀測各種氣象要素特征如下：2）氣溫：礦區(qū)年平均最高氣溫24.7℃（最高達(dá)36.5℃），年平均最低氣溫-9.2℃（最低為-29.7℃），年平均氣溫7.6℃3）降水量：年降水量65.8～537.3mm，平均268.7mm，且多集中在7、8、9三個月。4）蒸發(fā)量：年蒸發(fā)量高達(dá)1449.1～1955.3mm，為降水量的5.4～7.1倍。5）風(fēng)向風(fēng)速：春季為多風(fēng)季節(jié)，風(fēng)力一般為5～6級，風(fēng)速多在2～5m/s(1980年4月26日瞬時最大風(fēng)速高達(dá)426）霜期及凍土深度：年平均日照時數(shù)為2430h。11月開始結(jié)凍，結(jié)凍深度為60～100cm。7）地震烈度根據(jù)中國科學(xué)院編制的《中國地震活動區(qū)域圖》及相關(guān)文件，確定本地區(qū)地震基本烈度為七度。礦井電源及水源1）礦井電源礦井電源引自6km處的靖遠(yuǎn)35kV變電站，并建有礦井變電所（2×5.6MVA主變）及35kV輸電線路（雙回路2×9km）。2）礦井水源黃河是靖煤集團(tuán)公司平川區(qū)的主要水源，水資源豐富，且水質(zhì)較好，本區(qū)干旱少雨，基本無法就地打井取水。礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況礦區(qū)內(nèi)人口較少，區(qū)內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)以工業(yè)為主，由于比較干旱，土地基本無法耕種。靖遠(yuǎn)地區(qū)工業(yè)以煤炭為主，煤田淺部有省、地、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采，除此而外，尚有陶瓷、水泥、磚瓦農(nóng)機、玻璃、燈泡等地方工業(yè)。區(qū)內(nèi)砂、石等建筑材料也較豐富。井田地質(zhì)特征井田地形及地質(zhì)勘探程度魏家地煤礦所在的寶積山礦區(qū)，地處寶積山盆地的東南部。寶積山盆地為一兩端高中間低的狹長山間盆地。盆地以西為喀拉瑪山，以東為老爺山，均系海拔2000～2200m的中高山。盆地北面由西向東為寶積山－尖山－老爺山，南面為刀楞山和紅山，均系海拔1700～1800m以上的中低山。本礦井地質(zhì)勘探是在原精查地質(zhì)勘探和1972年局部可采煤層補充勘探的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計的要求，為進(jìn)一步查明局部可采煤層的可采范圍，影響生產(chǎn)和安全的地質(zhì)構(gòu)造和一些特殊地質(zhì)現(xiàn)象，以及水文地質(zhì)情況等。在歷次資源勘探和補充勘探中總施工鉆孔160個，進(jìn)尺74510.69m。在生產(chǎn)地質(zhì)補充勘探中，總施工鉆孔148個，進(jìn)尺27290.96m。本區(qū)除精查勘探中所施工的鉆孔外，在礦井地質(zhì)勘探中總共施工鉆孔136個，總進(jìn)尺26190.96m，其中井下鉆孔60個，進(jìn)尺4120.07m。井田地層魏家地井田位于寶積山復(fù)式向斜的東部。向斜內(nèi)部除黨家水一帶因F1-2斷層的推復(fù)作用有較多的中侏羅統(tǒng)新河組出露于地表外，其余大部分被第四系所掩蓋。中侏羅統(tǒng)窯街組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層，上三迭統(tǒng)南營兒群則構(gòu)成侏羅紀(jì)煤系地層的基底?，F(xiàn)將地層由老至新分述如下：1）三迭系（T）僅有三迭系上統(tǒng)南營兒群（T3n）：為本區(qū)侏羅紀(jì)煤系地層的基底。較廣泛出露于花布亂山、虎狼洞溝、老爺山和寶積山礦區(qū)西端的大堿溝一帶，在寶積山礦區(qū)西南側(cè)的刀愣山和東南部的小水、鐵匠溝一帶亦有零星出露。巖性為灰綠色、黃綠色細(xì)、中、粗粒砂巖，局部含礫巖，含炭質(zhì)碎屑、煤屑、黃鐵礦結(jié)核等，具有清晰的斜波狀層理及交錯層理。夾灰綠色、灰色粉砂巖，部分為砂質(zhì)泥巖及炭質(zhì)泥巖，其中夾薄煤層或煤線，水平層理及波狀層理特別發(fā)育，沿層理面分布大量云母片。厚度1076m左右。2）侏羅系（J）（1）下侏羅統(tǒng)大西溝群（J1dx）僅見于刀楞山南側(cè)，巖性為灰色、灰綠色礫巖、灰白色砂巖，夾粉砂巖及泥巖，下部夾不穩(wěn)定煤層，屬山麓相沉積。不整合于T3n之上。厚度0～200m。（2）中侏羅統(tǒng)窯街組（J2y）主要出露于寶積山向斜兩翼。為區(qū)內(nèi)主要含煤地層。巖性主要為灰色、灰白色中、粗粒砂巖與深灰色粉砂巖及砂巖泥巖互層，局部夾炭質(zhì)泥巖，底部為灰白色厚層礫巖及砂礫巖，旋回結(jié)構(gòu)清楚。魏家地井田含煤五層（從上到下編號為1#、2#、3#、4#、5#）。井田內(nèi)可采煤層為1#、2#、3#層煤，主采煤層為1#煤，分布面積廣，厚度大且較穩(wěn)定。地層總厚度77.50～279.32m。（3）中侏羅統(tǒng)新河組（J2x）在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，主要出露于寶積山向斜兩翼的刀楞山和寶積山一帶，按巖性特征由下至上分為一、二、三段：①第一段（J2x1）：又稱草黃色砂巖段。上部主要為草黃色中、粗粒砂巖、細(xì)粒砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)泥巖互巖，中夾紫紅、灰綠、深灰色泥巖及粉砂巖；下部主要為灰白色礫巖、砂礫巖夾灰色砂質(zhì)泥巖及黃綠色粉、細(xì)砂巖，底部以一厚層砂礫巖作為與J2y的分界標(biāo)志層（K3），砂礫巖主要為泥質(zhì)膠結(jié)，比較疏松，具交錯層理，含煤屑及黃鐵礦晶體。該段地層總體變化趨勢是西北部較薄，往東南逐漸增厚，厚度69.00m。與下伏地層呈假整合接觸。②第二段（J2x2）：主要由雜色、紫紅色、灰綠色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，夾薄層中粒砂巖；下部有一層全區(qū)基本穩(wěn)定的炭質(zhì)泥巖，有時相變?yōu)樯罨疑凵皫r和泥巖，厚度0.20～1.50m，局部地段夾不可采煤層即2#煤，該層段俗稱“黑帶”，是一較好的對比標(biāo)志層。厚62.00m。③第三段（J2x3）：又稱油頁巖段。由灰綠色頁巖、粉砂巖及深灰色、褐色頁巖組成，夾薄層灰綠色細(xì)粒砂巖及暗紫紅色泥巖，發(fā)育細(xì)水平層理及緩波狀層理，以產(chǎn)豐富的葉支介化石為其特征。厚112m。④上侏羅統(tǒng)苦水峽組（J3k）又稱紫紅色泥巖段。主要出露于黑水溝以西的近向斜軸部地區(qū)，黑水溝以東則只有零星露頭點。巖性主要為紫色、紫紅色厚層狀砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，底部為灰綠－灰白色中、粗粒砂巖，呈西薄東厚的變化趨勢。與下伏J2x呈整合接觸。厚度237～554m。3）白堊系（K）僅有下白堊統(tǒng)河口群（K1hk）：分布于寶積山向斜東南部紅山一帶，出露較好。巖性上部以磚紅色中、粗粒砂巖為主，夾薄層細(xì)粒砂巖及粉砂巖；中、下部為紫紅色、磚紅色細(xì)、中粒砂巖與粉砂巖、砂質(zhì)泥巖互層。與下伏地層呈整合接觸。厚度大于500m。（1）更新統(tǒng)（Qp）廣泛分布于南、北中低山之間的丘陵地區(qū)。下部為一層成分復(fù)雜、分選性差、鈣質(zhì)膠結(jié)的礫石層（俗稱拉牌層），堅硬，平均厚度2.75m；上部為黃土，其下為砂礫石、碎石與黃土互層，平均厚度6.53m。不整合于下伏地層之上。（2）全新統(tǒng)（Qh）主要分布于各條沙河及較大的沖溝中。為現(xiàn)代沖積、洪積和坡積砂礫石層。厚度0.50～32.25m，平均8.45m。綜合柱狀圖見圖1-2——魏家地煤礦綜合柱狀圖。圖1-2煤礦綜合柱狀圖

井田地質(zhì)構(gòu)造1）褶皺構(gòu)造魏家地井田位于寶積山向斜的東南部，屬于寶積山向斜的東延部分，地層走向N45°～50°W，傾向NE，傾角淺部較大為20°～30°，深部變小5°～10°。深部因受F3斷層的影響有一定起伏，向斜軸部不明顯。向斜內(nèi)次一級的褶皺由北西向南東為1號背斜、2號向斜、3號背斜和4號向斜，分述如下：（1）1號背斜位于F3斷層以北，西起于XⅢ線107號鉆孔附近，軸向由S70°E經(jīng)XⅣ線后急轉(zhuǎn)N60°E，又轉(zhuǎn)為近東西向后在加XⅤ線以西被F46斷層切斷，延展長度3.5km左右，兩翼傾角10～20°，為一寬緩背斜。（2）2號背斜位于1號背斜的南側(cè)，基本與1號背斜平行，全長5.3km，向斜軸被F3、F48斷層切割成不等的三段，兩翼傾角10～25°，為一寬緩的向斜。（3）3號背斜軸向近東西逐漸轉(zhuǎn)為S60°E，并向東繼續(xù)延伸出井田外，井田內(nèi)的長度2.2km，兩翼傾角11～15°，為一寬緩的背斜。（4）4號背斜位于3號背斜的南翼，軸向基本與3號背斜軸向平行展布，兩翼傾角北緩南陡，北翼11°，南翼25°，井田內(nèi)的長度1.2km。2）斷裂構(gòu)造（1）F1-2斷層位于寶積山向斜的南翼，出露于魏家地井田中部。為一區(qū)域性大斷層，呈蓋層滑動性質(zhì)的逆掩斷裂組合，西起車輪口以西，東至打拉池被第四系所覆蓋，全長30km以上。在魏家地井田鹽鍋臺以東從上到下由F2、F31、F30、F28和F1五條斷層組成。在平面上F2、F28、F30、F31交接于F1之上，其地表露頭地層層序及產(chǎn)狀紊亂，在剖面上F2、F28、F30、F31均收斂于F1之上，構(gòu)成“入字”型構(gòu)造。在紅山以南被大灣斷層所截。以上各分支斷裂不論在平面上或剖面上均呈舒緩波狀，走向一般為N50°～60°W，傾向SW。傾角變化較大，地表陡立，一般60°左右，致使局部地層倒轉(zhuǎn)；中深部較平緩，一般15°～30°，并呈一定波狀起伏。F1-2斷層組切割了寶積山向斜南翼，使向斜南翼地層和煤層受到破壞，并構(gòu)成魏家地井田南部的自然邊界。（2）F3斷層位于魏家地井田中部，為一F1-2斷層覆蓋的隱蔽斷層，西起于X線以東，尖滅于XⅤ線與加XⅤ線之間，延展方向N55°W，延伸長度4.1km，傾向NE，傾角50°，落差西部219號鉆孔附近48m，中部65號鉆孔附近65m，東部829號孔附近23m，切割1號背斜。井田內(nèi)的斷裂構(gòu)造除F1-2、F3、F46斷層外，較小的有F48、F49、F50斷層。勘查階段查明F48與F3斷層基本平行，西端與F3斷層于新8號鉆孔以西相交，東段在192號鉆孔以東尖滅，長度1km，傾向SW，傾角60～70°，落差小于40m，由于與F3斷層形成對沖之勢，斷層中間煤層呈“楔形”帶狀分布。魏家地煤礦生產(chǎn)過程中109工作面掘進(jìn)回風(fēng)巷時未遇到F48斷層，說明F48斷層未經(jīng)過新9號鉆孔，該孔煤層突變加厚是煤系基底局部起伏所至。2007年魏家地煤礦中部之間三維地震勘探進(jìn)一步證實了F48斷層和F3斷層的存在。但F48斷層在加XⅣ線兩側(cè)尖滅，該斷層的延伸長度0.4km，最大的落差65m，F(xiàn)3斷層與勘探確定的基本一致。F49、F50斷層為F1-2斷層的派生斷層，位于井田南翼，均為壓扭性逆斷層，傾向北西，傾角40～65°，落差小于40m，向深部逐漸變小尖滅，對深部煤層沒有多大影響。3）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、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：（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。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，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，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。③K3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，堅硬，裂隙發(fā)育，據(jù)風(fēng)檢和副檢孔抽水試驗資料，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。⑤2#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。⑥2#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。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。據(jù)鉆孔抽水試驗資料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。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。⑦2#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。⑧1#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，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。1#煤上下砂巖裂隙含水層是開采1#煤層時礦井直接充水含水層。本礦井最大涌水量為210m3/h，正常涌水量為100m3/h。煤層特征煤層賦存條件魏家地井田含煤五層（從上到下編號為1#、2#、3#、4#、5#）。5#煤位于中侏羅統(tǒng)新河組第二段下部（J22x），大部分地段為黑色炭質(zhì)泥巖及泥巖，局部含煤線或薄煤層，含煤性差。1#、2#、3#、4#煤賦存于中侏羅統(tǒng)窯街組（J2y）。煤層總平均厚度24.51m，含煤地層平均總厚度88.28m，含煤系數(shù)27.5%。井田內(nèi)主要可采煤層為1#煤，分布面積廣，厚度大且較穩(wěn)定，2#、3#煤為局部分布局部可采的不穩(wěn)定煤層，4#煤層為點狀分布的不可采煤層。煤層頂、底板1#煤直接頂板以砂質(zhì)泥巖粉砂巖為主，細(xì)粒、中粒砂巖頂板次之，厚度一般5～10m。老頂為細(xì)粒、中粒砂巖，厚度2.35～19.7m。直接底板主要為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚度0.76～32.73m，一般1.18～12.71m，巖石致密，分布連續(xù)穩(wěn)定。頂、底板抗壓強度細(xì)粒砂巖以上的一般46.8～130.2MPa，砂質(zhì)泥巖、粉砂巖15.87～57.3MPa、泥巖12.4～46.27MPa；頂?shù)装蹇估瓘姸燃?xì)粒砂巖以上的一般1.1～5.77MPa、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖0.50～4.8MPa、泥巖0.57～2.1MPa?？梢娚百|(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖的強度指標(biāo)較高，泥巖強度偏低。井田內(nèi)大部分區(qū)段1#煤頂板巖石力學(xué)強度較高，完整性較好，屬易于管理的頂、底板。在斷層發(fā)育處，巖石原生結(jié)構(gòu)遭到破壞，裂隙較發(fā)育，強度降低容易造成冒頂及片幫，需在采掘生產(chǎn)中加以注意。1#煤層特征見表1-1表1-1可采煤層特征表煤層層間距/m厚度/m煤層傾角（°）穩(wěn)定類型頂、底板主要巖性最大~最小平均最大~最小平均1#2.00~40.113.2029.32~31.558.008-12較穩(wěn)定頂板多為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，底板為細(xì)砂巖和粉砂巖煤質(zhì)1）煤的物理性質(zhì)本區(qū)1#煤層為黑～灰黑色，少量鋼灰色，似金屬光澤，均一狀～條帶狀結(jié)構(gòu)，性脆，具貝殼狀及參差狀斷口，層狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，大都有松散易碎的碎裂煤及粉粒煤。1#煤層不同煤類WY、PM、TR的視密度分別為1.45t/m3、1.4t/m3、1.66t/m3；亮型煤，該煤的頂部普遍發(fā)育一層0.5～0.7m左右的光亮型、質(zhì)地堅硬的塊狀煤，中部和下部多為粉粒煤。顯微煤巖特征：鏡下鑒定，本區(qū)各煤層的有機組分均以鏡質(zhì)組為主，半鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組次之。2）煤的化學(xué)性質(zhì)（1）水分（Mad）可采煤層原煤平均分析基水分為：1#煤貧煤0.51～1.77%，平均1.01%；無煙煤0.56～4.02%，平均1.54%。天然焦0.43～3.23%，平均1.39%。（2）灰分（Ad）可采煤層原煤平均干燥基灰分為：1#煤貧煤9.79～29.21%，平均16.91%；無煙煤9.28～17.42%，平均14.39%，屬低中灰煤。天然焦15.72～36.67%，平均24.61%。原煤經(jīng)1.4或1.5比重液洗選后，各煤層浮煤灰分可下降10%左右，1#煤下降7～9%。1#煤一般50～60%。（3）全硫（St.d）可采煤層全硫平均含量一般均小于1.0%，多在0.4～0.6%之間。1#煤貧煤0.28～1.14%，平均0.36%；無煙煤0.28～0.67%，平均0.49%，屬特低硫煤。天然焦0.32～2.28%，平均1.02%。（4）揮發(fā)分（Vdaf）原煤揮發(fā)分其變化與煤中礦物質(zhì)含量變化密切相關(guān)。1#煤無煙煤浮煤揮發(fā)分平均8.51%，貧煤11.63%。天然焦浮煤揮發(fā)分平均8.5%。3）煤中的有害元素（1）磷：各煤層的磷含量在0.01%以下，屬特低磷煤層。（2）砷：砷的含量很低，一般為2～4mg/kg，為一級含砷煤。（3）氯：氯的含量很低，0.008%以下。（4）氟：1#煤一般為30～40mg/kg。（5）鉻：1#煤一般為13～20mg/kg。（6）汞：汞的含量0.2～0.4mg/kg。（7）硒：硒的含量一般為1～2mg/kg，極個別點在3～5mg/kg。（8）鉛：1#煤一般為10～15mg/kg。4）煤的工藝性能（1）元素分析各煤層原煤干燥無灰基碳的含量89.43～93.52%，含量較穩(wěn)定，氮的含量為1.0～1.4%，氧、硫之和含量2～3%。（2）發(fā)熱量（Qnet.v.d）1#貧煤原煤發(fā)熱量27.54～29.68MJ/kg，平均28.47MJ/kg；無煙煤原煤發(fā)熱量28.76～29.43MJ/kg，平均29.10MJ/kg。天然焦原煤發(fā)熱量一般為18.14～26.34MJ/kg，平均22.70MJ/kg。（3）簡易可選性1#煤煤層分別進(jìn)行不同級別的簡易篩分及浮沉試驗，篩分結(jié)果1#煤具有一定的塊煤率。原浮沉試驗，采用中煤含量法，用1.5比重級，進(jìn)行簡易篩分及浮沉試驗，1#煤可選性評價結(jié)果，屬中等可選～極難選煤。5）煤類采用中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)《GB5751—86》對1#煤進(jìn)行分類，1#煤主要以貧煤為主，有少量無煙煤和天然焦。6）煤的工業(yè)利用途徑本區(qū)1#煤以半亮型煤為主，碎塊狀居多，為低中灰、特低硫、特低磷、中～高發(fā)熱量、熱穩(wěn)定性良好、難熔灰分的貧煤貧煤可作氣化、動力和民用煤；無煙煤除可作動力和民用外，塊煤可作化工原料，經(jīng)過一定加工，粉狀煤可供高爐噴吹燃料，而少量的貧瘦煤經(jīng)洗選后其精煤可作配焦用煤。7）煤層風(fēng)化帶深度根據(jù)煤的物理化學(xué)性質(zhì)的改變，區(qū)內(nèi)煤層的風(fēng)化帶深度為自基巖往下垂深約20m左右。瓦斯1）瓦斯根據(jù)精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，全礦井最大絕對瓦斯涌出量為42.32m3/min，最大相對瓦斯涌出量為10.17m3/t，礦井瓦斯等級應(yīng)定為高瓦斯高突礦井。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，各煤層均屬自燃發(fā)火煤層。井田境界與儲量井田境界井田范圍西以Ⅸ勘探線及F46斷層線與大水頭和寶積山井田為界。東以Ⅲ勘探線為界，南至煤層與F1-2斷層相切線，北以F46斷層線與煤層相切線為界。開采界限中侏羅統(tǒng)窯街組為區(qū)內(nèi)主要含煤地層，上三迭統(tǒng)南營兒群則構(gòu)成侏羅紀(jì)煤系地層的基底。魏家地井田含煤五層（從上到下編號為1#、2#、3#、4#、5#）。井田內(nèi)可采煤層為1#、2#、3#層煤，主采煤層為1#煤，分布面積廣，厚度大且較穩(wěn)定。開采上限：+1350m。開采下限：+850m。井田尺寸井田的走向最大長度為8.6km，最小長度為7.9km，平均長度為8.4km。井田傾斜方向的最大長度為3.0km，最小長度為2.2km，平均長度為2.5km。煤層的傾角最大為12°，最小為8°，平均為10°，井田平均水平寬度為2.46km。礦井工業(yè)儲量儲量計算基礎(chǔ)1）根據(jù)魏家地井田地質(zhì)勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算；2）依據(jù)《煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范》關(guān)于化工、動力用煤的標(biāo)準(zhǔn)：計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8m，原煤灰分不大于40%。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.7~0.8m；3）依據(jù)國務(wù)院過函（1998）5號文《關(guān)于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》內(nèi)容要求：禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井。硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量；4）儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度；5）井田內(nèi)主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質(zhì)塊段的算術(shù)平均法；6）煤層容重：1#煤層容重為1.40t/m3。井田地質(zhì)勘探井田地質(zhì)勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探。魏家地井田精查地質(zhì)報告是由甘肅省煤化局地質(zhì)勘探一隊分別于1974年12月提出，于1975年3月13日經(jīng)甘肅省煤化局批準(zhǔn)了詳查報告。井田范圍鉆孔分布比較均勻，勘探詳細(xì)。符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范要求。煤層最小可采厚度為0.8m。1#煤層最小可采厚度為0.80m，最大可采厚度為37m，平均8m。地質(zhì)資源量礦井主采煤層為1#煤層，其中1#煤層采用地質(zhì)塊段法。塊段劃分依據(jù)主要是煤層傾角及鉆孔所揭露的煤層厚度。各塊段內(nèi)按算術(shù)平均法計算。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。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；m——煤層平均厚度，m；F——煤層底面面積，m3；γ——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：=233.71（Mt）z

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煤層總儲量/Mt1#A9.56.7281.475.26233.71B114.8281.454.97C153.0281.433.82D86.2281.469.66（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/儲量由式計算。礦井工業(yè)儲量可用下式計算：（2-2）式中Zg——礦井工業(yè)資源/儲量；Z111b——探明的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；Z122b——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；Z2m11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；Z2m22——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量；Z333——推斷的資源量；k——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。98.16（Mt）49.08（Mt）42.07（Mt）21.03（Mt）18.70（Mt）因此將各數(shù)代入式2-2得：229.04（Mt）礦井可采儲量礦井設(shè)計資源儲量按下式計算：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。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，由本礦井實際情況取井田境界煤柱為30m，斷層保護(hù)煤柱為30m，則保護(hù)煤柱量如下表2-2所示：表2-2保護(hù)煤柱壓煤量名稱面積（km2）比重（t/m3）煤厚（m）壓煤量（Mt）井田境界煤柱1.221.40813.66斷層F3煤柱0.231.4082.58則：（Mt）1）工業(yè)場地煤柱井筒及工業(yè)廣場煤柱按巖層移動角留取。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》有關(guān)規(guī)定和靖遠(yuǎn)地區(qū)其他礦井的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，各參數(shù)選取如下：表土層移動角：φ＝45°上山移動角：γ＝75°下山移動角：β＝65°走向移動角：δ＝75o保護(hù)煤柱根據(jù)上述參數(shù)，采用垂線法計算。所做的工業(yè)廣場保護(hù)煤柱如圖2-2所示：經(jīng)塊段法得：S=984276m2并且已知：γ平均=1.40t/m3H煤厚=8mθ=10°由公式2-1可得保護(hù)煤柱壓煤量為：Z=984276×1.40×8/cos(10°)=11.19Mt圖2-2工業(yè)廣場保護(hù)煤柱2）主要井巷煤柱主要井巷煤柱是指大巷保護(hù)煤柱，大巷中心距離為40m，大巷兩側(cè)的保護(hù)煤柱寬度各位30m，井田走向長度8.4km。布置兩條大巷，則大巷保護(hù)煤柱壓煤量為60×10500×8×1.40/cos(10°)=7.16Mt。由上得P2=11.19+7.16=18.35Mt。則由公式2-5計算可得礦井設(shè)計可采儲量為：Zk=(Zs-P2)C=（212.8-18.35）×0.75=145.84Mt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%。此處取0.85。礦井儲量匯總見表2-3：表2-3礦井儲量匯總表煤層地質(zhì)資源儲量（Mt）礦井工業(yè)儲量（Mt）永久煤柱損失量（Mt）礦井設(shè)計儲量（Mt）設(shè)計開采損失（Mt）礦井設(shè)計可采儲量（Mt）1#233.71229.0416.24212.818.35145.84合計233.71229.0416.24212.818.35145.84

礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井工作制度按照《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，三八制作業(yè)（兩班生產(chǎn)，一班檢修），每日兩班出煤，凈提升時間為16小時。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1）礦井設(shè)計生產(chǎn)能力因為本井田設(shè)計豐富，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)計生產(chǎn)能力為1.8Mt/a。2）井型校核下面通過對設(shè)計煤層開采能力、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）礦井開采能力校核魏家地煤礦1#煤層均為厚煤層，煤層平均傾角為10°，地質(zhì)構(gòu)造簡單，賦存較穩(wěn)定，但礦井瓦斯含量相對較大，工作面長度不宜過大，考慮到礦井的儲量可以布置一個綜采工作面可以滿足礦井的設(shè)計能力。（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12噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機運到采區(qū)煤倉，運輸能力很大，自動化程度很高，原煤外運不成問題。輔助運輸采用罐籠，同時本設(shè)計的井底車場調(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)采用兩翼對角式通風(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）儲量條件校核井田的設(shè)計生產(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，a；Zk礦井的可采儲量，145.84Mt；A礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力，1.8Mt/a；K礦井儲量備用系數(shù)，取1.4。則：T=145.84×100/（180×1.4）=58﹥50（）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)的原因是因為礦井每個生產(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)。3）第一水平服務(wù)年限校核由本設(shè)計第四章井田開拓可知，礦井是立井兩水平上山開采，一水平在+1050m《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的不同井型的第一水平的服務(wù)年限如表3-1所示，可以得出本礦井第一水平服務(wù)年限的下限為25a，由于T1=28.9>25a，所以本設(shè)計第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計規(guī)范的的要求。即本設(shè)計第一水平的服務(wù)年限符合礦井設(shè)計規(guī)范的的要求。表3-1不同礦井設(shè)計生產(chǎn)能力時礦井服務(wù)年限表礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬t/a）礦井設(shè)計年限（a）第一水平設(shè)計服務(wù)年限煤層傾角(°)<2525-45>45600及以上7035300-5006030120-2405025201545-9040201515

井田開拓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: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）確定礦井開采程序，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：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)，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)展采煤機械化、綜掘機械化、自動化創(chuàng)造條件。6）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。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：立井、斜井、平硐。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，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，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。本礦井煤層傾角小，平均10°，為緩傾斜煤層；表土層較薄，無流沙層；水文地質(zhì)情況比較簡單，礦井瓦斯含量非常大；井筒需要特殊施工，因此只能采用立井開拓，經(jīng)后面比較確定井筒形式為立井兩水平（位于井田中央）。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。由于井田西部邊界距侯月鐵路很近，故為便于地面運輸及工業(yè)廣場布置，主井井筒位置布置方案也可以選擇在井田西部邊界附近。經(jīng)后面方案比較確定主、副井筒位置在井田中央。綜合以上因素，結(jié)合礦井實際情況，提出本礦井主副井筒布置位置如下：主井井筒中心位置：經(jīng)距39482179.5m，緯距3852413.4m。副井井筒中心位置：經(jīng)距39482201.2m，緯距3852341.9m。3）風(fēng)井井口位置的選擇應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，與提升井筒的貫通距離最短，并利用各種煤柱以減少保護(hù)煤柱的損失。南部風(fēng)井布置在井田邊界中，減少了煤柱損失。風(fēng)井井筒中心位置：經(jīng)距39481074.1m，緯距3852387.7m。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，即井田中央。工業(yè)場地的形狀和面積：根據(jù)表2-1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21.6ha，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為540m，寬為400m。開采水平的確定及采盤區(qū)劃分井田主采煤層為1#煤層，其它煤層均不可采。設(shè)計中針對1#煤層。1#煤層傾角平緩，為8°～12°，平均10°，為緩傾斜煤層，考慮到本礦井為高瓦斯礦井以及一水平斷層的影響，確定為立井兩水平開采。一水平標(biāo)高+1050m，主要開采方式為采區(qū)式開采，二水平標(biāo)高+850m，主要開采方式為采區(qū)式開采。1#煤層生產(chǎn)能力：可采儲量為145.84Mt，服務(wù)年限為58a。主要開拓巷道1#煤層平均厚度為8m，賦存穩(wěn)定，底板起伏較大，為緩傾斜煤層，煤層厚度變化不大，煤質(zhì)硬度中等。礦井軌道大巷、運輸大巷布置均布置在巖石中，大巷中心距40m。在井田上部巖層中掘進(jìn)一條回風(fēng)大巷，一水平采完后運輸大巷轉(zhuǎn)用為二水平回風(fēng)大巷。大巷位于井田中央，沿等高線方向布置，運輸大巷巷道坡度隨煤層而起伏，一般3°-5°，軌道大巷巷道水平掘進(jìn)坡度為千分之三到千分之五，便于排水。方案比較1）方案提出根據(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：立井兩水平直接延深主副井均采用立井。主副井口均位于井田延展方向的中央位置。沿井田主要延展方向布置二條巖石大巷，一水平標(biāo)高為+1050m，二水平標(biāo)高+850m。一水平二水平之間直接延深。如圖4-1所示。圖4-1立井兩水平直接延深方案二：立井兩水平加暗斜井延深主副井均采用立井。主副井口均位于井田延展方向的中央位置。沿井田主要延展方向布置二條巖石大巷，一水平標(biāo)高為+1050m，二水平標(biāo)高+850m。一水平二水平之間通過暗斜井延深。如圖4-2所示。圖4-2立井兩水平加暗斜井延深方案三：立井三水平直接延深主副井均采用立井。主副井口均位于井田延展方向的中央位置。沿井田主要延展方向布置二條巖石大巷，一水平標(biāo)高為+1100m，二水平標(biāo)高+975m。三水平標(biāo)高+850m。三水平直接延深，如圖4-3所示。圖4-3立井三水平直接延深方案四：立井三水平加暗斜井延深主副井均采用立井。主副井口均位于井田延展方向的中央位置。沿井田主要延展方向布置二條巖石大巷，一水平標(biāo)高為+1100m，二水平標(biāo)高+975m。三水平標(biāo)高+850m。三水平暗斜井延深，如圖4-4所示。圖4-4立井三水平加暗斜井延深2）技術(shù)比較以上所提四個方案井筒形式相同，而延深方式、水平數(shù)目不同，繼而造成部分基建、生產(chǎn)費用不同。方案一、二主、副井井筒形式相同。兩者主副井均為立井，區(qū)別在于二水平開拓延深方案不同，前者為直接延深，有優(yōu)點是可以充分利用原設(shè)備、設(shè)施，投資少，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，車場工程量相對減少；缺點是施工與生產(chǎn)之間干擾大，施工組織比較復(fù)雜；接井時，破保安巖柱或拆保護(hù)盤，安裝罐梁罐道，技術(shù)安全要求嚴(yán)格，要在一段時間內(nèi)停止該礦井的提升，影響礦井生產(chǎn)。后者為暗斜井延深，優(yōu)點是生產(chǎn)與施工相互干擾小，暗斜井位置、方向、傾角、提升方式的選擇不受原有井筒的限制，可按有利于下部水平開采進(jìn)行布置，原有井筒的提升能力不降低。缺點是增加了暗斜井上部車場和硐室工程量，當(dāng)?shù)V井井型很大時，暗斜井的輔助提升能力和巷道斷面可能不足，需設(shè)兩條副暗斜井或另設(shè)專用通風(fēng)井。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，考慮到方案一提升系統(tǒng)簡單，再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果（見表4-1和4-2），在方案一、二中選擇方案一：立井兩水平直接延深。方案三、四主、副井井筒形式相同。方案三、四主副井均為立井，區(qū)別在于三水平開拓延深方案不同，前者為直接延深，有優(yōu)點是可以充分利用原設(shè)備、設(shè)施，投資少，提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，車場工程量相對減少；缺點是施工與生產(chǎn)之間干擾大，施工組織比較復(fù)雜；接井時，破保安巖柱或拆保護(hù)盤，安裝罐梁罐道，技術(shù)安全要求嚴(yán)格，要在一段時間內(nèi)停止該礦井的提升，影響礦井生產(chǎn)。后者為暗斜井延深，優(yōu)點是生產(chǎn)與施工相互干擾小，暗斜井位置、方向、傾角、提升方式的選擇不受原有井筒的限制，可按有利于下部水平開采進(jìn)行布置，原有井筒的提升能力不降低。缺點是增加了暗斜井上部車場和硐室工程量，當(dāng)?shù)V井井型很大時，暗斜井的輔助提升能力和巷道斷面可能不足，需設(shè)兩條副暗斜井或另設(shè)專用通風(fēng)井。經(jīng)過以上技術(shù)分析、比較，考慮到方案三通風(fēng)比較容易，再結(jié)合粗略估算費用結(jié)果（見表4-3和4-4），在方案三、四中選擇方案三：立井三水平直接延深。3）經(jīng)濟(jì)比較四個方案的經(jīng)濟(jì)比較見表4-1、表4-2、表4-3、表4-4。表4-1方案一項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計（萬元）基建費用(萬元)主立井基巖段2099672199.34199.34副立井基巖段20124542249.08249.08井底車場巖巷10046383463.83463.83石門開鑿巖巷8080006464費用合計(萬元)976.25生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)5355.241.272920.720.85排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1422.621008760580.28石門運輸系數(shù)煤量(萬噸)運距(km)基價(元/t.km)2667.121.272920.80.381費用合計(萬元)9445費用總計(萬元)10421.25表4-2方案二項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計（萬元）基建費用(萬元)主暗斜井基巖段78.934970275.91275.91副暗斜井基巖段78.940952323.11323.11斜井車場巖巷8046383371.06371.06費用合計(萬元)970.08生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)3867.681.272920.520.85暗斜井提升1.272920.7890.422899.71排水（斜、立井）涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1778.281008760580.35費用合計(萬元)8545.67費用總計(萬元)9515.75表4-3方案三項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計（萬元）基建費用(萬元)主立井基巖段12.599672128.58128.58副立井基巖段12.5124542155.68155.68井底車場巖巷10046383463.83463.83石門開鑿巖巷7080005656費用合計(萬元)804.09生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)2677.621.236460.720.85排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1422.621008760580.28石門運輸系數(shù)煤量(萬噸)運距(km)基價(元/t.km)1166.871.236460.70.381費用合計(萬元)5267.10費用總計(萬元)6071.20表4-4方案四項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計（萬元）基建費用(萬元)主暗斜井基巖段47.634970166.46166.46副暗斜井基巖段47.640952194.93194.93斜井車場巖巷8046383371.06371.06費用合計(萬元)732.45生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)2194.161.236460.590.85暗斜井提升1.236460.4760.42874.69排水（斜、立井）涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1778.281008760580.35費用合計(萬元)4847.13費用總計(萬元)5579.58以上四個方案的粗略比較匯總見表4-5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名稱立井兩水平直接延深立井兩水平加暗斜井延深立井三水平直接延深立井三水平加暗斜井延深基建費用（萬元）976.25970.08804.09732.45生產(chǎn)費用（萬元）94458545.675267.104847.13合計（萬元）10421.259515.756071.205579.58百分比109%100%108%100%方案一與方案二相比，粗略估算后認(rèn)為：方案一和方案二費用相差不大，考慮到方案一的提升、排水工作環(huán)節(jié)少，人員上下比較方便，且方案一在通風(fēng)方面優(yōu)于方案二，所以決定選用方案一。方案三和方案四的區(qū)別也僅在第三水平是直接延深還是暗斜井延深。初步比較后方案三總費用比方案四略高，但相差也不足10%，仍可視為近似相等，但考慮到方案三生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，對于高瓦斯高突礦井來講通風(fēng)較容易，因此決定采用方案三。以下需要對方案一、三進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案一與方案三的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較見表表4-6和表4-7，其最終匯總見表4-8。由經(jīng)濟(jì)比較可以看出，雖然方案一的生產(chǎn)費比方案三高15%，但其基建投資費則明顯低于方案三，低36%，由于基建費的計算誤差一般比生產(chǎn)經(jīng)營費的計算誤差小得多，所以可以認(rèn)為方案一相對較優(yōu)，從建井工期來看，雖然方案一初期多掘主、副井筒各50m，運煤及軌道上山各225m，但是可以少掘950m主石門。因此方案一的建井工期大致與方案三相同。從開采水平看，方案三需延深兩次，方案一僅需延深一次，對生產(chǎn)的影響少于方案三。綜上所述，可認(rèn)為：方案一和方案三在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面均不相上下，但方案一的基建投資少，開拓延深對生產(chǎn)的影響略少一些。所以決定采用方案一，即立井兩水平直接延深；第一水平位于+1050m，第二水平位于+850m，兩水平均只采上山階段；階段內(nèi)沿走向劃分4個采區(qū)。表4-6立井兩水平直接延深項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計初期基建費用(萬元)主立井表土段2.214588932.09730.79基巖段70.199672698.70副立井表土段2.217690238.92911.96基巖段70.1124542873.04井底車場巖巷20046383927.66927.66石門巖巷1958000156156基建費用合計(萬元)2726.41后期基建費用（萬元）項目數(shù)目長度(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計大巷21600200903214.43214.4生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)9222.921.2145840.620.85排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1422.621008760580.28順槽運輸系數(shù)煤量(萬噸)平均運距(km)基價(元/t.km)9187.921.2145841.50.35大巷運輸系數(shù)煤量(萬噸)平均運距(km)基價(元/t.km)6215.281.21458410.35大巷維護(hù)系數(shù)大巷長度大巷數(shù)目基價(元/a.m)51.461.21600226.8上山運輸系數(shù)煤量平均運距(km)基價(元/t.km)6580.301.2145840.80.47生產(chǎn)費用合計(萬元)32680.50費用總計(萬元)38621.31表4-7立井三水平直接延深項目數(shù)量(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計初期基建費用(萬元)主立井表土段2.214588930.09730.79基巖段70.199672698.70副立井表土段2.217690238.92911.96基巖段70.1124542873.04井底車場巖巷300463831391.491391.49石門開鑿巖巷2908000232232基建費用合計(萬元)3266.24后期基建費用（萬元）項目數(shù)目長度(10m)基價(元)費用(萬元)費用小計大巷22400200904821.64821.6生產(chǎn)費用(萬元)立井提升系數(shù)煤量(萬噸)提升高度(km)基價(元/t.km)小計一水平1.272920.470.853495.78二水平1.236460.590.852194.16三水平1.236460.720.852677.62排水涌水量(m3)時間(h)服務(wù)年限(年)基價(元/噸)1422.621008760580.28順槽運輸系數(shù)煤量(萬噸)平均運距(km)基價(元/t.km)9187.921.2145841.50.35大巷運輸系數(shù)煤量(萬噸)平均運距(km)基價(元/t.km)6125.281.21458410.35大巷維護(hù)系數(shù)大巷長度大巷數(shù)目基價(元/a.m)77.181.22400226.8上山運輸系數(shù)煤量平均運距基價(元/a.m)3290.151.2145840.40.47生產(chǎn)費用合計(萬元)28470.71費用總計(萬元)36558.55表4-8兩方案詳細(xì)比較匯總方案方案一方案三名稱立井兩水平直接延深立井三水平直接延深項目費用（萬元）百分比費用（萬元）百分比初期基建費用（萬元）2726.41120%3266.24100%后期基建費用（萬元）3214.4100%4821.6150%總基建費（萬元5940.81100%8087.86136%生產(chǎn)費用（萬元）32680.5015%28470.71100%總費用（萬元）38621.31106%36558.55100%礦井基本巷道井筒由前章確定的開拓方案可知第一水平主、副井都為立井，在井田中央上部邊界保護(hù)煤主內(nèi)設(shè)置中央風(fēng)井。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)費用少及便于施工的特點，因此，主、副立井及風(fēng)井均采用圓形斷面。1）主井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)裝備一對12t的雙箕斗，井壁采用砌碹支護(hù)方式。此外，還布置有檢修道，動力電纜，照明電纜，通迅信號電纜，人行臺階等設(shè)施。主井?dāng)嗝婧椭饕獏?shù)如圖4-5。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3.0t雙層單車多繩罐籠，井壁采用砌碹支護(hù)方式，井筒主要用于提料、運人、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4-6。3）風(fēng)井風(fēng)井位于礦井中央上邊界保護(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4-7。4）風(fēng)速驗算所選定的副井作為進(jìn)風(fēng)井，上部風(fēng)井作為出風(fēng)井，其斷面的大小必須符合風(fēng)速要求。由第九章《礦井通風(fēng)與安全》的風(fēng)速驗算可知，所選的井筒符合風(fēng)速要求。圖4-5主井井筒斷面圖圖4-6副井井筒布置圖圖4-7風(fēng)井井筒布置圖井底車場及硐室礦井為立井開拓，煤由箕斗運至地面；物料經(jīng)副立井運至井底車場，在井底車場換裝，由電機車運到采區(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、供電和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(jì)比較確定，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(kuò)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，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輸，大巷輔助運輸為電機車，井底車場布如圖4-8。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。輔助運輸采用MG1.7-6A型1.5噸固定廂式礦車運輸，其尺寸為2400×1050×1200。電機車選用XK12-6/192-1KBT蓄電池式電機車，其尺寸為4500×1060×1550。每列車15節(jié)車廂。一列車的長度L列車＝4500＋2400×15＝40500mm＝40.5m副井空重車線的長度應(yīng)≥40.5×1.5=60.75m所選車場的副井空車線的長度L副井空車線＝66.44m>60.75m，所選車場的副井重車線的長度L副井重車線＝81.47m>60.75m，符合要求。換裝站硐室用于材料、設(shè)備的換裝，長度為80m，可同時對兩套電機車進(jìn)行換裝，硐室內(nèi)一端布置2臺40m行程的10t電動葫蘆橋式起重機用于物料與一般設(shè)備換裝，另一端布置2臺一組的20t電動葫蘆橋式起重機用于支架等重型設(shè)備的換裝。圖4-8圖4-8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-運輸大巷；7-輔助運輸大巷；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3）調(diào)車方式運輸大巷的煤直接由皮帶運入井底煤倉。矸石列車在副井重車線機車分離以后，電機車經(jīng)機車?yán)@道至副井空車線牽引空車經(jīng)繞道出井底車場。材料的運行路線與矸石空車相同。4）硐室（1）主井系統(tǒng)硐室立井系統(tǒng)硐室由皮帶機頭驅(qū)動硐室、井底煤倉、裝載膠帶輸送機巷、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)計日產(chǎn)量的15%~25%來計算，一般大型礦井取小值，因本礦井日產(chǎn)量為5454t，所以需要煤倉容量為818.1t，設(shè)置一個直徑為7m，高16m的圓筒煤倉，總?cè)萘考s874.4t，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要。直立煤倉通過一條裝載輸送機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，適應(yīng)性強。（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。主變電所和主排水泵房：主變電所和主排水泵房坐落于副井井底，互相相鄰，通過通道與車場巷道相連，井底水經(jīng)管子道從副井井筒排出。主排水泵房為吸入式，由水泵硐室，吸水口，配水巷道和硐室通道組成，礦井正常涌水量為100m3/h，排水高度為503m，由此可確定主排水泵房斷面高度為4700mm，斷面寬度為5000mm。主變電所由變壓器室，配電室及通道組成，其寬度取為5000mm，高度為3500mm。水倉布置：水倉是礦井涌水的貯水巷道，還起著澄清污水的沉淀作用。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定內(nèi)水倉的有效容積應(yīng)能容納礦井正常涌水量8小時的水量，水倉布置在井底車場副井井筒的南側(cè)，水倉開口在離軌道大巷約40m處，設(shè)內(nèi)、外兩個，內(nèi)、外水倉間距為14m。礦井的正常涌水量為100m3/h，最大涌水量為210m3/h，則需內(nèi)水倉的容量為1680m3。取水倉斷面為8.52m3，則礦井內(nèi)水倉的長度應(yīng)為：L=1680/8.5=198m設(shè)計內(nèi)水倉的長度為210m。水倉采用水倉清理機清理。另外，靠近主井處的軌道大巷中設(shè)置清理撒煤硐室，用來清理主井井底潑灑出的煤炭；副井井筒和軌道大巷中間設(shè)置等候室和工具室；東、西翼大巷調(diào)車線前各設(shè)一個調(diào)度室；另外還設(shè)有機車修理硐室等巷道硐室具體布置見圖，井底車場平面布置圖。水倉采用水倉清理機清理。井底車場車場巷道及硐室除煤倉、裝卸載硐室等采用現(xiàn)澆混凝土支護(hù)外，采用錨噴支護(hù)，遇圍巖破碎的地方加金屬網(wǎng)支護(hù)。（3）其它硐室醫(yī)療硐室、機修硐室、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。主要開拓巷道1）運輸大巷此巷內(nèi)有鋼絲繩芯膠帶輸送機運輸煤炭，并鋪設(shè)有軌道，用蓄電池電機車牽引，以便于膠帶輸送機的的維修，同時也作二水平回風(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——運輸大巷寬度，mm；b——輸送機邊緣至巷道壁的最小距離，主要運輸巷道一般取500mm，采區(qū)巷道一般取300~500mm；d1——膠帶輸送機寬度，d1＝1400+120mm；d2——架線電機車的寬度，d2＝1060mm；d3——架線電機車與皮帶機間距，d3＝310mm；c——礦車與巷壁距離，取810mm。B1＝500+1520+1060+310+810＝4200mm運輸大巷的斷面和特征表如圖4-9，運輸石門選用的斷面與運輸大巷相同。2）軌道運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，主要運輸巷道一般取580mm，采區(qū)巷道一般取300~500mm；d1、d2——架線電機車的寬度，d1＝d2＝1060mm；c——架線電機車的間距，300m。B2=1200+580+1060+1060+300＝4200(mm)軌道大巷的斷面和特征表如圖4-10，回風(fēng)石門選用的斷面與軌道大巷相同。具體情況如圖4-11。各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運輸設(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)要求驗算其風(fēng)速，驗算結(jié)果見第九章。4-9運輸大巷斷面圖4-10軌道大巷斷面圖4-11回風(fēng)大巷斷面圖巷道支護(hù)根據(jù)本礦井的設(shè)計的地質(zhì)條件和煤層埋藏特點，經(jīng)過開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，將膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷都布置在巖層中。膠帶輸送機大巷采用膠帶輸送機運輸，輔助運輸采用蓄電池電機車牽引1.5噸固定廂式礦車。主要大巷（膠帶輸送機大巷和輔助運輸大巷）均采取錨噴，采用錨噴支護(hù)，能夠提高巷道圍巖強度，防止圍巖強度惡化，改善圍巖受力狀態(tài)，增強支護(hù)系統(tǒng)的整體性，前蘇聯(lián)經(jīng)驗表明，由錨桿和噴射混凝土組成的巷道，可使每m巷道的剛才消耗量降低40~100kg，勞動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。

準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置煤層地質(zhì)特征采區(qū)位置設(shè)計首采采區(qū)（東一采區(qū)）位于井田中部偏南，工業(yè)廣場保護(hù)煤柱東側(cè)。采區(qū)煤層特征采區(qū)所采煤層為1#煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，賦存穩(wěn)定，其煤層特征：為黑～灰黑色，少量鋼灰色，似金屬光澤，均一狀～條帶狀結(jié)構(gòu)，性脆，具貝殼狀及參差狀斷口，層狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，大都有松散易碎的碎裂煤及粉粒煤。硬度f=0.4~0.6，不規(guī)則斷口，為光亮~半暗亮型煤。煤的工業(yè)牌號為44，煤層平均厚度8.0m，煤層平均傾角10°。煤的容重1.40t/m3。采區(qū)的相對瓦斯涌出量10.17m3/t，絕對瓦斯涌出量42.32m3/min，該采區(qū)屬于高瓦斯采區(qū)。本采區(qū)機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，煤塵爆炸指數(shù)29.25%，屬于有煤塵爆炸危險性煤層發(fā)火期4～6個月，最短21天，均為易自燃煤層。煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況煤直接頂板以砂質(zhì)泥巖粉砂巖為主，細(xì)粒、中粒砂巖頂板次之，厚度一般5～10m。老頂為細(xì)粒、中粒砂巖，厚度2.35～19.7m。直接底板主要為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚度0.76～32.73m，一般1.18～12.71m，巖石致密，分布連續(xù)穩(wěn)定。頂、底板抗壓強度細(xì)粒砂巖以上的一般46.8～130.2MPa，砂質(zhì)泥巖、粉砂巖15.87～57.3MPa、泥巖12.4～46.27MPa；頂?shù)装蹇估瓘姸燃?xì)粒砂巖以上的一般1.1～5.77MPa、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖0.50～4.8MPa、泥巖0.57～2.1MPa?？梢娚百|(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖的強度指標(biāo)較高，泥巖強度偏低?；镜椎纳皫r抗壓強度38.12~89.26MPa，平均62.12MPa；單向抗拉強2.94~4.78MPa，平均3.83MPa。井田內(nèi)大部分區(qū)段頂板巖石力學(xué)強度較高，完整性較好，屬易于管理的頂、底板。在斷層發(fā)育處，巖石原生結(jié)構(gòu)遭到破壞，裂隙較發(fā)育，強度降低容易造成冒頂及片幫，需在采掘生產(chǎn)中加以注意。水文地質(zhì)采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡單，涌水來源主要為煤層上覆砂層孔隙承壓水層，預(yù)計最大涌水量不超過100m3/h。地質(zhì)構(gòu)造采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角8°~12°，平均10°。地表情況采區(qū)內(nèi)對應(yīng)地面有少數(shù)幾個的幾個村莊，村莊都不大，人口、戶數(shù)少，搬遷費用相對較少，采取全部搬遷措施，井田內(nèi)部無河流，只在井田邊界有少數(shù)河流。采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)位置及范圍首采采區(qū)東一采區(qū)位于井田中部，南邊以井田邊界保護(hù)煤柱為界，東以工業(yè)廣場保護(hù)煤柱和人為劃定的邊界為界，北以大巷保護(hù)煤柱為界。西鄰西二采區(qū)，東接?xùn)|三采區(qū)。該采區(qū)東西走向平均長約2500m，南北傾向平均長約1200m。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8.0m，傾角12°，屬緩傾斜煤層。由于煤層較厚，采用綜采放頂煤采煤法。首采區(qū)段寬190m，長1240m。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：綜采面長度一般不小于150m。但結(jié)合本礦井的實際情況，采區(qū)工作面的長度為180m即可以滿足產(chǎn)量的要求，確定采區(qū)工作面的長度平均為180m。除去區(qū)段保護(hù)煤柱后，因此采區(qū)一翼共劃分為6個區(qū)段。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15m煤柱雙巷掘進(jìn)。2）支護(hù)方式采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補強，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。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)布置四個采區(qū)，采區(qū)兩邊各留設(shè)10m采區(qū)邊界煤柱。水平運輸大巷和軌道大巷布置在巖層中，大巷中心距40m，外側(cè)各留設(shè)30m保護(hù)煤柱。采區(qū)軌道上山和運輸上山布置在巖層中，水平間距35m，另設(shè)一條專用回風(fēng)巷，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)段巷道采用留煤柱雙巷掘進(jìn)的方法，本區(qū)段運輸平